Анотація до роботи:

Пиндус Ю.І. Прогнозування швидкості росту втомних тріщин після одноразового перевантажування в алюмінієвих сплавах.–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, 2002.

Дисертація присвячена розробці аналітично-експериментальних методик прогнозування росту втомних тріщин(РВТ) після одноразових перевантажувань і при нерегулярному навантаженні розтягом.

Виявлено основні закономірності впливу асиметрії циклу навантаження R на циклічну тріщиностійкість і визначені параметри модифікованої моделі Уокера для аналітичного відображення середньоамплітудних ділянок кінетичних діаграм втомного руйнування(КДВР) сплаву Д16чТ при регулярному навантаженні.

Досліджено вплив одноразових перевантажувань розтягом на швидкість РВТ в алюмінієвих сплавах Д16чТ і Д16Т. Виявлено основні закономірності впливу коефіцієнта перевантажування Q_ol і R на швидкість РВТ. Для оцінки затримки РВТ після перевантажування запропоновано параметр - мінімальна швидкість РВТ після одноразових перевантажувань V_min і розроблено методику її визначення Розроблено модель росту втомної тріщини після одноразового перевантажування розтягом, яка базується на визначенні V_min, розподілу залишкових напружень, ефективних напруження і КІН циклу навантаження, модифікованого рівняння Уокера, а також враховує етап запізнення затримки РВТ. На основі запропонованої моделі РВТ розроблено методики прогнозування РВТ після одноразових перевантажувань і при нерегулярному навантаженні розтягом, методом поциклового підсумовування приросту тріщини з використанням ефективного КІН в модифікованій моделі Уокера.

1. На базі електрогідравлічної випробувальної машини СТМ-100 з керуючим IBM сумісним ПК розроблено методики дослідження швидкості РВТ після одноразових перевантажувань розтягом пластин з центральною тріщиною за різних асиметрій циклу навантаження.

2. Виявлені основні закономірності впливу асиметрії циклу навантаження на циклічну тріщиностійкість сплаву Д16чТ. Підвищення асиметрії циклу навантаження від 0 до 0,7 приводить до істотного зростання швидкості РВТ в координатах V~DK, в 1,2 рази збільшує критичний КІН K_fc і майже вдвічі зменшує розмах порогового КІН DK_TH. Отримані експериментальні дані швидкості РВТ від DK за різних асиметрій циклу навантаження задовільно описуються модифікованим рівнянням Уокера, в межах середньоампдітудної ділянки кінетичної діаграми втомного руйнування;

3. На основі аналізу випадкової послідовності навантажень польоту на нижню кореневу ділянку крила транспортного літака “АН-140”, згенерованої методом “TWIST”, визначені межі зміни коефіцієнта перевантажування Q_ol і коефіцієнта асиметрії циклу навантаження R для дослідження впливу одноразових перевантажувань на швидкість РВТ.

4. Досліджено вплив одноразових перевантажувань на кінетику поширення втомних тріщин і виявлено основні закономірності РВТ в алюмінієвих сплавах Д16чТ і Д16Т з урахуванням асиметрії циклу навантаження. Запропоновано параметр для оцінки затримки РВТ після перевантажування - мінімальна швидкість РВТ V_min. Виявлено, що із збільшенням коефіцієнта перевантажування Q_ol і асиметрії циклу R, V_min зменшується.

5. Розроблено методику оцінки мінімальної швидкості РВТ після одноразових перевантажувань, яка ґрунтується на використанні модифікованого рівняння Уокера і виявлених закономірностях РВТ після перевантажування, з врахуванням асиметрії циклу навантаження. Отримано задовільне узгодження результатів розрахунку V_min алюмінієвого сплаву Д16чТ з експериментально отриманими даними (середнє значення відносної похибки прогнозування рівне 19,46%).

