Статистическое моделирование множественного разрушения конструкционных материалов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Ки1вський пол1гехи1чниЗ 1нститут

РГО од :

у ч гп ва правах рукопис/

^ l'íUíi ¡^wO

У7® 620.191:519.2.001.67(043.3)

ЛИАТСВЙЧ СерПЯ РомуаЕьдовнч

СТАТЯСТИЧНЕ УСДЕЛШДИКЯ ШШШНОГО РУЯНУВЛНЩ КШСТРУКШЯШ ШЕР1АЛ1В

«ах 01.02.08 - динам 1ка. Шщпсть иадмн,прнлэд1в та апаратури '

. АВТОРЕФЕРАТ дасертац1I ва адобуття вченого ступеня доктора texHlMHHi наук

Ки!В - 1993

Дксертоц1еш & рукствс

Робота Блкоаана на кафедр! ав1ац12виж двягуи18 ВМвського 1нстетуту 1ш«иар1в пив1дыю1 ав1азШ

Иауглв 1 коксухьтангл: дркхор тегШчнях гаук, ■ ЩДфесор 1

| Д.П.Лоаиди«й;{ со;'.тор тезя1чгда ваук, професор А.Н.Ветров

0ф1Щ1я1 спопентя: академ|к АН Укра1ни, вектор тегаИпта ваук, професор ■ •

Кзхнеико Вмодряр 1вгкавиЧ5 доктор ТСХН1ЩЯЖ наук ГогуС ВлздЕагаг Петрова*-»; доктор тезспчнга наук, в.о.професора Вэбирь Кйкага 1гановпч

Пров1два сргая1шц1а: 1кгтитут врсбяш м1цеост1 АЗ Украшя, Ки!в

Захист в1дбудеться ". ., 1333р. нз аас1данн| спец!ал1

вовшгаоГ вченоГ рада Д 063.1* .04 у Кв1всыоа!у пол1техн1чиокг |вспгтут1. 252С03» КиГВ-Бб, проспект Вершогя, 37, КПЫ201

Э ¡ЕисергоЩею изяз-а с&Еаасактяса у б1Слютец1 КП1

Автореферат ройЮдаккЯ -"-—--1993р.

Вменив секротар спвс1ал18овано1 вчгно! ради

Борокко 0.0.

АНОТАЦШ

Дисортац1йна робота присвячена ровро£ц1 иових теоретичних по- • хохень ыехашки шюкйнного руАну ванна ыатер\ал1в, основами! на ви-користанш 1«ов1рноеиого шдюду до виртння актуалыш эадач ш-доЕшання проЦес1в реал1гзцН граничних сташв на стад11 наколичен-аз роас1яних лозкодаень до формуваиая макроскоа1чно1 трИцини.

На вахист виносяться:

- статисткчиа модель роааитку подаодаеност1 твердого ?1ла, яка побудоваиа ла'осйов! ■ 1«ов1рносно1 1нтерпрегачП полоаень ме-хан1ки бешерёрвно! поакодяеноет!;,

- отрустурлз модель м1кронеоднор1даоро пластичного деформуван-ая га руйнувашш конструкт йких матер !а-Ип; •

- теоретично обгрунтованиЯ та експернмеитакыю шдтверджений уь1версальний статисмчнкй роаподи розм1р1в рсзЫяних подавджень;

. - «одел! об'еднаяня кваз1однор1дних та пеодвориних ва розт-реш роас1 я них дефект 1 п; ; 'г

- метод прогноауиння ресурсу до форыувашм на поверхш материалу; який пошкодауетьсл. тр1щини порогово! довжини;.

- устачовзёяГ на хроыоа1келевих сплавах законом 1рноег1 розвитку систем 'триЫн на поверхн1 при характерннх.для експлуатздп деталей ав1ацШшх ГТД режиыах навантаджния.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОВОТИ .

Актуадыпсть роОотн. Сучасния р!веиь иехатка руйнуваккя характеризует ься наяШстю великого об'еиу1 реаультат!в Теоретичних та екеперииеитальких доел1/день а опору мате^наМв еиникиеннв та розповевдженшэ ыакроскоп1чшх тр1шян. 3 п1двищенияы вимог до над1й-но(зт1 конструкта та нео5хш1ств аапоб1ган1М'катастроф!чних руйну-еань в1дпов1дальних оС'еашв иа ранн1й стад II 1х ексмуатацп а ост&итй час особлива увага првдияеться'аивченш) повед1нки так званих ыалих (и1кро«этр6вих) трНцин, роэшри-яких баи выи до характеристичных масштаб!в структура конструктйних иатер1шпв. Неод; э-р1дн1стъ структури пол1кристая1чних та кошюзмщйних штер!ад1л, як 1 1шп| фактори, так!, напркклад, як товщина та.ыщя1сн1 характеристики поверхиього. кару,; особ^ивост1. локалааип пластично! леформа-Ц11 1 т.п. .вушашоть особливий характер розвитк-у ы&лих три^.н, для кких 01дьи1сть закоиои! рнбетей шкромсхзШки (¡уйнуваниа визылись

непридаткнш. При цьому увага досл1дякк1в Оула, в осно'-нгод, аосег реджена на вивченн! повед{икк 1нлиЕ1дуадьних ма^орогы1рЕих ípiü3!B¿ в питания колективних ефект1:д, як| е вквначадьвдми фактрроки пощко-дденост! катер i ал 1 в на 1вку0ац1йй1й стадИ макроруйнуваяшг. практй' чио не ваторкаш. Очевидно, ар вйр1шеяня таких литаиь повинно бзэу-ватися на використанШ статистичкога п1дходу.

Проблема розс1яного (шюжинного) руйнування (StP] катер1ал1в досл1джена на сьогодення в дссить обменному виглядь 1снувч! не-численШ теоретичн1 модел1 схемзтично описують кайб1льи вагапьн1 . прояви розс1яно! пошкодженост1, причоиу, як правило, у детермШ-СТИЧН1Я постанови 1. ЕкспериментаЛьн! досл1дяекня зяаходяться у ; стадН накопичення даних,. при цьсйу 1снуш1 результата св1дчать про наявн1сть фундаментальна властивостей Ш\ 1нвар1аятних по в1дношенш) до умов■навантаження та тип1в матер1ал1в. ;'-.',

Ей сока наукова апачзш1сть та несадов1льн;1п сужений стан даио1 проСлеми дали момив1 сть постановки у дасэртацп задач роэробки но-внх моделей, до дають статистичний опив таких прояв1в ИР, як неод-нор1дн1сть розм1р!в розо1янщ дзфактШ, I* сб'еднання та вииикнения пошкоджень С}льш вксокого розм1рного р!вня. фш обумовлека яаукова актуалШсть диёертаЩйно! робота.Прихладна актуагьн1сть дисертацИ визначаеться исшмвЮтю проведения коректиих оц1кск ресурса pijr.o-II |п= u>,ii«v олриент! в KoHCTDvrailü на е-вдпах Iх роароСкк та в eitciuya-' тацИ аа г.анимн про погкоджэк1сть, стржзню.ги 1 иструаенталышмя вз-соСащ контролю. - ■ - ,ч'

Ыета та вадач! робота. Основною ыетою досл}даень ё розробка теоретичшх шдзлсй киоявишого руйнування 1 прикладних метрд]в оШюси п-пкодженоот 1 копструкц1Йних катер1ал1в гри накопиченШ р08с1я1ш пожоджень. .

Для досягнення указано1 мети бухи поставлен! та вир1шен1так! оеновнГаадач!. .' , / ,

1. Зд1йснити стагистачну 1нтерпретаЩв фноыенолоПчни! моде-, яей мезан1ки Сеаперерано1 пошкодаеноетI. . V '...■■ ." ;

2. Розробитк структура! кодел! формуваняя пр-ВД и1крояеоднррtimar пластичная дефорыадШ та пластичного розрихлеиця. :. !. *' '

3. Теоретична оЗгруктувати статйстичний розпод1л розм!р1в poseí ям* дефект 1в суциьпосП а урахуваннямособливостей к1нетики 1х оародаення га зроставня. •.'.'•'

4. Провести сгатистичнв обгруятзгваяня прашг-ищх стан1в в рамках концепцЦ критично! концентрацП кваз1однср!Л1мх за ро?м!рами

да$ект1в.

5.. Розробктн метод ймов1ршсного прапгозування граничного ставу об'ект1в при оо'еднанш нэоднор1дних за розшраш дефокив.

6« Розробита кетод йдав1рносного прогнозування ресурсу кояст-рукцШниз иатер1ал1в до фсрмувшшя тр.1щиш порогово! довжини.

7. Гогробити методики експерименталыгого доедгд&ення заионо-MipnocTeft шюгтанного руйнування яоверхиьбго шару штер1ал1в.

8. Провести при.риких умовах навантаження доел¡джекия поверх-aesoï ташкоаденост! ыатер1ал1в, hki в1др!знкюпься снагми властиво-.Cîâtaî.-■'.-".'''* '•' •■•.'' '■ ■ .

.'Метода досд1гжокна. В npaueoi шконаиня робота дяя одерзання гэорепгания результат1в Ейкорасмвувалюя методи тгор1й надШосЯ уа йиов1рностей, перкоади, натекагично! статастжп, статистики екатреыалшчг г:тчеиь, ф1зично1 та етатнсотгиоГ teopia ьйцноет I, bîcmîî та доагсгривалоГ ы1цност1 нетал 1 в, метода Зшмяого та m-, îû^timoro юдг.гшшшя.

: В основу експерииеитальнйх досл)дхень булиасвдадеи1 метода взаробувань штер1ал1в на потяг, «алоцш слову та Сагатсцикхову атому. Для, доел 1дасеяь поверкнево! пошкодаеноет 1 Еикорнстовуванясь метода Kojbopcûot капШрно! га ептико-електрацяо г дефектоскоп п.

Наукога новизна роботи визкачаеться гаки-ж пожжгшгаш:

- залропсЯозашй новий пш1Д ДО опксу функц!опально! • ааяеа-посм 1 скадяриоI щрц поакадженост1 у конпяууш В1д часу з ураху-йанняи KUieTii4№iï,4aKTOpl6 - 1втенеивност1 виниоекня дефект1з та ЩЕ8ДКОСТ1 роаповегдаения розс1якигиесучиьностей;

- розроОлена структурна иоделъ фориунааня кеоднор!дност1 ло-кальвкх пдастичких дефорыац1й, яка базуетьсн на ф1зиц1 процас1в. нееаверзених зсув1в.у «истеы! днсдо!сац1йни1с ансш0л1в;

■ ~ аздропоновзяиЯ новий а1д*1д до ажштичнаго опису неадна-р1дност1 розы1 р1в дефект!в у виглпд! етатиетичних резподит, чис-лоп1 характеристики якях вйзначаиться параметрами к1иетики виник-нення га аросганна ггаикодкень; ■ .

