Анотація до роботи:

ПАНАСОВСЬКИЙ К. В. МЕТОД ОЦІНЮВАННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ ПРИ БАГАТОВІСНОМУ МАЛОЦИКЛОВОМУ БЛОЧНОМУ НАВАНТАЖУВАННІ – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 "Механіка деформівного твердого тіла", Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2008.

Дисертацію присвячено розробці методу оцінювання малоциклової втоми металевих сплавів різного типу (з різною структурою) для умов багатовісного малоциклового блочного навантажування.

Наведено результати експериментальних досліджень малоциклової втоми титанового сплаву ВТ9 та технічно чистого титану ВТ1-0 в умовах двовісного блочного навантажування. Встановлено, що процес накопичування пошкоджень при знакозмінному крученні найкраще описується гіпотезою лінійного накопичування пошкоджень, а при одновісному розтяганні-стисканні він має нелінійний характер. Показано, що в умовах одновісного розтягання-стискання для обох матеріалів ступінь відхилення від лінійного закону накопичування пошкоджень при послідовності "низький – високий" рівень навантажування більша, ніж при послідовності "високий – низький" рівень навантажування. Показано, що накопичування пошкоджень при послідовності "непропорційне – пропорційне" навантажування є більш інтенсивним, ніж при послідовності "пропорційне – непропорційне" навантажування.

Запропоновано метод оцінювання довговічності металевих сплавів в умовах багатовісного малоциклового блочного навантажування, який базується на кривій пошкоджуваності та враховує вид напруженого стану, тип траєкторії навантажування, зміну рівня деформації та типу траєкторії навантажування.

Проаналізовано межі застосування запропонованого методу для різних траєкторій деформування. Показано, що даний метод можна успішно використовувати для оцінювання довговічності матеріалів з різною чутливістю до непропорційності навантажування.

1. Проведено експериментальні дослідження закономірностей деформування та руйнування титанових сплавів ВТ9 та ВТ1-0 в умовах двовісного малоциклового блочного навантажування. Встановлено, що процес накопичування пошкоджень залежить від виду напруженого стану. При знакозмінному крученні процес накопичування пошкоджень найкраще описується лінійною гіпотезою, а при одновісному розтяганні-стисканні він має нелінійний характер. Показано, що в умовах одновісного розтягання-стискання для обох матеріалів ступінь відхилення від гіпотези лінійного накопичування пошкоджень при послідовності "низький – високий" рівень навантажування є більшою, ніж при послідовності "високий – низький" рівень навантажування. Також встановлено, що накопичування пошкоджень при послідовності "непропорційне – пропорційне" навантажування є більш інтенсивним, ніж при послідовності "пропорційне – непропорційне" навантажування.

2. Запропоновано модифікацію моделі накопичування втомних пошкоджень Менсона–Хелфорда для режимів багатовісного навантажування, яка дозволяє, на відміну від існуючих, описувати процес накопичування пошкоджень в залежності від типу траєкторії деформування (розтягання-стискання, знакозмінне кручення, непропорційне навантажування), враховувати особливості поведінки металевих сплавів при зміні типу траєкторії і рівня деформування.

3. Розроблено метод оцінювання втомної довговічності металевих сплавів різних класів для умов багатовісного малоциклового блочного навантажування, який базується на використанні деформаційного параметру типу Писаренка–Лебедєва спільно з модифікованою моделлю накопичування пошкоджень Менсона–Хелфорда, і одночасно враховує, на відміну від існуючих, вид напруженого стану, ефекти непропорційного та нерегулярного навантажування.

4. Зроблено перевірку відповідності результатів розрахунків, виконаних за запропонованим методом, результатам випробувань металевих сплавів різного типу на малоциклову втому в умовах багатовісного пропорційного і непропорційного блочного навантажування, яка засвідчила високу ефективність та надійність методу. Використання запропонованого методу дозволило зменшити у два рази величину середньоквадратичної похибки розрахунків порівняно з відомими сучасними підходами.

Публікації автора:

1. Шукаєв С. М. Оценка критериев малоцикловой усталости при многоосном нагружении / С. М. Шукаєв, О. П. Заховайко, М. М. Гладський, К. В. Панасовський // Міжнар. наук.-тех. зб. "Надійність і довговічність машин і споруд". 2004. – № 2. – С. 127–135.

Здобувачем проведено розрахунки на довговічність за модифікованим критерієм Іто–Сакане–Онамі–Сосі для металевих сплавів з низькою чутливістю до непропорційності навантажування.

