ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................... 5
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ИНСТИТУТА ПРОБЛЕМ ПРОЧНОСТИ
им. Г.С. ПИСАРЕНКО НАН УКРАИНЫ ................................. 11
РАЗДЕЛ 1. ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ
1.1. Новые методы испытаний материалов ......................... 57
1.2. Определение эквивалентных и допускаемых напряжений ........ 63
1.2.1. Развитие теории эквивалентных напряжений ........... 64
1.2.2. Критерии эквивалентности структурно-неоднородных
и анизотропных материалов .......................... 70
1.2.3. Эквивалентные напряжения при расчётах на
ползучесть, длительную прочность и усталость ....... 74
1.2.4. Выбор допускаемых напряжений с учетом
энергоемкости материала ............................ 84
1.3. Кинетика рассеянных локальных повреждений в
металлических материалах при наработке .................... 88
1.3.1. Стадийность накопления повреждений в материалах .... 88
1.3.2. Новые характеристики деградации материала на
стадии развития рассеянных повреждений ............. 92
1.3.3. Результаты исследования локальных повреждений ...... 97
1.4. Теории пластичности ...................................... 101
1.4.1. Проверка основных гипотез и постулатов теории
пластичности при простом и сложном нагружении ..... 101
1.4.2. Исследование законов упрочнения материалов с
учетом режима температурно-силового
воздействия ....................................... 110
1.4.3. Особенности деформирования полухрупких
материалов. Разработка деформационной теории
пластичности структурно-неоднородных сред ......... 117
1.4.4. Закономерности пластического деформирования
анизотропных материалов. Построение определяющих
соотношений ....................................... 124
1.4.5. Исследование процессов пластического
деформирования структурно-нестабильных
материалов и их математическое моделирование ...... 133
1.4.6. Построение определяющих соотношений
деформационной теории для простых по Ноллу
упрочняющихся материалов с упругопластическим
поведением ........................................ 139
Литература ............................................... 147
РАЗДЕЛ 2. ПРОЧНОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
2.1. Термическая нагруженность и ресурс элементов проточной
части транспортных энергетических установок .............. 158
2.1.1. Методы и экспериментальная база для испытаний
материалов и элементов конструкций ГТД в
условиях термоциклического нагружения ............. 160
2.1.2. Повреждаемость материалов и долговечность
элементов конструкций ГТД при многофакторном
термоциклическом нагружении ....................... 176
2.2. Высокотемпературная прочность композиционных материалов
и несущая способность элементов теплозащитных
конструкций ракетно-космических систем ................... 194
2.2.1. Методические особенности исследования несущей
способности элементов теплозащитных конструкций
летательных аппаратов в условиях термического
нагружения ........................................ 195
2.2.2. Закономерности разрушения ТЗК в
высокотемпературном газовом потоке в зависимости
от конструкционно-технологических и
эксплуатационных факторов ......................... 200
2.2.3. Методы исследования характеристик и
работоспособности композиционных неметаллических
материалов ........................................ 204
2.2.4. Характеристики высокотемпературной прочности и
работоспособности композиционных неметаллических
материалов ........................................ 211
2.3. Высокотемпературная прочность тугоплавких материалов ..... 221
2.3.1. Методические особенности исследования
механических характеристик тугоплавких металлов
и сплавов ......................................... 221
2.3.2. Характеристики высокотемпературной прочности
тугоплавких материалов и композиций ............... 232
Литература ............................................... 254
РАЗДЕЛ 3. ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ И ПОЛЗУЧЕСТЬ
3.1. Критерии длительного разрушения жаропрочных сталей и
сплавов .................................................. 266
3.1.1. Достижения и проблемы ............................. 266
3.1.2. Методы повышения эффективности развития
критериальной основы .............................. 271
3.1.3. Возможности и роль системного анализа известных
экспериментальных данных .......................... 280
3.2. Ползучесть жаропрочных сталей и сплавов .................. 285
3.2.1. Критерии ползучести ............................... 285
3.2.2. Значение и особенности обобщенного анализа
экспериментальных данных о ползучести ............. 288
3.2.3. Взаимосвязанное развитие феноменологических и
физических подходов к прогнозированию
ползучести ........................................ 296
3.3. Особенности исследования и поведения тугоплавких
материалов при длительном высокотемпературном
нагружении ............................................... 297
3.3.1. Экспериментальные исследования .................... 297
3.3.2. Влияние газовых сред на закономерности
длительного разрушения ............................ 298
3.3.3. Критерии длительной прочности ..................... 301
3.3.4. Прогнозирование на больших базах .................. 303
3.4. Прочность конструкционных материалов с учётом влияния
нейтронного облучения .................................... 306
3.4.1. Феноменологическое моделирование закономерностей
ползучести сталей и сплавов для элементов
быстрых реакторов ................................. 306
3.4.2. Внутриреакторное исследование ползучести и
длительной прочности .............................. 319
