Мезомасштабные механизмы локализации пластического течения и разрушения и критерии диагностики механического состояния поликристаллов с макроконцентраторами напряжений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

ПЛЕШАНОВ Василий Сергеевич

МЕЗОМАСШТАБНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ И КРИТЕРИИ ДИАГНОСТИКИ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С МАКРОКОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск - 2003

Работа выполнена в Научно-исследовательском учреждении -Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

Научный консультант:

академик РАН

доктор физико-математических наук

профессор

В.Е. Панин

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук

профессор

А.Д. Коротаев

доктор физико-математических наук доцент

Ю.П. Шаркеев

доктор технических наук

профессор

В.К. Кулешов

Ведущая организация:

Институт гидродинамики им М.А. Лаврентьева СО РАН

Защита состоится 27 июня 2003 г. в 14 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 003.038.01 в ИФПМ СО РАН по адресу: 634021, г. Томск, просп. Академический, 2/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФПМ СО РАН

Автореферат разослан

мая 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

О.В. Сизова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Подавляющее большинство деталей машин и элементов промышленных металлоконструкций работает в условиях наличия макроконцентраторов напряжений. К ним относятся конструктивные и технологические отверстия, разъемные и неразъемные соединения (болтовые, заклепочные, паяные, сварные), эксплуатационные дефекты (вмятины, царапины, места коррозионного повреждения и эрозионного износа), особенности структурного состояния материала, связанные с термической или механической обработкой (прокатка, ковка, штамповка), и др. При нагружении концентраторы напряжений локализуют процессы пластической деформации и нарушения сплошности материала и, в конечном итоге, определяют прочность, надежность, долговечность и ресурс работы конструкций.

Вопросам исследования концентрации напряжений и ее влияния на работоспособность различных конструктивных элементов посвящено большое число работ отечественных и зарубежных авторов. Многолетние исследования в этой области привели к получению комплекса данных о коэффициентах концентрации напряжений, используемых для проведения расчетов на прочность и выбора рациональной формы элементов конструкций. В расчетах на прочность широко применяются результаты, полученные в теории стержней, пластин, оболочек, в теории упругости, пластичности и ползучести, в механике разрушения. Однако, в связи с существенно возросшей в последние десятилетия сложностью современных конструкций, получение вычислительными методами новых данных о роли концентраторов напряжений в нагруженных материалах связано с большими трудностями. Это обусловлено недостаточностью для расчетов интегральных механических характеристик материалов и необходимостью учета различных режимов работы элементов конструкций, реальных свойств материалов, условий нагружения, технологических, эксплуатационных и многих других факторов. Поэтому является актуальным установление новых качественных и количественных экспериментальных закономерностей и реальных механизмов поведения под нагрузкой конструкционных материалов с концентраторами напряжений, создание и развитие новых методов диагностики их состояния и прогнозирования работоспособности.

Традиционно физические механизмы пластического течения и разрушения твердых тел исследуются на микромасштабном уровне путем изучения закономерностей возникновения, движения и самоорганизации основного типа деформационных дефектов - дислокаций. Развитая на этой основе теория дислокаций позволяет объяснить многие закономерности и особенности поведения твердых тел в различных условиях нагружения. В рамках микроскопического описания поведения различного рода дефектов кристаллического строения и их ансамблей в деформируемом твердом теле теория дислокаций достигла больших успехов, однако до сих пор не удалось теоретически рассчитать макроскопические (механические) характеристики кристаллических материалов на основе микромасштабных механизмов их 1 Ч'гЯШТвдлзКййдаЦразрушения. В последние годы стало очевидным, что жпоср'ццдалвеМЖ^ерехрд от микро-

Д

7 ТУ У

к макромасштабному уровню принципиально невозможен. Возникновение в деформируемом твердом теле динамических диссипативных структур обусловливает развитие качественно новых механизмов деформации мезомас-штабного уровня.

Согласно положениям физической мезомеханики материалов, деформируемое твердое тело представляет собой многоуровневую иерархически организованную систему, в которой самосогласованно развиваются процессы потери сдвиговой устойчивости материала на микро-, мезо- и макромасштабных уровнях. Пластическая деформация и разрушение материала являются двумя последовательными стадиями единого процесса эволюции сдвиговых неустой-чивостей различного масштаба, причем разрушение отражает глобальную потерю сдвиговой устойчивости твердого тела на макроуровне. На мезоуровне рассматриваются принципиально новые по отношению к дислокациям носители деформации - трехмерные структурные элементы (мезообъемы), трансля-ционно-ротационное движение которых приводит к формированию в нагруженном материале деформационных диссипативных мезоструктур. Характер последних (тип, размер элементов, кинетика образования и последующего развития) определяет механическое поведение материала под нагрузкой.

В основе системы масштабных уровней микро-, мезо- и макродеформации лежит соответствующая иерархия масштабных уровней концентраторов напряжений. Физическая мезомеханика развивает представления о фундаментальной роли концентраторов напряжений различного масштаба в формировании и эволюции зон локализованного пластического течения и разрушении материалов. По характеру эволюции мезоструктуры в процессе нагружения можно вскрыть принципиально новые фундаментальные механизмы деформации и разрушения материала, а на их основе решить прикладные задачи, связанные с оценкой механического состояния и прогнозированием ресурса работы нагруженных элементов металлоконструкций с концентраторами напряжений (включая диагностику их предельных состояний).

Целью работы является исследование на мезомасштабном уровне механизмов локализации и закономерностей стадийности пластического течения и разрушения металлических поликристаллов с макроконцентраторами напряжений, разработка на основе полученных результатов новых критериев диагностики механического состояния нагруженного материала.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Используя оптико-телевизионный метод, исследовать мезомасштабные закономерности локализации пластической деформации и разрушения поликристаллических металлов и сплавов с макроконцентраторами напряжений различной конфигурации в условиях статического и циклического нагружения.

2. На основе анализа эволюции деформационных мезоструктур в процессе нагружения установить стадийность пластического течения и разрушения поликристаллов на мезоуровне.

3. Изучить процессы мезомасштабной фрагментации поликристаллов и устано-

вить их связь с последующим разрушением материала. 4. Разработать мезомасштабные критерии оценки механического состояния и ресурса работы нагруженных поликристаллов с макроконцентраторами напряжений, включая диагностику состояния предразрушения.

Объект и предмет исследований. Объектом исследований являются поликристаллические пластины из конструкционных сталей и сплавов с макроконцентраторами напряжений различной природы и конфигурации: локальными (отверстия в плоских пластинах), локальными с поверхностями трения (плоские пластины, соединенные внахлест жестким стержнем), протяженными (узкие области переплава), распределенными (предварительная глубокая холодная прокатка). Целью и задачами работы в качестве предмета исследований определены мезомасштабные процессы пластического течения и разрушения, протекающие в поликристаллах в условиях статического и циклического на-гружения, и их связь с механическими и структурными характеристиками материала.

Научная новизна. В работе впервые:

- изучены механизмы и установлены закономерности формирования и эволюции некристаллографических деформационных мезострукгур при статическом и циклическом растяжении металлических поликристаллов с макроконцентраторами напряжений;

- для широкой группы сталей и сплавов показано, что при статическом растяжении поликристаллов мезоструктуры формируются в виде одной или двух сопряженных систем квазипериодических параллельных мезополос локализованной деформации, ориентированных в направлениях максимальных касательных напряжений, либо системы мезополос, нормальных к оси нагру-жения. В условиях циклического растяжения мезоструктуры проявляются в полях векторов смещений в виде совокупности деформационных доменов с дискретными разорйентировками векторов смещений на междоменных границах;

- для разных типов макроконцентраторов напряжений установлена характерная стадийность пластической деформации и усталостного разрушения на мезо-уровне, связанная с эволюцией мезострукгур, особенностями кривых течения и степенью накопления повреждений в нагруженном материале;

- выявлена связь кинетики фрагментированных мезострукгур в процессе на-гружения с последующим разрушением поликристаллов;

- предложены новые критерии, характеризующие механическое состояние поликристаллических материалов на мезомасштабном уровне в пределах всей продолжительности их нагружения вплоть до разрушения.

Достоверность полученных экспериментальных результатов, научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, обеспечена корректностью постановки задачи, систематическим характером экспериментальных исследований, использованием современных экспериментальных методов исследований и аппаратуры, устойчивой воспроизводимостью результатов и согласием установленных закономерностей с данными, полученными другими авторами.

Научная и практическая значимость результатов работы заключается в следующем:

- изученные мезомасштабные механизмы поведения под нагрузкой поликристаллов с макроконцентраторами напряжений дают новые, более глубокие представления о процессах локализации деформации и накопления повреждений в материале, что может быть использовано для построения адекватных моделей пластического течения и разрушения таких широко распространенных технических объектов, как элементы конструкций с отверстиями, болтовые, заклепочные, сварные соединения и др.;

- обоснована возможность и разработаны качественные и количественные критерии оценки механического состояния, прогнозирования ресурса работы и диагностики стадии предразрушения нагруженных элементов металлоконструкций по характеристикам деформационной мезоструктуры в окрестности макроконцентраторов напряжений, что может быть положено в основу нового метода неразрушающего контроля материалов.

Разработанные в диссертации практические критерии диагностики механического состояния и прогнозирования ресурса работы нагруженных элементов металлоконструкций прошли апробацию и использованы в рамках прикладных НИОКР:

1. «Fatigiie testing of lap joint specimens» (contract SR56274, Biitish Aerospace (Operations) LTD, Sowerby Research Center, 1995).

2. «Системы диагностики и пожаротушения. Раздел 1: Комплекс аппаратуры для аттестации и диагностики газового оборудования» (договор № 24/97, ОАО «ГАЗПРОМ», 1997 - 2001 гг.).

3. «Исследование состояния металла корпуса регенератора поз.4 зав. №439 установки разделения воздуха А-8-1 азотно-кислородного цеха ОАО «ТНХЗ» (договор № 27/03, ОАО «Томский нефтехимический завод», 2003 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Механизмы и закономерности формирования и эволюции деформационных некристаллографических полосовых и разориентированных доменных мезо-структур в металлических поликристаллах с макроконцентраторами напряжений при статическом и циклическом растяжении.

2. Закономерности стадийности пластического течения и накопления повреждений на мезоуровне в поликристаллах с разными типами макроконцентраторов напряжений и однозначная связь стадий с характеристиками мезо-структур.

3. Мезомасштабная фрагментация материала на стадии предразрушения и связь характера разрушения с особенностями развития мезоструюур (механизмами аккомодации и мезоразориентировками).

4. Новые качественные и количественные критерии, основанные на характерных признаках и количественных параметрах мезоструктур, позволяющие оценивать механическое состояние и ресурс работы нагруженного материала.

Связь работы с научными программами и темами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами государственных и отраслевых на-

учных программ: «Физические основы мезомеханики пластической деформации и разрушения и новые критерии оценки ресурса работы материалов и конструкций» (проект НИР программы ГНЦ ИФПМ СО РАН 1994 - 1995 гг.); «Мезодефекты и модели в физической мезомеханике как методологическая основа компьютерного конструирования материалов» (проект НИР программы ГНЦ ИФПМ СО РАН 1996 г.); «Закон масштабной инвариантности в физической мезомеханике пластической деформации и разрушения» (проект НИР программы ГНЦ ИФПМ СО РАН 1997 г.); ГНТП «Новые материалы» (приоритетное направление «Компьютерное конструирование материалов и технологий») 1996 - 1998 гг.; «Механика движения объемных структурных элементов на мезоуровне при пластическом деформировании твердых тел» (проект РФФИ № 96-01-00902) 1996 - 1998 гг.; «Физическая мезомеханика структурно-неоднородных сред» (основные задания к плану НИР ИФПМ СО РАН на 1995

- 2000 гг.); «Физические процессы на границах раздела при получении гетерогенных материалов и покрытий» (интеграционный проект СО РАН 1997 - 1999 гг.); Программа создания комплекса новых технологий и перспективных материалов для измерения и восстановления живучести оборудования ТЭС на 1996

- 2000 гг.; ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», подпрограмма «Новые материалы», направление «Дизайн (компьютерное конструирование) материалов и композиционные материалы» 1999 - 2001 гг.; «Разработка принципов мезомеханики поверхности и внутренних границ раздела и конструирование на их основе новых градиентных конструкционных материалов и многослойных тонкопленочных структур для электроники» (интеграционный проект СО РАН 2000 - 2002 гг.); «Основы физической мезомеханики поверхностных слоев твердых тел» (основные задания НИР ИФПМ СО РАН на 2001 - 2003 гг.).

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих международных, всероссийских и региональных конференциях, совещаниях, симпозиумах и семинарах: III, IV и V Международных конференциях «Computer - Aided Design of Advanced Materials and Technologies» CAD AMT (Томск, Россия, 1993, 1995; Байкальск, Россия, 1997); I Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Новгород, Россия, 1994); XIV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 1995); III и V Российско-Китайских симпозиумах «Advanced Materials and Processes» (Калуга, Россия, 1995; Байкальск, Россия, 1999); Международном семинаре «Materials Instability under Mechanical Loading» (С.-Петербург, Россия, 1996); Международной конференции «Mathematical Methods in Physics, Mechanics and Mesomechanics of Fracture» Mesofracture'96 (Томск, Россия, 1996); симпозиуме «Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии» (Москва, Россия, 1996); Международном (США - Россия) совещании «Micro- and Ме-somechanical Aspects of Materials Failure» (Томск, Россия, 1996); II Международном симпозиуме по трибофатике (Москва, Россия, 1996); Всероссийской научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред» (Барнаул, Россия, 1996); Международной на-

учно-технической конференции «Высокие технологии в современном материаловедении» (С.-Петербург, Россия, 1997); I Международном семинаре и XXXIII семинаре «Актуальные проблемы прочности» (Новгород, Россия, 1997); Международной конференции «Surface Engineering Towards the 21sl Century» (Шанхай, Китай, 1997); XIV уральской школе металловедов-термистов (Ижевск — Екатеринбург, 1998); Международной конференции «Physical Ме-somechanics and Computer Aided Design of Advanced Materials and Technologies» (Тель-Авив, Израиль, 1998); II конференции «Материалы Сибири» (Барнаул, Россия, 1998); Международной конференции «Сварка и родственные технологии - в XXI век» (Киев, Украина, 1998); 17th National Conference on Heat Treatment with International Participation (Брно, Чехия, 1998); International Conference on Efficient Welding in Industrial Applications (Лаппеэнранта, Финляндия, 1999); XVI Межреспубликанской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности» (Новосибирск, Россия, 1999); Международной конференции «Role of Mechanics for Development of Science and Technology» Mesomechanics'2000 (Сиань, Китай, 2000); Международном совещании «Mesomechanics: Foundations and Applications» Meso'2001 (Томск, Россия, 2001); II Международной научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред» (Барнаул, Россия, 2001); V Международном семинаре «Современные проблемы прочности» (Старая Русса, Россия, 2001); I Международной конференции «Современные проблемы машиностроения и приборостроения» (Томск, Россия, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 40 печатных работах, опубликованных в научных и научно-технических журналах, сборниках и трудах конференций, в числе которых 2 коллективные монографии.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание изложено на 328 страницах, включая 170 рисунков, 9 таблиц и 376 наименований библиографических ссылок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана характеристика области, объекта и методов исследований, сформулирована цель работы, перечислены новые результаты, раскрыта их научная и практическая значимость, представлены положения, выносимые на защиту, описана структура диссертационной работы.

В первой главе на основе анализа литературных данных изложены современные представления о механизмах деформации и разрушения кристаллических материалов на различных масштабных уровнях. Дана классификация физических методов исследования деформации и разрушения металлов. Особое внимание уделено вопросам взаимосвязи деформационного структурообра-зования и механических свойств материалов.

Изложены закономерности эволюции деформационной субструктуры и

стадийности пластического течения моно- и поликристаллических металлов и сплавов с различными типами кристаллической решетки при статическом на-гружении. В общем случае монокристаллам соответствует трех-, а поликристаллам - четырехстадийный характер кривой течения, причем каждой стадии можно поставить в соответствие вполне определенный тип дислокационных и полосовых субструктур.

Рассмотрены механизмы накопления усталостных повреждений в поликристаллах в условиях циклического нагружения. Описаны физические закономерности пластической деформации и усталостного разрушения кристаллических материалов на микроуровне, основанные на изучении циклического упрочнения и локальных деформаций и связанной с ними дислокационной субструктуры с помощью электронной микроскопии и рентгенографии. Отмечено, что усталостное разрушение на первом этапе представляет собой процесс микропластической деформации и разрушения, начинающийся обычно с поверхности. Изложены основные типы дислокационных субструктур и их эволюция в области вершины усталостной трещины, дан фрактографический анализ поверхности разрушения. Проанализирована эволюция усталостных трещин на макроуровне методами механики разрушения, позволяющими рассчитать напряженно-деформированное состояние тела с трещиной и параметры вязкости разрушения, определить долговечность материала на основе интегрирования уравнений роста трещин.

На основании рассмотренных данных сделано заключение о том, что в условиях неоднородности структуры и анизотропии свойств гетерогенных кристаллических материалов невозможно осуществить прямой переход от микро-к макромасштабному уровню и описать механические свойства кристаллического материала на основе его субструктурного состояния. Для этого необходимо изучить поведение материала под нагрузкой на промежуточном - мезо-масштабном уровне. Изложены методологические основы физической мезоме-ханики, рассматривающей нагруженное твердое тело как неравновесную многоуровневую самоорганизующуюся систему. В рамках данной концепции пластическое течение развивается как синергетический процесс эволюции потери сдвиговой устойчивости материала на различных масштабных уровнях: микро, мезо и макро.

В заключение главы сформулированы конкретные задачи диссертационной работы, обоснован выбор материалов и схем нагружения (статическое и циклическое растяжение), изложена методика экспериментальных исследований, основанная на использовании оптико-телевизионного измерительного комплекса TOMSC, разработанного в ИФПМ СО РАН.

Во второй главе изучены механизмы формирования и эволюции деформационных мезоструктур и разрушения поликристаллов с локальными макроконцентраторами напряжений - отверстиями в плоских поликристаллических пластинах. Материалом для исследований служили конструкционные алюминиевые сплавы типа дуралюмин Д16АТ и Д16АМ в естественно состаренном состоянии. Исследования проводили на плоских поликристаллических образцах с размерами рабочей части 40x10x1 мм и отверстием 0 2 мм в центре об-

разца в условиях статического, повторно-статического, мало- и многоциклового растяжения.

В условиях статического растяжения накопление пластической деформации в области макроконцентратора напряжений связано с потерей сдвиговой устойчивости материала на мезоуровне и формированием от отверстия к боковой поверхности образца треугольной зоны пластической вытяжки (шейки). Границы этой зоны представляют собой мезополосы локализованной пластической деформации, ориентированные в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений (углы 45° и 135° к оси нагружения). Вдоль данных полос в начале формирования пластической зоны наблюдается сдвиговый характер смещения материала к отверстию, который при последующем нагруже-нии быстро сменяется трансляционно-ротационным движением мезообъемов, обусловливающим образование вихревой мезоструктуры в области шейки (рис. 1). Эта структура сохраняется на всем протяжении действия нагрузки вплоть до зарождения трещины. Зависимость продольной составляющей скорости движения мезообъемов в зоне пластической вытяжки около отверстия от значения деформации в этой области представлена на рис. 2,а. Можно выделить два существенно различных этапа повреждаемости: стадии стабильного (е < 50% - 55%) и ускоренного (е > 55% - 60%) роста деформации. На первой стадии происходит квазиравномерное накопление остаточной деформации в пределах всей зоны вытяжки (рис. 1 ,а), вторая стадия обусловлена сильной локализацией вихревого течения в узкой области минимального поперечного сечения образца (рис. 1 ,б) и завершается его разрушением вследствие глобальной потери сдвиговой устойчивости материала на макроуровне. Области материала с разной ориентацией векторов смещений на рис. 1 представляют собой упруго-пластические деформационные домены, всегда сопровождающие полосы сильно локализованной деформации. Эволюция деформационных доменов в процессе нагружения определяет механизм деформации материала на мезомасштабном уровне и обусловливает переход деформации на макромасштабный уровень. Значения компонент тензора пластической дисторсии в области макроконцентратора напряжений в процессе нагружения непрерывно возрастают.

