Малоциклова втома поверхнево зміцнених конструктивних елементів з врахуванням пошкоджуваності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorБабак, Антон Миколайович
dc.date.accessioned2020-12-30T09:45:37Z
dc.date.available2020-12-30T09:45:37Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe dissertation work is devoted to the estimation of durability at low - cycle fatigue of superficially strengthened constructive elements. After analysing existing works of various authors devoted to the topic on the assessment of durability in low-cycle fatigue for structural elements with stress concentrators in the form of structural holes. It was found that in existing approaches to assess durability, the damage is not taken into account. Which leads to less accurate results. It is known that during the operation of structural elements there are elastic-plastic deformations. In which there is a phenomenon of degradation of mechanical characteristics due to the occurrence and accumulation of damage. The concept and essence of damage were laid down, even L.M. Kachanov and Y.M. Rabotnov as microstructure changes in structural materials caused by inverted processes from the action of loads of different nature. The use of this parameter, the damage, in the calculations can be used as a vector, scalar or tensor. It allows the introduction of this parameter in a large number of existing models. Moreover, in the study of the analyzed works, it was shown that not all calculations for low-cycle fatigue for structural elements with stress concentrator take into account hardening due to surface plastic deformation. That occurs due to technological processes such as stamping holes of segmental configuration, rolling and mandrel. After analyzing the presented technological processes, it is determined that the dormant process is widespread due to its simplicity, economy and reliability. Thus, taking into account the damage and the study of the presented factors in creating a new model for predicting the durability of surface-reinforced structural elements under low-cycle load gives more approximate results in relation to the actual values. A set of experimental studies for aluminum alloy D16chT. Due to its prevalence among metallic materials in modern aircraft and machine-building complex. Mechanical characteristics of structural material under static load for solid samples were received. Also, under static loading for solid samples for the presented material, the dependence of the modulus of elasticity of the first kind E, volume modulus K, Poisson's ratio μ for aluminum alloy D16hT depending on the level of inverted plastic deformation was experimentally obtained using the unloading method. According to the experimental results, the kinetics of damage accumulation due to the change of the modulus of elasticity of the first kind E and the Poisson's ratio μ depending on the level of inverted plastic deformation was obtained. The dependence of the change in microhardness along the radius on the center of the hole on the surface of the material of aluminum alloy D16chT for perforated samples at 1%, 2%, 3% level of inverted plastic deformation was obtained. From the obtained results, three different areas of the hardness level of the material are shown. The zone of a sharp change in the value of microhardness, the zone of moderate change of microhardness and the zone of stabilization of microhardness caused by the mandrel process. Experimental studies were performed to determine the number of cycles before fracture and crack formation, in samples with concentrators in the form of holes. Which were previously surface plastically strengthened at 1%, 2%, and 3% of the level of inverted plastic deformation, by the mandrel, at different values maximum stresses and in a symmetrical load cycle. Numerical simulation of the diving process was performed using the numerical package Abaqus Student Edition. It is determined that the level of maximum damage is in the area of the mandrel out of the hole. Damage in the middle of the hole is 2-5 times less (depending on the level of pre-deformation) relative to the maximum value. To assess the impact of operating loads on the strength of power structural elements with a hole after dunking. To the preliminary results of the calculation of the dredging process, we apply an additional stage of loading, corresponding to the operating load. As a result of the calculations, the residual stress fields were obtained, they are presented in equivalent stresses according to 4 strength theory (Mises stress). It is estimated that as a result of mandreling in the area of the functional hole there are significant compressive stresses at all levels of plastic hardening. A method for determining (estimating) the number of cycles until failure depending on the degree of plastic deformation and the level of maximum stress of the aluminium alloy D16chT