LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування швидкості росту втомних тріщин після одноразового перевантажування в алюмінієвих сплавах

перевантажувань досліджували на електрогідравлічній машині СТМ-100 із керуючим ПК. Використання сучасного випробувального обладнання керованого ПК, пристроїв спостереження за поширенням тріщини дало змогу отримати необхідну точність і достовірність результатів експериментальних досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів:

  • виявлено основні закономірності РВТ в алюмінієвих сплавах після одноразових перевантажувань розтягом, з урахуванням асиметрії циклу навантаження;

  • для оцінки затримки РВТ запропоновано параметр - мінімальна швидкість РВТ після одноразового перевантажування і виявлено основні закономірності його зміни для алюмінієвих сплавів від параметрів випробувань. Розроблено методику визначення мінімальної швидкості РВТ в залежності від параметрів перевантажування з врахуванням асиметрії циклу навантаження;

  • виявлено, що затримка РВТ в сплавах Д16чТ і Д16Т контролюється стискувальними залишковими напруженнями і розмірами пластичної зони спричиненої перевантажуванням;

  • розроблено модель РВТ після одноразового перевантажування розтягом, що базується на визначенні ефективних напружень циклу навантаження і враховує початковий етап затримки РВТ(запізнення затримки РВТ);

  • на основі моделі РВТ після одноразового перевантажування розроблено методику прогнозування швидкості РВТ при нерегулярному навантаженні.

Практичне значення одержаних результатів. Запропонована методика прогнозування швидкості РВТ після одноразового перевантажування може бути використана для визначення довговічності на етапі проектування а також оцінки залишкового ресурсу елементів конструкцій з тріщинами, які працюють в умовах нерегулярного навантаження розтягом.

Отримано комплекс характеристик циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів Д16чТ і Д16Т, які широко застосовуються в літакобудуванні.

Результати дисертаційної роботи, в частині методики прогнозування швидкості росту втомної тріщини після одноразових перевантажувань і при нерегулярному навантаженні, використовуються лабораторією випробувань на міцність АНТК ім. О.К. Антонова при розрахунках живучості елементів конструкцій планера літака на етапі проектування, а також при визначенні характеристик циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів.

Особистий внесок здобувача. Основу дисертаційної роботи складають результати, які отримані автором самостійно. В друкованих працях, написаних у співавторстві, автору належить:

  • розробка методик експериментальних досліджень швидкості РВТ при регулярному навантаженні і після одноразових перевантажувань розтягом, за різних асиметрій циклу навантаження. Дослідження впливу асиметрії циклу навантаження на характеристики циклічної тріщиностійкості алюмінієвого сплаву Д16чТ [1];

  • дослідження закономірностей впливу одноразових перевантажувань на швидкість РВТ в алюмінієвому сплаві Д16Т і Д16чТ за різних асиметрій циклу навантажування. Введення параметру мінімальної швидкості РВТ після одноразового перевантажування. Дослідження впливу параметрів навантаження на мінімальну швидкість РВТ. Розробка методики розрахунку мінімальної швидкості РВТ після одноразових перевантажувань [2, 3];

  • виявлення і обґрунтування основного механізму і чинників затримки РВТ після одноразового перевантажування. Визначення розподілу розрахункових залишкових напружень і довжини зони їх впливу на швидкість РВТ після одноразового перевантажування. Розробка моделі і методики прогнозування РВТ після одноразового перевантажування, з урахуванням асиметрії циклу навантаження [4];

  • експериментальна перевірка справедливості використання розробленої методики прогнозування швидкості РВТ для умов нерегулярного навантаження [5].

Науковий керівник роботи приймав участь у формулюванні задач, обговоренні, аналізі, трактуванні одержаних результатів та можливостей їх практичного застосування.

Апробація результатів дисертації. Основні результати, викладені в дисертаційній роботі, доповідались і обговорювались на V-VI наукових конференціях Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя(Тернопіль, 2001-2002), Міжнародній науково-технічній конференції "Оцінка і обґрунтування продовження ресурсу елементів конструкцій"(Київ, 2000), Міжнародній науково-технічній конференції "Проблеми динаміки і міцності в газотурбобудуванні"(Київ, 2001), Міжнародній науково-технічній конференції "АВІА-2002"(Київ, 2002).

В цілому робота обговорювалась на наукових тематичних семінарах в Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя (Тернопіль, 2002), Інституті проблем міцності НАН України (м. Київ, 2002) та Фізико-механічному інституті НАН України (м. Львів, 2002).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 10 друкованих працях. З них - 5 статей в фахових наукових журналах, 5 в тезах і матеріалах доповідей науково-технічних конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатка. Загальний обсяг роботи становить 141 сторінки, з яких - 62 рисунки, 9 таблиць, список використаних джерел складає 149 найменувань.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступівизначена мета, показана актуальність теми дисертації, наукова і практична значимість роботи. Сформульовано основні положення та обсяг даної роботи, а також основні результати, які виносяться на захист. Приведено відомості про публікації та апробацію роботи.

У першому розділі зроблено огляд літературних джерел, проаналізовано особливості втомного руйнування матеріалів на стадії поширення втомних тріщин під дією циклічного навантаження. Аналіз літератури дає підстави стверджувати, що на сучасному етапі важливого значення надається дослідженню міцності і втомної довговічності матеріалів із наявними в них тріщинами. Це зв'язано із необхідністю забезпечення надійності і живучості елементів конструкції машин, що працюють під дією циклічного навантаження, особливо в умовах підвищеної небезпеки, а також необхідністю продовження ресурсу експлуатації машин та механізмів.

Для прогнозування втомної довговічності тіл з тріщинами найбільш широко використовуються положення лінійної механіки руйнування. Зроблено аналіз формул і моделей поширення втомної тріщини при регулярному навантаженні, в тому числі тих які дають змогу врахувати вплив асиметрії циклу навантаження. Більшість підходів до прогнозування РВТ при нерегулярному навантаженні базуються на моделях затримки РВТ після одноразового перевантажування розтягом і прискорення РВТ після перевантажувань стиском, які зводяться до визначення ефективного КІН і приросту тріщини за цикл.

Аналіз існуючих моделей РВТ після одноразового перевантажування дає можливість класифікувати їх з позицій механізмів затримки РВТ: закриття тріщини, затуплення вістря тріщини і залишкових напружень спричинених перевантажуванням. Фактично, всі три механізми одночасно впливають на швидкість РВТ після перевантажування. Проте за тих чи інших умов кожен з них може стати домінуючим. Зокрема затуплення в вістрі тріщини є визначальним в високопластичних матеріалах при високих