¡¡шшя! 1 /1 /1 / /

II [ ШШШКЗ&Я ¡1 ¡¡ЫШй;' 1/ О-г

б

Рис. 1. Вихревая мезоструктура материала в области шейки при статическом растяжении, б = 35% (а); 64% (б). Сплав Д16АТ.

В условиях повторно-статического растяжения наблюдается трехста-дийный характер накопления циклической деформации (рис. 2,6). На первой стадии (Ы < 0,05Ыу, где N1 - число циклов до разрушения образца) в поликристалле в пределах треугольной зоны пластической вытяжки регистрируется вихревая мезоструктура подобно рис.1. Однако для рассматриваемой схемы повторно-статического нагружения существенную роль играют релаксационные процессы, протекающие в материале в ходе циклических разгрузок. Это приводит к образованию на второй стадии (0,05Ы£ < N < 0,95ЫЕ) в области макроконцентратора напряжений разориентированной доменной мезоструктуры, что свидетельствует о фрагментации материала на мезомасштабном уровне. Размеры доменов в 3 - 5 раз превышают средний размер зерна в поликристалле и составляют 50- 100 мкм. Их эволюция вызывает в начале третьей стадии (И > 0,95Ке) распространение процесса мезоскопической фрагментации на все поперечное сечение образца. На границах доменов возникает резко неоднородное распределение деформации в виде областей (полос) локализованного пластического течения, обусловливающее высокие локальные эффекты поворотной моды деформации. Вследствие этого в пределах междоменных границ с максимальной дискретной разориентировкой векторов смещений (> 60 - 80°) происходит зарождение и развитие магистральной трещины как аккомодационный механизм поворотного типа на макроуровне, что вызывает разрушение материала.

У„, мкы/с Ух, мкм/цикл

Рис. 2. Зависимости продольной составляющей скорости движения мезообъемов V, от пластической деформации е (а, статическое растяжение) и от числа циклов нагружения N (б, повторно-статическое растяжение). Сплав Д16АТ.

В условиях многоциклового разрушения процесс накопления усталостных повреждений на мезомасштабном уровне имеет пятистадийный характер. Каждая стадия связана с определенным типом формирующейся на поверхности материала дефектной мезоструктуры. Рассмотрим типичные черты многоцикловой усталости на мезоуровне на примере конструкционного дуралюмина Д16АТ, характеризующейся следующей последовательностью стадий накопления повреждений:

- формирование стохастически распределенных зон пластических сдвигов в

области макроконцентратора напряжений (0 < N < 0,4 -зарождение и квазихрупкий рост поверхностных микротрещин в локальной

области пластических сдвигов (0,4 Ыу < N < 0,55 N1); -хрупко-пластический рост поверхностных трещин (0,55 N5; < N < 0,9 N2); -развитие магистральной трещины (0,9 N1 < N < 0,98 М;;); -образование зоны пластической вытяжки и долом поликристалла (0,98 < N <1Чг).

Первая стадия повреждаемости связана с формированием в образце в области материала с максимальными растягивающими напряжениями в пределах отдельных зерен или их небольших конгломератов системы случайным образом распределенных зон с размерами от 5 до 25 мкм, в которых в полях смещений регистрируются локализованные пластические сдвиги амплитудой (0,5 -0.6) мкм за первые 100 циклов растяжения. В процессе нагружения эти зоны меняют свое местоположение, что приводит к деформационному упрочнению материала в области макроконцентратора напряжений, значительному уменьшению скорости пластических сдвигов, зарождению и квазихрупкому росту поверхностных усталостных микротрещин на второй стадии накопления повреждений. В окрестности этих трещин пластическая деформация экспериментально практически не фиксируется, а их рост носит преимущественно интер-кристаллитный характер со средней скоростью (0,02 - 0,03) мкм/цикл.

<-о-+

Рис. 3. Доменная мезоструктура (а) и последующий рост трещины по границам доменов (б). N = 78-103. ДЫ = Ы03.а = 35±35 МПа. сплав Д16АТ.

На третьей стадии при длине поверхностной трещины (0,4 - 0,5) мм перед ее вершиной в поле векторов смещений начинает фиксироваться пластическая деформация, проявляющаяся в виде мезоскопической доменной структуры с явно выраженными границами дискретной разориентировки между смежными доменами (рис. 3 ,а). Трещина преимущественно развивается по схеме нормального отрыва (тип I). Возникновение деформационных доменов является важнейшим этапом в процессе усталостного разрушения на мезоуровне. Оно иллюстрирует явление мезомасштабной фрагментации материала в локальной зоне концентратора напряжений и предшествует появлению в данной области поликристалла усталостной трещины. Фактически образование доменной ме-зоструктуры является критерием состояния предразрушения поликристалла. Кинетика усталостного разрушения определяется процессом развития домен-

ной мезоструктуры по схеме "сдвиг - поворот - отрыв", характеризующей ме-зомасштабный механизм образования новой свободной поверхности в вершине трещины. Границы между доменами определяют при последующем нагруже-нии траекторию развития трещины (рис. 3,6). Усталостная трещина аккомодирует сильно локализованную поворотную моду деформации в некристаллографической полосе пластического течения (междоменной границе), когда релаксационная способность фрагментированных мезоструктур становится исчерпанной. Размеры мезодоменов в пределах третьей стадии составляют (100 -500) мкм, средняя скорость роста трещины (0,03 - 0,06) мкм/цикл. Трещины на противоположных поверхностях поликристалла ведут себя независимо, их развитие носит преимущественно транскристаллитный характер.

На четвертой стадии в процессе активации объемных пластических смещений в поликристалле трещины на противоположных поверхностях образца начинают развиваться взаимосогласованно, сливаясь при длине - (2,1 - 2,3) мм в единую магистральную (сквозную) трещину. Раскрытие ее берегов связано со смещением деформационных доменов в направлении приложенной нагрузки, которому предшествует вихревое течение материала перед вершиной трещины с сильной локализацией сдвиговых и поворотных мод деформации (рис. 4). К концу данной стадии скорость роста трещины достигает (0,6 - 0,7) мкм/цикл, а скачки раскрытия ее берегов по всей длине составляют до 1,5 мкм. Четвертая стадия характеризует глобальную потерю сдвиговой устойчивости поликристалла на макроуровне и его ускоренное разрушение.

в

Рис. 4. Изображение магистральной трещины (а, хЮО), соответствующее ей поле векторов смещений (б) и распределение компонент сдвига и поворота перед вершиной трещины (в). N = 95-10 . ДЫ = 350, а = 35 + 35 МПа. сплав Д16АТ.

Пятая стадия обусловлена ростом растягивающих напряжений в связи с уменьшением остаточного сечения образца и заключается в формировании треугольной зоны пластической вытяжки о г вершины магистральной трещины к боковой поверхности образца в результате превышения предела текучести материала при длине трещины (2,5 - 2,8) мм. Границы зоны вытяжки ориентированы в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений и представляют собой макрополосы локализованной деформации, образующиеся в результате смещения мезообъемов по сдвиговому механизму (рис. 5,а,б). Процессы пластической деформации внутри зоны вытяжки связаны с формированием вихревых мезоструктур и имеют много общего с процессами в условиях повторно-статической усталости. Долом образца происходит в результате образования в зоне вытяжки доменной мезоструктуры и релаксации

' '1'Г г" .•^-^•ЙЬ-,;:.-

'■"!Г!!!!

.. I м11(! |}

1111 IV \ | 11 \\ЧЧ\Ч,

—.": о1мм

Рис. 5. Формирование зоны пластической вытяжки (а, хЮО), сдвиговой характер смещения мезообъемов (б), образование деформационных доменов (в), распределение сдвиговых и поворотных компонент тензора дисторсии (/) и развитие трещины в зоне долома образца (<)). N = 99-10 . АЫ = МО3, ст = 35 ± 35 МПа. сплавД1бАТ.

ш

локализованных поворотных мод деформации в пределах междоменных границ (рис. 5,в,г,д). Поверхность излома в области распространения магистральной трещины ориентирована под углом 90°, а в месте долома - под углом 45° к плоскости образца. Это свидетельствует о том, что процесс усталостного разрушения контролируется нормальными напряжениями, а процесс растяжения материала и последующего долома в зоне вытяжки - максимальными касательными напряжениями.

В процессе многоцикловой усталости проанализирована связь стадий разрушения с количественными характеристиками трещин (длиной и скоростью роста, коэффициентом интенсивности напряжений, амплитудой и скоростью раскрытия вершины трещины). Показано, что анализ кинетики деформационных мезоструктур открывает перспективу определения численных значений параметров механики разрушения.

В условиях малоцикловой усталости на мезомасштабном уровне также наблюдается пять стадий накопления повреждений аналогично многоцикловому нагружению. Некоторое отличие в содержании первых двух стадий обусловлено большим влиянием повторно-статической составляющей усталости в связи с более высокими напряжениями в образце в каждом цикле приложения нагрузки. Это вызывает вихревое течение материала в начале первой стадии и о гсутствие квазихрупкого роста трещин на второй стадии усталости. Содержание 3, 4 и 5 стадий практически не меняется.

В третьей главе изучены закономерности накопления повреждений в поликристаллических пластинах с поверхностями трения, соединенных внахлест жестким стержнем. Такого рода соединения широко распространены в узлах крепления элементов металлоконструкций (болтовых, заклепочных и т.п.). Их особенностью является то, что, наряду с влиянием базового макроконцентратора напряжений - крепежного отверстия, большую роль в механизме накопления повреждений при нагружении играют процессы трения на контактных поверхностях и смятия материала в зоне сжимающего воздействия крепежного стержня. В условиях циклического нагружения при этом реализуется комплексное повреждение элементов силовой системы - износоусталост-ное повреждение, которое является объектом изучения трибофатики - науки, возникшей на стыке трибологии и механики разрушения.

Исследования проведены в условиях циклического растяжения на образцах, представляющих собой соединенные внахлест винтом плоские поликристаллические пластины из дуралюмина Д16АТ с размерами 45x10x0,9 мм, зоной контакта 10x10 мм и диаметром крепежного отверстия 2 мм. Полярная система координат, связанная с центром отверстия, приведена на рис. 6. Направление приложения нагрузки соответствует значению ср=0.

Процесс усталостного разрушения соединенных внахлест поликристаллических пластин на мезомасштабном уровне в условиях контактного взаимодействия поверхностей характеризуется пятью стадиями. Первые три связаны с преимущественным накоплением повреждений на поверхностях трения, а две последние - с объемными процессами пластического течения и магистральным

характером разрушения материала. Каждой стадии соответствует свой тип деформационной мезоструктуры и определенные количественные характеристики накопления повреждений. Можно выделить следующие типичные черты стадий:

- деформационное упрочнение, сопровождаемое смятием материала в области взаимодействия стержня (винта) с пластинами, образованием стохастически распределенных зон пластических сдвигов и очагов фреттинг-коррозии на поверхностях трения (0<Ы<0,тЕ);

- формирование и квазихрупкий рост поверхностных усталостных трещин на контактных поверхностях

(ол^^одад

- хрупко-пластический рост первичной (доминирующей) усталостной трещины, сопровождаемый квазихрупким ростом вторичных (запаздывающих) трещин (0,2^ < N <

- формирование и развитие магистральной трещины, сопровождаемое ростом вторичных трещин по хрупко-пластическому механизму (0,85Мт < N < 0,951^);

- образование зоны пластической вытяжки и долом образца (0,95ЫЕ < N < Ыу).

Характер распределения пластических смещений в области смятия материала Сь С2 на первой стадии позволяет выделить три различные зоны деформации смятия: зона 1 шириной 40 - 60 мкм (большая пластическая деформация), зона 2 шириной ~ 200 мкм (умеренная пластическая деформация) и зона 3 (упругая деформация). В ходе циклического нагружения вследствие деформационного упрочнения материала значения скорости продольных пластических смешений ух в зонах 1 и 2 уменьшаются -на 5 порядков (рис. 7), при этом происходит частичная экструзия материала в зоне 1.

Однако области смятия не определяют место последующего нарушения сплошности материала. Усталостные повреждения формируются на поверхностях трения в зонах с максимальными растягивающими напряжениями, т.е. в областях А и В (см. рис. 6). На первой стадии в этих областях регистрируются неоднородные поля необратимых локальных смещений, на второй стадии происходит зарождение и рост квазихрупких поверхностных трещин.

Третья стадия связана с хрупко-пластическим характером разрушения при развитии первичной (доминирующей трещины) и квазихрупким ростом вторичных трещин (на противоположной стороне отверстия и в сопряженной пластине). Анализ полей векторов смещений для доминирующей трещины свидетельствует о том, что ее развитие происходит по смешанной моде I + II

Рис. 6. Схема расположения областей наблюдения А. В. С и полярная система координат от центра отверстия.

(нормальный отрыв + поперечный сдвиг) с преобладанием типа И. Сравнение средних значений скоростей и v,,1 позволяет заключить, что в пределах хрупко-пластического роста трещины составляющая нормального отрыва примерно в два раза ниже составляющей поперечного сдвига (рис. 8). Значения скоростей рассчитывались по формулам:

Рис. 7. Зависимости скорости продольных смещений V, в зонах 1 (<р = 0, р = 1.04 мм) и 2 (<р = 0, р = 1,2 мм) от циклической нагрузки N. Сплав Д16АТ.

' = их /ДЫ = |ихг - их |/ДЫ, у^ = и)Е/ДЫ=|и;г-иу'|/ДН,

где и\, ич (игу, и5) - проекции измеренных средних смещений на направление внешней силы (направление нормали к внешней силе) справа и слева от трещины соответственно.

Формированию трещины па внешней стороне пластины предшествует развитие от трещины на внутренней (контактной) поверхности сквозной (магистральной) полосы локализованной пластической деформации, представляющей собой в поле векторов смещений незамкнутое вихревое течение материала

v,-, нм/цикл

Ц мм

N. х 103

Рис. 8. Зависимости скорости раскрытия ух" и скорости поперечных сдвигов V," первичной трещины вдоль ее длины Ь на поверхности трения от циклической нагрузки N. Сплав Д16АТ.

по схеме поперечного сдвига (мода II). В пределах данной полосы в начале четвертой стадии разрушения происходит объединение двух поверхностных первичных трещин в одну магистральную. Скорость ее распространения быстро возрастает и превышает 20 нм/цикл, при этом также быстро растут скорости роста вторичных трещин, развивающихся по хрупко-пластическому механизму (рис. 9). Развитие магистральной трещины происходит преимущественно по схеме нормального отрыва — типу I (см. рис. 8) и приводит на пятой стадии к

формированию юны пластической вытяжки материала в остаточном сечении пластины и последующему долому образца.

В целом, при циклическом растяжении соединенных внахлест пластин процессы трения и фреттинг-коррозии способствуют ускорению формирования и эволюции деформационной мезоструктуры, мезомасштабной фрагментации материала и активируют зарождение и рост усталостных трещин на контактных поверхностях. Этим обусловлено снижение в 2 - 3 раза порогового значения коэффициента интенсивности напряжений (КИН) роста усталостных трещин К,и и критического значения КИН К|с для соединений внахлест по сравнению с поликристаллами без поверхностей трения. В связи с этим в соединенных внахлест пластинах происходит относительно более раннее наступление стадий хрупкого и хрупко-пластического роста трещин.

I. 4 03 5302 52 01 51 0 0 50 0 10'

Рис. 9. Зависимости длины Ь (а) и скорости роста с1Ь'с1Ы (б) усталостных трещин от циклической нагрузки N. 1,2 - первичные трещины: 3,4 - вторичные трещины. Сплав Д16АТ.

Четвертая глава посвящена исследованию механизмов пластического течения и разрушения и фрагментации на мезоуровне поликристаллов с протяженными макроконцентраторами напряжений. В качестве последних в поликристаллах использовали узкие протяженные поперечные области переплава (сварные швы). При статическом растяжении материалом для исследований служили низкоуглеродистая сталь 10 и аустенитная хромоникелевая сталь 08Х18Н12Т, в которых при сварке реализуются разные состояния зоны термического влияния (упрочнение и разупрочнение) с существенно различным характером распределения механических свойств по образцу (рис. 10). В условиях циклического растяжения в основном использовали конструкционную сталь 10Г2С, сварные соединения которой в металлоконструкциях в подавляющем числе случаев работают в условиях усталости. Размеры рабочей части образцов составляли при статическом растяжении 35x5x1 мм, при циклическом растяжении 30x5x0,8 мм и 100x15x8 мм.

Поликристаллы со сварными швами характеризуются сильно выраженной неоднородностью металлографической структуры в областях "основной металл - зона термического влияния (ЗТВ) - область переплава (шов)", что обусловливает значительное различие характеристик прочности и пластичности в данных зонах, наличие макроскопических внутренних границ раздела и

реализацию мезомасштабных механизмов пластического течения и накопления повреждений в поликристаллах уже с самого начала их нагружения.

При статическом растяжении поликристаллов низкоуглеродистой стали со сварным швом, характеризующихся упрочненной ЗТВ (рис. 10,а), на всем протяжении нагружения пластическое течение на мезоуровне контролируется максимальными касательными напряжениями. Можно выделить три основные стадии пластического течения, связанные с определенными интервалами деформации образца. На первой стадии (0,05% < е <1,3%) сварной шов как ба-

X, мм

ОМ___ЗТВ _ЗТВ.__ОМ-

11юв 6

X, мм

Рис. 10. Распределение микротвердости поперек сварного шва в низкоуглеродистой (о) и аустеиитной (б) сталях. 1 - электронно-лучевой шов. 2 - аргонодуговой шов.

зовый макроконцентратор напряжений (виртуальный захват в центре образца) инициирует развитие пластического течения в ЗТВ в виде волны локализованной деформации, иллюстрирующей пространственную осцилляцию сдвиговой и поворотной компонент тензора пластической дисторсии вдоль ЗТВ поперек образца. Это сопровождается образованием в ЗТВ узких мезополос локализованной деформации, распространяющихся в пределах конгломератов элементов внутренней структуры и ориентированных в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений (рис. 11 ,а). Схематично распространение мезополос деформации в ЗТВ представлено на рис. 11,6. Зарождение и развитие мезополосы по схеме сдвига обусловлено релаксацией первичного мезо-концентратора напряжений, формирующегося на границе раздела "шов - ЗТВ" в результате несовместности упругой деформации этих областей поликристалла. При достижении мезополосой границы "ЗТВ - основной металл" в условиях стесненной деформации в области Б формируется индуцированный (встречный) мезоконцентратор напряжений, связанный с вихревым характером течения материала (рис. 11 ,в). Он обеспечивает генерацию сопряженной мезополосы в ЗТВ. Совокупность подобных процессов приводит к образованию в ЗТВ квазипериодической мезополосовой структуры, изображенной на рис. 11 ,а.

Вторая стадия пластического течения поликристаллов связана с формированием от эквидистантных зон мезоконцентраторов напряжений на границе 2 полосовой мезоскопической структуры в области основного металла. Дина-

ом

области Э

мика мезополосовой структуры свидетельствует о последовательном вовлечении в процесс релаксации мезоконцентраторов напряжений из осциллирующего ряда, что проявляется в эстафетном дискретном характере формирования мезополос в область основного металла. Механизм образования мезополос связан со сдвигом смежных частей поликристалла друг относительно друга. В пределах мезополос обнаружено наличие микрополос сдвига, распространяющихся через многие зерна поликристалла без отклонения независимо от их кристаллографической ориентации.

Установлено два типа мезополосовой структуры в области основного металла: системы параллельных и сопряженных мезополос (рис. 12). Первый тип мезоструктуры формируется в диапазоне деформации 1,3% < е < 2,5% при распространении фронта полосы Чернова-Людерса под углом 45 - 60° к оси растяжения, что связано с воздействием изгибающего момента на протяженную область поликристалла. Во втором случае при движении нормального (~ 90°) к оси растяжения фронта полосы Чернова-Людерса мезополосовая структура формируется в диапазоне деформации 2,5% < е < 5% в узкой области основного металла в результате даже незначительного отклонения ориентации этого фронта от нормали и возникновения локального изгиба образца. Выявлено три способа формирования систем сопряженных мезополос, заключающиеся в самосогласованном развитии полос от границы раздела "ЗТВ - основной металл", полном внутреннем отражении и ветвлении мезополос, причем в двух последних случаях образование сопряженных полос связано с возникновением и релаксацией промежуточных мезоконцентраторов напряжений. Следует от-

ОМ

Рис. 11. Мезополосовая структура в ЗТВ: а -оптическое изображение, е=1,1%, х40; б -схема распространения мезополосы; я - поле векторов смешений на границе раздела в области Б (размер наблюдаемого участка 420x317 мкм2, Де = 0,05%). Сталь 10.