was developed, it was found that the mandreling process has a positive effect on the service life. Plastic strengthening of the surface of technological openings creates a local zone of compressive residual stresses. As a result, the absorption of stress concentration around the process hole during the pulsating load cycle decreases and the level of maximum loads that the structure can withstand increases. The regularities of the influence of residual stresses on the strength of power structural elements with a hole after mandrel are established. The regularities of the influence of the level of residual stresses after mandreling on the number of cycles before failure were experimentally established. It is shown that for samples with a hole after mandrel at 3% residual plastic deformation for stresses up to and at 2% residual plastic deformation for stresses up (for a given material), the stress concentrator does not affect durability. According to the developed model, a generalizing surface of low-cycle fatigue of structural elements (in the form of samples with a hole) made of aluminium alloy D16chT with pulsating tension (T = 293K) is constructed.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена оценке долговечности при малоцикловой усталости поверхностно упрочненных конструктивных элементов. При исследовании работ, было показано, что не все расчеты при малоцикловой усталости для элементов с концентратором напряжений учитывают величину упрочнения за счет поверхностно - пластического деформирования, которые возникают во время технологических процессов. В результате численных расчетов было получено поля остаточных напряжений, они представлены в эквивалентных напряжениях согласно 4 теории прочности (напряжение по Мизесу). Также оценили НДС дорнированых функциональных отверстий под действием эксплуатационных нагрузок в зависимости от уровня пластического деформирования и величины эксплуатационной нагрузки. Установлены закономерности влияния остаточных напряжений на прочность силовых конструктивных элементов с отверстием после дорнования. Используя разработанную модель построено граничную поверхность малоцикловой усталости, которая учитывает величину ППД и величину напряжений с учетом кинетики накопления повреждений.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена оцінюванню довговічності при малоцикловій втомі поверхнево зміцнених конструктивних елементів. Проаналізовано існуючі роботи різних авторів що присвячені даній тематиці по оцінці довговічності при малоцикловій втомі елементів конструкцій з концентраторами напруження у вигляді функціональних отворів елементів конструкції відбувається пружно-пластичні деформації при яких виникає явище деградації механічних характеристик за рахунок виникнення та накопичення пошкоджуваності. В результаті проведено комплекс експериментальних досліджень для алюмінієвого сплаву Д16чТ, були отримані механічні характеристики при статичному навантаженні для суцільних зразків та кінетику накопичення пошкоджень через зміну характеристик пружності від рівня пластичної деформації. Було проведено чисельне моделювання процесу дорнування та отримано розподіл полів пошкоджуваності у зоні функціонального отвору для різних рівнів пластичного деформування. Розроблена методика визначення (оцінки) кількості циклів до руйнування в залежності від ступеня пластичної деформації та рівня максимального напруження алюмінієвого сплаву Д16чТ. Було встановлено , що наявність концентратора при відповідному рівні величини дорнування, не впливає на експлуатаційний ресурс.uk
dc.format.page24 с.uk
dc.identifier.citationБабак, А. М. Малоциклова втома поверхнево зміцнених конструктивних елементів з врахуванням пошкоджуваності : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.02.09 – динаміка та міцність машин / Бабак Антон Миколайович. – Київ, 2020. – 24 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/38385
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectпошкоджуваністьuk
dc.subjectстатичне навантаженняuk
dc.subjectмалоциклова втомаuk
dc.subjectпрогнозування ресурсуuk
dc.subjectмодель пошкоджуваностіuk
dc.subjectкритерій руйнуванняuk
dc.subjectреверсне навантаженняuk
dc.subjectdamageuk
dc.subjectstatic loaduk
dc.subjectlow-cycle fatigueuk
dc.subjectresource forecastinguk
dc.subjectdamage modeluk
dc.subjectfailure criterionuk
dc.subjectreverse loaduk
dc.subjectповреждаемостьuk
dc.subjectстатическая нагрузкаuk
dc.subjectмалоцикловая усталостьuk
dc.subjectпрогнозирования ресурсаuk
dc.subjectмодель повреждаемостиuk
dc.subjectкритерий разрушенияuk
dc.subjectреверсном нагрузкиuk
dc.subject.udc539.4uk
dc.titleМалоциклова втома поверхнево зміцнених конструктивних елементів з врахуванням пошкоджуваностіuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Babak_aref.pdf
Розмір:
1.36 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.16 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ДММОМ)
Автореферати (вільний доступ)