3.4.3. Феноменологическое моделирование циклической
долговечности облучаемых сталей ................... 329
Литература ............................................... 341
РАЗДЕЛ 4. ПРОЧНОСТЬ В УСЛОВИЯХ КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР ......... 351
4.1. Методики исследования прочности материалов и элементов
конструкций в условиях криогенных температур ............. 352
4.2. Влияние охлаждения до 4,2 К на механические
характеристики металлов и сплавов ........................ 365
4.3. Прерывистая текучесть металлов при криогенных
температурах ............................................. 374
4.4. Влияние электрического тока на предельное состояние
конструкционных материалов при криогенных температурах ... 388
4.4.1. О механизмах влияния электрического тока на
механические характеристики металлов .............. 388
4.4.2. Сопротивление материалов деформированию при
воздействии импульсов электрического тока и
температуре 4,2 К ................................. 390
4.4.3. Предельное состояние конструкционных сплавов при
воздействии ИЭТ и криогенных температур ........... 401
4.5. Влияние магнитного поля на предельное состояние
металлов и сплавов в условиях глубокого охлаждения ....... 411
4.6. Использование низкотемпературного упрочнения сплавов
при расчётах на прочность конструкционных элементов
криогенной техники ....................................... 418
Литература ............................................... 432
РАЗДЕЛ 5. МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ И ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ
КОНСТРУКЦИЙ С ТРЕЩИНАМИ
5.1. Механизмы и модели разрушения металлов ................... 440
5.1.1. Особенности старта и роста трещин ................. 440
5.1.2. Зона вытягивания как характеристика
трещиностойкости .................................. 442
5.1.3. Локальный подход к проблеме разрушения ............ 446
5.2. Хрупко-вязкий переход в металлах ......................... 449
5.2.1. Термодинамический анализ процесса перехода ........ 450
5.2.2. Динамические испытания в проблеме хрупко-вязкого
перехода .......................................... 451
5.2.3. Температура хрупкости как мера трещиностойкости
материала ......................................... 455
5.2.4. Масштабный эффект при хрупком разрушении .......... 456
5.3. Двухкритериальный подход к оценке целостности элементов
конструкций .............................................. 457
5.3.1. Критерии статической прочности тел с трещинами .... 457
5.3.2. Расчеты КИН методом весовых функций ............... 475
5.3.3. Расчёт предельной нагрузки вязкого разрушения
для оболочек с трещинами .......................... 493
5.4. Критерии разрушения теплоустойчивых реакторных сталей с
трещинами и методы повышения их сопротивления хрупкому
разрушению ............................................... 502
5.4.1. Методика прогнозирования температурной
зависимости вязкости разрушения теплоустойчивых
сталей с учётом эффекта масштаба .................. 502
5.4.2. Повышение сопротивления хрупкому разрушению
теплоустойчивых сталей с трещинами при их
предварительном термомеханическом нагружении ...... 516
5.5. Разрушение отрывом при растяжении и сжатии ............... 524
5.5.1. Цель и задачи исследования ........................ 524
5.5.2. Критическое состояние трещин отрыва ............... 528
5.5.3. Характеристики трещиностойкости конструкционных
материалов ........................................ 533
5.5.4. Эффекты стеснённости деформаций в механике
разрушения ........................................ 538
5.5.5. Параметры равновесного разрушения отрывом ......... 543
5.5.6. Трещиностойкость материалов и целостность
конструктивных элементов .......................... 549
5.5.7. Обобщение результатов исследования ................ 555
Литература ............................................... 557
РАЗДЕЛ 6. ПРОЧНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ ПРИ УДАРНОМ И ИМПУЛЬСНОМ
НАГРУЖЕНИИ
6.1. Динамическая прочность и особенности высокоскоростного
деформирования конструкционных материалов ................ 574
6.1.1. Влияние высокой скорости деформации и нагружения
на физико-механические характеристики
конструкционных материалов ........................ 586
6.1.2. Волновые процессы и разрушение в волнах
нагрузки .......................................... 598
6.1.3. Разрушение при импульсном нагружении .............. 629
6.1.4. Специфические процессы деформирования:
локализация деформации ............................ 637
6.1.5. Влияние импульсного тока на характеристики
прочности и пластичности металла, кинетику
трещины ........................................... 642
6.2. Поведение конструкции при ударном и импульсном
нагружении ............................................... 643
6.2.1. Процессы ударного взаимодействия тел .............. 643
6.2.2. Высокоскоростное взаимодействие частиц с
преградами ........................................ 645
6.2.3. Импульсное нагружение пластин и оболочек .......... 648
6.2.4. Дробление кольцевых элементов ..................... 653
6.2.5. Динамические процессы в толстостенных оболочках ... 655
6.2.6. Распространение быстрой трещины ................... 656
6.3. Методы моделирования процессов импульсного нагружения
конструкций .............................................. 657
6.3.1. Динамика взаимодействия упругопластических
пластин и оболочек с волной давления в жидкости ... 657
6.3.2. Нестационарное НДС составных толстостенных
оболочек вращения ................................. 668
6.3.3. Волны разрушения, тепла и испарения при
импульсном облучении .............................. 682