метить, что измеренные на основе полей векторов смещений значения главного пластического сдвига в параллельных мезополосах (рис. 12,а) примерно в 2 раза выше соответствующих значений для сопряженных мезополос (рис. 12,6).

Рис 12. Системы параллельных (а, е = 3 %, х40) и сопряженных (б. е = 3.8 %, х| 10) мезополос в области основного металла. Сталь 10.

Формирование и самоорганизация мезополос локализованной деформации, образование мезополосовой структуры на первой и второй стадиях деформации означают локальную потерю сдвиговой устойчивости материала на мезоуровне и обусловливают мезоскопическую фрагментацию поликристалла. В таком состоянии сварное соединение еще может нести рабочую нагрузку. Завершение процесса мезофрагментации образца к началу третьей стадии означает исчерпание возможностей данного механизма деформации как релаксационного процесса на мезоуровне. Дальнейшее нагружение поликристалла приводит к глобальной потере его сдвиговой устойчивости на макромасштабном уровне, локализации деформации в шейке и разрушению при е — 16% в области основного металла.

При статическом растяжении поликристаллов аустенитной хромони-келевой стали со сварным швом разупрочненное состояние ЗТВ обусловливает при 0,3% < б < (2 - 2,5)% развитие в ней сильно локализованного пластического течения, которое осуществляется в виде волны локализованной пластической деформации (рис. 13,а) подобно процессу на данном этапе в сварных соединениях низкоуглеродистой стали. В ЗТВ при этом формируется полосовая мезоструктура в виде зигзагообразных полос локализованной деформации, элементы которых ориентированы в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений (рис. 13,6). Распространение элементов мезополос в ЗТВ в сопряженных направлениях т1ТИХ инициирует воздействие на деформируемый образец изгибающих моментов, которые генерируют в области основного металла серию аккомодационных мезоконцентраторов напряжений. Их релаксация приводит к образованию в данной области поликристалла, начиная от захватов, мезополосовых структур в виде совокупности изолированных полос локализованной пластической деформации по типу "бегающей шейки". В зависимости от степени разупрочнения материала ЗТВ (аргонодуговая или электронно-лучевая

сварка) мезоструктуры представляют собой либо систему нормальных к оси растяжения мезополос (рис. 14,а), либо совокупность нормальных мезополос и мезополос по направлению максимальных касательных напряжений (рис. 14,6). Мезополосы эстафетно распространяются от концов рабочей части образца к его центру и имеют аккомодационную природу. Нормальные мезополосы образуются по схеме локализованной шейки, мезополосы под углом — 45° - в результате сдвига частей поликристалла друг относительно друга. Значения главного пластического сдвига, рассчитанные для мезополосовой структуры в области основного металла поликристалла с аргонодуговым швом, в 1,5-2 раза выше соответствующих значений для поликристаллов с электроннолучевым швом, что дает представление о соотношении мощности данных макроконцентраторов напряжений. Формирование мезополосовых структур влечет диссипацию упругой энергии в нагруженных поликристаллах и обусловливает при б < (12 - 15)% меньшее значение коэффициента деформационного упрочнения 0 = с1а/с18 в образцах со сварными швами.

Рис. 13. Волновой характер распределения компонент сдвига с„ и поворота со, перпендикулярно оси образца (а) и формирование зигзагообразных мезополос (б, х 110) в ЗТВ. е = 1%. Сталь 08Х18Н12Т.

В условиях непрерывного нагружения при 8 ~ 14 - 15% мезополосовые структуры распространяются на всю область основного металла и при дальнейшем растяжении уже не участвуют в релаксационном процессе. На завершающей стадии пластического течения центральная часть поликристалла "ЗТВ - шов - ЗТВ" начинает деформироваться как автономный структурный элемент, в котором локализация пластического течения в двух ЗТВ слева и справа от шва в интервале деформации 15% < е < 30% самосогласуется. Разрушение поликристаллов происходит в ЗТВ в результате нарушения этого процесса самосогласования и обусловлено формированием и эволюцией в двух ЗТВ сопряженных макрополос. Траектория трещины проходит либо вдоль одной макрополосы, в которой реализуется опережение пластического течения (рис. 15,а), либо перпендикулярно оси растяжения в случае примерно равной интенсивности деформации в сопряженных макрополосах (рис. 15,6). Представленные результаты свидетельствуют о том, что характер разрушения поликри-

6

<-ст->

сталлов аустенитной стали со сварными швами (срез или отрыв) зависит от степени развития и характера самосогласования аккомодационных процессов пластического течения в двух разупрочненных ЗТВ.

Рис. 14. Мезополосовые структуры в области основного металла поликристаллов с аргоно-дуговым (а. б = 15%. х110) и электронно-лучевым (б, е = 15%. х80) сварными швами. Сталь 08Х18Н12Т.

а б

Рис. 15. Деформационные мезоструктуры в ЗТВ, предшествующие развитию трешины вдоль макрополосы пластического течения (а) и перпендикулярно оси растяжения (б). Размер участка 1.3x1.7 мм2, е = 32%. Сталь 08Х18Н12Т.

В условиях циклического растяжения поликристаллов со сварными швами основные закономерности их усталостного разрушения на мезоуровне связаны с формированием и эволюцией деформационных мезоструктур и процессом мезомасштабной фрагментации материала ЗТВ. Этот процесс можно классифицировать следующим образом:

- фрагментация приповерхностного слоя материала путем образования разо-риентированных доменных мезоструктур и рост поверхностных трещин;

- фрагментация локальной объемной области образца путем развития мезопо-лосы деформации по всей его толщине и зарождение магистральной трещины;

- фрагментация всего остаточного сечения образца в зоне пластической вытяжки и долом поликристалла.

В целом, усталость сварных соединений на мезомасштабном уровне обусловлена накоплением повреждений в материале ЗТВ и носит пятистадийный характер. Закономерности накопления циклических повреждений в сварных соединениях на соответствующих стадиях во многом подобны рассмотренным в главе 2 для поликристаллов с локальными макроконцентраторами напряжений, однако при этом имеется и ряд существенных отличий. Рассмотрим более подробно особенности усталостной повреждаемости на мезоуровне поликристаллов стали 10Г2С со сварными швами при многоцикловом нагружении в условиях, близких к плоскому напряженному состоянию (слабая стесненность деформации). Размеры образцов составляли 30x5x0,8 мм, нагрузка ст = 90±90

Первая стадия накопления повреждений (0 - 0,1) N2; связана с быстро затухающим пластическим течением в образце и его сосредоточением в ЗТВ в форме локальных зон пластических сдвигов. Вторая стадия (0,1 - 0,2) N1 характеризуется формированием и квазихрупким ростом поверхностных усталостных трещин в ЗТВ, одна из которых впоследствии становилась доминирующей. Ее скорость к концу стадии достигает - 5 нм/цикл.

На третьей стадии усталости (0,2 - 0,8) N5; развитие доминирующей трещины определяется ее хрупко-пластическим ростом. Диаграмма усталостного разрушения имеет типичный вид Б-образных кривых (рис. 16). Значение порога развития усталостных трещин материала ЗТВ исследуемых сварных соединений составляет приблизительно Кц, ~ (4,5 - 5,0) МПа-м"2, критическое значение КИН К,с ~ (15,5 - 16,0) МПа-м"2. В диапазоне 8 < К, < 14 МПа-м"2 (0,3^ < N < 0,8ТЧ^) скорости перемещения вершин трещины подчиняются уравнению Париса <1Ь/сМ = С (КО", где показатель степени п = 2,1, при этом значения скорости возрастают от 8 до 30 нм/цикл.

Изображение усталостной трещины и типичный для третьей стадии разрушения вид поля векторов смещений приведены на рис. 17. Видно, что развитие трещины сопровождается формированием перед ее вершинами доменной мезоструктуры, которая соответствует трещине нормального отрыва (тип I). Угол между границами деформационных доменов, примыкающих к вершине трещины, не всегда совпадает со значением ±45°, характерным для максимальных сдвиговых напряжений, и в работе изменялся в пределах ±(45 - 60)°. Домены не всегда симметричны относительно нормали к приложенной силе, что обусловлено неоднородностью структуры ЗТВ, сильно выраженной от границы

МПа прикладывалась с частотой 1,5 с . (1Ь'(1Ы. нм/цикл

7 а э ю п 12 13 и 15

К,, МПа-м"2

Рис. 16. Зависимость скорости перемещения вершин трещины сНУёИ от коэффициента интенсивности напряжений Кь Сталь 10Г2С.

Рис. 17. Изображение усталостной трешины (а) и соответствующие ее участкам поля векторов смещений (б). Ы=58,5-103, ДЫ=103. Сталь 10Г2С.

с основным металлом до контакта с литой зоной шва. По этой же причине трещина иногда развивается по смешанному типу (1+11), то есть имеет моды нормального отрыва и поперечного сдвига.

X

/ \"Ж ---

/ ж^Х 1 /17

Рис. 18. Схема формирования зоны пластической вытяжки («) и эволюция полос пластической деформации на поверхности В: N = 74,6-103 (б), N = 76.4-103 (в). Сталь 10Г2С.

Как результат исчерпания аккомодационной способности доменных ме-зоструктур происходит рост трещины, ее ветвление по внутренним междоменным границам мезоструктуры и развитие вглубь образца. Раскрытие трещины компенсируется пластическим течением перед ее вершинами. Амплитуда раскрытия вершины и берегов трещины ич£ при воздействии циклической нагрузки неустойчива и изменяется в пределах (0,5 - 3) мкм. Соответствующая средняя скорость раскрытия носит более гладкий характер и в целом в пределах третьей стадии возрастает приблизительно от 0,02 до 2 - 3 нм/цикл. Высокие значения скорости раскрытия вершины и берегов трещины всегда предшествуют значительному росту трещины в длину.

Начало четвертой стадии (0,8 - 0,9)Ыу связано с процессами, подготавливающими образование магистральной трещины. Усталостная трещина на поверхности А, действуя как линейный концентратор напряжений - острый надрез, генерирует от своего дна к противоположной поверхности В сопряженные мезополосы локализованных пластических сдвигов (рис. 18,а), которые вызывают экструзию материала и проявляются на поверхности В в виде двух сопряженных "гипербол" (рис. 18,6). В области их вершин в полях смещений наблюдается продольное движение материала в направлении действующей силы. По мере приближения дна трещины к поверхности В происходит сближение и размытие вершин "гипербол", их слияние, в результате чего формируется магистральная полоса - зона суперлокализации пластического течения, вдоль которой впоследствии распространяется магистральная трещина (рис. 18,в).

Систематические экспериментальные исследования показали, что прохождение пластической деформации через все сечение образца и образование

ДЬ/и."*

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 N103

Рис. 19. Отношение прироста усталостной трещины в длину АЬ к соответствующему среднему раскрытию вершины и,2' для обеих вершин. Сталь 10Г2С.

магистральной полосы в ЗТВ является необходимым и важнейшим условием вошикновения и распространения в ее пределах сквозной (магистральной) усталостной трещины. Трещина развивается по схеме "эллипса": отношение ее прироста в длину АЬ к среднему раскрытию вершины их~ носит скачкообразный, но в целом убывающий характер (рис. 19). В пределах четвертой стадии амплитуда раскрытия вершины трещины возрастает в среднем до (2 - 4) мкм, а скорость раскрытия вершины - до (5 - 7) нм/цикл. К концу данной стадии скорость трещины достигает (45 -50) нм/цикл, что приблизительно соответствует пределу ее стабильного роста.

Заключительная пятая стадия усталости поликристаллов со сварными швами обусловлена развитием магистральной трещины, достижением рабочей нагрузкой в остаточном сечении материала ЗТВ предела текучести и формированием треугольных зон пластической вытяжки от обеих вершин трещины к боковым граням образца. Перед вершинами регистрируются встречные к направлению движения трещины потоки. Границы зон пластической вытяжки ориентированы в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений и представляют собой макрополосы локализованного пластического

сдвига, определяющие развитие шейки как глобальную потерю сдвиговой устойчивости материала ЗТВ в зоне макроконцентратора напряжений (рис. 20). Скорость магистральной трещины к концу стадии превышает (0,7 -1,0) мкм/цикл, скорость раскрытия ее вершин - (0,10 - 0,12) мкм/цикл. Дальнейшее нагруже-ние вызывает долом образца в зонах вытяжки.

Переход от условий плоского напряженного состояния к плоской деформации означает увеличение степени стесненности пластического течения в поликристаллах. Это приводит к уменьшению объема металла ЗТВ, охваченного микропластической деформацией, снижению значений скорости раскрытия

Рис. 20. Поле смещений перед вершиной магистральной трещины (указана стрелкой). N = 75.3 И)3. ДЫ = 100. Сталь 10Г2С.

вершин и берегов усталостной трещины, уменьшению длительности стадии ее хрупко-пластического роста. Образованию магистральной трещины предшествует формирование магистральной полосы пластического течения вне зависимости от степени стеснения деформации. На примере сварных соединений стали 12Х1МФ показано, что повышения циклической долговечности сварных соединений в 4 - 5 раз можно добиться (наряду с оптимизацией режимов сварки) путем блокирования формирования фрагментированных доменных мезострук-тур за счет специальных технологий упрочнения поверхности поликристаллов (например, ударной ультразвуковой обработкой).

В пятой главе приведены результаты исследований механизмов формирования мезополосовых структур и стадийности деформации при статическом растяжении поликристаллов с крупномасштабными распределенными концентраторами напряжений, обусловленными предварительной холодной прокаткой материала. Исследованы поликристаллы с ОЦК (армко-железо и низкоуглеродистая сталь 3), ГЦК (высокоазотистая сталь Х17АГ18) и ГПУ (технический титан ВТ 1-0) кристаллическими решетками и различной степенью холодной прокатки (от 15 до 80%). Размеры рабочей части образцов составляли 35x5x1 мм.

На рис. 21 представлены кривые пластического течения при растяжении поликристаллов армко-железа с различной степенью предварительной холодной прокатки (кривые течения холоднокатаных поликристаллов низкоуглеродистой стали, высокоазотистой стали и титана качественно носят подобный характер). Этот рисунок иллюстрирует хорошо известный факт нестабильности

холоднодеформированного состояния металлов, полученного прокаткой, при последующем растяжении. Именно эта нестабильность в условиях высокого уровня внешних приложенных напряжений обусловливает формирование мезополос деформации и усиление роли мезо-масштабного уровня пластического течения. В холоднокатанных материалах высокая степень дефектности кристаллической решетки и сильно выраженная текстура препятствуют реализации кристаллографических механизмов деформации микромасштабного уровня. В

МП.1'1 600-|-----

I

\1 400^-

/

300

.о""

ГГ Д \

3

100

о 2 4 6 8 5.%

Рис. 21. Кривые течения поликристаллов арм-ко-железа с различной степенью предварительной холодной прокатки: 0% (1), 30% (2), 50% (3), 80% (4).

этих условиях уровень деформирующих напряжений непрерывно растет и достигает значений, при которых теряется сдвиговая устойчивость нагруженного поликристалла в его протяженных областях, и уже в начале пластического течения вдоль боковых граней образца формируются макроконцентраторы напряжений. Они релаксиругот путем образования и распространения деформационных мезополос через все сечение образца независимо от кристаллической структуры материала. При этом в поликристалле на стадии линейного упроч-

нения формируется ярко выраженная фрагментированная мезополосовая структура, элементы которой (полосы локализованной пластической деформации) ориентированы в сопряженных направлениях максимальных касательных напряжений тП)0Х (рис. 22,а). Природа этих полос связана со смещением (сдвигом) частей поликристалла друг относительно друга (рис. 23).

Рис 22. Мезополосовая структура (а. хЮ) и тонкая структура мезополосы деформации (б. х5000) при растяжении холоднокатаной высокоазотистой стапн. Степень прокатки 80%. к = 0.7%.

Сдвиг по одной полосе неизбежно сопровождается стесненным материальным поворотом в образце и изгибом его оси. Поскольку положение оси образца фиксировано испытательной машиной, на противоположной грани образца возникает встречный (индуцированный) концентратор напряжений, который генерирует сдвиг и образование мезополосы в сопряженном направлении. Сдвиги в сопряженных мезополосах развиваются взаимосогласованно по схеме фазовой волны. Векторная сумма этих сдвигов обеспечивает смещение точек образца в направлении действующей силы по законам механики сплошной среды. Исследования, проведенные с использованием растровой электронной микроскопии, показали, что в пределах мезополос на более низком структурном уровне деформация развивается путем формирования некристаллографических микрополос сдвига, ориентированных вдоль направления мезополос (рис. 22,6). Размерные параметры мезополосовой структуры (ширина полос, расстояние между ними) определяются степенью и направлением холодной прокатки.

Динамика мезополосовой структуры определяет особенности кривых "напряжение - деформация" и стадийность пластического течения на мезо-уровне. В условиях растяжения холоднокатаных поликристаллов закономерности деформации подчиняются принципу масштабной инвариантности в деформируемом твердом теле, согласно которому механизмы деформации и соответствующие стадии кривой течения на разных масштабных уровнях являются масштабно инвариантными. На мезомасштабном уровне стадия линейного упрочнения характеризуется формированием сопряженных мезополос локализованной деформации (подобно мультиплетному скольжению на микроуровне), а стадия параболического упрочнения связана с вихревым движением блоков мезополосовой структуры (подобно разориентированной ячеистой дислокаци-

онной субструктуре). Регулируя степень неравновесности исходного состояния холоднокатаных поликристаллов, можно воздействовать на степень развития и протяженность стадий пластического течения.

Рис. 23. Формирование мезополосы локализованной деформации по механизму сдвига. Высокоазотистая сталь, степень прокатки 80%, е = 1,1%.

Формирование в поликристаллах фрагментированной мезополосовой структуры, как и фрагментация кристаллов на микроуровне, изученная В.В. Рыбиным, иллюстрирует состояние предразрушения нагруженного материала. Разрушение поликристаллов представляет собой завершающую стадию эволюции мезоструктуры. В конечном итоге деформация сосредоточивается в одной

Рис. 24. Формирование макрополосового диполя в поликристалле высокоазотистой стали (а. б: степень прокатки 80%. е = 1.3%) и характерное распределение локальных сдвигов е,у и поворотов 017_ в этой области материала («).

-9 0150

в

из наиболее развитых мезополос - полосе суперлокализации. Этой стадии соответствует "падающий" участок кривых на рис. 21. Формирующийся в данной области материала макроконцентратор напряжений генерирует в пределах полосы суперлокализации две смежные подполосы (макрополосовой диполь), по которым реализуется встречный сдвиг двух частей поликристалла (рис. 24,а,б). При этом в каждой из половин образца развиваются поворотные моды деформации разного знака (рис. 24,в). Разрушение поликристалла обусловлено ростом не-

в

Рис. 25. Характер разрушения поликристаллов и соответствующие поля векторов смещений, предшествующие разрушению: а - армко-железо, б - высокоазотистая сталь, в - титан.

скомпенсированной поворотной моды деформации в пределах макрополосово-го диполя. Магистральная трещина при этом аккомодирует различие матери-

альных поворотов в двух смежных подполосах, когда возможности фрагментации как релаксационного процесса поворотного типа на мезоуровне становятся исчерпанными.

