Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0212U000529, 0109U002652 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розроблення методів визначення роботоздатності конструкційних матералів та елементів енергетичного обладнання з врахуванням водневмісного середовища Назва етапу роботи Керівник роботи Іваницький Ярослав Лаврентійович, Дата реєстрації 21-02-2012 Організація виконавець Фізико-механічний інститут ім Г.В.Карпенка Опис етапу Мета роботи - cтворення теоретико-експериментального методу оцінки несучої здатності елементів енергетичного обладнання за зміною опірності руйнуванню конструкційних матеріалів з урахуванням експлуатаційних умов. У роботі встановлено вплив напружено-деформованого стану на перерозподіл водню у зоні передруйнування та вплив водню на механічні характеристики і параметри тріщиностійкості матеріалів; розроблено і чисельно реалізовано математичну модель перерозподілу водню в елементах конструкцій за термосилового навантаження та створено програмне забезпечення для розв'язування пружно-пластичної задачі. Побудовано розподіли гідростатичного напруження і концентрації водню на продовженні лінії тріщини під час навантаження розтягом у момент старту тріщини та після розвантаження для плоских наводнених зразків з центральною тріщиною та циліндричних зразків (сталь 20, 65Г. 40Х). Встановлено, що концентрація водню у зоні передруйнування суттєво залежить від розподілу гідростатичного напруження, максимальне значення якого визначається міцнісними характеристиками матеріалу. У циліндричних зразках виникають у 2-3 рази більші концентрації водню, ніж у плоских внаслідок тривісності напруженого стану. У розвантаженому зразку концентрація водню біля вершини тріщини, розрахована методом скінчених елементів, у 2 рази менша, ніж у гранично-рівноважному стані, що зумовлено стискаючими напруженнями у зоні передруйнування. Розроблено нові методики експериментальних досліджень для визначення характеристик міцності та тріщиностійкості сталей за складного навантаження при різних концентраціях водню. Визначено характеристики тріщиностійкості конструкційних сталей (сталь 20, 12Х1МФ, 40Х) за нормального відриву, поперечного та поздовжнього зсувів на повітрі та у наводненому стані. Встановлено неоднозначну дію водню на статичну тріщиностійкість за різних механізмів деформування пластичної сталі 20 та сталі 40Х: за механізму нормального відриву (І) у водні характеристика тріщиностійкості знижується сталі 40Х і сталі 20 відповідно на 13% та 5%, а за поздовжнього зсуву (ІІІ) - знижується для сталі 40Х на 27% і на 30% сталі 20; статична тріщиностійкість КІІС сталі 20 за дії поперечного зсуву (ІІІ) знижується на 14%. Поширено критерій (феноменологічний) гранично-рівноважного стану тіла з тріщиною за складного навантаження на випадок дії водню та встановлено за мішаного макромеханізму руйнування величини параметрів ( і, і =1, 2, 3), які входять у цей критерій під час практичного їх використання. Побудовано діаграму гранично-рівноважного стану для сталей 20 та 40Х у водні; показано, що концентрація водню у зоні передруйнування за одновісного розтягу пластини з тріщиною із сталі 08кп зростає у 3-5 разів у порівнянні з недеформованим матеріалом. Розроблено методику для дослідження процесів деформування та руйнування хрестоподібних металевих зразків з центральною тріщиною у наводнюючому середовищі та встановлено, що при зміні жорсткості навантаження від -0,5 до 1,2 зусилля старту тріщини Р1С і критичний КІН КС змінюються в межах 30%, критичне розкриття ?С у вершині тріщини в межах 47%, критична деформація ?С біля вершини тріщини в межах 40%. Дослідження у водні показали подібний характер залежності цих характеристик від жорсткості двовісного навантаження. У результаті досліджень методом ЦКСЗ встановлено, що зона максимальних пружно-пластичних деформацій перед вершиною тріщини за двовісного навантаження у водні є більша за площею ніж у повітрі. Опис продукції В рамках математичної моделі побудовано розподіл гідростатичного напруження і концентрації водню на продовжені лінії тріщини під час навантаження розтягом у момент її старту та після розвантаження плоских наводнених зразків з центральною тріщиною. За розробленою методикою проведено дослідження за пропорційного навантаження циліндричних зразків розтягом-крученням у камері з воднем. Визначено характеристики тріщиностійкості сталей за складного навантаження у повітрі і у водні. За розробленою методикою дослідження хрестоподібних зразків з центальною тріщиною за складного навантаження встановлено що зі зміною жорсткості навантаження характеристики міцності і тріщиностійкості змінюються в широкому діапазоні. Автори роботи Бойко Василь Миколайович Вергун Ігор Андрійович Гвоздюк Микола Мар'янович Гембара Оксана Володимирівна Гурська Руслана Василівна Дмитрів Зіновій Володимирович Квашневський Юрій Ілліч Костів Ростислав Богданович Кунь Петро Степанович Ленковський Тарас Михайлович Мольков Юрій Валерійович Чепіль Ольга Ярославівна Черниш Марія Степанівна Штаюра Степан Теодорович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити