Анотація до роботи:

Шульган І.В. Моделювання деформування і руйнування алюмінієвого сплаву з включеннями. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, 2009.

Дисертація стосується дослідження впливу параметрів структурної неоднорідності на деформування і руйнування алюмінієвого сплаву за комбінованого розтягу та динамічної повзучості. Теоретичні дослідження проводили на двовимірних скінченноелементних моделях, що дають можливість враховувати руйнування структурних складових матеріалу.

Вивчено вплив комбінованого навантаження на деформування та повзучість матеріалів із включеннями. Отримано залежність деформації повзучості з урахуванням параметрів структурної неоднорідності (коефіцієнта форми включень та їх питомої частки у матеріалі).

Виявлено, що критичне значення пошкодженості для сплаву АМг6 дорівнює 4%. Граничний стан матеріалу досягається при пошкодженості у вершині тріщини, що дорівнює критичній, і не залежить від схеми і виду навантаження. Запропоновано методику оцінювання граничного стану з урахуванням пошкодженості матеріалу у вершині тріщини.

У дисертації представлене теоретичне узагальнення і вирішення наукової задачі, що полягає у розробленні методики розрахунку впливу питомої частки та коефіцієнта форми включень на деформування і руйнування алюмінієвого сплаву в умовах комбінованого розтягу і динамічної повзучості на гетерогенних моделях без тріщини та з тріщиною.

1. Створено двовимірну двокомпонентну розрахункову скінченноелементну модель алюмінієвого сплаву. Модель складається з пластичної матриці та пружних крихких однаково орієнтованих включень і дає можливість описувати механічне поводження сплаву у пружно-пластичній постановці з урахуванням руйнування структурних складових матеріалу. За допомогою моделі відтворено ефект стрибкового приросту деформації сплаву АМг6 за одновісного розтягу.

2. Розрахунками виявлено, що руйнування включень за наявності циклічної складової навантажування збільшує деформацію повзучості, порівняно зі статичним навантаженням, що підтверджено експериментальними дослідженнями. Зі зростанням максимального напруження, що прикладається до моделі, за сталих параметрів циклічного навантажування (частоти та амплітуди) вплив циклічної складової на деформацію повзучості сплаву АМг6 зменшується.

3. Виявлено, що за деформування розтягом зі збільшенням питомої частки розподілу та коефіцієнта форми включень відносна деформація зменшується за однакового рівня навантаження. Запропоновано рівняння повзучості алюмінієвого сплаву на основі теорії старіння з урахуванням структурної неоднорідності (питомої частки та коефіцієнту форми включень), що дозволяє моделювати повзучість та динамічну повзучість нових композитних матеріалів з урахуванням структури.

4. Виявлено, що за одновісного розтягу зі збільшенням коефіцієнта форми та питомої частки включень у моделі за сталого розкриття вершини тріщини КІН та J-інтеграл зростають. За повзучості збільшення коефіцієнта форми та питомої частки включень зменшує приріст розкриття вершини тріщини за однакової тривалості навантаження. Циклічна складова навантаження супроводжується більшим приростом розкриття тріщини порівняно зі статичним.

5. З’ясовано, що критична пошкодженість не залежить від виду та схеми навантаження і для алюмінієвого сплаву АМг6 дорівнює 4%. Запропоновано методику оцінювання впливу параметрів включень на тріщиностійкість алюмінієвого сплаву, яка ґрунтується на аналізі НДС, пошкодженості та критичній пошкодженості матеріалу у вершині тріщини.

6. Запропоновані розрахункові залежності критичного розкриття та часу до зрушення тріщини у сплаві АМг6 від параметрів навантаження. Виявлено, що критичне розкриття вершини тріщини залежить від попереднього розкриття за одновісного розтягу, а час до зрушення тріщини характеризується пошкодженістю матеріалу у її вістрі, що була досягнута за одновісного розтягу.