Характер разрушения в общем случае определяется самосогласованием в месте разрушения всех масштабных уровней деформации. Траектория трещины может определяться либо полосой суперлокализации (направление ттах), либо действием нормальных напряжений (разрушение перпендикулярно оси растяжения). Это зависит от степени активности протекания в прилегающем материале аккомодационных процессов пластического течения на мезоуровне, релаксирующих макроконцентратор напряжений в полосе суперлокализации. Так, разрушение поликристаллов армко-железа происходит строго вдоль мак-рополосового диполя, что связано со слабым развитием аккомодационных процессов на более низком масштабном уровне (рис. 25,а). Высокоазотистая сталь характеризуется интенсивным развитием в зоне разрушения аккомодационных сопряженных мезополос, что определяет развитие разрушения по типу трещины нормального отрыва, распространяющейся поперек образца (рис. 25,6). В поликристаллах титана аккомодационные сдвиги на мезоуровне развиты относительно слабо и усиливаются только на завершающем этапе разрушения. Это определяет промежуточный характер разрушения: вначале трещина распространяется вдоль макрополосового диполя, а затем - по схеме нормального отрыва (рис. 25,в). Следует отметить, что степень развития аккомодационных процессов пластического течения на мезоуровне в области полосы суперлокализации во многом обусловливает и макромеханические свойства поликристаллов. Так, полученные в работе значения предела прочности холоднокатаных поликристаллов армко-железа, титана и высокоазотистой стали составляют соответственно 570, 820 и 1500 МПа, что хорошо коррелирует с изложенными выше механизмами разрушения.

Шестая глава посвящена разработке мезомасштабных критериев диагностики механического состояния нагруженных поликристаллов с макроконцентраторами напряжений. Применение оптико-телевизионного метода позволяет эффективно оценивать накопление повреждений в материале на мезоуровне. Качественные критерии диагностики при этом связаны с классификацией типов деформационных мезоструктур, соответствующих определенным стадиям накопления повреждений в материале, и подробно представлены в главах 2-5. Благодаря высокой разрешающей способности полей векторов смещений появилась возможность непосредственно в процессе нагружения измерять значения локальных пластических деформаций и на основе этого ввести новые количественные мезомасштабные критерии оценки механического состояния, прогнозирования остаточного ресурса и диагностики стадии предраз-рушения материалов и элементов конструкций.

В условиях статического и повторно-статического нагружения при больших локальных пластических деформациях, предшествующих быстрому магистральному разрушению, критерии диагностики состояния материала связаны с измерением и анализом численных значений компонент тензора пластической дисторсии бхх, 8ху, Еуу, а>2 и скорости движения мезообъемов ух в зонах

локализации деформации. Ускоренный рост этих значений в процессе нагру-жения на фоне значений одноименных характеристик деформации в смежных областях материала свидетельствует об исчерпании ресурса пластичности и достижении материалом предельного состояния в данной локальной области.

Это наглядно иллюстрирует рис. 26. При небольших степенях деформации чередование близких по интенсивности сдвигов и поворотов разных знаков обеспечивает квазиравномерную деформацию в ЗТВ сварного соединения

Рис. 26. Распределение компонент сдвига вху и поворота coz в ЗТВ сварного соединения стали 08Х18Н12Т перпендикулярно оси образца: s = 2% (а); 20% (б).

аустенитной стали 08Х18Н12Т (рис. 26,а). По мере увеличения степени пластического течения в ЗТВ усиливается мезомасштабная фрагментация материала, и в связи с разной степенью сдвига и поворота смежных мезофрагмен-тов в волне пластической деформации проявляются нескомпенсированные локализованные значения Еху и coz (рис. 26,5). Рост последних в процессе нагру-жения вызывает зарождение и развитие трещины как аккомодационной поворотной моды деформации. Рис. 27 иллюстрирует подобный процесс роста локализованной деформации в ЗТВ сварного соединения высокоазотистой стали Х17АГ18 на примере продольной компоненты ехх.

-з.ох! а'

X. мм

0.15 -V- ^0.30

0,45 0,60 Y. мм

Рис. 27. Распределение продольной компоненты ^научастке "шов - ЗТВ - основной металл (ОМ)" сварного соединения закаленной ^осжрующим старе-

ВИбЛИвТЕКА Д'' I

СПетербург I 09 300 акт I

нием: е = 6,2% (а); 11,8% (б).

При анализе скорости движения мезообъемов в окрестности макроконцентратора напряжений ее численные значения определяются путем обработки полей векторов смещений и анализируются, как правило, в виде проекций на направление действующей силы. Проведенные в главе 2 исследования показали, что стадийность кривых vx(e) и vx (N) непосредственно связана со степенью пластической деформации и накопления повреждений в поликристаллах, а абсолютные значения vx позволяют однозначно оценить механическое состояние материала в любой момент его нагружения (см. рис. 2).

В условиях циклического нагружения при зарождении и развитии в поликристалле усталостных трещин в качестве экспериментальных критериев диагностики предложены значения удельного главного пластического сдвига ур|, амплитуды ихЕ и скорости vxs раскрытия вершин усталостной трещины, измеряемые на мезомасштабном уровне непосредственно в процессе нагружения. В качестве параметра, отражающего состояние нагруженного материала, использовали циклическое отношение v = N/Nj. Время эксплуатации изделия эквивалентно N и, как правило, известно. Экспериментальное определение значения v на основе того или иного критерия (или их совокупности) позволяет оценить ресурс работы изделия Nj = N/v.

Значения удельного (нормированного на один цикл приращения нагрузки) главного пластического сдвига уР| рассчитывали по формуле

YPi(x,y) = [(Ехх - ея)2 + 4sxy2],/2/AN. Характер распределения значений уР| для типичного в условиях циклического растяжения поля смещений на примере сварного соединения стали 10Г2С приведен на рис. 28. Видно, что наибольшее пластическое течение сосредоточено в

X, мм

0.6

Ур|Х10 , 1/цикл

0,5

04

02

$5 05 ' //55 0,5

' 2,, - -21 -/

г (¡М- ^

si "J

.а'-,.

г . к J 11)11 1.1 -3-

I

Jl

-05 5

-J® , °>S I , 05|

»"V4^ \__J —__^ t

-V"iWl-b__/

gjv p , ^ - /

0,1

0,2 0,3

0,4

Y, мм

а б

Рис. 28. Поле векторов смещений перед вершиной усталостной трещины (а) и соответствующее распределение значений удельного главного пластического сдвига уР| (б). у=0,73, Ду=1,2х1(Г2. Положение вершины трещины указано стрелкой. Сварное соединение стали 10Г2С.

зоне непосредственно перед вершинои трещины и двух локализованных полосах деформации (междоменных границах). Полученные для этих областей зависимости уР|(у) представлены на рис. 29. На рис. 30 и 31 приведены соответственно зависимости значений амплитуды ихЕ и скорости V,2" раскрытия вершин усталостной трещины от циклического отношения V.

УР1Х105, 1/цикл 100-

п о]

Рис. 29. Зависимости удельного главного пластического сдвига уР1 в вершинах трещины (1,2) и в полосах деформации (3,4) от циклического отношения v. Сварное соединение стали 10Г2С.

1,0 V

и, , 5, мкм

Рис. 30. Зависимости амплитуды раскрытия вершины трещины и/ (а, эксперимент) и ширины полосы пластической деформации перед вершиной трещины 5 (о, теория) от циклического отношения v. Сварное соединение стали 10Г2С.

10 V

Рис. 31. Скорость раскрытия вершин усталостной трещины у/ в зависимости от циклического отношения v. Сварное соединение стали 10Г2С.

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V

Анализ рис. 29 - 31 позволяет заключить, что с ростом циклической на-

грузки значения урЬ ихх и v4s в целом (несмотря на скачкообразный характер развития трещин) экспоненциально растут и изменяются в наблюдаемом диапазоне Ду на 2 - 3 порядка. Они характеризуют текущее механическое состояние материала с трещиной, а сильно выраженные скачки при некоторых предельных значениях циклического отношения V|,m < 1 свидетельствуют о переходе трещин к магистральному характеру развития и достижении предельного состояния (состояния предразрушения) нагруженного материала в целом. Это состояние предшествует глобальному разрушению элементов конструкций. Значения V|ira в реальных условиях эксплуатации необходимо выбирать, исходя из заданного уровня требований к надежности конкретной металлоконструкции в условиях живучести.

На основе построения и анализа полей векторов смещений в работе предложен способ оценки типа усталостной трещины - нормальный отрыв (тип I) и поперечный сдвиг (тип II). Для трещин нормального отрыва в условиях плоского напряженного состояния экспериментально показана возможность применения модели Дагдейла, позволяющей связать текущее значение коэффициента интенсивности напряжений К| с поперечным размером зоны пластического течения 5 перед вершиной трещины. Соответствующая зависимость имеет вид:

5 = аК|2/(сттЕ),

где Е - модуль Юнга, стт - условный предел текучести, а - некоторая константа. Из рис. 30 видно, что с ростом длины трещины наблюдается сближение экспериментальной uxz(v) и теоретической 5(v) зависимостей. Это позволяет определить текущее значение Ki по формуле:

К, = [их2сттЕ/а]|Д.

Сравнивая полученные значения К] с критическим для данного материала значением К1С, можно непосредственно в процессе действия циклической нагрузки оценивать текущие значения запаса усталостной прочности образца ДК(у) = Кю - Ki(v) и прогнозировать остаточный ресурс работы. Критерием, характеризующим приближение материала к разрушению, является AK(v)—»0.

На примере сварных соединений сталей 12Х1МФ и Х17АГ18 в работе показано, что предложенные количественные характеристики могут быть использованы не только для оценки механического состояния нагруженных материалов, но и для выработки в процессе механических испытаний рекомендаций по оптимизации технологических режимов обработки материалов (термической, механической).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изучены мезомасштабные механизмы локализации пластического течения и разрушения металлических поликристаллов с различными типами макроконцентраторов напряжений в условиях статического и циклического растяжения. Установлено, что наличие в поликристаллах базовых макроконцентраторов напряжений резко усиливает роль мезомасштабного уровня деформации и проявляется в формировании деформационных некристаллогра-

фических мезоскопических структур. Их эволюция определяет кинетику пластического течения и разрушения как двух последовательных этапов одного процесса потери сдвиговой устойчивости нагруженного материала на мезо- и макроуровнях.

2. В условиях статического растяжения поликристаллов мезоскопиче-ские структуры представляют собой упорядоченную совокупность мезополос локализованной пластической деформации. В зависимости от типа макроконцентратора напряжений могут формироваться три вида мезополосовых структур: одна или две сопряженные системы квазипериодических параллельных мезополос, ориентированных в направлениях максимальных касательных напряжений, а также система квазипериодических мезополос, нормальных коси растяжения. Мезополосы в направлениях максимальных касательных напряжений образуются в результате локализованных некристаллографических сдвигов частей поликристалла друг относительно друга, а нормальные мезополосы - по схеме локализованной шейки. В процессе формирования сопряженных мезополосовых структур обнаружены явления ветвления мезополос и их полного внутреннего отражения от границ раздела в поликристаллах. Они реализуются по схеме волнового процесса (волны переключений), заключающегося в последовательном характере чередования локализованных мезоскопических сдвигов и инициированных ими поворотов в материале. Образование квазипериодических мезополосовых структур связывается с релаксацией пространственно осциллирующих мезоконцентраторов напряжений в поликристаллах.

3. В процессе эволюции мезополосовых структур для разных типов макроконцентраторов напряжений проанализирована стадийность пластического течения на мезоуровне, заключающаяся во взаимосвязи характерных типов ме-зоструктуры с соответствующими стадиями кривой течения. По мере своего развития мезополосовые структуры распространяются на все рабочее сечение образца, что иллюстрирует явление мезоскопической фрагментации поликристалла как состояние его предразрушения.

4. Разрушение поликристаллов при статическом растяжении происходит в результате завершения процесса мезофрагментации и исчерпания возможностей данного механизма деформации как релаксационного процесса на мезоуровне. На этом этапе в образце формируются две сопряженные или параллельные макрополосы суперлокализации, деформация в которых в течение определенного времени самосогласуется. Последующее разрушение поликристаллов обусловлено нарушением данного процесса самосогласования и ростом нескомпенсированной поворотной моды деформации. Трещина как аккомодационная поворотная мода деформации при этом распространяется либо вдоль одной из полос в направлении максимальных касательных напряжений (срез), либо перпендикулярно оси растяжения (отрыв), что зависит от степени развития и характера самосогласования аккомодационных процессов пластического течения в области разрушения.

5. При циклическом растяжении поликристаллов мезомасштабные закономерности накопления усталостных повреждений иллюстрируют органическую взаимосвязь пластической деформации и разрушения материала в зоне

макроконцентратора напряжений. Усталостное разрушение на мезоуровне представляет собой многостадийный процесс. Каждой стадии накопления повреждений соответствует свой тип деформационной мезоструктуры и определенные количественные характеристики разрушения. На стадии предразруше-ния поликристаллов в локальной зоне концентратора напряжений формируется мезоструктура в виде совокупности разориентированных деформационных доменов (фрагментированная доменная мезоструктура).

6. Кинетика усталостного разрушения поликристаллов определяется процессом развития доменной мезоструктуры по схеме «сдвиг-поворот-отрыв», характеризующей мезомасштабный механизм образования новой свободной поверхности в вершине трещины. Траектория усталостной трещины при последующем нагружении определяется границами между доменами и может прогнозироваться на основе анализа дискретных разориентировок в доменной мезоструктуре. Трещина на макроуровне аккомодирует сильно локализованную поворотную моду деформации в некристаллографической полосе пластического течения (междоменной границе), когда релаксационная способность фрагментированных мезоструктур становится исчерпанной.

7. Процессы трения и фреттинг-коррозии на контактных поверхностях поликристаллов при их циклическом растяжении (условия трибофатики) существенно ускоряют формирование и эволюцию деформационной мезоструктуры и мезомасштабную фрагментацию материала, что активирует зарождение и рост усталостных трещин на поверхностях трения. Начало стадий хрупкого и хрупко-пластического роста трещин смещается в область меньших циклических нагрузок, обусловливая тем самым снижение долговечности поликристаллов.

8. Формированию магистральной (сквозной) усталостной трещины в поликристалле предшествует распространение через все сечение образца магистральной полосы локализованной пластической деформации от дна первичной трещины, развивающейся по хрупко-пластическому механизму. Эта полоса, распространяясь через всю толщину образца, подготавливает прорастание через нее магистральной трещины и определяет траекторию последней. Магистральной полосе соответствует мезоструктура с сильно выраженными градиентами деформации по схеме нормального отрыва или поперечного сдвига (в зависимости от типа макроконцентратора напряжений и условий нагружения), формирование которой свидетельствует о переходе процесса разрушения в нестабильную (ускоренную) фазу.

9. Анализ эволюции деформационных мезоструктур позволяет эффективно оценивать степень поврежденности нагруженного поликристалла. Формирование фрагментированной мезоструктуры в условиях как статического, так и циклического растяжения свидетельствует о достижении поликристаллом состояния предразрушения. Кроме качественных критериев, основанных на установленной в работе классификации типов мезоструктур для различных стадий нагружения, предложен ряд новых количественных критериев диагностики накопления повреждений в материале. Они связаны с численными значениями компонент тензора пластической дисторсии, скорости движения мезообъемов,

удельного главного пластического сдвига, амплитуды и скорости раскрытия вершины трещины, измеряемыми экспериментально на основе деформационных мезоструктур непосредственно в процессе нагружения. Резкий рост этих значений свидетельствует о достижении предельного состояния нагруженного поликристалла в целом, предшествующего его глобальному разрушению. Зная амплитуду раскрытия вершины трещины, можно на основе модели Дагдейла определить текущее значение коэффициента интенсивности напряжений, характеризующее запас усталостной прочности поликристалла. Полученные результаты могут быть положены в основу нового метода неразрушающего контроля нагруженных материалов для оценки их механического состояния, прогнозирования ресурса работы и диагностики стадии предразрушения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Панин В.Е., Плешанов B.C. Полосовые структуры на мезо- и макромас-штабном уровнях при растяжении поликристаллов // Физическая мезоме-ханика и компьютерное конструирование материалов: В 2 т. / Под. ред. В.Е. Панина. - Новосибирск: Наука, 1995. - Т. 1. - С. 241-248.

2. Panin V.E., Pleshanov V.S., Deryugin Е.Е., Sapozhnikov S.V., Kibitkin V.V. Fatigue testing of lap joint specimens // Report under the contract of British Aerospace (Operations) LTD, Sowerby Research Center: In 2 parts. - SR 56274, 1995.-89 p. and 303 p.

3. Панин B.E., Плешанов B.C., Егорушкин B.E., Кобзева C.A. Квазипериодические полосовые мезоскопические структуры в поликристаллах с мезо-концентраторами напряжений // Физика прочности и пластичности материалов: Сборник XIV Международной конференции. - Самара: СГТУ, 1995.-С. 9-10.

4. Панин В.Е., Буркова С.П., Плешанов B.C., Лавров О.Н. Мезополосовые структуры и стадийность деформации поликристаллов высокоазотистой стали // Физика металлов и металловедение. - 1996. - Т. 82. - Вып. 4. - С. 148-153.

5. Панин В.Е., Плешанов B.C., Буркова С.П., Лавров О.Н. Синергетическая природа стадийности кривых течения поликристаллов высокоазотистой стали // Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии: Материалы III симпозиума «Синергетика'96». В 2 ч. — М.: ЦРДЗ, 1996. -Ч. 1,-С. 41-42.

6. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кобзева С.А. Формирование макрополосовых структур в деформируемых сварных соединениях аустенитных сталей // Сварочное производство. - 1997. - № 3. - С. 9-11.

7. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кобзева С.А., Сапожников C.B. Диагностика нагруженных сварных соединений оптико-телевизионным методом (анализ распределений локальных компонент тензора пластической дистор-сии) // Заводская лаборатория (диагностика материалов). - 1997. - Т. 63. -№4.-С. 35-37.

8. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кибиткин В.В., Сапожников C.B. Закономерности накопления повреждений в поликристаллах алюминиевого сплава на

мезоуровне в условиях статической и малоцикловой усталости // Актуальные проблемы прочности: Научные труды I Международного семинара и XXXIII семинара. В 2 т. - Новгород: НовГУ, 1997. - Т. 1. - Ч. 1. - С. 8083.

9. Панин В.Е., Плешанов B.C., Буркова С.П. Мезомеханика макроскопической локализации деформации при растяжении поликристаллов, предварительно подвергнутых холодной прокатке // Актуальные проблемы прочности: Научные труды I Международного семинара и XXXIII семинара. В 2 т. - Новгород: НовГУ, 1997. - Т. 1. - Ч. 1. - С. 84-86.

10. Panin V.E., Pleshanov V.S. Diagnostics of prefracture of materials under loading at the mesoscale level // Computer-Aided Design of Advanced Materials and Technologies: Abstracts of the V International Conference. - Baikal Lake, Russia.-1997.-P. 34-35.

11. Panin V.E., Klimenov V.A., Bogachko Yu.N., Kolobov Yu.R., Izrailev Yu.L., Bezborodov V.P., Pleshanov V.S. Elaboration of technologies measuring damages complex and extending of survivability of powergenerating plant by strengthening technologies and coatings // Surface Engineering Towards the 21st Century: Proceedings of the International Conference. - Shanghai, China. -1997.-P. 565-567.

12. Панин B.E., Плешанов B.C., Кибиткин B.B. Эволюция деформационных доменов и кинетика усталостного разрушения поликристаллов дуралюми-на на мезоуровне // Письма в журнал технической физики. - 1997. - Т. 23. -Вып. 24.-С. 51-57.

13. Панин В.Е., Плешанов B.C., Буркова С.П., Кобзева С.А. Мезоскопические механизмы локализации деформации поликристаллов низкоуглеродистой стали, деформированных прокаткой // Материаловедение. - 1997. - № 8-9. - С. 22-27.

14. Панин В.Е., Буркова С.П., Плешанов B.C. Исследование закономерностей деформации и разрушения высокоазотистых сталей на мезоуровне оптико-телевизионным методом // Порошковые и композиционные металлические материалы: Труды Всероссийской научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред». - Барнаул: АТУ, 1997. - С. 60-62.

15. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кибиткин В.В., Сапожников С.В. Изучение закономерностей усталостного разрушения поликристаллов на основе регистрации и обработки полей смещений // Порошковые и композиционные металлические материалы: Труды Всероссийской научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред». - Барнаул: АТУ, 1997. - С. 63-65.

16. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кибиткин В.В., Сапожников С.В. Анализ полей векторов смещений и диагностика усталостного разрушения алюминиевого сплава на мезоуровне // Дефектоскопия. - 1998. - № 2. - С. 80-87.