- уперйе отрицаний увагальнениЗ роапод'.з роаы1р!в роеОяни» лефвкяв, 1наар1онтний по вгдйошеншо до типу ыятер1алу та фактор!в гошкоджедаст1, що е георетичши обгрунтуванняы в|доыо| ппотези про автоыодельщеть поаяодяень; . ..'

- ровроблеиа модель формузанняасоц|ац1й а к1лькох поруч гоа-тшюваних поикоджень.у систен! вйладгаво роваяннг квзз 1 однорiЛ)1их ва розы1 рани дефект1й.На основ! Ц1е! иодел! теоретично ЬОгрунтоваш

3

критичн1 значения коьцентрацШ розетках-,поиксгзциь,- якг в1дяов1да-оп см:н1 «асатабу руйнуъапю: ш рьхуюв алятгя олишчю« тожод-¡кень та впникненга дефект! в ОШзого роо^1р;.ого р!в;и;

.- ровроблений яовий ШдхГд до мЬдедасзанкя прряву об'еднаяня неодаор]дшх за рози1раии розс1янях дефект1в,.на Оаз1 якого вапро-покован! три £1шв1ркосн1 иодел1 ааиття иГкрокетровях пошкодаенъ--лШйна, товерхнева та об'еина; - ...

- запропонований метод прогноауванш та1>об1тки до формування тр1щияи порогово! довдир, яккй вЦривяеться в1д в1домях виглрке-танняи аларату статистики екетрешльнкх акачень дед врахувакня I тр1щин, маючих максимальний розн1р б ансамбл! розс1шшж дефект!е.;

- уперюе встановлен) законом!рност! роавитку системи ловерх-вевих ы1кромэтрових"трицин. при дефориуваннг г.атягса,цикл!чному ш-лоцикловоиу та багатофакториому навантаденняк хроуоИкеяевих спла-

в1в. ' '

Достов1рщсть основних иаукових по ложе нь та 'вкаяовкгв ваЬэаг печуеться перэЫркою прийнятих допуцень, постулат ¡вта отримадах основних георетичких результат 1а з ехсперинентадьвими даимад влае-яих досл1даень та даниш 1нвш автор1Е, прйведеюяш у науков!А

Достов1рн1сть результата ексвериаентги^юис дос'л.1джэнь' йаб&з-; печуеться використаннян апробоваяих методик та ефектйвнях вим1рй- : этих ааса51з, метролог I чним - забезпеченяям в1ш1р!в, вастосувакюш стандартазованих мётод1в статкстаодэ! оЗробки дагах,автрнатигац1ею процес!в рег1страцИ та обробкя рейулы-атЮ.

Практична ц 1 ни)сть1 робота. Теоретики 1 роаробки, зв'яааи! о коделюваниям процеОв розвитку етстеии м1кроыетрових трГкйн, ыо-*уть бут» виксристан1 для отркжияя яерГвняльгах ха^ггеристик опор/ руйнуваянп 1сиуючих та перспектишшх конструкцШихквдер1а-я1в, а також при вйзначеяМ ефективносИ техиолоПчвмх методю ашцнення. . .

Стсоренг метода прогноаувакня викксневия тр1вия недопустимых розм1р]в та оС'сдкавия розсШних поакодкенб при КР дозволять П1д- • вищити достов1рн1сть розрахукЮв Деталей мапг.ш нам1цн1 сть та на-д1йн!сть при 1х проектуваин) 1 виробництв!. При наявносЦ ао'точнр! 1иформацП з ггапкодженост1 кокет ругаЦйних элемент1в ц1 уетоди аа-Сгапечиватвдуть отрицания кррегет!гях 6д1йок дашкового ресурсу таких елемеип в а чксплуате«!! те при ремонт1,. , "

Експеркм^ятгиьн! лая! по аакоком^ноЬтям.ррзяитф. системи Во-

Б9рхн1х шкрометрових 1р1щин при досл1длених режимах навантаження хромоШкелевих яароьццних став 1 в мояуть анайти застосування для вианачеаня ресурс!» в1дпоа1дальних деталей ав1ац!йних ГТД в експлу-атвцп та при ремонт!, а розробяет ыетодичн1 аспекта експеримеи-. тальних досл1Д*ень можуть бути використан! для б1лып грунтовного вивчення опору матер!ail а множинноиу руйнуванию та при розробц1 метод1в дефектац11 деталей промислових об'екпв.

реад1зйц1я результат1в роботи. Теоретичн! та експериментальн1 дсйЛджения поскодженсст1 катер1ад1в 8д1йснювадись в1дпов1дно до тематики гоепдогов1риих кауково-доол1дкицьких роб1т, як1 проводи-лися ва заювленняи експлуатац1йнйх гпдприемств цивиько! ав1ац11, вавод1в виробкиглв ав1атехн1ки, проектиихта каукоао-доопдницькях орган1вац1й, а-тзкоя в ражах Про'грами "Шдвищення над1йНост! та Еое.гов1чност1 ГТД" кошиексного плану спиьних ро01т АН Укра1ки, 111ы ВУЗу та МАЯ на 1981-1985, 1986-1990 p.p.; Программ "Зниження матергадоемкйст! обладнанвд та спсруд,Шдвищенкя ,!х иад1йност! та дйвгов1Чност1"("Уатер1алоеьк1сть"), шдпрограми "Над1йн1сть".

кетодака к1дьк1сно! 0Ц1ККИ пошкодаеност! сплави Е1693ВД та ЖС6К по критерии ровтр1скува»1я тверхиевого шару використовуеться при проведена1 експертиз дьотких пригод.

, Методика к1льк1сю1 ottiaKti теки1чйого стану кокструкц!йних елемент!В ГТД со критер1яи м!цност1 викориегобуетьсн 6 проектн!й та екснлуатаи1йк1й орган laaiusx як методичке .чабезпечення Шдсис-теми "М1цн1сть-90" автоматиаовано! системи упраШкнй техй!чним станом двй!-ун!в ПС-90 "Алгорйтм-ЗО"^

Рекоыекдац!Г по оц!иц( ексгиуатац1йно1 пошкодкеиосП викорис-товуються в методичному аабёзпеченй! розробллемо! оптика-електрон-но! автоматик) вано( систеии огЛяду деталей га;юпов1трякого тракту ав1ац1йних ГТД а використанняы гелев1з1йко1 приставки до ендоскопу.

АпробшНа роботи..-, Основи! реаультати дог,ов! дались та обгово-рювались на ЕсесованШ науково-тех«1чн1й кшф'реиц!t "ЫЩндсть елеменпа рйтори турСомашии" (ы.Житомир, isjl p.); I Республ!-^ канськ1й кинферекцп по Шдвищенно над1йно"ст1 та довгов|чност! ..а-ВИН та споруд (м.Ки!6, 1982 p.); XX (1984 p.), XXI (1986 p.), XXII {1990 р.) та XXIV. (1392 р.) Всесоозних науково-техШчних парадах по проблемам к1,цностГ двиг/hib (м.Москва); 11 Всесоюзному симпоа!-ум1 "Механ1ка руйнубання" (м.Житомир, 19&S р.); 1 Зсесован1й кон-ференцп "Механгка руйнуваяня MaTepiajia" (м.Льв!в., 1987 р.);ХШ (и.Каунас, 1989 р.) та XIV (м.Воронел, 1992 р.) Бсасйваних кои^е-- " .'■'■' 5 ' : . - "

Р8ПЦ1ЯХ "Стругая» .м 1 шЮТьЛ»*ар18Я!s y'wfrmiy д1аладоиГ температур"; VI Bcecoranift кя&зревц! I -пФ1а»за р^шонэлнл iis.SjUD, 1889 р:); XII Всесоюзна» «ауково-текк!^ч1й кр1Й»рензд1Г"Кокструк-шйга м1цн!сть двигущв" См.КуЗОиаэв, lS30 p.); VIII Штарошй гокфйрекц!I по-руййуваннв матер1ая1в (м.Ци!в, 1993 р.).

Публ1кац11. Ыагер!аш дисертац!I опубл1кован1 б 55 печатнях роботах. Основюй smIct воображений в 40 публ1кац1ях.

Структура та об'ем робота. Дисертац!?. сгсдадаег-ься .з встуцу, семи глав, висновкш, додатк1Е, списка я1тератури '¿а м1ститъ 2S3 с. машинописного тексту з освдвним зм1стоа, 403 с. а шитращяки,1 410 о. -з таблицами; 444 с.' а додаткаш та перелИящ Одета, 493 с. в craiciioa Л1тератури !з 46S найменувань.

." зшст ровли /■У вступ! обгруитоваш, актуальШсть теш днсертацН, Пам1чен1 ochobhI иляхи 'вир1пувацня поставлено! проблеки та приведен!, ано-тован! в1доыост1 про вдаскаку роботу. , . " , ; V;

Перша глава роботи прксвяченз увагальнення та анад1зу 1снувчих п1дход1б до модэлевання поззкодаеност! катер1ал!в. ■'.-;• .'

В датой час lcnye дузг.е багато р1зкмх моделей , -щэ описувть процеси дапжщяЩ; »1ц::=ст1.^йр»ал1в з часом. В оглядов1й частой! дисертацП так1 модел1 класайкэткьса яг. полуеып1ричн1 ЧФенриено-лоПчзП) та структурн 1. В робот! був проведений анад1э в1дбмих моделей накопичення попкодкеиь, ш,о в1дносяться до коайбго а перечне^ леких bhsJs прийнято! оаскф1кац11.

. Прг.'розгляд! розрздункових моделей кздишве значения прид!лено л1К1Лному правилу Шдсуиовування пошкодкель (дппщ. Показано, до ." при автомодегьност1 ймов1рностеЯ виникнення гракиадого стану (ГС) для р!зних plBHiB кавантажання, юбто кдяи густота роапод!лу нарой 1тки до ГС ка кожному- бдоЩ кавактаження можна предстшмти у виггяд! дозутку функцИ в1д параметру нзвантаженост! та фунгаШ Elд ймов 1 рностI ГС для фжсованого моменту часу, акал 1 тична умо га Ш у енгляд! plBHoctl сувд дадардаень рдиниц1 мая «1сце. ,

ПроаяадЬзован! Шдхода, в яких Еикористан1. р!вн1 трактування еяергетнчгапкритерПв руйкування. В1дм1чоно> по одерлаЩ дай цьо-цу результата спрямоиая! пера за все 'на конкретиаацЮ ГС 1 не omi-еують, ягк правило, ф1акчп! особливоси процес1в чашшчекня псш-s коджеиъ. 7 .■:.' •'

В робот 1 каетъся анаа1а проблема структурного коделювання пожодаеяност1 при врахуванн1 багатомаситабносп та багатостадШ-;юст1 руйиузаяня. Шдкреслено, що ыохлив!сть вир1шення ц1е1 проб-Д2Ш1. а такох задач! иентшкаци ГС при структурному иоделгаанн1 Сути рс-ад1аована яа основ 1 ф1зичних уяв про пластичне деф^р-ьуванна та Шкрсруйнуашня. Такнй п1д*1д вихористаний у робот1 при Еобудов! структурно! иодел! неоднор1дного пластичного деформувашш та руйнушпш катер 1 ал 1в.

