Розрахункові моделі механіки руйнування для оцінювання довговічності твердих тіл при їх циклічній контактній взаємодії - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ 01.02.04 - механіка деформівного твердого тіла АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукПисаренка НАН України, завідувач відділу втоми і термовтоми матеріалів доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України Кіт Григорій Семенович, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. В рамках механіки руйнування матеріалів сформульовано розрахункову модель для дослідження процесів руйнування та прогнозування залишкової довговічності твердих тіл (елементів трибоспряжень) при їх циклічному контактуванні. Алгоритми побудови траєкторій розвитку тріщин в зоні контакту враховують зміну напружено-деформованого стану, викликаного як видовженням тріщини, так і переміщенням контртіла (зміною навантаження) в циклі контактування, а також можливу зміну механізму руйнування в процесі поширення тріщини і тертя між її берегами. Показано, що і при коченні, і при фретинг-втомі значний вплив на характер руйнування поверхні контакту та розміри частинок викришування мають: величина коефіцієнта тертя та умови зчеплення/проковзування в контакті між тілами, форма основи контртіла, характеристики циклічної тріщиностійкості матеріалу на відрив та поперечний зсув, наявність експлуатаційних або випадкових продуктів в зоні контакту (води, мастила, порошкоподібних продуктів фретингу, абразивних частинок і т.п.), які можуть бути захоплені тріщиною. Показано, что и при качении, и при фреттинг-усталости значительное влияние на характер разрушения поверхности контакта и размеры частичек викрашивання имеют: величина коэффициента трения в контакте между телами, характеристики циклической трещиностойкости материала на отрыв и поперечный сдвиг, наличие эксплуатационных или случайных продуктов в зоне контакта (воды, смазки, порошкообразных продуктов фреттинга, абразивных частичек и т.п.), которые могут быть захвачены трещиной.Пошкодження поверхонь контакту або й зруйнування елементів зєднань під час втомного контактування призводить відповідно до зниження або втрати роботоздатності всієї машини чи конструкції. За умов циклічного контактування деформівних тіл зародження і розвиток тріщин в зоні їх контакту найчастіше спостерігається у випадках, коли контактна взаємодія реалізується як фретинг-втома, кочення, пульсуючий контакт, фрикційна втома тощо. Дослідження за темою дисертації виконувалися в рамках держбюджетних наукових тем за відомчими замовленнями НАН України: 1990-1992 рр. - "Розробка методів дослідження руйнування матеріалів при їх контактній взаємодії", дисертант - керівник теми; 1993-1995 рр. - "Розробка методів оцінки контактної втоми матеріалів з позицій механіки руйнування", дисертант - керівник теми; 1996-1998 рр. - "Розробка теоретичних основ механіки втомного руйнування деформівних твердих тіл при їх контактній взаємодії", № держреєстрації 0196U002989, дисертант - співкерівник теми; 1999-2001 рр. - "Дослідження механіки зсувних тріщин в умовах контактної циклічної взаємодії матеріалів", № держреєстрації 0100U004851, дисертант - співкерівник теми; 2002-2004 рр. - "Розробка теоретичних основ механіки втомного руйнування і зношування твердих тіл при їх контактній взаємодії", дисертант - співкерівник теми; 2005-2006 рр. - "Розробка числових методів оцінки залишкової довговічності і контактної тривкості тіл кочення в системі "колесо-рейка"", № держреєстрації 0105U004323, дисертант - керівник теми; 2005-2007 рр. - "Моделювання кінетики поширення тріщин в зонах контактування твердих тіл за умов кочення та фретинг-втоми", № держреєстрації 0105U004301, дисертант - співкерівник теми. Також дослідження велись в рамках проектів Державного фонду фундаментальних досліджень ДКНТ України: 1992-1993 рр. - "Розробка чисельно-аналітичних методів дослідження руйнування тіл при їх контактній взаємодії", № 2/403, дисертант - відповідальний виконавець; 1997-2000 рр. - "Втомне руйнування контактуючих тіл при взаємодії кочення", № 1.4/174, дисертант - відповідальний виконавець. дослідити залежність траєкторій розвитку тріщин від величини коефіцієнтів тертя в контакті між тілами та берегами тріщин, умов зчеплення/проковзування в зоні контакту, характеру контактного навантаження, характеристик циклічної тріщиностійкості матеріалу, величини тиску мастила, води, продуктів зношування в тріщині тощо;Вищезгадані і пізніше запропоновані моделі базуються на концепціях механіки втомного руйнування, розвязках контактних задач теорії пружності для тіл з тріщинами і на врахуванні визначальних експлуатаційних параметрів того чи іншого типу контактної взаємодії тіл у трибоспряженні.

Основний зміст роботи