2. Шукаєв С. М. Критерії малоциклової втоми конструкційних матеріалів при непропорційному навантаженні / С. М. Шукаєв, О. П. Заховайко, М. М. Гладський, К. В. Панасовський // Вест. НТУУ "КПИ". Сер. Машиностроение. – 2004. – Вып. 45. – С. 192–195.

Здобувачем оцінено точність прогнозування довговічності металевих сплавів при непропорційному навантажуванні за досліджуваними критеріями.

3. Шукаєв С. М. Метод оцінювання довговічності металевих сплавів при програмному двовісному малоцикловому навантажуванні / С. М. Шукаєв, К. В. Панасовський, К. Г. Горбатенко // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2007. – № 2. – С. 82–86.

Здобувачем розроблено модель накопичування втомних пошкоджень на базі критерію Писаренка–Лебедєва та параметрів, що відповідають за руйнування матеріалу внаслідок зрізу і відриву відповідно.

4. Шукаев С. Н. Оценка долговечности металлических сплавов при непропорциональном малоцикловом нагружении / С. Н. Шукаев, К. В. Панасовский, М. Н. Гладский // Пробл. прочности. – 2007. – № 4. – С. 31–39.

Здобувачем проведено оцінку довговічності металевих сплавів різного класу при непропорційному навантажуванні за модифікованим критерієм типу Писаренка–Лебедєва.

5. Шукаєв С. М. Comparison of Multiaxial Low-Cycle Fatigue Criteria / С. М. Шукаєв, М. М. Гладський, К. В. Панасовський // Materialy XX Sympozjum Zmeczenie i Mechanika Pekania, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techiczno-Rolniczej w Bydgoszczy, 2004. – Р. 361–367.

Здобувачем проведено розрахунки на довговічність за модифікованим критерієм Іто–Сакане–Онамі–Сосі для широкого класу металевих сплавів з різною чутливістю до непропорційності навантажування.

6. Shukayev S. A method for fatigue life assessment of various metallic materials subjected to non-proportional multiaxial fatigue loading condition / S. Shukayev, Yu Haisheng, O. Zakhovayko, M. Gladsky, K. Panasovsky // The International Forum of Integration of Education Sci-tech Economy (2006 IFIESE). – Nov. 6-8, 2006, Jiamusi, China. – P. 137–140.

Здобувачем перевірено доцільність використання методу, запропонованого М. М. Гладським, для оцінювання довговічності металевих сплавів при непропорційному малоцикловому навантажуванні.

7. Оценка критериев малоцикловой усталости при многоосном нагружении // Конструкционная прочность материалов и ресурс оборудования АЭС: тез. докл. международн. конф. / отв. ред. В. Т. Трощенко и В. В. Харченко. – К.: НАН Украины, Ин–т пробл. прочности, 2003. – С. 124 (Ресурс 2003).

Здобувачем проведено розрахунки на довговічність за досліджуваними критеріями.

8. Критерії граничного стану конструкційних матеріалів при малоцикловому непропорційному навантаженні: тези доп. міжнар. наук.-тех. конф. ["Динаміка, міцність і ресурс машин та конструкцій"]. – К.: НАН України, Ін–т пробл. міцності, 2005. – Т. 2 – С. 387–388.

Здобувачем показана доцільність використання коефіцієнту чутливості матеріалу до непропорційності навантажування, запропонованого М. В. Бородієм.

9. Оцінка втомної довговічності металевих сплавів при програмному двовісному малоцикловому навантажуванні: тези доповідей ["Восьмий міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові"], (Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 23–25 травня 2007 р.). – Л.: Національний університет "Львівська політехніка", 2007. – С. 34–35.

Здобувачем модифіковано підхід Менсона–Хелфорда, що базується на кривій пошкоджуваності, для умов багатовісного навантажування.

10. A Method for Low-Cycle Fatigue Life Assessment of Metallic Materials under Program Multiaxial Loading // 5^th International Conference on Materials Structure and Micromechanics of Fracture. – Brno University of Technology, 27–29 June, 2007. – P. 56.

Здобувачем проведено аналіз експериментальних даних, отриманих для титанового сплаву ВТ9.

11. Low-cycle fatigue life assessment of titanium alloys under sequential multiaxial loading: тезисы докладов ["2-я Международная конференция "Нелинейная динамика"], (Харьков, 25–28 сентября 2007 г.). – Х.: НТУ "Харьковский политехнический інститут", 2007. – 81 с.

Здобувачем запропоновано метод оцінювання довговічності металевих сплавів при нерегулярному багатовісному малоцикловому навантажуванні.