Дискретні властивості непружності сталі та стопів на основі Al и Ti за періодичного деформування

Г. Г. Писаренко$^{1}$, О. В. Войналович$^{2}$, А. М. Майло$^{1}$

$^{1}$Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України, вул. Тимірязєвська, 2, 01014 Київ, Україна
$^{2}$Національний університет біоресурсів і природокористування України, вул. Героїв Оборони, 15, 03041 Київ, Україна

Отримано: 13.05.2019; остаточний варіант - 08.10.2019. Завантажити: PDF

В роботі представленні амплітудні характеристики дисипативних властивостей матеріалів лабораторних зразків за різних умов деформування, отримані за методом нормованого розмаху амплітуд дискретних деформацій. Амплітудні характеристики дискретних властивостей поверхні матеріалу лабораторного зразка зіставлені в широкому діапазоні циклічних деформацій. Метою роботи є виявлення закономірностей розсіяної пошкодженості поверхневого шару за дії змінного навантаження лабораторних зразків сталі та стопів, як модельних елементів поверхні конструкційного елемента. З застосуванням розробленого контактно-резонансного методу вимірювання дискретних непружних деформацій поверхневого шару матеріалу отримано кінетичні характеристики розсіяного пошкодження легких стопів, для яких нестабільність непружних деформацій проявляється за дії періодичного навантажування у вигляді процесів зміцнення–знеміцнення матеріалу. Виявлена повторюваність екстремумів кінетичної характеристики непружності показала стохастичну закономірність, досліджену в роботі. Проведена систематизація результатів дослідження дозволила виявити кореляційний зв’язок характеристик непружних деформацій поверхні навантаженого матеріалу з довговічністю під час втоми. На базі експериментально-розрахункових даних в межах структурно-енергетичної теорії втоми обґрунтовано застосування рекурентного ряду для визначення довговічності за критерієм зміцнення. В результаті сканування поверхні зразків матеріалу отримано амплітудні характеристики деформування локальних об’ємів матеріалу в зоні сканування. Амплітудний спектр сканування, що відповідає стану деформаційних дефектів поверхні, представляє генеральну сукупність результатів, визначених за методом нормованого розмаху. Він об’єднує результати серії послідовних вимірів непружних деформацій, що розвиваються в підповерхневому шарі матеріалу лабораторного зразка з монотонним зростанням інтенсивності розсіяної пошкодженості під час багатоциклового навантажування.

Ключові слова: втома, непружність, точка біфуркації, розсіяне пошкодження, параметр Херста.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i02/0261.html

PACS: 05.65.+b, 46.50.+a, 62.20.F-, 62.20.M-, 81.40.Jj, 81.40.Np

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

В. Ф. Терентьев, С. А. Кораблева, Усталость металлов (Москва: Наука: 2015).
А. И. Гневко, МиТОМ, № 4: 3 (2008).
В. Т. Трощенко, Л. А. Хамаза, Механика рассеянного усталостного повреждения металлов и сплавов (Киев: Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины: 2016).
В. Г. Бурдуковский, И. С. Каманцев, Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 75, № 7: 36 (2009).
В. С. Иванова, Синергетика и фракталы в материаловедении (Москва: Наука: 1994).
В. С. Иванова, МиТОМ, № 9: 12 (2006).
В. Е. Панин, Т. Ф. Елсукова, А. В. Панин, О. Ю. Кузина, П. В. Кузнецов, Физическая мезомеханика, 7, № 2: 5 (2004).
Т. Ю. Яковлева, Локальная пластическая деформация и усталость металлов (Киев: Наукова думка: 2003).
А. Н. Майло, Проблемы прочности, № 3: 124 (2009).
В. Т. Трощенко, Усталость металлов при неоднородном напряженном состоянии (Киев: Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины: 2011).
Л. В. Кукса, А. В. Черепенников, Известия ВолгГТУ, 2, № 10: 118 (2008).
В. И. Данилов, Л. Б. Зуев, Успехи физики металлов, 9, № 4: 371 (2008). Crossref
E. A. Alfyorova and D. V. Lychagin, Mechanics of Materials, 117: 202 (2018). Crossref
В. П. Селяев, Т. А. Низина, А. С. Балыков, Д. Р. Низин, А. В. Балбалин, Вестник ПНИПУ. Механика, № 1: 129 (2018). Crossref
Г. Г. Писаренко, А. Н. Майло, Пробл. прочности, № 2: 167 (2016).
Г. Г. Писаренко, О. В. Войналович, А. Н. Майло, Праці Міжнародної науково-технічної конференції «Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування і прогнозування» (19–22 вересня, 2017, Тернопіль) (Тернопіль: 2017), c. 38.