• Одним з иаВбиьш актуальных та интенсивно рогробдяемих на теП8р1шн1й час к;шряьй1в проблёки пошкодженоат! е. вивченця зако-ко'Црностей 1С, коиструкц1й1шх. матер1аИ1п. На .основ! анал!зу та У8агйльпе;шя приведения у л!тератур1 результата дьОл1джень цього пктанга зроблениЛ виснсвок, цо закономГрност! розетку и? для р1зж!х-!.ат8р!алз,. углов навант&тення та масштаба. г.одЮт. Под1б-Шсть 11? 6 фундаментально» властив!сто пошкодаекос-П, теорэтичяе та експер',ментально винчения якоI т1лыш починаеться, а одержан! рэзулЬтати можуть кати пелике науковё та прикладяе значения не т1лыс1 при прогнозуваян1 ресурсних иожливостей илтер1ал1ь, але й -для'Бир1иенн0 !нш!Х актуальних- задач мехатки руйкувашя, В1дм1че-ио, що сучас-11 дослгдаення даш1 проблеми внаходятьея в основному на р1вн( накошниня експерименталъннх даних. В цьому зв'язку сфорыулЬован1,!йапрям:-а1 .вивчення автомодельнмх прояв!в Ш3. ав язаних з описоц неоднйр1дносТ1 роашр1в роас!яних да£ект1в та обгрунту-ваннпм ГС при об'едианш по-пкоджёнь. Ц1 питания ув!йшш до шэд ааДач дисерташтюГ робот..

В ваклшноцу розд!л1 глави сформульовая 1 цвта та вадач! досл1длвнь. На основ 1 загашшго методичного шдходу, якийСа-зуеться на використалш йиов1ршсних'ыеТод1в, поставлен 1 задач1 описания постад1йнзго розвитку Ь£Р в!д субы1кроскоп1чного розтр::о-го р 1 вкя до юсатаб18, нк1 в1дпов1дають виникношш мшгроскоШчнях дефекте.

: - Для ййсв!рносного они су, виникнения ыакроскош чШх дефект 1 в эапрбпокованкй таккй п!дх1д."'

В1дпов1днй до схеии; вобраягно! на ¡¿ал. 1, вин;жнення (¿акро-С1СОП1ЧН01 тр1ййш коже тдбуват'ися двока способами.

' 1«-2а рахуксх Ш'драстанкя щно! з ыжроыетрових' тр!дан (¡¿Я) у'системI. рЬас1яниа дефект 1 в до порогового р|вня 1«; якай ризуе псчатковий рсвм 1 р иакросюш 1 цно~1 тр!щкии.

■■ ЗПдно а.гагаЛьнкы шдходоа до Паов1рногного прсгноауаышя,

й»ов1рн1сть тако! под11 R», яка у часовому представленн! в фуякц!-

I

и

и

Мал.1. Схема формування макроскоп1чних тр1щин

ею розпод1лу нараб1тки до FC, можна отримати а умови перетину густота розпод1лу розы1р1в ШГГ g(l) а граничиим значениям 1*. Так як до порогового р1вня будуть найб1льш бливьк1 трИцини, як1 маоть максимальн1 довжини, то. в1дп0в1дну. йыов1рн!сть реал1зац!1 цього HbxanicMj F^, сл!д ог^сн! ро?™™1екстремальних

вначень ровм1р1в 1ШТ fjr,(ln0 (мал.la) .

2. Шляхом випадкового об'едиаиня двох чи .к!лькох Олизько роз-ташованих дефект1в у систем1 розс1яних МЫТ.

• На в1дм1ну в1д першого мехаШзму, для якого значения параметра ТС 1#ф1ксовано, в даноглу виладку под!я об'еднаиня вкэначаегься випадковою величиною В1дстаи1 м1х дефектами г, яка характеризуеть-

• ся вГдпов!дним розпод1лом в rycTOTOD fP Cr). Ямов1рв1сть об'еднан-ня F^, визначаеться в укови перетину розпод!л1в g(l) та fr(г) (мал. 16).

Зг1дио в викладеним п!дходои до моделпвання виникнеиня мак-родефект1в у'дисертацИ поставлен 1 та вкр1шен1 задач!, зв'язан1 з обгрунтуваняям: початкового розпод1лу розм1р1в роэсшшх ШТ г(П, ро8Подш шксимальних вначень f^,(1т), розпод!лу в1дстан1 м1ж сус1дн1ми дефектами "fP (г) та аадач1 визначення на баз! цих ров-под1л1в й1Юв!гностей та Р„ 8 врахуванням осоСливостей розсио-ваяня та повед1га® VWT.

У другlft глав! викладеШ розробден! статистичн! модел1 иеха-Н1ки беаперерйно! поакоДжэноет!. .

" На в!ди1ну в1д шкрож) вккорнстовуванбго шдходу, вг1дно 8 ясим яаадйгёенна' по4кодшь опиеуеться- сфориошим на ochobi пев-¡дасяостулат1в к1иетичним pi знаниям, йаов1рношшй ыетод довволяв EKPtsHxa тда задачу шихом безпосереднього вязначення фушщЮиаиь-п.оГ aan&iuiocii м1ри поакоджеиост1.в1д часу. 1

В мод8Л1, яка прог-онуегься, поикодженкй ютертл об'сшм V трактуеться ял двсфазпо з 'едтаикя непопжоджзного коат I яууиа 1 ви-иадвХЁд', роаподиегшх.в ньсиу д 1 лянок ркгзваятажеиога дефектами (даагоп;од1бяю£и,тр11д?нзи1г. порами) катер 1гду су7-/лр;.:.чы об'емом Уш-Шра пошкодаеабоП'оо (t) - V„,(t)/V era ¡валентна йьов!рност1, а яюя Оудь-яка точка об'еыу V в ф!ксований момент часу t Суде аоз-ходлтися у розваятажэн1й '»стаи 1 ютер1ад5г. Вир1шена задача по визначеннЬ ц1е! ймЭв1рност1 а врахуванням кдиетичних параметра аакогйчешга пошсодженьггштоыо! 1нгеясавноет1 утвсреиня дефектtа та випадко^зГ втадкост! 1х розпоасгдкегмя и (1ндске d озпачаа роаы1рн1сть простору: d-1 для одномtpsoro простору, d-2 для Двсы1 рного та d-=3 для тркШрного). Отрилано,, щр пра » const 1 u-u0tk(fle ц0 й k - коеф1Ц1екти) , валеШсть середньо! величиям м!ри пошкодженост1 в1д часу описуетьса стеШ ннов ¡Xyiitalea вила

' ш

дэ Пц,- матеиатачнэ спод!ва1шя (КС) ко&фЩ1екта и„; - постШна, еначэиня яко! залегать в1д розпод1лу ивидкост! и; . . ;

Crenimia залехн1сть (1) Ян1ст узгодауеться а «мп1рачнжи да-шзл! во abilul дефекта гусшш plsniix !^атер!ал1в l е теоретичнии обгрунтуЕаншщ двояких в 1 домях imp 1 ориих функцШ поййодаёкост1, на-ярлилад, тако1, яка використовуеться. у теср!! Кортена-Долана.

Розглянуга модель оперув усереднешаш параметрами поякодже-ЕОСТ1. Однак; однор!дао наваятакенГ перер1зи зразка чи детал1 через неоднор1днэ розтащузатш дефектов а об'еы! та неоднор! д>Ц розщрз дефакПв будуть попсодаен! у р!аи1й Mlpl. Яацо м!ру пов-кодкеносге! nepepi&a плосуяюо 3 подати у вимяд1 из9 - S.j /S, де S-

сушрпа пошкодженз atom nepeplcy, та прийнягя у якостг харзкг^гдас-тпкй ГС критичое сначеийя цглкол очевидна,то руйиутк'" зрзв-га чи дегал! наступать тод1, коли у ¡'.аЛЗиш псмкоданоау rij-opial ргзд1зуетьея yvoaa юь~ьО|Д!а oeaosi роапод1ау »¿аксулааьки еначень подаодхеноет! у nepeptsax отрниаво р1вияния> ГС у вят?Л '

то,аг) + (2)

де Шсо^!-) 1 Ь,*,^) - в1дпов1дно, ис та дксперс1я (Д) пошкоджено-ст1 перершв у момент часу.Чу, при якому ГС у найбшш пошкодже-ному перер!з1 реал1ауеться з задании значениям ймов1рност1 г(гамма-процентний ресурс); фк - фуцкц!я, яка залежйть в1д числа перер1в1в.

Числов1 характеристики псшядаеност1 и 0«, визначапться через початков! ыоиенти роэпод1лу рогм!р1в дефект1в та залетать в1д середнього числа дефект1а у перер1з!. Функц1я % легко може бути отриыана через параметр» розпод!лу максимальных зкачень для ваданих величин ймов1рност! у .

У робот! дано р1шення р1 веяния (2) в1дносно Ьр яке мае вигяяд

.. '(3)

1 встановлюо запежн)сть довгов1чиосг1 В1д - 1нтенсивност1 аа-родаен'ня дефектов в одишд! об'ему та в1д МС розм1р1в дефект1в (шг;.Значения кое$1ц!ент1в А 1 о. У формул! (3) визначаються величиною Г (для г - 0,5: А - 1,6 та а® 0,56). : ' . '

У рамках розроЬлено1 модел! роакриваеться мехав!вм ам!ни нахи-лу кривих довготривалоI м1цност1 у подв1йних логарифм1чяйх координатах. При високому р1вн1 капружень довгов!чн!сть обмеяуеться-лере-важпо процесами зародження дефект!в та IX накопиченням до гранично! концентрат 1, а а гменпекяям р1вня напружень посилиться ефектй росту дефект 1 в та вплив неоднор^дитп» , ,

Феноменолог1чя1 модел1 беаперервно! поцкодженост1, як1 отри-мши статистачяими методами, дозводяють по новому 1нтерпретуваги прояви МР, аокреыа якюнэ оц1товати вплив на довгов1чн1еть иа-тер1ал1в ф18ичних фбктор1а пошкодженост! - к1нетики зародаеккя та розповсадкення дефект!в суц1дыюст1. Бшш повяий оиис ф1зичиих асвект1в ;розс1яного руйнування при моделкванн1 повкоджёност1 конс-труючйних матер1ав1в проведений в рамках структурких моделей, .