17. Сырямкин В.И., Плешанов B.C., Кириков А.А., Панин С.В., Левин К.В. Оптико-телевизионные измерительные системы неразрушающего контроля газового оборудования и трубопроводов // Газовая промышленность.

Серия: Диагностика оборудования и трубопроводов. - 1998. - № 1. - С. 15-33.

18. Panin V.E., Pleshanov V.S., Kobzeva S.A., Burkova S.P. Relaxation mechanism of rotational type in fracture of weld joints for austenitic steels // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. - 1998. - V. 29. -№ 2. - P. 99-102.

19. Панин В.E., Плешанов B.C., Гриняев Ю.В., Кобзева С.А. Формирование периодических мезополосовых структур при растяжении поликристаллов с протяженными границами раздела // Прикладная механика и техническая физика. - 1998. - Т. 39. - № 4. - С. 141-147.

20. Panin V.E., Pleshanov V.S. Banded structures on meso- and macroscale levels in tensile loading of polycrystals // Physical Mesomechanics of Heterogeneous Media and Computer-Aided Design of Materials / Ed. by V.E. Panin. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 1998. - P. 174-183.

21. Pleshanov V.S., Kibitkin V.V., Panin V.E. Mesomechanics of fatigue fracture for polycrystals with macroconcentrators // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. - 1998,-V. 30,-№ l.-P. 13-18.

22. Klimenov V.A., Bezborodov V.P., Pleshanov V.S., Nekhoroshkov O.N. Influence of impact ultrasound treatment on the structure and properties of heat-resistant steel // Proceedings of the 17th National Conference on Heat Treatment with International Participation. - Brno, Cheska. - 1998. - P. 283-288.

23. Плешанов B.C., Кибиткин B.B., Панин B.E. Экспериментальная оценка типа разрушения и характеристик трещиностойкости поликристаллов оптико-телевизионным методом на мезоуровне при циклическом нагружении // Физическая мезомеханика. - 1999. - Т. 2. - № 4. - С. 87-90.

24. Panin V.E., Pleshanov V.S., Saraev Yu. N., Dashuk Yu. Т., Kirilova N.V., Lav-rov O.N., Kozlov A.V. Investigation of fracture dynamic of low-alloyed steel welded joints on mesolevel under static and low-cyclic loading // Proceedings of the Welding Conference LUT JOIN'99, International Conference on Efficient Welding in Industrial Applications (ICEWIA). - Acta Universitatis Lappeenran-taensis, Finland. - 1999. - P. 134-140.

25. Плешанов B.C., Кибиткин B.B., Лавров O.H., Панин B.E. Закономерности накопления усталостных повреждений и фрагментация на мезоуровне сварных соединений низколегированной стали // Численные методы решения задач теории упругости и пластичности: Труды XVI Межреспубликанской конференции. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. - С. 130-134.

26. Pleshanov V.S., Kibitkin V.V., Maslovsky A.S., Lavrov O.N., Panin V.E. Mesoscale fatigue failure of welded joints of low-alloy steel // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. - 2000. - V. 33.-Mb l.-P. 17-21.

27. Плешанов B.C., Сараев Ю.Н., Лавров O.H., Дашук Ю.Т., Козлов А.В. Статическая и малоцикловая прочность сварных соединений низколегированной стали на мезомасштабном уровне // Сварочное производство. - 2000. -№4.-С. 12-17.

28. Pleshanov V.S., Lavrov O.N., Kibitkin V.V., Maslovsky A.S., Panin V.E. Fatigue failure accumulation and fragmentation at mesolevel for welded joints of low-alloy steel // Role of Mechanics for Development of Science and Techno-

logy (Mesomechanics'2000): Proceedings of the International Conference. In 2 v. - Tsinghua University Press, Beijing, China. - 2000. - V. 2. - P. 1009-1014.

29. Безбородое В.П., Клименов B.A., Плешанов B.C., Нехорошков O.H., Горо-дищенский П.А. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и свойства сварных соединений теплостойкой стали 12Х1МФ // Сварочное производство. - 2000. - № 7. - С. 17-21.

30. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кобзева С.А., Лебедева H.A., Козлов A.B. Ме-зомасштабный механизм локализации деформации при растяжении поликристаллов низкоуглеродистой стали с линейными концентраторами напряжений // Физическая мезомеханика. - 2001. - Т. 4. - № 6. - С. 95-104.

31. Плешанов B.C., Кибиткин В.В., Панин В.Е. Особенности деформационных мезоструктур и фрагментация поликристаллов с макроконцентраторами напряжений при статическом и повторно-статическом растяжении // Заво- 1 дская лаборатория. Диагностика материалов. - 2001. - Т. 67. - № 6. - С.

48-50.

32. Плешанов B.C., Кибиткин В.В., Масловский A.C., Панин В.Е. Мезомас- J штабные критерии, состояния сварных соединений на стадии хрупко-пластического роста усталостной трещины // Композиционные и порошковые металлические материалы: Труды II Международной научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред». - Барнаул: АТУ, 2001. - С. 150-156.

33. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кибиткин В.В., Лебедева H.A. Эволюция ме-зоструктуры и кинетика накопления усталостных повреждений в сварных соединениях конструкционной стали в условиях, близких к плоскому напряженному состоянию // Физическая мезомеханика. — 2001. - Т. 4. - № 6. -С. 105-117.

34. Панин В.Е., Плешанов B.C., Кобзева С.А. Мезополосовые структуры и фрагментация сварных соединений низкоуглеродистой стали при растяжении // Современные проблемы прочности: Научные труды V Международного семинара. В 2 т. - Великий Новгород: НовГУ, 2001. - Т. 1. - С. 212— 216.

35. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кибиткин В.В., Масловский A.C. Формирование и эволюция усталостных трещин в сварных соединениях на мезоуров-не при плоском напряженном состоянии // Современные проблемы прочности: Научные труды V Международного семинара. В 2 т. - Великий Новгород: НовГУ, 2001. - Т. 1. - С. 217-221.

36. Плешанов B.C., Панин В.Е., Буркова С.П., Наркевич H.A. Поворотная мода деформации как основа для выбора критерия оптимизации термической обработки сварных соединений высокоазотистой стали // Физическая мезомеханика. - 2002. - Т. 5. - № 4. - С. 97-104.

37. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кобзева С.А. Кинетика полосовых мезоскопи-ческих структур и разрушение поликристаллов аустенитной хромоникеле-вой стали с протяженными макроконцентраторами напряжений // Физическая мезомеханика. - 2002. - Т. 5. - № 6. - С. 65-71.

38. Панин В.Е., Плешанов B.C., Буркова С.П. Мезомеханика разрушения холоднокатаных металлических поликристаллов при растяжении // Доклады Академии наук. - 2002. - Т. 384. - № 6. - С. 769-772.

39. Плешанов B.C., Кобзева С.А., Панин В.Е. Эволюция мезо- и макрополосо-вых структур и разрушение сварных соединений аустенитной стали при растяжении // Современные проблемы машиностроения и приборостроения: Сборник трудов I Международной конференции. - Томск: STT, 2003. - С. 26-28.

40. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кибиткин В.В., Лебедева H.A. Мезомасштаб-ные критерии диагностики механического состояния и предразрушения циклически нагруженных сварных соединений // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2003. - № 2. - С. 117—124.

ш

* 7 9 3 3

Тираж 100 экз. Заказ № 04/3 Томск, ИФПМ СО РАН, просп. Академический, 2/1

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗЛИЧНЫХ МАСШТАБНЫХ УРОВНЯХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Классификация физических методов исследования деформации и разрушения металлов.

1.2. Эволюция структуры, стадийность деформации и механические свойства металлов и сплавов при статическом нагружении и прокатке.

1.3. Накопление усталостных повреждений в поликристаллах при циклическом нагружении.

1.3.1. Физические механизмы пластической деформации и усталостного разрушения кристаллических материалов на микроуровне.

1.3.2. Анализ эволюции усталостных трещин на макроуровне методами механики разрушения.

1.4. Физическая мезомеханика пластичности и прочности твердых тел.

1.5. Постановка задач, материалы и методика экспериментальных исследований.

1.5.1. Задачи исследований.

1.5.2. Выбор материалов и схем нагружения.

1.5.3. Оборудование и методика эксперимента.

2. ФОРМИРОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ МЕЗОСТРУКТУР И РАЗРУШЕНИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С ЛОКАЛЬНЫМИ МАКРОКОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ.

2.1. Накопление больших локальных пластических деформаций и разрушение поликристаллов в условиях статического и повторно-статического растяжения.

2.1.1. Статическое растяжение.

2.1.2. Повторно-статическое растяжение.

2.2. Закономерности эволюции мезоструктур и кинетика многоциклового разрушения.

2.2.1. Стадийность накопления усталостных повреждений на мезо

4 масштабном уровне.

2.2.2. Стадии разрушения и количественные характеристики роста усталостных трещин.

2.3. Эволюция мезоструктур и кинетика накопления повреждений в условиях малоцикловой усталости.

2.4. Выводы к главе 2.

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИНАХ С ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРЕНИЯ, СОЕДИНЕННЫХ ВНАХЛЕСТ ЖЕСТКИМ СТЕРЖНЕМ.

3.1. О влиянии трения и износа на усталостное разрушение поликристаллов.

3.2. Эволюция мезоструктуры и кинетика накопления повреждений в поликристаллах с поверхностями трения при циклическом растяжении.

3.3. Выводы к главе 3.

4. МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ И ФРАГМЕНТАЦИЯ НА МЕЗОУРОВНЕ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С ПРОТЯЖЕННЫМИ МАКРОКОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ.

4.1. Периодические мезополосовые структуры при статическом растяжении поликристаллов низкоуглеродистой стали.

4.1.1. Металлографическая структура границ раздела и механические свойства поликристаллов низкоуглеродистой стали.

4.1.2. Закономерности формирования и эволюции периодических мезополосовых структур.

4.2. Мезополосовые структуры и эффект «бегающей шейки» при статическом растяжении поликристаллов аустенитной хромоникелевой стали.

4.2.1. Металлографическая структура границ раздела и механические свойства поликристаллов хромоникелевой стали.

4.2.2. Закономерности формирования и эволюции мезополосовых структур. Эффект "бегающей шейки".

4.3. Фрагментированные мезоструктуры и кинетика накопления усталостных повреждений в поликристаллах низколегированной стали при циклическом растяжении.

4.3.1. Условия плоского напряженного состояния.

4.3.2. Условия плоской деформации.

4.4. Выводы к главе 4.

5. МЕЗОПОЛОСОВЫЕ СТРУКТУРЫ И СТАДИЙНОСТЬ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С КРУПНОМАСШТАБНЫМИ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ.

5.1. Влияние холодной прокатки на металлографическую структуру и механические свойства поликристаллов.

5.2. Закономерности формирования мезополосовых структур при растяжении холоднокатаных поликристаллов.

5.2.1. Связь мезо- и микрополос локализованного сдвига.

5.2.2. Кинетика мезополосовой структуры и стадийность деформации поликристаллов на мезомасштабном уровне.

5.2.3. Мезомеханика разрушения холоднокатаных поликристаллов при растяжении.

5.3. Проявление принципа масштабной инвариантности в деформируемых поликристаллах на микро- и мезоуровнях.

5.4. Влияние параметров холодной прокатки на характеристики мезо-полосовых структур.

5.5. Выводы к главе 5.

6. РАЗРАБОТКА МЕЗОМАСШТАБНЫХ КРИТЕРИЕВ ДИАГНО-И СТИКИ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НАГРУЖЕННЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С МАКРОКОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ.

6.1. Поликристаллы без трещин. Статическое и повторно-статическое нагружение.

6.1.1. Эволюция значений компонент тензора пластической дисторсии.

6.1.2. Анализ скорости движения мезообъемов.

6.2. Поликристаллы с трещинами. Циклическое нагружение.

6.2.1. Оценка типа разрушения и характеристик трещиностойкости поликристаллов.

6.2.2. Критерии диагностики усталостного разрушения поликристаллов.

6.3. Выводы к главе 6.

Актуальность темы. Подавляющее большинство деталей машин и элементов промышленных металлоконструкций работает в условиях наличия макроконцентраторов напряжений. К ним относятся конструктивные и технологические отверстия, разъемные и неразъемные соединения (болтовые, заклепочные, паяные, сварные), эксплуатационные дефекты (вмятины, царапины, места коррозионного повреждения и эрозионного износа), особенности структурного состояния материала, связанные с термической или механической обработкой (прокатка, ковка, штамповка), и др. При нагружении концентраторы напряжений локализуют процессы пластической деформации и нарушения сплошности материала и, в конечном итоге, определяют прочность, надежность, долговечность и ресурс работы конструкций [1 - 10].

Вопросам исследования концентрации напряжений и ее влияния на работоспособность различных конструктивных элементов посвящено большое число работ отечественных и зарубежных авторов [11 — 27 и др.]. Многолетние исследования в этой области привели к получению комплекса данных о коэффициентах концентрации напряжений, используемых для проведения расчетов на прочность и выбора рациональной формы элементов конструкций. В расчетах на прочность широко применяются результаты, полученные в теории стержней, пластин, оболочек, в теории упругости, пластичности и ползучести, в механике разрушения [28 - 35]. Однако, в связи с существенно возросшей в последние десятилетия сложностью современных конструкций, получение вычислительными методами новых данных о роли концентраторов напряжений в нагруженных материалах связано с большими трудностями. Это обусловлено недостаточностью для расчетов интегральных механических характеристик материалов и необходимостью учета различных режимов работы элементов конструкций, реальных свойств материалов, условий нагружения, технологических, эксплуатационных и многих других факторов. Поэтому является актуальным установление новых качественных и количественных экспериментальных закономерностей и реальных механизмов поведения под нагрузкой конструкционных материалов с концентраторами напряжений, создание и развитие новых методов диагностики их состояния и прогнозирования работоспособности.

Традиционно физические механизмы пластического течения и разрушения твердых тел исследуются на микромасштабном уровне путем изучения закономерностей возникновения, движения и самоорганизации основного типа деформационных дефектов - дислокаций. Развитая на этой основе теория дислокаций позволяет объяснить многие закономерности и особенности поведения твердых тел в различных условиях нагружения [36- 50]. В рамках микроскопического описания поведения различного рода дефектов кристаллического строения и их ансамблей в деформируемом твердом теле теория дислокаций достигла больших успехов, однако до сих пор не удалось теоретически рассчитать макроскопические (механические) характеристики кристаллических материалов на основе микромасштабных механизмов их пластического течения и разрушения. В последние годы стало очевидным, что непосредственный переход от микро- к макромасштабному уровню принципиально невозможен. Возникновение в деформируемом твердом теле динамических диссипативных структур обусловливает развитие качественно новых механизмов деформации мезомасштабного уровня [51 - 58].

Согласно положениям физической мезомеханики материалов, деформируемое твердое тело представляет собой многоуровневую иерархически организованную систему, в которой самосогласованно развиваются процессы потери сдвиговой устойчивости материала на микро-, мезо- и макромаснггабных уровнях [59 - 61]. Пластическая деформация и разрушение материала являются двумя последовательными стадиями единого процесса эволюции сдвиговых не-устойчивостей различного масштаба, причем разрушение отражает глобальную потерю сдвиговой устойчивости твердого тела на макроуровне. На мезоуровне рассматриваются принципиально новые по отношению к дислокациям носители деформации - трехмерные структурные элементы (мезообъемы), трансляционно-ротационное движение которых приводит к формированию в нагруженном материале деформационных диссипативных мезоструктур. Характер последних (тип, размер элементов, кинетика образования и последующего развития) определяет механическое поведение материала под нагрузкой.

В основе системы масштабных уровней микро-, мезо- и макродеформации лежит соответствующая иерархия масштабных уровней концентраторов напряжений. Физическая мезомеханика развивает представления о фундаментальной роли концентраторов напряжений различного масштаба в формировании и эволюции зон локализованного пластического течения и разрушении материалов. По характеру эволюции мезоструктуры в процессе нагружения можно вскрыть принципиально новые фундаментальные механизмы деформации и разрушения материала, а на их основе решить прикладные задачи, связанные с оценкой механического состояния и прогнозированием ресурса работы нагруженных элементов металлоконструкций с концентраторами напряжений (включая диагностику их предельных состояний).

Целью работы является исследование на мезомасштабном уровне механизмов локализации и закономерностей стадийности пластического течения и разрушения металлических поликристаллов с макроконцентраторами напряжений, разработка на основе полученных результатов новых критериев диагностики механического состояния нагруженного материала.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач, сформулированных в первой главе диссертации на основе анализа современного состояния проблемы.

Связь работы с научными программами и темами. Диссертационная работа выполнена в Научно-исследовательском учреждении - Институте физики прочности и материаловедения СО РАН в соответствии с планами государственных и отраслевых научных программ: «Физические основы мезоме-ханики пластической деформации и разрушения и новые критерии оценки ресурса работы материалов и конструкций» (проект НИР программы Государственного научного центра ИФГТМ СО РАН 1994 - 1995 гг.); «Мезоде-фекты и модели в физической мезомеханике как методологическая основа компьютерного конструирования материалов» (проект НИР программы Государственного научного центра ИФГТМ СО РАН 1996 г.); «Закон масштабной инвариантности в физической мезомеханике пластической деформации и разрушения» (проект НИР программы Государственного научного центра ИФПМ СО РАН 1997 г.); ГНТП «Новые материалы» (приоритетное направление «Компьютерное конструирование материалов и технологий») 1996 — 1998 гг.; «Механика движения объемных структурных элементов на мезо-уровне при пластическом деформировании твердых тел» (проект РФФИ № 96-01-00902) 1996 - 1998 гг.; «Физическая мезомеханика структурно-неоднородных сред» (основные задания к плану НИР ИФПМ СО РАН на 1995 - 2000 гг.); «Физические процессы на границах раздела при получении гетерогенных материалов и покрытий» (интеграционный проект СО РАН 1997 - 1999 гг.); Программа создания комплекса новых технологий и перспективных материалов для измерения и восстановления живучести оборудования ТЭС на 1996 - 2000 гг.; ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения», подпрограмма «Новые материалы», направление «Дизайн (компьютерное конструирование) материалов и композиционные материалы» 1999 — 2001 гг.; «Разработка принципов мезомеханики поверхности и внутренних границ раздела и конструирование на их основе новых градиентных конструкционных материалов и многослойных тонкопленочных структур для электроники» (интеграционный проект СО РАН 2000 - 2002 гг.); «Основы физической мезомеханики поверхностных слоев твердых тел» (основные задания НИР ИФПМ СО РАН на 2001 - 2003 гг.).

Объект и предмет исследований. Объектом исследований являются поликристаллические пластины из конструкционных сталей и сплавов с макроконцентраторами напряжений различной природы и конфигурации: локальными (отверстия в плоских пластинах), локальными с поверхностями трения (плоские пластины, соединенные внахлест жестким стержнем), протяженными (узкие области переплава), распределенными (предварительная глубокая холодная прокатка). В качестве предмета исследований определены процессы пластического течения и разрушения, протекающие в поликристаллах в условиях статического и циклического растяжения, и их связь с механическими и структурными характеристиками материала.

Методы исследований. Работа выполнена с позиций физической ме-зомеханики материалов и заключается в изучении взаимосвязи механических свойств нагруженных поликристаллов с изменениями структурного состояния на мезоуровне in situ. В работе применялись современные экспериментальные методы и оборудование для изучения структуры и физико-механических свойств материалов: оптико-телевизионный измерительный комплекс TOMSC, испытательная установка Schenck Sinus - 100.40, оптическая металлография, структурно-фазовый анализ, растровая электронная микроскопия, измерение микротвердости, методы механических испытаний.