Публікації автора:

1. Ясній П.В. Вплив попереднього термомеханічного навантаження на напружено-деформівний стан у вістрі тріщини/ П.В. Ясній, Ю.І. Пиндус, І.Б.Окіпний, І.В. Шульган // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2007. - №.2. - С. 7-12.

2. Ясній П.В. Комп’ютерне моделювання стрибкоподібної деформації сплаву АМг6 / П.В. Ясній, Ю.І. Пиндус, В.Б. Гладьо, І.В. Шульган // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2008. - №1. – С. 41-44.

3. Ясній П.В. Моделювання статичної та динамічної повзучості сплаву АМг6 / П.В. Ясній, В.Б. Гладьо, С.І. Федак, І.В. Шульган // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2008. – Т.13, № 2. – С. 7-12.

4. Ясній П.В. Вплив коефіцієнта форми та густини включень на повзучість алюмінієвого сплаву / П.В. Ясній, В.Б. Гладьо, С.І. Федак, І.В. Шульган // Машинознавство. – 2008. - №11 – С. 13-18.

5. Механічна втома металів: праці колоквіуму, (25-28 вересня 2006р.) / НАН України, Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренка, Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя. – Тернопіль: Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя, 2006. – С.49-56.

6. Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: материалы международной научно-технической конференции, (Самара, 1-3 июня 2007 г.) / Министерство образования и науки Российской Федерации, Самарский государственный университет путей сообщения, Орловский государственный технический университет.– ОРЕЛ: ОрелГТУ, 2007. – 328 с.

7. 6^th International Congress on Industrial and Applied Mathematics, (Zurich, July 16-20, 2007) / Gesellschaft fr Angewandte Mathematik und Mechanik. – Zurich: ICIAM, 2007. - P.71.

8. Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта: материалы VI международной научно-технической конференции, (Новополоцк, 11-14 декабря 2007 г.) / Полоцкий государственный университет. – Новополоцк: УО «ПГУ», 2007. – С. 203-204.

9. Матеріали Х наукової конференції ТДТУ (Тернопіль, 17-18 травня 2006р.) / Міністерство освіти і науки України, Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль: Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, 2006. – С.129.

10. XVII Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные 90-летию со дня рождения профессора А.Н. Орлова: сборник материалов, (Санкт-Петербург, 10-12 апреля 2007 г.) / Межгосударственный координационный Совет по физике прочности и пластичности материалов, Научный Совет РАН по физике конденсированных сред, Дом Ученых им. М. Горького РАН, Санкт-Петербургский государственный университет ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, 2007. – 302 с.

11. Матеріали ХІ наукової конференції ТДТУ, (Тернопіль, 16-17 травня 2007 р.) / Міністерство освіти і науки України, Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль: Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, 2007. – 297 с.

12. ІІ українсько - угорська конференція [„Безпека, міцність і ризик промислових підприємств та обладнання”], (Київ, 19-21 вересня 2007 р.) / НАН України, Ін-т пробл. міцності ім. Г.С. Писаренка, Z. Bay Institute for logistics and production systems. – К.: НАН України, Ін-т пробл. міцності ім. Г.С. Писаренка, 2007. – 68 с.

13. Сьомий україно-польський науковий симпозіум [„Актуальні задачі механіки неоднорідних структур”], (Львів, 5-9 вересня 2007р.) / Міністерство освіти і науки України, НАН України, Львівський національний університет ім. І. Франка, Луцький державний технічний університет, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача. - Львів: Львівський національний університет ім. І. Франка, 2007р. – 92 с.

14. Відкрита науково-технічна конференція [„Проблеми корозійно-механічного руйнування, інженерія поверхні, діагностичні системи”] / НАН України, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка. – Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка, 2007. – С. 121-123.

15. Матеріали ХІІ наукової конференції ТДТУ, (Тернопіль, 14-15 травня 2008 р.) / Міністерство освіти і науки України, Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль: Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, 2008. – 370 с.

16. Теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобудівних конструкцій: праці конференції (Львів, 22-24 жовтня 2008 р.) / Західний науковий центр НАН України і МОН України, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка, Національний університет „Львівська полтехніка” – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2008. – 246 с.