Стрибкоподібна деформація металів при кріогенних температурах та її моделювання - Автореферат

ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МІЦНОСТІ ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Інституті проблем міцності ім. Науковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Воробйов Євген Валерійович Інститут проблем міцності ім. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Лабур Тетяна Михайлівна Інститут електрозварювання ім. Патона НАН України провідний науковий співробітник кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Ромащенко Володимир Андрійович Інститут проблем міцності ім. Захист відбудеться "9 "червня 2011 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.241.01, Інститут проблем міцності ім.Все більшого поширення набуває використання зріджених газів у техніці та технологіях таких галузей, як енергетика, авіація та космонавтика, транспорт, медицина, дослідження елементарних часток. Але за температур нижче 30 K виникає ефект низькотемпературної стрибкоподібної деформації, що стає головною особливістю деформування і руйнування практично всіх металів та сплавів, і тому є універсальним явищем. Можливість виникнення та характер стрибкоподібної деформації для даної температури й середовища суттєво залежать не тільки від самого матеріалу, але і від розмірів та форми зразка, від параметрів процесу навантаження, випробувальної машини тощо. З огляду на те, що експерименти за температур, близьких до абсолютного нуля, є надзвичайно затратними і складними, дієвим засобом, який дозволяє суттєво скоротити багатофакторні дослідження, може слугувати математичне моделювання процесу стрибкоподібної деформації. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на наступних міжнародних і національних конференціях: XI, XII и XIII Международных научно-технических конференциях ”Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов” (Санкт-Петербург, Россия, 2005, 2006, 2007); Міжнародній науково-технічній конференції ”Динаміка, міцність і ресурс машин та конструкцій” (Київ, Україна, 2005); 7th and 8th International Symposium of Croatian Metallurgical Society SHMD ”Materials and Metallurgy” (Sibenik, Croatia, 2006, 2008); VII Міжнародній науково-практичній конференції ”Прогресивна техніка і технологія” (Севастополь, Україна, 2006); IV Международной конференции ”Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследование, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий” (Жуковка, Большая Ялта, Украина, 2006); IV Всеукраїнській науково-технічній конференції молодих учених та спеціалістів ”Зварювання та суміжні технології” (Ворзель, Україна, 2007); Міжнародній науково-технічній конференції ”Міцність матеріалів і конструкцій за низьких температур” (Київ, Україна, 2010); Міжнародній науково-технічній конференції ”Міцність матеріалів та елементів конструкцій” (Київ, Україна, 2010).Публікації поділено на три напрямки: дослідження проявів ефекту на чистих металах, у тому числі в надпровідному стані; експериментальне визначення впливу окремих чинників на характеристики переривчастої плинності конструкційних сплавів; моделювання ефекту стрибкоподібної деформації. На прикладах найбільш сучасних енергетичних та дослідницьких пристроїв з надпровідними магнітними системами, що працюють у середовищі рідкого гелію, як токамаки, ІТЕР, Великий адронний колайдер, розглянуто умови експлуатації несівних елементів та показано небезпечні наслідки можливого прояву ефекту низькотемпературної стрибкоподібної деформації металів. Апаратурно-приборний комплекс включав цифрові системи вимірювання навантаження, деформації та температури з виходом на персональний компютер. Тому для побудови моделі процесу взято рівняння механічного стану, що описує опір деформуванню у процесі деформаційного зміцнення і вязкої течії з урахуванням температурної залежності напруження на ділянці довжиною і площею перерізу де - границя плинності, - пластична складова деформації, і - характеристики деформаційного зміцнення, - коефіцієнт вязкості. На основі (1) записано рівняння рівноваги у напруженнях для непідвантажувальної системи, рух (деформація) у якій здійснюється тільки за рахунок запасеної пружної енергії і в якій діють також інерційна та пружна сили де - приєднана маса, - ефективний модуль системи, - жорсткість системи зразок-машина, а множник (1 ) враховує зменшення площі перерізу.Розроблено нелінійну математичну модель процесу низькотемпературної стрибкоподібної деформації металів для непідвантажувальної та підвантажувальної систем, яка дозволяє адекватно описувати вплив восьми визначальних параметрів з використанням одного базового експерименту. На основі запропонованої моделі розроблено розрахунковий метод прогнозування та відтворення діаграми розтягу металу в умовах нестабільності деформації шляхом послідовної побудови стрибків видовження зразка і відповідних стрибків навантаження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