У грет!й глад! 2икладен1 принципи побудовя структурних моделей погоодаекост! 8 врахуваиням вагальних ф1вични* уяв про механики локального пластичного дефзркувалая та ы 1 кроруйнуванна копструк-ц1йних штер1ал1в.

На первому стал! Ы? Е1дбуЕасться надапйчекяя субм1кроскоп1ч-вих та м1кросксп!чнгас трНцин. В дакаяьних об'еыах иатер1аву формует ься осередки руйяувашя, гаяцентрац1я тр!щцн.в яких достьтня для !ВШ1Еаанаа процёс1в злиття та викякнеяия дефект1в б1лыз весокого рогаираого р|вня. >.

8 метой обгрунтуванна росм1р!а структурних а*еме8т1в, на яхях

10

не6бх1дно' розбити сб-см иатер1ала при по0/дов1 структурам моделей, був проведений докладний алал1з та увагальнення данях в ф!зики пла-смчного дефорыування та руйнування. "Системативован! характеристич-н1 кзсштабн1:р1вн1 цих двох вз&ешзв'язаних прояв1в та визначека Бона ровм1р1в для шделовання пошкодженосП.

За баВОВий стр/ктуряий елемент вибраций оО'еы в л1Шйниы роа-м1рои ыки), в1дпов1днйа характеристичному масштабу дисло-

кад1йно! структура. Первинний акт руйнування, вв'язаний з вини-¡шегаям дисло1ад1йно! трнцини, локал1гуеться у межах об'еиа

: Процэси Шкрощасгичного деформування, як1 е сумарнш ефек-?ом в1'д незавершенна зеув!в в масштаб 1 15, будут ь взаемовалежними а об'емах 8 Л1Й1ЙЮШ розы1роы як1й з1дпов1дае рад1усу коре-ляд11 гол1в внутришх напрузсе;нь. В цьоиу випадну масштаб 10 Оо^Ю цкм) характеризуе розы1р структурно I >арункЯ( а иеаах «.«о Г лекал 1ауеться неодворШИстЬ пластичкнх ле4«р«.гц1й макрооб'ему ыа-•гер1алу, а руйкувааня д1е! чарунки через гракйчну ковдентраШю де-Ф&::т1в розшрного р1вня 19 приводить до феркувания гр1щини довланоп . аорядку 10(так1 тр1щини 1ые11уються и1крюаетроаиш, пзрех1доши, короткими и др,). Для структурного ирделювання прийната схема дйс-кретизац11 макрооб'ему ттер1ала одинйчно1 товцики Б з врахуванням ф1&;чно обгрунтовших розм1рни* мзештабщ 15 и 10 (нал.2).

¡Ш.2, Схема днскретизацИ шкроой'еыу 5

Виходачи э загаяьни^ уяв про дислокаШйния мехашвм пластичного деформування з врахуванням аыЩнення, отрнмана аалеипсть пластично I дёфоршд II асуву 6 локального об'ему масштабу 10 в!д ' !1 - чнсла дйслокацшш ансамбл1в (ДА) у даноиу оО'еы!:

С - - (^ВОЫ^/Т (4)

де Ч? - дотичя! напруяення в!д аовн1ши1х сил.усереднен! по напряшшм зеузу; В - модуль.суиарного вектора йвргерса ДА, який складений а

- /' ■ • . ' и

п догелокаЩй; ^ кссф1ц1«гт ( p « О,'?®. ..C;«S,h - тееф!ц1ент 8М1цаеян2, враховуший вааемя*, рошлуваш! ЛА {л«4/3>{ О - параметр пружност! (D ■«.{3/23Гк, S - есу'иу, к « 1 - для гвинтовюс 1 k » 1 - У - для крайових даслок&Шй; У - кЬефЩ1ент Шассока)..

Структурна модель ¡шстичяого деформуваяня баеуетася Еа вирусами задач1 про статистичний розпод1л випадаово! величнаи N у жо- ■ калымх об'емах.масштабу 10. 3 галученням залежносп (45 встанов-лено, до при Ф18ИЧШ приййятшх врипущеннях не0днор1дн1сть локально! пластично: деформацЦ е описуеться нормалыим законом розпо-д1ду, вд п1дтверджуеться численнимк експеркментальпиш датами. Визначен1 чйслов! характеристики розпод!лу. Так, дисперап 0€ 1 КС в, деформацШ зв'язан! о диочиш напруженнями Т виразом

D6 - 0,38Х!П«/0, (5)

якэ св!дчить про пропорцшналъпу залежШсть м1ри розкиду дефор-мац11 в1д i-Rig- величина, яка харзктеризуе потоку роботу игл спичного деформування макрооб'еду матер 1 ала.

Адекватн1сть фориули (5) Шдтверджена поршянням розрахунко-ёйя результат1в диспереii м1кронеодяор1дних пластичних дефоршзц1й в експеркментаяьниия данями, одеряанкми р1зними авторами 1 наве-депиш у науксв;:х прим!рниках.

На ochosi отрицало I структурно Г »,одэл! запропонований Ямов1р--ноский метод прогнозування ресурсу коиструкцтппх ?.с

деформзц1йяим критериям ГС. При еаслпц 11 а часом неоднор1дност1. локальних Пластичних дефориаШЙ у макрооб'еШ функЩя розподЫу ресурсу tft-- F (tft) визкачаеться з умови перетину густоти вмпад-козого процесу м!кровеоднор!дного пластичного дефориування 8 кри-тачним р'внеи дефоркацП е», в1дпов!дяим руйнуватш структурного елеиента 10 та аародженяю тр!пвмш такого к розм!ру:

FR(tR) - 1 - (ne(tR)VD^(tR)>, (6)

де $(•) - функц!я Гаусса.

Мзячи 8ааежн1сть усереднено! по макрооб'ему величини пластич-во1 дефарьэцЦ В1Д часу I використовуючи для визяачення De теоретична ол1вв!дносён5я (5), прогнозування ресурсу впдно s формулой £б) ве шшжае трудноц1в.

Структурна модель ы1кроруйнуваяня описуе випадковий процес еародаення дефект1в "во ыехав1зму релаксаци пружно! енергП дисло-кацШних груп, яка йдэ на вшшкнення Ыльних поверхонь ctIAkh'x днс-2окац1й1вгЕ тр1щив. Структурному елгмеяту масштабу 1$ («ал.2) приписаться три'можяивкх стани: початкове (пружяе), р.шшкягняя ДА та

12 '

заро^асиия суСШкрсугрИззни. 1ка1 релахсац1йн1 процеси не врахову- • еться. Передбачаеться, то повод! ¡¡ку перзикних етруктурних елеыент1в описагй дарковсьмш випадковим процессы з дискретними станами та Сезперерзяии часом.

- Па основ 1 ЕиатчгноГ через параметра н та п (в1дгюв1дно, число ДА та субм1кротр!щяп в ы!кросб'еи1 кпсштаба 10, п ч< Н) ймов1рно-ст1 стан1в отримана формула, аса встановлюе при ф!ксованих t зллек-я!С1'Ь параметра'дефектиост1 (п) в1д параметра деформованосИ 00:

' п >ы4/гнп,. ■ (7)

да !!т - ыаксйиально иоклаве- число структуркии елеиент1в маситабу 1 у структурному е£емеат1 ыасста5у'10 (мал.2); У. - клкэт.ччкй параметр, 'р1вавД зшнотнет !нтенсивногт1 паретеорёнаа ЛЛ у субмжро-' тр1ш,иня (,и) до 1итеисквност! вшшклен.чя ДА (у):У »/</У .Параметр Рда Ензвачазться. з уиэт екстреиуыа аалегшоеЛ (4) а: N„,»(1^/208)* ОсобднЕост1 к1иетики ясгкодженост1 кзтер1ал!в на ы1кроскоп1ч-нзау р!вн! розглниуп у рсбот1 на приклад! иовзучоат!. Показам, ¡»о параметр у зв'яаадШ з шшдк1стш псззучост! £ сп1вз1дкоше.'Пим у2,650б/Т', а параметр ц молта визначати на сспов1 больцмапов-ськоГ формули сгосовно до частот» терыоактивашйнйго змття дисло-кззц1й У ДА: /4 ~ ежрСи(б)/кТ], Д8 и(б) - енерМа актявацН виктаюя-ня ТР1ПИНИ як ф^нкц^я пр'.жладеного напруяенняб, к-пост1йна Еольц-¡.сана, Т - теыйратура. "■'.'■

Зг!дно з концепцию руйнування з-за об'еднання розс!яних дз-фект1в гранична пошноджен!сть об.'ему мзсщтабу 1й та викикнення тр1щини в1дпов!дно1 довяини буде аабезпечуватися накопиченкям- дефект! в рогм1рного рдвня 15 до критично! вели1шни концентрац1!: п4/Нт- На основ 1 структурно! ыодел! огриыана формула, яка дае оц1н-ку 1нтенсивноет1 дьбго процесу (А) та встаноаяюе зв'язок м!а параметрами деформування 1.руйнування у. масштабах в!д еубм!кроскоп!чно-_ го до мКсрсыетроаоГо: ',' „

А - . (8)

, Параметр Д характеризуе к!нетику накопичення пош-соддень на гщшэчн1й стад!! МР перед виникиенням макроскоп!чних дефект!в 1 е клвдовнм при оц1нц! чмслошх характеристик неоднор1дност1 роеа!р1в Шкроиетроьих трпщш.

Четверга глава робота прясвячена вирпиетш одн!е! з актуалмшх еадач ЫР магер!ал1в, вв'язаноГ а аиал!тичтм опитом неоднор!дност1 ровн! р!з розс1яни:: пошкодяень. . <

1нфориац!я про сгатистичнкй роапод!л рови1рт тр!с(ми у ф!ксо-13

ваннй момент часу при пошюджсност! мае визнзчакьне вначеякг, для прогкозувшшя ресурсу ко?!струкц1й як по критер1в шдроЬтання рдя1в! од к!лькох тр|щин до гранично допустимо! давжини, так 1 8 умови об'еднаяня дефект!в (иал.1). При цьому у Iснуючих методах вихорис-товлпться, як правило, апр1орн! чи еип1рнчн! розпод1ли.