Литература ............................................... 691
РАЗДЕЛ 7. ПРОЧНОСТЬ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ
7.1. Многоцикловая усталость .................................. 703
7.1.1. Рассеянное усталостное повреждение и зарождение
трещин ............................................ 704
7.1.2. Развитие усталостных трещин и предельное
состоянии ......................................... 722
7.1.3. Сопротивление усталости металлов и сплавов ........ 744
7.1.4. Усталость при высоких частотах нагружения ......... 768
7.2. Прочность и циклическая ползучесть при малоцикловом
нагружении ............................................... 789
7.2.1. Критерии разрушения и условия перехода от
квазистатического к усталостному разрушению ....... 790
7.2.2. Сопротивление металлов и сплавов разрушению ....... 797
Литература ............................................... 806
РАЗДЕЛ 8. КОЛЕБАНИЯ НЕКОНСЕРВАТИВНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
8.1. Методы расчета колебаний упругих тел с учётом
несовершенной упругости материала ........................ 822
8.1.1. Гистерезисные зависимости ......................... 822
8.1.2. Расчёт колебаний упругих тел ...................... 824
8.2. Методы определения характеристик демпфирования
колебаний ................................................ 829
8.2.1. Методы свободных затухающих и резонансных
нарастающих колебаний ............................. 831
8.2.2. Методы стационарных резонансных колебаний ......... 831
8.2.3. Методы определения характеристик неупругости
материалов ........................................ 835
8.2.4. Автоматизация определения характеристик
демпфирования колебаний механических систем и
неупругости материала ............................. 836
8.3. Диссипативные свойства конструкционных материалов ........ 837
8.3.1. Методы экспериментальных исследований ............. 838
8.3.2. Макрооднородные материалы ......................... 844
8.3.3. Материалы с локальными неоднородностями ........... 853
8.3.4. Высокодемпфирующие сплавы ......................... 855
8.4. Демпфирующая способность и вибронапряженность
конструктивных элементов ................................. 858
8.4.1. Методики исследования ............................. 858
8.4.2. Демпфирующая способность стержневых элементов,
обусловленная несовершенной упругостью
материала ......................................... 862
8.4.3. Демпфирующая способность замковых соединений
рабочих лопаток турбомашин ........................ 866
8.4.4. Демпфирование колебаний натурных рабочих лопаток
авиационных двигателей ............................ 869
8.4.5. Колебания тонколистовых элементов конструкций с
вибропоглощающими покрытиями и клеевыми
соединениями ...................................... 870
8.5. Колебания регулярных систем с нарушенной симметрией ...... 874
8.5.1. Моделирование объектов исследования и их
элементов ......................................... 876
8.5.2. Колебания системы двух однотипных элементов с
упруго-диссипативной связью ....................... 877
8.5.3. Влияние нелинейности гистерезисного типа на
резонансные колебания регулярных систем ........... 881
8.5.4. Резонансные колебания поворотносимметричных
систем с упруго-диссипативной неоднородностью ..... 883
8.5.5. Искажение синусоидальности форм колебаний систем
с нарушенной симметрией и явления локализации
колебаний ......................................... 884
8.5.6. Анализ вибронапряжённости лопаточных венцов
рабочих колёс как регулярных систем с нарушенной
симметрией ........................................ 888
8.6. Демпфирование колебаний элементов конструкций
обтекающим потоком и динамическая устойчивость ........... 890
8.6.1. Моделирование лопаточного венца и условий его
взаимодействия с потоком .......................... 890
8.6.2. Средства экспериментального определения
нестационарных динамических нагрузок .............. 892
8.6.3. Исследование аэродинамического демпфирования
колебаний лопаток ................................. 894
8.6.4. Методики и результаты изучения динамической
устойчивости лопаточных венцов .................... 896
8.7. Колебания упругих элементов при наличии локальных
повреждений типа усталостных трещин ...................... 900
8.7.1. Расчётные модели упругих тел с трещиной
нормального отрыва ................................ 900
8.7.2. Изменение собственной частоты колебаний ........... 902
8.7.3. Нелинейные эффекты колебательных процессов ........ 904
8.7.4. Изменение характеристик демпфирования колебаний ... 907
8.7.5. Оценка рассмотренных параметров колебательного
процесса как индикаторов усталостного
повреждения ....................................... 909
Литература ............................................... 911
РАЗДЕЛ 9. ПРОЧНОСТЬ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
9.1. Механическое поведение керамики .......................... 929
9.1.1. Керамика и её особенности ......................... 929
9.1.2. Поведение керамики при термическом нагружении ..... 932
9.1.3. Трещиностойкость керамики ......................... 940
9.1.4. Прикладная значимость результатов ................. 952
9.2. Конструкционная прочность хрупких неметаллических
материалов ............................................... 955
9.2.1. Стекло, ситаллы и керамика - новый вид
конструкционных материалов ........................ 956
9.2.2. Методы оценки конструкционной прочности хрупких
неметаллических материалов ........................ 961
9.2.3. Некоторые результаты исследований стекла,
ситаллов и керамики ............................... 974
Литература .................................................... 983
|