Научная новизна. В работе впервые:

- изучены механизмы и установлены закономерности формирования и эволюции некристаллографических деформационных мезоструктур при статическом и циклическом растяжении металлических поликристаллов с макроконцентраторами напряжений;

- для широкой группы сталей и сплавов показано, что при статическом растяжении поликристаллов мезоструктуры формируются в виде одной или двух сопряженных систем квазипериодических параллельных мезополос локализованной деформации, ориентированных в направлениях максимальных касательных напряжений, либо системы мезополос, нормальных к оси нагружения. В условиях циклического растяжения мезоструктуры проявляются в полях векторов смещений в виде совокупности деформационных доменов с дискретными разориентировками векторов смещений на междоменных границах;

- для разных типов макроконцентраторов напряжений установлена характерная стадийность пластической деформации и усталостного разрушения на мезоуровне, связанная с эволюцией мезоструктур, особенностями кривых течения и степенью накопления повреждений в нагруженном материале;

- выявлена связь кинетики фрагментированных мезоструктур в процессе на-гружения с последующим разрушением поликристаллов;

- предложены новые критерии, характеризующие механическое состояние поликристаллических материалов на мезомасштабном уровне в пределах всей продолжительности их нагружения вплоть до разрушения.

Достоверность полученных экспериментальных результатов, научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, обеспечена корректностью постановки задачи, систематическим характером экспериментальных исследований, использованием современных экспериментальных методов исследований и аппаратуры, устойчивой воспроизводимостью результатов и согласием установленных закономерностей с данными, полученными другими авторами.

Научная и практическая значимость результатов работы заключается в следующем:

- изученные мезомасштабные механизмы поведения под нагрузкой поликристаллов с макроконцентраторами напряжений дают новые, более глубокие представления о процессах локализации деформации и накопления повреждений в материале, что может быть использовано для построения адекватных моделей пластического течения и разрушения таких широко распространенных технических объектов, как элементы конструкций с отверстиями, болтовые, заклепочные, сварные соединения и др.;

- обоснована возможность и разработаны качественные и количественные критерии оценки механического состояния, прогнозирования ресурса работы и диагностики стадии предразрушения нагруженных элементов металлоконструкций по характеристикам деформационной мезоструктуры в окрестности макроконцентраторов напряжений, что может быть положено в основу нового метода неразрушающего контроля материалов.

Разработанные в диссертации практические критерии диагностики механического состояния и прогнозирования ресурса работы нагруженных элементов металлоконструкций прошли апробацию и использованы в рамках прикладных НИОКР:

1. «Fatigue testing of lap joint specimens» (contract SR56274, British Aerospace (Operations) LTD, Sowerby Research Center, 1995).

2. «Системы диагностики и пожаротушения. Раздел 1: Комплекс аппаратуры для аттестации и диагностики газового оборудования» (договор № 24/97, ОАО «ГАЗПРОМ», 1997 - 2001 гг.).

3. «Исследование состояния металла корпуса регенератора поз.4 зав. №439 установки разделения воздуха А-8-1 азотно-кислородного цеха ОАО «ТНХЗ» (договор № 27/03, ОАО «Томский нефтехимический завод», 2003 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Механизмы и закономерности формирования и эволюции деформационных некристаллографических полосовых и разориентированных доменных мезоструктур в металлических поликристаллах с макроконцентраторами напряжений при статическом и циклическом растяжении.

2. Закономерности стадийности пластического течения и накопления повреждений на мезоуровне в поликристаллах с разными типами макроконцентраторов напряжений и однозначная связь стадий с характеристиками мезоструктур.

3. Мезомасштабная фрагментация материала на стадии предразрушения и связь характера разрушения с особенностями развития мезоструктур (механизмами аккомодации и мезоразориентировками).

4. Новые качественные и количественные критерии, основанные на характерных признаках и количественных параметрах мезоструктур, позволяющие оценивать механическое состояние и ресурс работы нагруженного материала.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих международных, всероссийских и региональных конференциях, совещаниях, симпозиумах и семинарах: III, IV и V Международных конференциях «Computer - Aided Design of Advanced Materials and Technologies» CADAMT (Томск, Россия, 1993, 1995; Байкальск, Россия, 1997); I Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Новгород, Россия, 1994); XIV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 1995); III и V Российско-Китайских симпозиумах «Advanced Materials and Processes» (Калуга, Россия, 1995; Байкальск, Россия, 1999); Международном семинаре «Materials Instability under Mechanical Loading» (С.-Петербург, Россия, 1996); Международной конференции «Mathematical Methods in Physics, Mechanics and Mesomechanics of Fracture» Mesofracture'96 (Томск, Россия, 1996); симпозиуме «Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии» (Москва, Россия, 1996); Международном (США - Россия) совещании «Micro- and Mesomechanical Aspects of Materials Failure» (Томск, Россия, 1996); II Международном симпозиуме по трибофатике (Москва, Россия, 1996); Всероссийской научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред» (Барнаул, Россия, 1996); Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в современном материаловедении» (С.-Петербург, Россия, 1997); I Международном семинаре и XXXIII семинаре «Актуальные проблемы прочности» (Новгород, Россия, 1997); Международной конференции «Surface Engineering Towards the 21st Century» (Шанхай, Китай, 1997); XIV уральской школе металловедов-термистов (Ижевск - Екатеринбург, 1998); Международной конференции «Physical Mesomechanics and Computer Aided Design of Advanced Materials and Technologies» (Тель-Авив, Израиль, 1998); II конференции «Материалы Сибири» (Барнаул, Россия, 1998); Международной конференции «Сварка и родственные технологии - в XXI век» (Киев, Украина, 1998); 17th National Conference on Heat Treatment with International Participation (Брно, Чехия, 1998); International Conference on Efficient Welding in Industrial

Applications (Лаппеэнранта, Финляндия, 1999); XVI Межреспубликанской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности» (Новосибирск, Россия, 1999); Международной конференции «Role of Mechanics for Development of Science and Technology» Mesomechan-ics'2000 (Сиань, Китай, 2000); Международном совещании «Mesomechanics: Foundations and Applications» Meso'2001 (Томск, Россия, 2001); II Международной научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред» (Барнаул, Россия, 2001); V Международном семинаре «Современные проблемы прочности» (Старая Русса, Россия, 2001); I Международной конференции «Современные проблемы машиностроения и приборостроения» (Томск, Россия, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 40 печатных работах, опубликованных в научных и научно-технических журналах, сборниках и трудах конференций, в числе которых 2 коллективные монографии.

Основными соавторами по опубликованным работам являются академик РАН В.Е. Панин, к.т.н. В В. Кибиткин, к.т.н. С.П. Буркова, к.т.н. С.А. Кобзева, с которыми автор выполнил ряд совместных исследований. У трех последних автор являлся научным руководителем кандидатских диссертаций.

Личный вклад автора в работу. Все изложенные в диссертации результаты исследований получены при непосредственном участии автора. Автору принадлежат идеи в постановке цели и решении задач работы, выбор направлений и методов исследований, основная роль в анализе и интерпретации результатов, формулирование основных научных положений и выводов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание изложено на 328 страницах, включая 170 рисунков, 9 таблиц и 376 наименований библиографических ссылок.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изучены мезомасштабные механизмы локализации пластического течения и разрушения металлических поликристаллов с различными типами макроконцентраторов напряжений в условиях статического и циклического растяжения. Установлено, что наличие в поликристаллах базовых макроконцентраторов напряжений резко усиливает роль мезомасштабного уровня деформации и проявляется в формировании деформационных некристаллографических мезоскопических структур. Их эволюция определяет кинетику пластического течения и разрушения как двух последовательных этапов одного процесса потери сдвиговой устойчивости нагруженного материала на мезо- и макроуровнях.

2. В условиях статического растяжения поликристаллов мезоскопиче-ские структуры представляют собой упорядоченную совокупность мезополос локализованной пластической деформации. В зависимости от типа макроконцентратора напряжений могут формироваться три вида мезополосовых структур: одна или две сопряженные системы квазипериодических параллельных мезополос, ориентированных в направлениях максимальных касательных напряжений, а также система квазипериодических мезополос, нормальных к оси растяжения. Мезополосы в направлениях максимальных касательных напряжений образуются в результате локализованных некристаллографических сдвигов частей поликристалла друг относительно друга, а нормальные мезополосы - по схеме локализованной шейки. В процессе формирования сопряженных мезополосовых структур обнаружены явления ветвления мезополос и их полного внутреннего отражения от границ раздела в поликристаллах. Они реализуются по схеме волнового процесса (волны переключений), заключающегося в последовательном характере чередования локализованных мезоскопических сдвигов и инициированных ими поворотов в материале. Образование квазипериодических мезополосовых структур связывается с релаксацией пространственно осциллирующих мезоконцентрато-ров напряжений в поликристаллах.

3. В процессе эволюции мезополосовых структур для разных типов макроконцентраторов напряжений проанализирована стадийность пластического течения на мезоуровне, заключающаяся во взаимосвязи характерных типов мезоструктуры с соответствующими стадиями кривой течения. По мере своего развития мезополосовые структуры распространяются на все рабочее сечение образца, что иллюстрирует явление мезоскопической фрагментации поликристалла как состояние его предразрушения.

4. Разрушение поликристаллов при статическом растяжении происходит в результате завершения процесса мезофрагментации и исчерпания возможностей данного механизма деформации как релаксационного процесса на мезоуровне. На этом этапе в образце формируются две сопряженные или параллельные макрополосы суперлокализации, деформация в которых в течение определенного времени самосогласуется. Последующее разрушение поликристаллов обусловлено нарушением данного процесса самосогласования и ростом нескомпенсированной поворотной моды деформации. Трещина как аккомодационная поворотная мода деформации при этом распространяется либо вдоль одной из полос в направлении максимальных касательных напряжений (срез), либо перпендикулярно оси растяжения (отрыв), что зависит от степени развития и характера самосогласования аккомодационных процессов пластического течения в области разрушения.

5. При циклическом растяжении поликристаллов мезомасштабные закономерности накопления усталостных повреждений иллюстрируют органическую взаимосвязь пластической деформации и разрушения материала в зоне макроконцентратора напряжений. Усталостное разрушение на мезоуровне представляет собой многостадийный процесс. Каждой стадии накопления повреждений соответствует свой тип деформационной мезоструктуры и определенные количественные характеристики разрушения. На стадии предразрушения поликристаллов в локальной зоне концентратора напряжений формируется мезоструктура в виде совокупности разориентированных деформационных доменов (фрагментированная доменная мезоструктура).

6. Кинетика усталостного разрушения поликристаллов определяется процессом развития доменной мезоструктуры по схеме «сдвиг-поворот-отрыв», характеризующей мезомасштабный механизм образования новой свободной поверхности в вершине трещины. Траектория усталостной трещины при последующем нагружении определяется границами между доменами и может прогнозироваться на основе анализа дискретных разориентировок в доменной мезоструктуре. Трещина на макроуровне аккомодирует сильно локализованную поворотную моду деформации в некристаллографической полосе пластического течения (междоменной границе), когда релаксационная способность фрагментированных мезоструктур становится исчерпанной.

7. Процессы трения и фреттинг-коррозии на контактных поверхностях поликристаллов при их циклическом растяжении (условия трибофатики) существенно ускоряют формирование и эволюцию деформационной мезоструктуры и мезомасштабную фрагментацию материала, что активирует зарождение и рост усталостных трещин на поверхностях трения. Начало стадий хрупкого и хрупко-пластического роста трещин смещается в область меньших циклических нагрузок, обусловливая тем самым снижение долговечности поликристаллов.

8. Формированию магистральной (сквозной) усталостной трещины в поликристалле предшествует распространение через все сечение образца магистральной полосы локализованной пластической деформации от дна первичной трещины, развивающейся по хрупко-пластическому механизму. Эта полоса, распространяясь через всю толщину образца, подготавливает прорастание через нее магистральной трещины и определяет траекторию последней. Магистральной полосе соответствует мезоструктура с сильно выраженными градиентами деформации по схеме нормального отрыва или поперечного сдвига (в зависимости от типа макроконцентратора напряжений и условий нагружения), формирование которой свидетельствует о переходе процесса разрушения в нестабильную (ускоренную) фазу.

9. Анализ эволюции деформационных мезоструктур позволяет эффективно оценивать степень поврежденности нагруженного поликристалла. Формирование фрагментированной мезоструктуры в условиях как статического, так и циклического растяжения свидетельствует о достижении поликристаллом состояния предразрушения. Кроме качественных критериев, основанных на установленной в работе классификации типов мезоструктур для различных стадий нагружения, предложен ряд новых количественных критериев диагностики накопления повреждений в материале. Они связаны с численными значениями компонент тензора пластической дисторсии, скорости движения мезообъемов, удельного главного пластического сдвига, амплитуды и скорости раскрытия вершины трещины, измеряемыми экспериментально на основе деформационных мезоструктур непосредственно в процессе нагружения. Резкий рост этих значений свидетельствует о достижении предельного состояния нагруженного поликристалла в целом, предшествующего ^ его глобальному разрушению. Зная амплитуду раскрытия вершины трещины, можно на основе модели Дагдейла определить текущее значение коэффициента интенсивности напряжений, характеризующее запас усталостной прочности поликристалла. Полученные результаты могут быть положены в основу нового метода неразрушающего контроля нагруженных материалов для оценки их механического состояния, прогнозирования ресурса работы и диагностики стадии предразрушения.

1. Нейбер Г. Концентрация напряжений. - М. - Л.: Гостехиздат, 1947. - 204 с.

2. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. М.: Машгиз, 1962. - 260 с.

3. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

4. Коллинз Дж. Повреждения материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение / Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - 624 с.

5. Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие в 4 т. Киев, Наукова думка, 1988.

6. Херцберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1989. - 576 с.

7. Ботвина Л.Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов. М.: Наука, 1989.-230 с.

8. Гохфельд Д.А., Садаков О.С. Пластичность и ползучесть элементов конструкций при повторных нагружениях. М.: Машиностроение, 1984. -256 с.

9. Computational methods in the mechanics of fracture / Ed. by S.N. Atluri. -Amsterdam: North-Holland, 1986. 250 p.

10. Плювинаж Г. Механика упруго-пластического разрушения / Пер. с франц. — М.: Мир, 1993.-450 с.

11. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений / Пер. с англ. М.: Мир, 1977.-302 с.

12. Серенсен С.В., Махутов Н.А. Условия инициирования и распространения трещин малоциклового разрушения в зонах концентрации напряжений // Механика деформированных тел и конструкций. М.: Машиностроение, 1975.-С. 443-448.

13. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. - 250 с.

14. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.-448 с.

15. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. М.: Машгиз, 1951.-278 с.

16. Хенли Э., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска. -М.: Машиностроение, 1984. 528 с.

17. Иванцов О.М., Харитонов В.И. Надежность магистральных трубопроводов. -М.: Недра, 1978. 166 с.

18. Красовский А.Я., Красико В.Н. Трещиностойкость сталей магистральных трубопроводов. Киев: Наукова думка, 1990. — 176 с.

19. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / Под ред. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.

20. Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления: Прочность и долговечность. — Л.: Машиностроение, 1982. —287 с.

21. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982. -400 с.

22. Ярковец А.И., Сироткин О.С., Фирсов В.В., Киселев Н.М. Технология выполнения высокоресурсных заклепочных и болтовых соединений в конструкциях самолетов. — М.: Машиностроение, 1987. — 238 с.

23. Братухин А.Г. Технологическое обеспечение высокого качества, надежности, ресурса авиационной техники: В 2 т. -М.: Машиностроение, 1996. -519 с. и 297 с.

24. Механика разрушения. Разрушение конструкций / Пер. с англ.; под ред. Д. Тэплин. -М.: Мир, 1980. 256 с.

25. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Киев: Наукова думка, 1977. -277 с.

26. Risk and failure analysis for improved performance and reliability / Ed. by J.J. Burke, V. Weiss. New York, London: Plenum Press, 1980. - 355 p.

27. Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях: В 2 т. / Под ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наукова думка, 1980. - 535 с. и 771 с.

28. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. - 245 с.

29. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. - 872 с.

30. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1973. - 536 с.

31. Коларов Д., Балтов А., Бончева Н. Механика пластических сред. М.: Мир, 1979.-302 с.

32. Томас Т. Пластическое течение и разрушение в твердых телах. М.: Мир, 1964.-308 с.

33. Панасюк В.В., Саврук М.П., Дауншин А.П. Распределение напряжений вблизи трещины в пластинах и оболочках. Киев: Наукова думка, 1976. -325 с.

34. Хеллан К. Введение в механику разрушения. М.: Мир, 1988. - 364 с.

35. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

36. Рид В.Т. Дислокации в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1957. - 279 с.

37. Коттрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. - 267 с.

38. Эшелби Дж. Континуальная теория дислокаций. М.: Иностранная литература, 1963. - 248 с.

39. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. - 643 с.

40. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация монокристаллов. -М.: Мир, 1969.-272 с.

41. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. - 599 с.

42. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972. - 408 с.

43. Лихачев В.А., Хайров Р.Ю. Введение в теорию дисклинаций. Л.: Изд-во ЛГУ, 1975.- 183 с.

44. Де Витт Р. Континуальная теория дисклинаций. М.: Мир, 1977. - 208 с.

45. Смирнов Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. Л.:1. Наука, 1981.-232 с.

46. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. JL: Наука, 1986.-224 с.

47. Судзуки Т., Есинага X., Такеути С. Динамика дислокаций и пластичность. -М.: Мир, 1989.-296 с.

48. Кадич А., Эделен Д. Калибровочная теория дислокаций и дисклинаций. -М.: Мир, 1987.- 168 с.

49. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука, 1990. - С. 123 - 186.

50. Гуляев В.П., Петров П.П., Методика исследования структурного состояния в окрестности концентратора напряжений // Заводская лаборатория. -1995. Т.61. - №11. - С. 40-42.

51. Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Елсукова Т.Ф., Иванчин А.Г. Структурные уровни деформации твердых тел // Изв. вузов. Физика. 1982. - Т.25. -№6. - С. 5 - 27.

52. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985, - 229 с.

53. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1990. - 255 с.

54. Панин В.Е. Физические основы мезомеханики среды со структурой // Изв. вузов. Физика. 1992. - Т.35. - №4. - С. 5 - 18.

55. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: В 2 т./ Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1995. - 298 с. и 320 с.

56. Panin V.E. Overview on mesomechanics of plastic deformation and fracture of solids // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 1998. - V.30. - №1. -P. 1 - 11.

57. Панин В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел // Физическая мезомеханика. 1999. - Т.2. - №6. - С. 5.-23.

58. Панин В.Е. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 2000. -Т.З. - №6. - С. 5 - 36.

59. Панин В.Е. Методология физической мезомеханики как основа построения моделей в компьютерном конструировании материалов // Изв. вузов. Физика. 1995.-Т.38. -№11. -С. 6-25.

60. Панин В.Е. Современные проблемы пластичности и прочности твердых тел // Изв. вузов. Физика. 1998. - Т.41. - №1. - С. 7 - 34.

61. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики II Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1 .-№ 1.- С. 5 - 22.

62. Современные физические методы исследования в металловедении / Пер. с англ.; под ред. Я.С. Уманского, Б.Н. Финкелыитейна. М.: ГНТИЛ по черной и цветной металлургии, 1958.-356с.

63. Экспериментальная механика: В 2 т. / Под ред. А. Кобаяси. М.: Мир, 1990.-Т. 1.-616 с.

64. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник. В 2 т. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1976. - 391 с. и 326 с.

65. Бойко В.И., Коваль Ю.И. Анализ неразрушающих методов оценки усталостного повреждения металлов: Препринт ИЛИ АН УССР. Киев, 1982. -36 с.

66. Методы контроля и исследования легких сплавов: Справочник / Под ред. Ю.М. Вайнблата. -М.: Металлургия, 1985. 512 с.

67. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.

68. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник. -М.: Машиностроение, 1983. 248 с.

69. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений / Под ред. Б.С. Касаткина. Киев: Наукова думка, 1986. - 583 с.

70. Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. М: Мир, 1986.-328 с.

71. Набарро Ф.Р.Н., Базинский З.С., Холт Д.Б. Пластичность чистых монокристаллов. -М.: Металлургия, 1967. 215 с.

72. Зеегер А. Механизм скольжения и упрочнения в кубических гранецен-трированных и гексагональных плотноупакованных металлах // Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: Иностранная литература, 1960.-С. 178-267.

73. Зеегер А., Кронмюллер Г. Теория деформационного упрочнения ГЦК и ГПУ монокристаллов // Электронная микроскопия и прочность кристаллов. М.: Металлургия, 1968. - С. 392 - 436.