Неоднор1дн1стъ розшр1в розсШянс дефект1в оСуковлена в першу чоргу безперервними 1 паралельно прот1каючими в часом процесами вародження та зростання. Б цьему ав'язку при статкстичному опис! нооднор1дност1 роаы1р!в дефэкт1в враховувалися два озновн! {иктори к 1 нетики пошкодженост): 1ятенсивн1стъ виникиення та швидкЮть роз-повсюдхетост1 дефект1в, яка характеризувалась параметром Ъ.

Запроваджений параметр розм1ру у, гв'я зашей з гючатповим 10 га поточиим 1 розм!рами дефекту фуикц1еп, яка вабезпечуе л1н!йну вал£=жн1сть даного параметру а!Д часу 1: у - (10,1>Ь(Ь-е),де В -час вародження дефекта (при Ь-в, 1-1с). Ней п1дх1д при належному пГдбор1 фугаодп Ч»(1р,Н дозволяв досл1д*увати широкий клас ¿алея-ностей (л!н1йн1, нел!н1йк1) розм!ру в!д часу. У окремоку випадку при Л1н1йн1й ем1н1 1 в|д Ь параметр К е ивидк!стьп аростания дефекту. Розглянутий вар1ант, при якому зародження дефект!в е пот!к випадк1в з 1втенсивз1стп А ,а зростання кожного'зародженого дефекту я| лйуяаеться а випадковою ивидкЮтьЬ, яка характеризуется пара»»-троы Ь (Ь^Ю.ооЗ. Задаетъся Г(Ь) - густота ямов1рноет1 шшадт^о! величина Ь. . -

На основ1 розроблено! модед1. отримано, то фунхц1я роэпод1лу 0(у) параметра ровм1ру у 1нвар1антна по в1дношенню до часу 1 вив-начаеться виразом -

ео

. 8(у) - 1 - |г(Мехр(-Ау/Ь)Фь (9)

О

Перехи в!д рсзпод1лу у до розпод|ду 1 ад1йснвзться методом перетворення випадкових величин в врахувачням прийкятого функШо-ваяьного сп15в1дноаеяня у - Ч* <1^.15 -

У робот! проведено анал!тичие доел 1 дгсеиня виразу (9) при р18яих законах ровпод1лу параметра И. Для Г(Н), яка в!дпов1дае р)вяоч1ряг!му, експонеяц!алгному, релеевському та ,гаума-рогпод1лу випадкозот величиня И, формула (9) дав для 6(у) р!зн! по структур лиал1тнчч1 вираои.Яй1 вадовольняхяь властисостям функцИ роэпод1лу. Одпак уислов1 характеристики цкч роаподЦ1в вияг.илися дуже близьки-т. Так, мс парочетм у неаааежво розпод1лу Л виан^чаеться одна. и

tíos:«« внравом my » ftf, /Л, До - ЫО викадково! величины h, а дис-пэрс1я Dy а точн1сгьв до числового мколагака - виразом 0У /*> (mh/A). Отримаи! результата св!дчать ¡ipo певну сц|льн1сть, кка властива не-одшр1дност1 poawipiB розсчяних дефект 1 п.

АвтомодеЛьн1сгь роакод1л1в рсзы1р1в прояэляеться при 1х графскому представлена! у приведение координатах.Так, ягадо адиеннти аерзш в Iд розподиу ведкчини у до розпод1лу нориованого параметра Z-y/my, то для р1внйх розпод!л1в h функц!! G(Z) апрокскмуються сШдыкш валеимстю

Q(Z) - 1 - охр (-bZP), (10)

до b - 1,1273 И 0,7687.

Увлгалькеннй розпод!л (Ш) те характер роапод! лу типу Вейбул-лз. При перйход! в!д рОзпод!лу паркетного параметра Z до розпод1лу В1личиии 1 (при умов! y-1-lj) показано, чр ноодиоритстъ poaxipla pose 1яних дефектIв асимптотячно ош'.суеться такок ездоком ВеЯОулла.

При цьему зв'вок чнелавих Характеристик n,, Di та параметра 10

/i

встановловться сп1вв1дкше1щяц в^ - 10+ 0,7ñiDt.

Отриман! результата е теоретичным п)дтвердлокиям под1бност1 ешИричних роэяодшв poawlpla ровс!яних доф^жт 1 в для р1аких т-тер1ал1В та умов наваитакення, ла яких бапуеться гШотева Саренб-латта-РотаПгой про автеьгадельнють повкоджень. НасЛ1Дком дано! Ппотези е г1пйр6ол1чяа валеуйсть, яка опиеуе poetMlia чиаи. дефектен п оа рооШрами: n ~ 1 ,де - параметр ров!юд1лу.Залежм1еть такого типу n ласти na | фракталмшм кластерам, як! тшкй ыають пластин fer ь подюиост!. Таким чишй, юяна припустит», к.о законом! рг.о-ет! IÍP е частковиц »роявом фундаментальна iiíikohib порушення зв'я-sattOCTl у системах, ЯК1 складалтьси а дуке великого числа взаеко-вв'яваиих олемонт1в, вивчення котриХ 8Д1йсшх'ться в рамках теорП порколяцН. ......

1 !!1Ш!!. глав) робота гнюадои! метода щюгноаувания гс «а-replu ib та ресурсу конструкте при ИР, вя'ятиих в формувдшми

И2Кр0СК0П1ЧНИХ тридин.

;■ У .тих випаДках, коля у иатзр!ал I в(дсути1 начатков t д<4*'кт«, влизькгва ppoMlpatm до илкроскоШчниг тр|вдн,а нанрухшю-доформо-. ^ ВаниЯ стан однор1дниИ <м квазюднор1дниП. wmmtiiemm №жротр1щт! к»ко а!дбумтисп двоиа мохпивмми шлихами, puíUiaanifl йких проIлее-Троваиа схедав на мал.i. Шлком очевидно, ао пол i ЙШ мекяшяии ро-ьл1№цП ГС мохуп в1дпое 1длти будь-ик1й стали вакопичекий \т~ коджеиь при перскод! в!д поточного масштабного р|вня. руйаумш!« до

1С

насту иного. _ ' . , .

При моделюванШ об"еднання розсшия псшсодхень несСШдко вра-ховуватя фактор неоднор1дшст! Гх рог« ! pi я. Так, на. стад)! м?кро-пошкоджеюот1, яка розглядааааь у трет1йтлав1, ГС, ая'яэаяяй з вкникненням TptnsîH масштабу 10, реашуеться за рахукокчиакспктеггда та злиття дефект!в в квазюдкор!дними розм1рэми ls, а ка 1нкубац18-Hifi стадti иакроруйнувания у сб'еднанн! пркймають участь,як сразило, тр1пшни неоднор1дних posulpiB (мзл.1).

Иатедатична модель об'едвання Кваз!однор1дних ва роза!рами нэвзаемод1ших дефект! в базуеться ва вкзначепн! йиов1рвост1 випад-KOEQI подИ, ¡цо в зон! простору D-Nl^, яка складаеться а К пцяько упакованих чарунок одкакового poaMlpy l(d - розм1рн1сть простору) 1 ы1стить п чарунок з дефектами (n < N), Суде сформована асоц!ац1я a s випадково роатаиованих поряд дефектних чарунок. Еа основ1 та-icol ймов!рност1 отримана формула» яка встановлюе зэлежн!сгь числа асоц1ац1й ns(s - 1,2,.. . ,z) в1д кокцентрацп пошюдаень х (x»n/N);

■ ns/N « (zs"l/s!-)xsexp(-zx),. . (11)

де z - координацию число реш1.тки, яке валсжить в1д способу ком-понувакня чарунок,(число бллзьких сус!д!в). ■ ■

Теоретична Формула (11) задов!льно олисуе процеск фориування кластер!в пошкодлкас д^я г пр? иигельнону моделюванн!.

. " Дана модель мояе застосовуватися не т!лын для сукупност! чарунок, алч ноже Су.ти вккористаиа 1 для спису клзстероутворення в ■ системах 8в'яэк1в чи вувл1в, як1 розглялзвться теор1ею перколяц1I.

Для прогнозування ГС при мнохинному руйнуваннГ запропопован! так1 критер1!.

üoplr агрегат ! ха одиничних пошкодлень, в!дпов1дний початку îx об'едкзшя та виникненню первого, кластеру s s=-2. Значения ха ви-вяачаеться асимпготичлсп формулою

xa»(21d/zD)Vz. . (12)

Критична коицентраЩя агрегацП. хт , яка в1дпов!дае шкскцуму галгжност1 nt(x) i встановлюе йерех!д до стад!1 масового алиття кластер!в:

- - хт-.1/г. . . . . ■ . :/ (13)

Значения ха та х^ можуть використовуватися для ри1кки велики граюгчно! цсвкодженостГ в структургатх моделях, як! розглядадися рант (дав.формулу (6)). .•'•..-•••' . > . .V V-

При олису об'вдааяня неодкор1дних га роам1рами то випадково ',. розтазсвачих у катер ! ал !. трщта необх1дно прийняти до увагифакто--" . ' ; П: .. . ; • ' • ':". "■

ри IX ии-.кщтоо! ср!еятацП по вшовеан» одня до одно! та по з1д-негешп ло д'ичнх .сил, а такал взг««Шп Оливысо ровтавокишх дз-{«г.?1в. Ц1 проОлеш е дуде складиими ] бзгато 1х аспест1а доо1 нэ изять р1кея&. 3 ц!е! причини у розроОлених статистичних моделях дат фзктори враховуються габ1чно без проведения чнсольних оцшох.

Ё1домо, що р1вень взаемодП дефекПр, при якому моаглсе ¡х оЗ'едкання, коже бути оцШегий з1днопенням характеристичного розм1-ру сус!дн1х дефект 1в (1) до в!дстан1 м1я 1х цпптраш (г): А - 1/г. Я/сео прийняти, що для добре перем1вано1 система попкоджень об'ед-иаяия характеризуешься одпагсовим, усередненкм значениям , то нер1вн1сть 1 > Г?, до Р. - приведена в1дстзнь м1* центрам су-

с1дн1х пс^содаень, вивначае уыову 1х оС'едаашгя.

' Так як,параметра 1 та г в вкпздков! величина, то моделюванпя об'сднаяня повкодяень в1дбуваеться з врахузаяням характеристик нэ-.одяор1двоот1 них паракетр1в (юл.16).