6. Визначено розподіл залишкових (стискувальних) напружень спереду вістря тріщини для різних умов перевантажування (K_ol, K_max, Q_ol, R) з використанням модифікованого рівняння Уокера і експериментальних даних швидкості РВТ після перевантажування V~K_max. Показано, що розрахункова довжина зони затримки РВТ, визначена на основі концепції пластичних зон (моделі Віллера і Вілленборга), узгоджується із довжиною зони дії залишкових напружень у вістрі тріщини.

7. Розроблено модель РВТ після одноразового перевантажування, яка ґрунтується на концепції пластичних зон, визначенні мінімальної швидкості РВТ V_min, залишкових (стискувальних) напружень спереду вістря тріщини, ефективних напружень і модифікованому рівнянні Уокера. Модель враховує початковий етап запізнення затримки РВТ після перевантажування.

8. На основі розробленої моделі запропоновано методику прогнозування швидкості РВТ після одноразового перевантажування і в умовах нерегулярного навантаження з урахуванням асиметрії циклу навантаження. Показано задовільне узгодження розрахункових кривих з експериментальними даними швидкості РВТ після одноразових перевантажувань і при нерегулярному навантаженні в сплавах Д16чТ і Д16Т. Отримано, що середнє значення відносної похибки прогнозування кількості циклів до повного завершення затримки РВТ після перевантажування в сплаві Д16чТ не перевищує 17%.

Публікації автора:

1. Пиндус Ю. І. Вплив асиметрії циклу навантаження на циклічну тріщиностійкість алюмінієвого сплаву Д16чТ // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2001.-Т.6, - №3. - С. 18 - 22.

2. Ясній П.В., Пиндус Ю.І. Вплив одноразового перевантажування на ріст втомної тріщини в сплаві Д16Т // Фіз.–хім. механіка матеріалів. – 2002. – №2. – С. 57 – 60.

3. Ясній П.В., Пиндус Ю.І., Семенець О.І. Вплив перевантажування на поширення втомних тріщин за різних асиметрій циклу навантаження в сплаві Д16чТ// Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2001. - Т.6, - №4. - С.5 - 12.

4. Пиндус Ю.І., Ясній П.В. Модель росту втомної тріщини після одноразового перевантажування // Вісник Житомирського інженерно - технологічного інституту. - 2002. - №1. - С. 28 - 36.

5. Пиндус Ю.І. Прогнозування швидкості росту втомної тріщини при нерегулярному навантаженні в алюмінієвому сплаві Д16Т // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2002. - Т.7, - №1. - С. 11 - 19.

6. Пиндус Ю.І. Аналіз процесу стабілізації швидкості росту втомної тріщини після одноразового перевантажування // Матер. п'ятої наук. конф. ТДТУ. - Тернопіль: ТДТУ. - 2001. - С. 105.

7. Ясній П.В., Пиндус Ю.І. Кінетика росту втомної тріщини після одноразового перевантажування в сплаві Д16Т // Тези Міжн. наук.-техн. конф. “Проблеми динаміки і міцності в газотурбобудуванні”. - Київ: Ін-т проблем міцності НАН України, 2001 .- С. 157 - 158.

8. Ясній П.В., Пиндус Ю.І. Визначення розподілу залишкових напружень у вершині втомної тріщини після одноразового перевантажування // Матер. шостої наук. конф. ТДТУ. - Тернопіль: ТДТУ. - 2002. - С. 85.

9. Ясній П.В., Пиндус Ю.І., Семенець О.І. Прогнозування швидкості росту втомної тріщини після одноразового перевантажування в алюмінієвому сплаві Д16чТ // Мат. IV Міжн. наук.-техн. конф. ”АВІА-2002”. – Том 3. – Київ: НАУ. - 2002. - С. 27-30.

10. Ясній П.В., Пиндус Ю.І., Семенець О.І. Моделювання росту втомних тріщин в алюмінієвому сплаві під дією спектру навантажень крила транспортного літака // Тези Міжн. наук.-техн. конф. "Оцінка і обґрунтування продовження ресурсу елементів конструкцій". – Київ: Ін-т проблем міцності НАН України - 2000. - С. 249 - 251.