74. Хоникомб Р.В. Влияние температуры и легирующих элементов на деформацию монокристаллов. М.: Металлургия, 1964. — 54 с.

75. Иванова B.C., Гордиенко J1.K., Геминов В.Н. Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов. М.: Наука, 1965. - 175 с.

76. Бернштейн M.JI. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977.-432 с.

77. Гордиенко JI.K. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973.-223 с.

78. Испытания материалов: Справочник / Под ред. X. Блюменауэра. М.: Металлургия, 1979. - 448 с.

79. Вергазов А.Н., Лихачев В.А., Рыбин В.В. и др. Особенности фрагменти-рованных структур в сплавах молибдена, различающихся механическими свойствами // Физика металлов и металловедение. 1977. - Т. 43. - Вып. 1.-С. 70-75.

80. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. -М.: Металлургия, 1979. 496 с.

81. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 312 с.

82. Кроха В. А. Кривые упрочнения металлов при холодном деформировании. -М.: Машиностроение, 1968. 131 с.

83. Засимчук Е.Э., Маркашева Л.И. Микрополосы в деформированных прокаткой монокристаллах никеля // Институт металлофизики АН УССР:

84. Препринт № 23.88. Киев, 1988. - 36 с.

85. Korbel A., Martin P. Microstructural events of macroscopic strain localization in prestrained tensile specimens // Acta Met. 1988. - V. 36. - № 9. - P. 2575 -2586.

86. Попов JT.E., Козлов Э.В. Механические свойства упорядоченных твердых растворов. М.: Металлургия, 1970. - 217 с.

87. Панин В.Е., Дударев Е.Ф., Бушнев Л.С. Структура и механические свойства твердых растворов замещения. М.: Металлургия, 1971. - 208 с.

88. Попов Л.Е., Конева Н.А., Терешко И.В. Деформационное упрочнение упорядоченных сплавов. — М.: Металлургия, 1979. 255 с.

89. Мадер С., Зеегер А., Лейтц К. Деформационное упрочнение и распределение дислокаций в ГЦК металлах // Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1967. - С. 9 - 14.

90. Павлов В.А. Физические основы пластической деформации металлов. -М.: Изд-во АН СССР, 1962. 198 с.

91. Конева Н.А. Эволюция дислокационной структуры, стадийность деформации и напряжение течения моно- и поликристаллов ГЦК однофазных сплавов: Дис.докт. физ.-мат. наук. Томск, 1987. - 620 с.

92. Бэлл Дж. Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел: В 2 т. М.: Наука, 1984. - Т. 2. - 432 с.

93. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирстов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1975. - 314 с.

94. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковскйй Э.П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / Под ред. В.И. Трефилова. Киев: Наукова думка, 1989. - 256 с.

95. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982. - 584 с.

96. Трефилов В.И., Фирстов С.А., Люфт А., Шляубитц К. Эволюция дислокационной структуры в ОЦК-металлах // Проблемы физики твердого тела и материаловедения. М.: Наука, 1976. - С. 97 - 112.

97. Инденбом В.Л., Орлов А.Н. Формирование дислокационной структуры и механизм упрочнения чистых ОЦК-металлов // Металлофизика. 1971. -Вып. 35.-С. 3- 10.

98. Предводителев А.А., Троицкий О.А. Дислокации и точечные дефекты в гексагональных металлах. М.: Атомиздат, 1973. - 200 с.

99. Физическое металловедение / Под ред. Р.У. Кана. М.: Металлургия, 1987.-Т. 1.-333 с.

100. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. — М.: Металлургия, 1986. 224 с.

101. Булат С.И., Тихонов А.С., Дубровин А.К. Деформируемость структурно-неоднородных сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1975. - 352 с.

102. Hatherly М. Microstructure of cold-rolled metals // Proc. of 5 th Int. Conf. on Text, of Met.- Aachen, Berlin, 1978.-V. 1.-P. 81 -91.

103. Malin S.A., Hatherly M. The microstructure of cold-rolled copper // Met. Science. 1979. - V. 13. - № 8. - P. 463 - 472.

104. Malin S.A., Huber J., Hatherly M. The microstructure of rolled copper single crystals//Z. Metall.- 1981.-V. 72.-№ 5.-P. 310-317.

105. Днепренко B.M., Лариков Л.Н., Стоянова E.H. Исследование природы формирования дислокационной структуры в различных компонентах текстуры прокатанной меди // Металлофизика. 1982. — Т. 4. - № 6. - С. 58 -66.

106. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Макаров П.В. и др. Физическая мезомеха-ника и компьютерное конструирование материалов: В 2 т. Новосибирск: Наука, 1995.-Т. 1.-298 с.

107. Колачев Б.А. Физическое металловедение титана. М.: Металлургия,1976.- 184 с.

108. Harren S.V., Deve H.E. Asaro R.J. Shear band formation in plane strain compression // Acta Met. 1988. - V. 36. - № 9. - P. 2435 - 2480.

109. Canava G.R., Kocks U.F., Stout M.G. On the origin of shear bands in textured polycrystals // Scripta Met. 1984. - V. 18. - P. 437 - 442.

110. Gilman J.J. Micromechanics of shear banding // Mechanics of Materials. -1994.-V. 17.-P. 83-96.

111. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Иващенко P.K. и др. Структура, текстура и механические свойства деформированных сплавов молибдена. Киев: Наукова думка, 1983. - 232 с.

112. Школьник JI.M. Методика усталостных испытаний: Справочник. — М.: Металлургия, 1978. 304 с.

113. ИЗ. Миллер К.Ж. Усталость металлов прошлое, настоящее и будущее // Заводская лаборатория. - 1994. - Т. 60. — № 3. - С. 31 - 44.

114. Гринберг Н.М. Физические механизмы усталостного разрушения металлов и сплавов // Физико-химическая механика материалов. 1987. - Т. 23.-№5.-С. 30-38.

115. Feltner C.S., Laird С. Factors influencing the dislocation structures in fatigued metals // Trans. Met. Soc. AIME. 1968. - V. 242. - № 7. - P. 1253 -1257.

116. Holt D.L. Dislocation cell formation in metals // J. Appl. Phys. 1970. - V. 41.-№ 8. - P. 3197 - 3201.

117. Kulhmann-Wilsdorf D., Van der Merve J.H. Theory of dislocation cells sizes in deformed metals // Mater. Sci. and Eng. 1982. - V. 55. - P. 79 -83.

118. Nahm H., Moteff J., Deircks D.R. Substructural development during low cycle fatigue of AISI 304 stainless steel at 649°C // Acta Met. 1977. - V. 25. - №2. - P. 107-116.

119. Kayali E.S., Plumtree A. Stress-substructure relationships in cyclically and monotonically deformed wavy slip mode metals // Met. Trans. 1982. - V. 13A. -№ 6. - P. 1033- 1041.

120. Kwun S.I., Fine M.E. The cyclic hardening of Al-3Mg alloy // Scripta Met. -1984. V. 18. - № 9. - P. 981 - 984.

121. Driver J.E., Rieux P. The cyclic stress-strain behavior of polycrystalline Al-5 wt % Mg // Mater. Sci. and Eng. 1984. - V. 68. - № 1. - P. 35 - 43.

122. Гринберг H.M., Гавриляко A.M. Упрочнение Си и сплава Cu-7,5%A1 при циклическом нагружении на воздухе и в вакууме // Металлофизика. — 1983. Т. 5. - № 3. - С. 63 - 68.

123. Mughrabi Н. Microscopic mechanisms of metal fatigue // Proc. of 5th Int. Conf. on Strength of Metals and Alloys. Aachen, 1979. - V. 3. - P. 1615 -1638.

124. Calabrese C., Laird C. High strain fatigue fracture mechanisms in two phase alloys // Met. Trans. 1974. -V. 5. - № 8. - P. 1785 - 1792.

125. Katagiri K., Omura A., Koyanagi K. et. al. Early stage crack tip dislocation morphology in fatigued copper // Met. Trans. 1977. - V. 8A. - № 11. - P. 1769- 1773.

126. Иванова B.C., Горицкий B.M., Орлов Л.Г., Терентьев В.Ф. Дислокационная структура железа у вершины усталостной трещины // Проблемы прочности. 1975.-№ 11.-С. 13- 18.

127. Grosskreutz J.C. Shaw G.G. Fine subgrain structure adjacent to fatigue crack // Acta Met. 1972. - V. 20. - № 4. - P. 523 - 528.

128. Горицкий B.M., Терентьев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1980. - 208 с.

129. Karashima S., Oikawa Т. Studies on substructures around a fatigue crack in fee metals and alloys // Trans. Jap. Inst, of Metals. 1968. - № 3. - P. 205 -213.

130. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975. - 456 с.

131. Иванова B.C., Шанявский А.А. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлургия, 1988. - 400 с.

132. Sih G.C. Energy strain energy density criterion. Budapest: Akadem. Kiado, 1982.-P. 3-16.

133. Банов М.Д., Шанявский А.А., Урбах А.И. и др. Акустико-эмиссионный контроль кинетики усталостных трещин в дисках турбомашин // Дефектоскопия. 1987. - № 11. - С. 84 - 89.

134. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела: В 2 т. М.: Наука, 1975. - Т. 1. - 832 с.

135. MP 108.7—86. Оборудование энергетическое. Расчеты и испытания на прочность. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений. Введ. 03.07.1986 г.

136. Sih G.C. Handbook of stress intensity factors. Bethlehem: Lehigh Univ., 1973.- 112 p.

137. Матвиенко Ю.Г. Детерминированный анализ безопасности, живучести и остаточного ресурса по критериям механики трещин // Заводская лаборатория. 1997. - Т. 63. - № 6. - С. 52 - 58.

138. ГОСТ 25.506 85. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. - Введ. 01.01.1986 г.

139. ГОСТ 25.502 79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытания на усталость. - Введ. 01.01.1979 г.

140. ГОСТ 2860 65. Металлы. Методы испытания на усталость. - Введ. 01.01.1965 г.

141. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справочное пособие. В 3 т. / Под ред. А.Т. Туманова. М.: Машиностроение, 1971. — Т. 1. - 552 с.

142. Трощенко В.Т., Грязнов Б.А., Стрижало В.А. и др. Методы исследования сопротивления металлов деформированию и разрушению при циклическом нагружении. Киев: Наукова думка, 1974. - 254 с.

143. Трощенко В.Т., Сосновский JI.A. Сопротивление усталости металлов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1987. - 1340 с.

144. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / Под ред. А.П. Гусенкова. М.: Машиностроение, 1993. - 364 с.

145. Афанасьев Н.Н. Статистическая теория усталостной прочности металлов. Киев: Изд-во АН УССР, 1953. - 123 с.

146. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965. - 279 с.

147. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. -488с.

148. Hobson P.D., Brown M.W., de Los Rios E.R. Two phases of short crack growth in a medium carbon steel // The Behavior of Short Fatigue Cracks / Ed. by Miller K.J. and de Los Rios E.R. London: Mechanical Engineering Publications, 1986. - P. 441 - 459.

149. Miller K.J. Initiation and growth rates of short fatigue cracks // Fundamentals of Deformation and Fracture: IATAM Eshelby Memorial Symposium. -Cambridge: Cambridge University Press, 1985. P. 447 - 500.

150. Панин B.E., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука, 1990. -255 с.

151. Панин В.Е., Панин С.В. Мезомасштабные уровни пластической деформации поликристаллов алюминия // Изв. вузов. Физика. 1997. - Т. 40. -№1. - С. 31-39.

152. Brown M.W., Miller K.J. A theory for fatigue failure under multiaxial stress-strain conditions // Proc. Inst. Mech. Eng. 1973. - V. 187 (65/73). - P. 745 -755.

153. Crossland B. Effect of large hydrostatic pressures on the torsional fatigue strength of an alloy steel // Proc. of the Int. Conf. on Fatigue of Metals,1.echE. ASME, 1956.-P. 138- 149.

154. Одинг И.А., Либеров Ю.П. Накопление дефектов и образование субмик-ротрещин при статическом растяжении армко-железа // Изв. АН СССР. — 1964. -№ 1.-С. 113-119.

155. Бетехтин В.И., Владимиров В.И., Кадомцев А.Г., Петров А.И. Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел // Проблемы прочности. 1979.-№ 7. - С. 38-45.

156. Бетехтин В.И., Шмидт Ф. Проблемы физики твердого тела и материаловедения. М.: Наука, 1976. - С. 56 - 68.

157. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

158. Gardner R.N., Wilsdorf H.G.F. Ductile fractures in pure a-Fe. Microscopic observations of an initiation mechanism // Met. Trans. 1980. - V. 11. - № 4.- P. 659 669.

159. Orowan E.O. Dislocation in metals. New York: AIME, 1954. - 69 p.

160. Петч H. Дж. Металлографические аспекты разрушения // Разрушение. -М.: Мир, 1973.-Т. 1. С. 376 - 420.

161. Лихачев В.А., Рыбин В.В. Роль пластической деформации в процессе разрушения кристаллических твердых тел // Изв. АН СССР. Сер. физ. -1973.-Т. 37.-№ И.-С. 2433-2438.

162. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960.-271 с.

163. Эшби И.Ф. О напряжении Орована // Физика прочности и пластичности- М.: Металлургия, 1972. С. 88 - 107.

164. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. -М.: Наука, 1974.-416 с.

165. Dugdale D.S. Yielding of steel sheets containing slits // J. Mech. Phys. Solids.- 1960. V. 8.-№2.-P. 100- 108.

166. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Инженерные методы расчета операций пластической обработки материалов. Л.: Машгиз, 1961. - 463 с.

167. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1977. - 230 с.

168. Пластичность и разрушение / Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977. - 335 с.

169. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. - 143 с.

170. Теория пластичности / Под ред. Ю.Н. Работнова. М.: Изд-во иностранной литературы, 1948. - 452 с.

171. Онами М., Ивасимидзу С., Гэнка К. и др. Введение в микромеханику. -М.: Металлургия, 1987. 280 с.

172. Койтер В.Т. Моментные напряжения в теории упругости // Механика. -1965. -№3 (91). -С. 88-112.

173. Жуковский И.М., Рыбин В.В. Моментные напряжения в теории зарождения пластических ротаций // Физика металлов и металловедение. -1986.-Т. 61.-Вып. 1.-С. 5- 15.

174. Волков А.Б., Лихачев В.А., Николаев П.И. Движущие силы пластических деформаций и поворотов в кристаллах // Изв. вузов. Физика. 1982. -Т. 25.-№8.-С. 65-69.

175. Жуковский И.М., Рыбин В.В. Теория пластических ротаций в деформируемых кристаллах // Физика металлов и металловедение. 1982. — Т. 54.-Вып. 1.-С. 17-27.

176. Аэро Э.П., Кувшинский Е.В. Основные уравнения теории упругости с вращательным взаимодействием частиц // Физика твердого тела. 1960. -Т. 2.-№2.-С. 1399- 1409.

177. Миндлин Р.В., Тирстен Г.Ф. Эффекты моментных напряжений в линейной теории упругости // Механика. 1964. - № 4 (88). - С. 80 - 114.

178. Neuber Н. Theory of notch stresses. Michigan: J.W. Edwards, Ann Arbor, 1946.- 146 p.

179. Топоров Г.В. Усталость металлов при ударных циклических нагрузках:

180. Автореф. .докт. техн. наук. М., 1984. - 63 с.

181. Форрест П. Усталость металлов. М.: Машиностроение, 1968. - 352 с.

182. Панин В.Е., Мещеряков Ю.И., Елсукова Т.Ф. и др. Некристаллографические структурные уровни деформации в сильновозбужденных системах // Изв. вузов. Физика. 1990. - № 2. - С. 107 - 120.

183. Панин В.Е., Дерюгин Е.Е., Васман Г.И. Вихревой характер пластического течения поликристаллов Fe + 3at.%Si на мезоуровне // Физика металлов и металловедение. 1997. - Т. 84. - Вып. 1. - С. 106 - 111.

184. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н., Пинжин Ю.П. Активация и характерные типы дефектных субструктур мезоуровня пластического течения высокопрочных материалов // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. — № 1.-С. 23 -35.

185. Панин В.Е., Коротаев А.Д., Макаров П.В., Кузнецов В.М. Физическая мезомеханика материалов // Изв. вузов. Физика. 1998. - № 9. - С. 8 - 36.

186. Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. - 384 с.

187. Hatherly М., Malin A.S. Shear bands in deformed metals // Scripta Met. -1984.-V. 18.-P. 449-454.

188. Смирнова И.А., Левит В.И. Эволюция структуры при больших пластических деформациях // Физика металлов и металловедение. 1986. - Т. 61.-Вып. 6.-С. 1170- 1177.

189. Ревуженко А.Ф. Функции со структурой математические объекты для описания пластической деформации твердых тел // Изв. вузов. Физика. — 1995.-Т. 38. -№ 11.-С. 70-75.

190. Синергетика и усталостное разрушение металлов / Под ред. B.C. Ивановой. М.: Наука, 1989. - 246 с.

191. Панин В.Е. Волновая природа пластической деформации твердых тел // Изв. вузов. Физика. 1990. - Т. 33. - № 2. - С. 4 - 18.

192. Елсукова Т.Ф., Панин В.Е. Механизм усталостного разрушения поликристаллов на мезомасштабном уровне // Изв. вузов. Физика. 1996.1. Т.39. № 6. - С. 40-57.

193. Теплякова JT.A. Локализация деформации и превращения в дефектной подсистеме в сплавах с различным структурно-фазовым состоянием: Дис.докт. физ.-мат. наук. Томск, 1999. - 621 с.

194. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. - 406 с.

195. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир, 1990. - 342 с.

196. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных процессах. М.: Мир, 1977.-512 с.

197. Иванова B.C. Синергетика: Прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992. - 159 с.

198. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

199. Разрушение: В 7 т. / Под ред. Г. Либовица. М.: Мир, 1973. - Т. 2. - 764 с.

200. Панин С.В. Исследование пластической деформации и разрушения поликристаллических материалов на основе алюминия методами технического зрения: Дис.канд. техн. наук. Томск, 1997. - 223 с.

201. Братухин А.Г. Концепция металлургических основ создания неразъемных соединений стальных самолетов высокого качества // Вестник машиностроения. 1992. - № 12. - С. 40 - 43.

202. Анучкин М.П., Горицкий В.Н., Мирошниченко Б.И. Трубы для магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986. - 231 с.

203. Хисматулин Е.Р., Королев Е.М., Лившиц В.И. и др. Сосуды и трубопроводы высокого давления: Справочник. М.: Машиностроение, 1990. -384 с.

204. Physical mesomechanics of heterogeneous media and computer aided design of materials / Ed. by V.E. Panin. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 1998. - 339 p.

205. Панин B.E., Плешанов B.C., Кибиткин B.B., Сапожников C.B. Анализ полей векторов смещений и диагностика усталостного разрушения алюминиевого сплава на мезоуровне // Дефектоскопия. 1998. - № 2. — С. 80 -87.

206. Вигдорчик С.А. Технологические основы проектирования и конструирования самолетов: В 3 ч. -М.: МАИ, 1974. -Ч. 1. 140 с. - 1975. -Ч. 2. -125 с. - 1976.-Ч. 3.-103 с.

207. Вигдорчик С.А. Конструктивно-технологические пути увеличения усталостного ресурса самолетов. М.: МАИ, 1980. - 64 с.

208. Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. Промышленные алюминиевые сплавы: Справочное издание. М.: Металлургия, 1984. -528 с.

209. Алюминий: свойства и физическое металловедение: Справочное издание / Под ред. Дж. Е. Хэтча. М.: Металлургия, 1989. - 422 с.

210. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

211. Панин B.E., Панин С.В., Мамаев А.И. Деформационные домены на мезоуровне в деформируемом твердом теле // Доклады Академии наук. -1996.-Т. 350.-№ 1.-С. 35 -38.

212. Гриняев Ю.В., Панин В.Е. Полевая теория дефектов на мезоуровне // Доклады Академии наук. 1997. - Т. 353. - № 1. - С. 37 - 39.

213. Стрижало В.А. Циклическая прочность и ползучесть металлов при малоцикловом нагружении в условиях низких и высоких температур. Киев: Наукова думка, 1978. - 238 с.