У робот! розгдяиут! тр'1 статистичи! моде« оО'еднанки неод-кор1Д1гкх за розм1рами розс!яних дефект 1в, використавня яких для м1крокетрових трицин дозволяв виконувати йыов1рносне прогаоаувания ГС, зв'язалих з формуванкям иакросшПчних дефект1в.

Ог!дпо з перпгаю моделлз ймов1ря1сть об'едиання Ру хоча б аакШ. пари з п наявних у ютвр1аа! трЗДн визначаетъсз сп1вз1дло-йенняи" Рц-1-(1-р-о) .у якому ймов1ртИсть р« роэраховузтюя на основ1 розпод1лу довжини тр1щин та в1дстан1 м1я ними ва фориулоп со У

Ри- Гч»(1)Г4(1)Л - 1 - ] Р4№)Гя№)сЯ( ' (14)

о о -

де ^(О та Гц(0 - в1Лпов1дно функц!я 1 густота роапоЩлу при- • ведено! в1ястан! Н; ^ (•) та Г4(0-®Шов1дно <5ушщ1я 1 густота Р03ПСД1ЛУ рЮЕИ1р1В тр!!шн 1.

ЗулкцИ, як1 .входить у (14), ви8начея1, однак'структура П1д1нтегральюп вираз!в не дозволяв отрииати, окр!м окреыих част-кових випадк1в, робоч1 формула для р^ у явному виглядК Реал13ац1я моде л 1, яка пстрейуа розрахунк!в й:.юв1рност1 Ри, можлива пльки методами чисельного 1нтегруваняя. _

Друга модель баауетъея на використанн1 числових характеристик роепод1л!в ровм1р1й тр!щия.

На основ! прилунения про пумсоя1вс!>кий розпод1л тридия у ■ одном! ряояу, двоы 1 ряому та трим1рному просторах отриман 1 так1 форкули для ймов'.ряоетей об'едяаняя

17

- t - ekpí-ELc&n,/**); ' (1Б)

... • - - » ftf4 , ,f> -

- 1 - expí-jTSc£m*(l + ЩУ^-, (16)

- 1 - oxpt-OVcî d.s[lV3A»), (17)

ge ok>- Сь га c„ - кснцсктрац) 1 тр!щнн, в1дпов1дно, на Д1н)1 донки-вою L, поверхш площею S та в об'еШ V катер1алу; Vj- коеф1Ц1енг Baplaull даииш тр|дан; djtll - початковий иомент третього порядку роапод1лу дошши тр1вдн.

Адекватають отриманих результат!в шдтеерджуеться пор!внян-кям роврахуакових вначень 6ыов1рйост1 Jjtfl отриманих по пврш1й та друПй моделям для виб1ркових роаподШв параметра 1 та R; Окр!м цього, формуди (16) - (17) у нап 1 вдетери 1 н!еткчи 1 й постанош! (при Р„ « 0,5) для випадку однор!дних posaiр!в тршин (V О) узагаль-ншться у вигляд! сп1вв1дноаени, аналог1Чкого (tt) для порогу ег-рвгацМ одиннчних поикодаюнь. Таким чйюм. модель (и) е окреьшм вападком загально! водел! об'еднання неодкор1Дпих за рогм!рама Tpi-IBîlI. .••'/' _

Грет» кядоль опйсуе 01лью хорсткивий вар!ант об'еднання в уча ств дефект ib, як! мавть максимольи! рогьири у систем 1 роаояннх пошкодшш.

i» еяарвту статистики екстоемальних

ашмень Еиладаовкх величин отришн1 так! вкрази для в1ддоа!д.чих ЙМов1ркаетей об'еднання:' . -

1 - expt-zrcunt/Aí); (18)

Pv%. 1 - esp(-^tr4a/AÎ); (10)

Pv'm- 1 exp(-43Trlvisf/A|). (Ю)

де J* - параметр, р!внкй ыдкошенкю НС шжсшадьних вначень доижин Трихин (mtlB) до ЫО довжин yclx тр1щки (m^); f - вци/|Ц.

Параметр Г еглежить в1д розгюдиу дошснн ïpliSKH.Âsa отриманого у робот1 уаагальнэного розпод1лу (10) маемо

Г - 0,76lV<(un ♦ С/*,, - 1) + 1, (21)

да и„ та параметри розпод!лу екстремальни* еиачен&.кк) еаледать $1.д числа трИцин п.вуйкц1с1аяьН1 валезапост! un та в!д п встанов--лен1.

lia ОСНОВ1 друго! «одел! для випадку киаа1однор1дно ор!елто-eaïuu на noaepxHl тр1щш ймов1ршсть об'еднання визначаеться вирами ,

- 1 - exp(-csmtSV2^), (22)

Иря (шкопйчошп подкодзань число дефект ib п та параметри не-

одлор!дност1 1х posaipleí пц.О^, А3Ш вмМша/гьсй й кароб1ткою. Ира

1Й

встансвлеш!* фукздюиальнкх залежностях цих ггараметр!я Р1Д »проб 1т-кя розгля,чгт1 вида вирази для ймов!рностей об'едкакия трансфорну-отьея у форели для функц!J роапод!лу ресурсу до оО'едкання поа-коджеяь.

^ Вяиикнення дефект!в 01 лш високого роаи1рного р!вня нож* сабезгсечуватися не т1льки оО'влнаниям гозс1яних тр!щш, а такоя i иляхом Шдроотаяня деяких з ких тртмя, особливо тттх макси-¡алыи роем!ри, до ваданого порогового значения довхини (•ал. 1а).

3 внкориеТаинян встановлеяого узагальнедаго ровпод!лу (10) визначеюсй розпод1л макеииальних аяачень параметра Z. 3 удави пе-ргтину даного ровпод1лу в граничили значения«: 20-(1*-1о)/(яц-1о), де 10- початкова довжина трЦгда у розглянутому розм1рно«у д1апа: гон!, сформована функц1я рознод|лу кароб1тки (ресурсу) до.виник- -ненгю'тр1щини довжинов 1»: . -

P„(t») - 1 - eTO<-nP(ts)expC-Z5cin<V/J'. (23)

де'Ц - ресурс; /3 - параметр розпод1лу (10); n(t) та dn(t) -фуякцИ в1д яарсб!тки, в1дпов1дяо, "числа трИдян га параметра розпод1лу ек-стремалыш зкачень Так як параметр завядн заложить в!д п. ' то для прогшвуванна t по формуя1 (23) необх1дно шти тШки ва-лежи1сть n(t). -

Há основ) функиII (23), яка перетворена в ваяе*н1сть ф1ксова-но! довжини тр1шкни 1* в1д п для р!зних эначень ймов1рност! Рп, побудован! номограмя, з допомогоп котрих по в!до«им 1»,I¿ та mt визначапться гранично допустим! значения числа тр1иин ва обмежея!й поверхя! матер!алу.

. Роста глава включав ошс експеримрнтальшх згсоб!в та мето- • дичного габезпечения досд1д*ень попкодкеносП конатрукц1йннх матер 1ал!в, як1 вмсориетовуються у ав1адвштяобудуванн1.

Метоп експерииеитальних доел1день е одержаяня 1н£»ркад11 про гаконом1рност1 ЫР матер! ал! в при р!аноыая1т>ш пошодаувчих факторах. У иьому эв'язку використовувався комплекс Ьбл.чдваяяя для вип-|хзбуваяь. який вабезпечував в1дтвореняя на лабораториях зразках йсйовних вид!в наваитаженост!, як! е близькяыи до спектру експлу-«iTauiífmx фактор 1 в пошкодввяост1 деталей гарячо! част**т «ш1«ц1(*к*я двигун i в. líe статичя« та малоцимове дефориуваиня, евгатофпктсряе каваятакеиня, при якому на ыатер'.ая одночаско д'.ють в!Срад!йя1 • налруги. ШКЛ1ЧЛ1 температуря та поет1Ян1 розтягувалъя1 яаваята-жоння. • . .

Випробугмния при дскормуванн1 потягом та малоцикловоыу 1вотер-ыачкоыу наьантажеш! вдШснввалися па установи! УЮ - lOTU-промис-лоааго вигатовлекня. . " ; *

Випробування при сзагагофакторноиу наваятажеян! проводшиея на спец!альних стендах, розроблеких та виготовлених на кафедр 1 àBlâ- > Ц1йних дцкгуя1в ICI 1ДА. Конструкта, сгенд1в включае механ1чну час-тиау, ïepuonpiiciaBKy та в1бронавантажуючий устр1й. ¡¿ехавIчка час-тина складаетьск 8 захват1в, елеыенив система иагр!ва та оходод-иеиня вразк!в,1 устрою, який вабезвечуе ровтягування вравк!в 8 пост Шли:-! навантаяенкям.Териопристазка: стенда служить для Шдтримки у процэс1 випробувакь задана! програыи зынш температур». Нагр1в . spasitlB зд1йсншться прямил пропусканиям електричного струму, а охолодаекня - обдувом сткашш пов1трлц. В1бронавантаяуючий-пристр1й-вшзчаз елеюсродииашчний в!братор.ВЭДС-100Б та автсжатязовану систему його управд!кая. -

Еагатофакгорнз кавангаяення цилшдричних зраак1в зд1йешоЕало-са як при регулярна, так 1 при випадковш аыпл1туд! цикла BlCpo-вавантаненост!. Ее забезпачивало ыоааив1сть Еивчення особлпЕастей вошюдшгосП жарои1цних лопаточках мшшв ЕСбУШ. Та ЁСбК в уш-вах навацтакзногт!, прзближеких до експлуатад1йних. Для вЦтворен-кя внпадкоЕо! в1бронаьантакеност1 на електридипа^;ч".;«г -15ратср шдашвся управляючий сигйал, отрицаний вувькополосноо фиьарщЦею коливань генератора 01лого шуму. Щков1 значения цього сигналу ви-падкоз1 I р0зпод1лявться за законом Релея. Характеристикой режша в1йронавантаже1;ост1 слукить середнюквадратичне значений (СКЗ) газрукень.

.Для алтоизтизовшю1 обробки 1нфэрмацП про навантаяен1сть вра-з»!в I результат!в досл1да;енъ Лх поверхнаво! пошкодаеност1: викорие-товувалася система автоыатизоваяо1 статистнчно! .обробки. дшшх, яка створена на баз1 ЭОЫ *'Електрон1ка-60" га IШ PC/IT. " ;

Тр'.цини на поверхн1 зразк!в виявдялися «етодоы капшрно! да--фекг-оскопП в викорасгакяяы проникаючих розчин1В. ;

Дан1 про число та розм1ри .поверхневих трИдик на окрешх егадах pie дефекта створена оптико-електронна систеш на баз1 иромислово! телев!а!йт! установки "1змер!тель-1и.

