Граничний стан конструкційних сплавів для надпровідних електромагнітних систем - Автореферат

Проблемність урахування впливу електромагнітної дії на механічний стан конструкційних елементів НЕМС на часі повязана з відсутністю науково обгрунтованих критеріїв граничного стану металевих матеріалів при дії, зокрема, імпульсів електричного струму (ІЕС), надійних методів його визначення за кріогенних температур та методів вибору допустимих напружень, які враховували б альтернативний вплив на міцність металів кріогенної температури та ІЕС. Розвязання таких проблем дозволить на інженерному рівні при розрахунках на міцність конструктивних елементів НЕМС враховувати вплив ІЕС на граничний стан металевих матеріалів, забезпечуючи тим самим підвищення надійності та безпечну експлуатацію відповідальних вузлів енергетичного обладнання, що і визначає актуальність цієї роботи. Робота була виконана в Інституті проблем міцності НАН України, відповідає напрямку його діяльності “Граничний стан і критерії міцності в екстремальних умовах”, в межах державних програм “Наукоємні технології” (проект 5.042.04/92 - 1992-1993 р.р.-автор та відповідальний виконавець), “Нові матеріали” (проект 7.2.5/079-92-1992-1995 р.р. - автор та відповідальний виконавець), програм Державного фонду фундаментальних досліджень “Розробка моделей деформування і руйнування металів в умовах їх нестабільної течії при глибокому охолодженні” (реєстраційний № 1.04/0241 - 1997-1999 р.р. - автор та відповідальний виконавець) та Міжнародного наукового фонду і Уряду України: проекти UBW000 і UBW200 “Investigations into peculiarities of elastic-plastic deformation of structural materials taking into account the influence of the stress state type under the action of electric pulses and cryogenic temperatures” (1994-1995 р.р. - автор та відповідальний виконавець) і безпосередньо повязана з виконанням відомчих науково-дослідних тем “Обоснование возможности использования экономно-легированных сталей для создания сосудов высокого давления криогенной техники” (№ Держреєстрації 01870015493 - виконавець), “Влияние электромагнитных воздействий на прочность и трещиностойкость конструкционных материалов, перспективных для использования в сверхпроводящих устройствах” (№ Держреєстрації 01890020791 - відповідальний виконавець), “Исследование трещиностойкости металлов и сварных соединений конструкций криогенной техники при глубоком охлаждении с учетом характера нагружения и воздействия електромагнитных полей” (№ Держреєстрації 0193U022066 - відповідальний виконавець), “Критериальная оценка процесса упругопластического деформирования металлических материалов в условиях прерывистой текучести при криогенных температурах” (№ Держреєстрації 0196U009160 - відповідальний виконавець). Мета роботи полягає в розробленні методології визначення граничного стану конструкційних сплавів при дії імпульсів електричного струму, яка дозволила б враховувати особливості їх впливу на деформування та руйнування металів за кріогенних температур, і створенні на основі такої методології інженерного методу вибору допустимих напружень при розрахунках на міцність надпровідних електромагнітних систем. визначити критерій граничного стану металевих матеріалів при дії ІЕС за умов охолоджування до температури 4,2 К, перевірити правомірність його використання для оцінки граничного стану та небезпечних значень характеристик міцності і руйнування конструкційних сплавів щодо елементів конструкцій надпровідних електромагнітних пристроїв;На базі ретроспективного аналізу показано, що існуючі роботи з цього питання можна умовно класифікувати, як: 1) визначення механізмів впливу електричного струму, зокрема імпульсного, на пластичну деформацію металів і дослідження цих механізмів; 2) встановлення закономірностей власне такого впливу на опір деформуванню, руйнуванню та механічні характеристики металевих матеріалів; 3) новітні технології, що використовують пластифікувальну дію електричного струму при обробці металів (виходять за межі даного дослідження і тому не розглядалися). Підкреслено, що в сучасній літературі відсутня інформація про науково обґрунтовані критерії граничного стану конструкційних матеріалів при дії ІЕС та методи його визначення, а також систематизовані дані про закономірності впливу ІЕС на опір деформуванню, руйнуванню та характеристики тріщиностійкості металевих матеріалів за кріогенних температур. Дослідження температурних залежностей характеристик міцності, пластичності та тріщиностійкості, а також зміни їх характеру при дії імпульсів електричного струму, в інтервалі температур 293 К - 4,2 К для одновісного та позацентрового розтягу, статичного згину і всебічного розтягу в площині було проведено за допомогою дослідницької установки УТН-10, яка має такі технічні характеристики: максимальне навантаження - 105 Н; межі регулювання температури від 293 К до 4,2 К, амплітуди імпульсного електричного струму від 1,0.103 до 3,2.103 А, тривалості імпульсу від с, кількості імпульсів в серії від 1 до 6. Про підсилення при охолодженні до температури 4,2 К ролі електроннодислокаційної взаємодії у змінюванні опор

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