214. Багмутов В.П., Кондратьев О.В. Особенности кинетики процесса циклического деформирования металлов // Заводская лаборатория (диагностика материалов). 1997. - Т. 63. - № 9. - С. 40 - 46.

215. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

216. Файвисович А.В. Методика расчета начальной стадии накопления усталостных поверхностных повреждений // Заводская лаборатория. — 1996. -Т. 62.-№ 10.-С. 29-32.

217. Pleshanov V.S., Kibitkin V.V., Panin V.E. Mesomechanics of fatigue fracture for polycrystals with macroconcentrators // Theoretical and Applied Fracture Mechanics.- 1998.-V. 30.-№ l.-P. 13-18.

218. Erdogan F., Sih G.C. On the crack extension of plates under plane loading and transverse shear//J. Basic Eng. 1963.-V. 85. - P. 519 - 525.

219. Панин B.E., Плешанов B.C., Кибиткин B.B. Эволюция деформационных доменов и кинетика усталостного разрушения поликристаллов дуралюми-на на мезоуровне // Письма в ЖТФ. 1997. - Т. 23. - Вып. 24. - С. 51-57.

220. Tomkins В. Role of mechanics in corrosion fatigue // Metal Science. 1979. -V. 13.-P. 387-395.

221. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976.-456 с.

222. Веттегрень В.И., Рахимов С.Ш., Светлов B.H. Исследование эволюции рельефа поверхностей отожженных образцов Си и Pd под нагрузкой // Физика твердого тела. 1997. - Т. 39. - № 9. - С. 1560 - 1563.

223. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н., Гончиков В.Ч., Олемской А.И. Закономерности формирования субструктуры в высокопрочных дисперсно-упрочненных сплавах // Изв. вузов. Физика. 1991. - Т. 34. - № 3. - С. 81-92.

224. Сосновский JI.A. Экспериментальные основания трибофатики. Сообщение 1 // Проблемы прочности. 1997. - № 3. - С. 74-82.

225. Сосновский Л.А. Механика усталостного разрушения: Словарь-справочник. В 2 т. Гомель: НПО «Трибофатика», 1994. - Т. 1. - 328 с. -Т. 2. - 667 с.

226. Сосновский Л.А., Махутов Н.А. Методологические проблемы комплексной оценки поврежденности и предельного состояния силовых систем (обзор) // Заводская лаборатория. 1991. - № 5. - С. 27-40.

227. Сосновский Л.А. Комплексная оценка надежности силовых систем по критериям сопротивления усталости и износостойкости (основы трибо-фатики). Гомель: БелИИЖТ, 1988. - 56 с.

228. Сосновский Л.А. Фрикционно-механическая усталость силовых систем // Вестник машиностроения. 1992. - № 8-9. - С. 14-18.

229. Сосновский Л.А., Махутов Н.А., Шуринов В.А. Фреттинг-усталость: основные закономерности // Заводская лаборатория. 1992. - № 8. - С.45-62.

230. Сосновский Л.А. Трибофатика: основные термины и определения // Трение и износ. 1992. - № 4. - С. 728-734.

231. Трибофатика. Термины и определения: Стандарт Беларуси. СТБ 994-95.

232. Фролов К.В., Махутов Н.А. Трибофатика: новые машины и методы испытаний // Заводская лаборатория. -1995.-Т. 61.-№5.-С. 32-33.

233. Серенсен С.В. Проблема усталости и износостойкость деталей машин // Повышение износостойкости и срока службы машин: В 2 т. Киев: Изд-во АН УССР, 1960.-Т. 1.-С. 10-14.

234. Драйгор Д.А., Вальчук Г.И. Влияние износа на усталостную прочность стали с учетом масштабного эффекта. Киев: Изд-во АН УССР, 1962. -111с.

235. Yahata N., Hirata Т., Kato Т., Watanabe М. Effect of sliding friction on the fatigue strength of a medium carbon steel // Wear. 1998. V. 121. - P. 197209.

236. Сосновский Л.А. Надежность и долговечность силового металлополи-мерного трибосопряжения в процессе износоусталостных испытаний //

237. Надежность и долговечность машин и сооружений. 1986. - № 9. - С. 93-102.

238. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. - 359 с.

239. Похмурский В.И. Коррозионная усталость металлов. М.: Металлургия, 1989.-206 с.

240. Махутов Н.А., Зацаринный В.В., Базарас Ж.Л. и др. Статистические закономерности малоциклового разрушения. М.: Наука, 1989. - 252 с.

241. Лисин А.В., Васильев Д.Б. Сравнительный анализ расчетных кривых усталости изделия из алюминиевого сплава с применением различных статистических теорий прочности // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. - № 6. - С. 34-38.

242. Кононов К.М., Гецов Л.Б. Критерии разрушения материалов при циклическом нагружении // Проблемы прочности. 1984. - № 2. - С. 81—85.

243. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

244. Болотин В.В., Минаков Б.В., Мурзаханов Г.К. и др. Прогнозирование роста внутренних усталостных трещин // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. - № 3. - С. 40-46.

245. Куркин А.С. Необходимый и достаточный критерий хрупкого, вязко-хрупкого и вязкого разрушения // Заводская лаборатория. 1995. - Т. 61. -№ 9.-С. 40-44.

246. Файвисович А.В. Экспериментальная оценка изменения величины коэффициента интенсивности напряжений вдоль фронта поверхностной трещины // Заводская лаборатория. 1996. - Т. 62. - № 3. - С. 45-47.

247. Добровольский С.В. Методика и результаты малоцикловых испытаний материалов и конструктивных элементов при энергетическом подходе // Заводская лаборатория. 1996. - Т. 62. - № 12. - С. 39-42.

248. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

249. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений / Под ред. Ю. Мураками. -М: Мир, 1990. Т.1. - 448 с.

250. Гецов Л.Б. Детали газовых турбин: материалы и прочность. Л.: Машиностроение, 1982. - 296 с.

251. Астафьев В.И., Федорченко Д.Г., Цыпкайкин И.Н. Оценка влияния формы цикла нагружения на циклическую долговечность // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1996. - № 2. - С. 44—50.

252. Panin V.E., Pleshanov V.S., Deryugin Е.Е., Sapozhnikov S.V., Kibitkin V.V. Fatigue testing of lap joint specimens // Report under the contract of British Aerospace (Operations) LTD, Sowerby Research Center: In 2 parts. -SR56274, 1995. 89 p. and 303 p.

253. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин P.И. Превращения в железе и стали.-М.: Наука, 1977.-238 с.

254. Коган Л.И., Файвилевич Г.А., Энтин Р.И. Исследование условий и механизма образования видманштеттового феррита в сталях // Физика металлов и металловедение. 1969. - Т. 27. - Вып. 4. — С. 696-702.

255. Анцифоров П.Н., Засимчук Е.Э., Каверина С.Н. Взаимосвязь структурных и ориентационных изменений при прокатке ОЦК-кристаллов // Металлофизика. 1985. - Т. 7. - № 6. - С. 68 - 75.

256. Макаров П.В. Микродинамическая теория пластичности и разрушения структурно-неоднородных сред // Изв. вузов. Физика. 1992. - №4. - С. 42-58.

257. Гриняев Ю.В., Панин В.Е. Расчет напряженного состояния в упруго нагруженном поликристалле // Изв. вузов. Физика. 1978. - №12. - С.95 -101.

258. Тюменцев А.Н., Панин В.Е., Деревягина JI.C. и др. Механизм локализованного сдвига на мезоуровне при растяжении ультрамелкозернистой меди // Физическая мезомеханика 1999. - Т. 2. - № 6. - С. 115 - 123.

259. Панин В.Е., Плешанов B.C., Гриняев Ю.В., Кобзева С.А. Формирование периодических мезополосовых структур при растяжении поликристаллов с протяженными границами раздела // Прикладная механика и техническая физика. 1998. - Т. 39. - № 4. - С. 141 - 147.

260. Гриняев Ю.В., Чертова Н.В. Калибровочные теории пластической деформации в механике сплошных сред // Изв. вузов. Физика. 1990. -№2. - С. 34-50.

261. Гриняев Ю.В. Калибровочно-инвариантное описание деформации структурно-неоднородных сред // Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: В 2т./Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1995.-Т. 1.-С. 102-112.

262. Kobzeva S.A., Lebedeva N.A., Pleshanov V.S., Panin V.E. Mechanisms of the strain localization of the welded joints for low carbon steel // Mesome-chanics: Foundation and Applications: Abstracts. Tomsk, Russia, March 26-28, 2001.-P. 82-83.

263. Morii К., Mecking H., Nakayama Y. Development of shear bands in f.c.c. single crystals // Acta Met. 1985. - V. 33. - № 3. - P. 379 - 386.

264. Paulus N., Ubbowitzer P.I., Shedel M.O. Shear bands in high nitrogen steels // Strength of Materials: Proc. 10-th Int. Conf. Sendai: Jpn. Inst, of Metals. -1994.-P. 267-270.

265. Антипина Н.А., Панин В.Е., Слосман А.И., Овечкин Б.Б. Волны переключения локализованной деформации при растяжении поверхностно упрочненных образцов // Физическая мезомеханика. 2000. - Т. 3. -№6.-С. 37-41.

266. Панин В.Е., Дерюгин Е.Е. Самоорганизация макрополос локализованного сдвига и фазовые волны переключений в поликристаллах // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. - №1-2. - С. 77 - 87.

267. Панин В.Е., Деревягина JI.C., Валиев Р.З. Механизм локализации деформации субмикрокристаллической меди при растяжении // Физическая мезомеханика. 1999. - Т. 2. - №1-2. - С. 89 - 95.

268. Дерюгин Е.Е., Панин В.Е., Шмаудер 3., Стороженко И.В. Эффекты локализации деформации в композитах на основе А12Оз // Физическая мезомеханика. 2001. - Т. 4. - №3. - С. 35 - 47.

269. Грабин В.Ф. Металловедение сварки плавлением. Киев: Наукова думка, 1982. - 415 с.

270. Земзин В.Н., Шрон Р.З. Термическая обработка и свойства сварных соединений. JL: Машиностроение, 1978. - 367 с.

271. Панин B.E., Плешанов B.C., Кобзева С.А. Формирование макрополосо-вых структур в деформируемых сварных соединениях аустенитных сталей // Сварочное производство. 1997. - №3. - С. 9-11.

272. Panin V.E., Pleshanov V.S., Kobzeva S.A., Burkova S.P. Relaxation mechanism of rotational type in fracture of weld joints for austenitic steels // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 1998. - V. 29. - №2. - P. 99-102.

273. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988.-559 с.

274. Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. М.: Машиностроение, 1989. - 336 с.

275. Сараев Ю.Н. Импульсные технологические процессы сварки и наплавки. Новосибирск: Наука, 1994. - 108 с.

276. Жукова Т.В., Макаров П.В., Платова Т.М. и др. Исследование вязких и релаксационных свойств металлов в ударных волнах методами математического моделирования // Физика горения и взрыва. 1987. - №1. - С. 29 - 34.

277. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов. М.: Мир, 1976.669с.

278. Pleshanov V.S., Kibitkin V.V., Maslovsky A.S., Lavrov O.N., Panin V.E. Mesoscale fatigue failure of welded joints of low-alloy steel // Theoretical and Applied Fracture Mechanics 2000. - V. 33. - № 1. - P. 17-21.

279. Плешанов B.C., Сараев Ю.Н., Лавров O.H., Дашук Ю.Т., Козлов А.В. Статическая и малоцикловая прочность сварных соединений низколегированной стали на мезомасштабном уровне // Сварочное производство. -2000.-№4.-С. 12-17.

280. Безбородое В.П., Клименов B.A., Плешанов B.C., Нехорошков O.H., Го-родищенский П.А. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и свойства сварных соединений теплостойкой стали 12X1МФ // Сварочное производство. 2000. - № 7. - С. 17-21.

281. Михеев П.П., Недосека А.Я., Пархоменко И.В. и др. Эффективность применения ультразвуковой обработки для повышения сопротивления усталости сварных соединений // Автоматическая сварка. 1984. - № 3.- С. 4-7.

282. Кудрявцев Ю.Ф., Коршун В.Ф., Кузьменко А.З. Повышение циклической долговечности сварных соединений ультразвуковой ударной обработкой // Автоматическая сварка. 1989. - № 7. — С. 24—28.

283. Коломийцев Е.В., Серенко А.Н. Влияние ультразвуковой и лазерной обработки на сопротивление усталости стыковых сварных соединений в воздушной и коррозионной средах // Автоматическая сварка. 1990. - №11.-С. 13-15.

284. Труфяков В.И. Усталость сварных конструкций. Киев: Наукова думка, 1973.-216с.

285. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е. Усталость сварных конструкций. М.: Машиностроение, 1976.— 270 с.

286. Инденбом B.JL, Орлов А.Н. Формирование дислокационной структуры и механизм упрочнения чистых ОЦК-металлов // Металлофизика. 1971. -Вып. 35. - С. 3-10.

287. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

288. Дубовик Н.А. Структура и механические свойства высокоазотистых сталей, подвергнутых деформационному упрочнению и дисперсионному твердению: Дис.канд. техн. наук. Томск, 1994. - 128 с.

289. Конева Н.А., Лычагин Д.В., Теплякова Л.А., Козлов Э.В. Дислокацион-но-дисклинационные субструктуры и упрочнение // Теоретическое и экспериментальное исследование дисклинаций. Л.: Изд-во ФТИ, 1986. -С. 116-126.

290. Korbel A., Dybiec Н. The problem of the negative strain-rate sensitivity of metals under the portevin-lechatelier deformation conditions // Acta Met. -1981.-V.29.-P.89-93.

291. Панин В.Е., Плешанов B.C., Буркова С.П., Кобзева С.А. Мезоскопиче-ские механизмы локализации деформации поликристаллов низкоуглеродистой стали, деформированных прокаткой // Материаловедение. — 1997. -№8-9.-С. 22-27.

292. Essman V.U. Elektronenmikroskopische Untersuchung der Versetzung-sanordnung verformter Kupfereinkristalle // Phys. Stat. Sol. 1965. — V.12. — №2. - P. 723-747.

293. Grewen J., Noda Т., Sauer D. Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Scherbandern // Z. Metall. 1977. - V.68. - №4. - P. 260-265.

294. Анцифоров П.Н., Засимчук Е.Э. Механизм переориентировки ОЦК монокристаллов при прокатке // Доклады Академии наук. 1983. - Т.268. -№5.-0.1116-1119.

295. Korbel A., Martin P. Microscopic versus macroscopic aspect of shear bands deformation // Acta Met. 1986. - V.34. - №10. - P.1905 - 1909.

296. Korbel A., Embury J.D., Hatherly M. et al. Microstructural aspects of strain localization in Al-Mg alloys // Acta Met. 1986. - V.34. - №10. - P.1999 -2009.

297. Лихачев В.А., Панин B.E., Засимчук Е.Э. и др. Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации. Киев: Наукова думка, 1988.-350с.

298. Nakayama Y., Morii К. Microstructure and shear band formation in cold-rolled single crystals of Al-Mg alloy // Acta Met. 1987. - V.35. - №7. -P.1747- 1756.

299. Засимчук Е.Э., Селицер С.И. Влияние случайных полей внутренних напряжений на механическую нестабильность и динамику дислокационных ансамблей // Металлофизика. 1984. - Т.6. - №2. - С.32 - 39.

300. Панин В.Е., Буркова С.П., Плешанов B.C., Лавров О.Н. Мезополосовые структуры и стадийность деформации поликристаллов высокоазотистой стали // Физика металлов и металловедение. 1996. - Т. 82. - Вып.4. -С.148- 153.

301. Дерюгин Е.Е. Взаимодействие мезо- и макрополос локализованной деформации в поликристаллах // Дис.докт. физ.-мат. наук. Томск, 1999. -356 с.

302. Панин В.E., Плешанов B.C., Буркова С.П. Мезомеханика разрушения холоднокатаных металлических поликристаллов при растяжении // Доклады Академии наук. 2002. - Т. 384. - № 6. - С. 769-772.

303. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика безопасности // Заводская лаборатория (диагностика материалов). 1998. - Т. 64. — № 1. -С. 16-28.

304. Стеклов О.И. Техническая диагностика оборудования и сооружений нефтегазового и нефтегазохимического комплексов // Дефектоскопия. -1996. -№ 9. -С. 113-121.

305. Пермяков В.Н. Предельные состояния, прочность и ресурс сосудов и трубопроводов при штатных и аварийных ситуациях: Автореф.докт. техн. наук. Красноярск, 2001. - 56 с.

306. Промышленная безопасность и техническое диагностирование / Под ред. A.M. Кузнецова, В.И. Лившица. Иркутск: Изд-во ОГУП «Иркутская областная типография № 1», 2001. - 629 с.

307. Махутов Н.А., Алымов В.Т., Бармас В.Ю. Инженерные методы оценки и продления ресурса сложных технических систем по критериям механики разрушения // Заводская лаборатория (диагностика материалов). 1997. -Т. 63.-№6.-С. 45-51.

308. Израилев Ю.Л. Живучесть стареющих электростанций: проблема, теория, опыт, испытания // Заводская лаборатория (диагностика материалов). 1997. - Т. 63. - № 3. - С. 47-54.

309. Костенко Н.А., Левкович Т.И., Костенко П.В. и др. Прогнозирование надежности и остаточного ресурса деталей с большим сроком службы // Заводская лаборатория (диагностика материалов). — 1997. Т. 63. - № 6. - С. 59-64.

310. Данилов В.И., Зуев Л.Б., Панин В.Е. Волновая природа пластической деформации твердых тел // Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1990. -С. 53-77.

311. Данилов В.И. Закономерности макромасштабной неоднородности пластического течения металлов и сплавов: Дис.докт. физ.-мат. наук. — Томск, 1995.-259 с.

312. Буркова С.П., Плешанов B.C., Панин В.Е. Мезомасштабный критерий оптимизации режимов термообработки сварных соединений высокоазотистой стали // Материалы Сибири: Тезисы докладов второй конференции, 6-9 сентября 1998 г. Барнаул, 1998. - С. 27.

313. Плешанов B.C., Панин B.E., Буркова С.П., Наркевич Н.А. Поворотная мода деформации как основа для выбора критерия оптимизации термической обработки сварных соединений высокоазотистой стали // Физическая мезомеханика. 2002. -Т. 5. - № 4. - С.97-104.

314. Зуев Л.Б., Данилов В.И. О природе крупномасштабных корреляций при пластическом течении // Физика твердого тела. 1997. - Т. 39. - № 8. -С. 1399-1403.

315. Суховаров В.Ф., Ахметжанов Б., Строкатов Р.Д. Структура сварных соединений сплава 36НХТЮ // Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. -№ 8. - С. 72-74.

316. Приданцев М.В., Талов Н.П., Левин Ф.Л. Высокопрочные аустенитные стали. М.: Металлургия, 1969. - 248 с.

317. Суховаров В.Ф. Прерывистое выделение фаз в сплавах. Новосибирск: Наука, 1983.- 168 с.

318. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. - 256 с.

319. Экспериментальная механика: В 2 т. / Под ред. А. Кобаяси. М.: Мир, 1990.-Т. 1.-616 с.

320. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. -365 с.

321. Карзов Г.П., Леонов В.П., Марголин Б.З. Механическая модель развития усталостной трещины // Проблемы прочности. 1985. - № 8. - С. 9-18.

322. Разумовский И.А., Медведев М.В. Определение коэффициентов интенсивности напряжений при комбинированном нагружении методом голографической интерферометрии // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. - № 2. - С. 54-60.

323. Зуев Л.Б., Горбатенко В.В., Данилов В.И. Экспериментальный анализ поля смещений вблизи трещины // Техническая диагностика и неразру-шающий контроль. 1991. - № 4. - С. 65-68.

324. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник / Под ред. Г.С. Самойловича. -М.: Машиностроение, 1976. 456 с.

325. Blochwitz С., Tirschler W. In-situ scanning electron microscope observations of the deformation behaviour of short cracks // Materials Science and Engineering. 2000. - A276. - P. 273-276.

326. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

327. Плешанов B.C., Панин В.Е., Кибиткин В.В., Лебедева Н.А. Мезомас-штабные критерии диагностики механического состояния и предразрушения циклически нагруженных сварных соединений // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2003. - № 2. - С. 117-124.