Дан! про число та розы!р;с noaèpxHix триаин на окрешх еталах навантааеноеть зразк1в накопичувалнсь, осроблялись 1.представлялись & використанняы ЗОИ. В автоттизоваиоку реаимГ зд1йснюважоса такой Бнр1сен!К задач методичного вабеапечення експериианта, як! були

20

зв'язан! з гозрахупкаж наглгталеиост! та териоммруваяням• врлзк1в.

'Для цього Суа рзгроблснкй програмний комплгкс обрэбкл дашх.

У с^огия глаз) в«кладон1 результате експерт^нталышх досл1д-■•ячвь поакодженссг! хроможкелввих еплг.в1в при дИ р1аних пошкодау-,гт* факторШ.

•ОоойлигиеН Шкроиесдлрр1дного шпстичгкго дофориувштя ло-верхкього ппру 1 пак01к.и1рцсет1 зароджсння тр!цин в начались прй Еклробуваккнх зргв!Пв 'з сплаву Е1698ЦД на потяг та малоциклову втоыу, Вк«1грван;!п ямтень дНянок повер*н1 магер!алу на бав!. 30 мм ырто -х г^ррних ряд!в показали, що на стэдП до зародявняя' тр!пц»н форм. - и,ся нсодяор!дяэ поле пластичних деформаЩй. значевня :алрих розни/'!ляюгъоя рп валовом Гаусса. У долгах ьтондках, ксла . гагальна дпформашя невгачяа, спостер1гаглчся л 1 дхили в1д

нормального закону а зм1пещям яайб1лып ймое ! рних значен» у зону маши деформзц1й. Отримаи! особливо«! ро»пел!лу М1крон<?одпор1дних дефэртц1й уагодкуоться а результатами теоретич.чих доел!дженъ (глава 3).отринаних шляхом опиеу розпод1лу диолг>кац1йних аяслмбл!в.

На грааках 1з сплаву Е1698ВД, як! В1др1внялись г>1зним станом поверкпеваго тару гПеля проведения ва р1зними р жимами поверхневого пластичного деформуваняя, досл1длувапся вплив нг,однор1дност1 пластичного деформувяния на тр1ииноутворення. Точки зяле«гост1 числа зареестрсваних повепунеаих тр!одт в!д дисверсИ деформац1й уклада-лися ка загальну кряву, Такта чином, в нкост1 характеристики опору !,!атер1ал1в азроджеиня тр)щини шкна використовувати значения дие-йерсП як !>\ру розкиду значеяь ы!кронёоднор1дких дефоркац1й (див. формулу (5)).

Досл1дженкя взаемоввливу дефориац!й ва окремих м!кродшвках показали, що рад1ус кореляцП пронесу деформування спадав 60...100 мкм, ер й1д«ов1дае середяьому. значению довжин тр1ш$га, як1 рееструпться, .1 погодауетьея а ошнкаки масштаб!в структур них еге,-» л1т1в иодел1, яка викладева у трепй глав Г.

При потяз! активне вшжнеяня псверхневих тр!вд в1дбуваеться на рзин)х етапах пластичного деформування. ДОгшидву Е1С988Д за-лежнють кокцентрац11 трицин с, в1Д величина пластютоГ деформации зрагк!в при р!ених температурах описуеться загальвоп ствШнков функтев: с3- Дбр, де А 5,03-10 та <1.- 2.2, а для сплаву ЯСбУШ вони л1н1ан1: с%- Вбр + Ь, де ко?ф)ц!ентя Б 1Ь залетать в1д температуря. На основ1 отринаких валехаосгей вияначен! порогов! значений пластично!'дефорузцм прй потяз 1 £м, як! лдпов!даять еареджеяки '•■■.■' ' - .<•. - 21 '

перша грвдн. Значения еР4 для доыцдкувашх сплав 1ц вынозаться в вб1льаешшм плови поверхн!, що поакодяуеться, ва спадаючоа гчпер-болтш залежшстю. Розм1рний ефакт трициноуиюрення проявляться до 3-100 иг/два ЕШ98ВД 1 до Э ~ Б...10 мм1 (в залеиюст1 в1д температура) для ЖСбШ. Дан1 ргаультати можуть бута використаиГ у ров-рахукках.на М1цв1сть для обушвлеяЕя гранични* аначень пластично! дефоршщ Г при одноразовому чи цшшчноыу дефармувшш! ,в1даее1даль-юа деталей ав1ац1йнях РТД. :

У процес1 дефорнуваккя потягом МО 1 СКЗ дэвлшн тр1шмн зростае ва Л1В1ЙНИМ законом."56 иъшення температуря при випробуваннях внач-ноо ы!рою 1й1ц1юе вростайня розшраих характеристик йошкодасеюст1, щр ойобливо характерно для сплаву КС6УВ1. •■"■. :

При.малочиклов1й ВТОМ1 аародкенвя та роаповссдяення розс1-ашх ы1крометрових трИцин.е до»лнухгч1 процеси пошкоджешст! майяе до повнаго руйнування зразк1в. Шцоцикдовому ваваятаженнр а бнако-постШним (В1днулеаш) та знакозмшаиы (коефшент аишетрИ до- ' р1вашаа - 0,5) циклами напрухень тдлягали. аразкк а дискового сплаву ЕШЗЩЦ при ;р1аяих посттннх температурах. Вивчались осо-лттоет! воатбщувашзГтркзш на поверхш 1 характеристики неодно-р1даост! роён1р1в трИщин в врахувашаш га регии1п гавая-

гагешя. , .- /'■;"--Г-^; ■

При ус1х режимах випробування тр1шши на поверхн! аразк1в роаташовуоться сгатиетичло однорШо. Вегашвлеяо. щр число трщин ва будь-як 1й обме»ен1й плсщ! розтгадшеться за. ааканом Пуассона. Таким чиной, експершентально п1дтвердаене одне 8 базових припу-щвнь, ш® використовувааося у робот! при моделювавн!- пошкодьеност1 1 теоретично«/ прогсгавуванн1 ГС. . • ; ,

3 яароб1ткою .число тридян зростае за л1нШш£ законом, Збиъ-иення максимального иапрухення у цшШ. приводить до шдвйщення ва-гального р1вкя концентрат I грдан, однак практично не вгшшае на ттексивнють тр1щиноутворення. Шдвищеаня температура приводить до 1нтенсиф1кац!1* процесс зародкення тр1щин.\

При мааоцикловому наваятаженн1 у СЦлыиост! випадк1в спос-тер1гаеться л!н1йне зростання аначень ВД довлини тр!щин В1д на-роб1тки. Однак, в деяких випадках вначепна середньо! довхини з аростанняи числа цикив навантахеност! не ам1шсеться. Це ав'язано в реал!зац]Ёо та вваемною компенсацию двох факгор1в, впливаючих ва ввачення МС: зростанням'довжин утворенях т,р!цин та. збиьшенням числа еародаиких дефект!в тгмх розм1р!в.■

-.-■ .* 22 ; :*-■■ ■•'■ •" •.

Ш давжни.трнцин зм!нюеться Шд нароб1тки такох ва л!я1йням законом, причочу при р1зних режимах навантаженосП дан! аалежност! под1бя1 в1дпов1 диим валежностям дам МС. При цьому коеф1ц!ент вар 1а-ц!Т довжиии тр1цин не вмИгаепся з нар6б1тшо, що тювн1стю погоджу--еться з результатами теоретичного опяоу яеоднор1дяост! розм!р1в дефект!» (глаза .4). Його значения для ус!х рехим1в иалоциялоьи* вяпробувань флуктують навходо середнього вначення, р!вного 0,517.

1!еоднор1дн1сть розм1р1в поверхневих ШГТ для ус!х дослджуваних матерШ1в иезалежно В1д способу навантажэност! описуеться у приведет« величинах загальиою функШе» роаггод1лу (мал.З,точки), яка в1дпов1дав узагаяьненому закону (10)Чмал.3,л1н1я).

Hai.3. УаагальненнЙ рознод1л довжики поверхневих МИТ при plaira* умовах наваятажёност1 : калоциклова втсма <1..;4); деформуваяня потяган (5,6); багатофакторне навантаження а випадковоо компонентою вЮронапружевь (7:. .9)

Па основ! експеримеятадько отрймаяих концеитрац1йннх та роа-м!ряих характеристик пошкодженост! сплаву Е1638ЕД за ровроблеюши * у дисертацИ ноделями проводився прогноз ов'еднання тр1пзга 1 форму-ваикя Tplnjnra задано! довжияи.

Адекватн1сть модел) (23) лереВ1рялась мяхом роарахуккового прогнозуваняя вначэнь максимально! довжияи rplcwra на поверхн! im для фЖсованих ймов!рностей ц!з1 под!1 Р та пор1вкянням цих значен» й емп1ричкиш данный. При - !„, 8 (23) вит1каз

lm- h* l0)ipin л - lnlnd - RnfVdln . (24) де п- число тррлии на поверхя1.

Емп1ричн|. зчэчеяня жзкскмаино! дозжкни тр!«игт укладаються у га . ;

1цтервал розкмду розрахуикових величин 1тдля Ри - 0,1...0,9 1 близьк1 до 50%-1 розракушсово1 йдав1риост1.

При багатофакторному кавантаженн1 ШТ виникавгь задовго до руйнувания при нароб1тках. як1 в1дпов1даг)Ть 10.. .802 довгов1ч.чост1 вравк1в. Концентрат я поверхневих тр1цив як 1 при малоцикдовоиу. ка-ваатакевд! зб!льауеться з наробикою ва л1н1йнииу законом.Тако* 21. е1йно 8м1нмгьЕ з кароб1ткап ЫС та СКЗ довжини тр1п»ш. Величина ко-еф1ц1ента вар1ац11 роаы1р1в дефект 1 в не вшнюеться в!д нароСшда та реааш1а навантаженосП. Яого середяе значения дор1вшзе 0,77 ДЛЯ 2С6УВ1 при регулярному р1ва1 вюровапружень 1 1,02 для ЖСбКпри вк-падаов1й ам1И1 в!бронапрулень. Отрлкано, яо випадкова зм1&а В15ра-ЕавантакеносП обумовлюе б!льш неоднор1дне поле розм1р1в розс1яяих гр1щня пор1вняно з регулярним в1бронаваята^ецням.При меньшому чксл! дефект 1 в ш поверхн1 ймов1ри1сть наявност! тр1щши максимальна ро-аи1р1в в умовах випадково! в1бронавантажеиостI шдвишуетьея. .

' • 0СЕ0ВН1 РЕЗУЛЬТАТИ ГОБОТИ

1. Запрогонований вовий шдх1д до иоделавання процесу пакета-чиаиа риоъ1й^ . я.™« лаауеться на викориотаза! статие-

тнчшк штод1в онису феноменолог! I крихкого руйнування штер1ал1в. .

-Одержана фушаия, яка визначае у явному вигляд! валеяй1сть Ъказяр-ш! ы1 ря пошкодаекост 1 в1д кШетичяих вараметр1в - 1нтёнсизноет1 езродкення та езедкосП зростаивя розс1яних дефект1в , а. такс« в!д , часу, причоьг/ ця задежШсть е степ1июи.

Е, Розробдеиа стохастична модель вакапиченшЕ пошкоджень. яка баауеться на йшв1рносн!й трактовц^ ыодёл! бевперервно! фааодае-' носгЧ;Качашва-Рабствовав У рамках еетгасгкинс! кодел! роекрирй цехан!зы фзри/вашш довгов1чност1 а врахузаншш неоднор1днос?1 по-шкодаешст1 зрю1в зразга 1 дано як1сне Флушчегш природа недПМй-ност1 кривих довготривадо! ищност! деяких матер1ал1в.

3. Розробдеиа структурна модель форыувашя неоднор1дност! ща-стичного Дефорцуваяяя, яет одасуе етаткстичюй разводи деформацШ у локадышх об'емах штер1алу. Показано, цо коли пластично дефор-ыузання розцовссджуеться на б 1льсу. частику об'е»дг катер1аду, розпо-д1л.и1кронеоднор1днмх. дефорыацш .ощйуеться норыальним законоа, а значения йога, числоеих характеристик внзначаються усередазгака .ва шкроог! "е«зм величина*® иалрухеяь та 'дефор£Щ1&. Дана модель дягла. у основу <Шов1ркосного методу лропюеуаанкя ресурсу кс;:етру1:ц1Силх

матер1ал1в за де£юрмацIйниии■ критер 1 над граничного стану.

4. На баз 1 основних полаявиь структурно! модел1 м1кронеод-кор1дноет1 пластичних деформации розроблена структурна модель мЖроруЯнування, яка опнсуе виладковий процес утворення м!кропош-кодхень за рахунок перетворення латентно! енергП дисловаЩЯних ансамбл1в у енерг!ю вшних поверхонь ог1йких м1кродефект1в.

5. Рогроблен! теоретичн1 положения опису неоднор1дност1 роа-м1р1в.розс1яних дефекпв як одного а фундаментальных прояв1а мно-жинного руйяування р1аних за властивостями матер1ал1в, який реал!-зуеться у широкому д1апазон1 рсам1рних р1вней. Встаяовлено, до ров-под1л числа дефекпв за розм1рами в приведем« величинах 1нвар1ает-ний по в1дяоиешао до типу матер1алу та пошкоджуших }актор1в, шр в п1дтвердженняи в1доыо! Ппотези про автомодель« еть псшкодженост1. Визначеняй узагаяьнений закон роапод1лу трищга ва розм1рами, який

з використавшм приведених беэрозм1ршх параметр! в асиыптотично близький до закону Вейбулла. Показано, ею стриманий розпод1л задов 1льн'о в!дпов1 да».результатам проведении у рсботГексперименталыотх дослтжень неэднорЮТост! поверхневих тр!щин та даним 1нгопс досл1д-яик1в, як1 приведен! у науков1й л1тератур1.

5, Для невзаемод!ючих кваз!однор!дних за рогм1рами розс1яних погкодяень вир1иена задача по визваченио критичних значень концентрат! , при яких починаеться 1х алиття та утворення дефект Из б1ль-даого рсвм 1 рного р1вня у вигляд! асоЩацгй а одиничяих пошкоджеяь. Пано теоретична обгрунгування деяких критичних парамегрш теор! I гсерколяцп, як1 використовуються для вир!шування широкого тола те-эретичних та приклалних задач у р1знлх галУзях науки 1 техШки.

?. ?озроблен1 теоретичн! положения моделюваняя об'еднання ие-зднор1дних за розм 1 рами дефект 1 в а прйблизнш врахуванням 1х взае-гади. 0трго©я1 три ймов1рносн1 модел1 об'еднатш, одна з яких ос-ювача на використант етатистичних закон!в розпод!ду розм1р!вде-[>ект1в, друга модель реал1эуеться з вккористаинпм т1л1кя числових юрактеристик'неоднор1дност! розм1р!в, а третя модель описуе об'ед-ганнй з врахувайням максимальних розм1р1в дефекпв у виб1рц1. Для южно! з моделей отриман 1 аяал 1 тичя 1 вирази для йыов1ркост1 об'ед-(ання, як| трансформуються у функцП розгюд1лу нароб1тки до грешного стану - утворення иакроагоп1чних дефекПв ва рахунок мит-•я Шкремётрових тр1щин. На основ! рог роб летах теоретичиих поло-:рнь побудована модель об'еднання для окремого випавку квааЮд-ор!лно! ор1«'нтаи!Г тргщич на пов°р*н1. -

8. Розроолений метод прогнозування паройIтки до фориутння трИцини порогово1 довмши (ресурсу), який в1др1еняеться в1д в1домих використашиШ:йпарату статистики екстремальних значень та врахуван-ням тридин, мапчих максимальней розм1р у ансамбл! уозс1яша' дефекта.Розроблоний метод доаволяе проводита. ймов1ркосни.1 прогноз иаяв-яост1 тр|щи!Ш задано! дошшни при поточному значённ1 нароб1ткз; за даниш про число дефект!в в обмелен 1й частик 1 материалу.

9.3 метою одержання даних про закоНом1рнос,т1 множинного руй-нування конотругаЦйних иатер1ал1в при характерных для в 1дпов1 дальних ганструкцШш« елеиешчв ав1ац1йних ИД режимах експлуатац!й-вого навантаження розроблен! та створен! (з учаетю 1нших автор1в) вияробувальн! стенда, йоВ1 методики реестрування та .1дентиф1каиП пошкодаеаь, алгоритм1чне та программе еабезлечення -,для авто-иткзо-ваяо! обробки експеримеитальяих результата. На бриг!валъний зато сцИэш пошкодженоат! отриыаяо автррське^св1доцтво. . .-•'

10. Для перев!рки ооновних положень Г результат 1в розроОлешх теореткчних моделей многшшого руйнувания та реашзацП ;иегод1в врогиоауваинн гращ/чшх стан1в проведан!, експ'ериментальщ досл!д-жанкя роавмтку систем поверхневих лмкрометровях триадн при.'дефор.-куванш потягом й^нии^лг-з; '£!е9а£Я.1С«мй1 •) ;.анакозм1нкому (коефЩ1ент асимегрИ -0,5) 1 в!днульойоыу мадоцйкловоыу каванта-кенн1 (Е1693ВД),; не18отерм1чн1й .асиметричШй втои! з регулярной (ЕС6УВ1) та випадковоп (ЙСбК) ешноо в1бронайруаень У. цикл'1. Вета-новдеко, пр иезалег.но,в1д типу мзтер1аяу, умов кавангаяеност1 Г наро01тки Багальнши .прояваыи по,Е«здженост(, е: однор!дне куассо-Швське полз дефект1в ка поверхн1 матер1алу-, автомодель« 1сть роз-. под1ьу числа тр1щин за розм1раш,який ¿1дпрв1дае Ьтриманому теоретичному закону;, бёзперервнэ'аб1Льшендя концентрацН Дефект!в а-иа-роб1тшо; в!дсутн1стъ залехностей коеф!ц1<знта йар1апП рогы1р1в трЩии для коипого виду навантаженост1 в1д температур« та р1вня даштоджуачих Фактор 1 в.. :/ ■

11. Встановлен1 законом 1рност,1 поверхневого розтр!скування ви-пробуваних ыатер1ал1В при малоциклов1й втом! 1 разом а-'пшмми до-' слцникамн отриман! концентрат йн1 та розм!рн1 характеристики по-вархкавих тр1вд.ч при багатофзкгорноьгу наванталеннГ (ие!зотерм1чн1й аекметрнчц1Й втом!) з регулярнкм та шпадковим циклом в!бронапру-хань, В у с випадках накопичеиня дефект 1 в 1 зм1ка 1х середн,1х розм1р!в п!д нарой(тки описуютьсн Л1и1йними функциями. При мало-цзвиовому кавантахенш вростання р!вня ьиксимальних напрухень у

■ " 26. "" ' ' ' "'. '.'

iKuii f¿ -ттерадури приводить во 1нтенсиф!каШГ rpoueele утеоргя-ня 1 вростанкн чрШч. В уморах регулярного зШрснавантахеняя кпГ;б!льв ис©адяук!|тя- вкппялися .режима а.Шдарении гпаченвяи чакегмазько! тс.-агратури у термоцикл! та б1льи еисокии рШнем В1броЧзлру^ень.Дад багатоЗакторнсго навантаження з випадювсп ком-гопептов в!брояапружень зростаяия floro'середньоквадратичного значения Обумовлкз б1льш 1нтенсивне какоттчення Тр!иин. Одержан 1 ?ксп£ряг/ентальл1 дан] мажуть бути використан'1" для прогноаування граадчяих' стая 1 в конструктйтп елемент1в, зв'язаеда а об'одпагаш гмкроиетровиг' тр1щия 1 фсрмувазиям тр)щини порогово! довжини.

12. Отриман1 експершентальн! залежносП поверхяево! концент-ráull. тр1щин,математичного спод1вання та дисперсП 1х розм1р1в в!Д геличини атлетично! дефсрмаиН при потяз!. На ochobI даких 8 kIhs-тшеи кокцектрацП дефект 1 в зацропоновашй иетод оц1нкл порогового вначення пластично! -дефоригц!I, при якому на обмелен1Я площ! по-nep¿Hl Krreptasy s мевмивим утворення Шкрометрових тр1пот при одноразовому дефорнуванн!;

Ссновий! вм1ст дасёртацП воображений у гй.дуючих публ1кац!ях.

1. А, с. "1281977.; Способ сценки повреждаемости материалов J Ю.А.Ш-^ гапин, С7.Р,Игнатович, С.Н.йовенко.-Опубл. 07.01.1937.-Вол. К1.

2. Автоматизированная система технического еренкя для визуально-• оптического контроля деталей проточной .часта газотурбинных.,,

двигателей /Н.В,Грище!пга,С.Р;.Игнатозич,С.И.Яовенк6,Г.Л.Трокоя// XXIV Научн.совед. по проблемам прочности двигателей (Москва. , апрель, ,1892 г,);.Тез. яокл.-W.: Б.я., 1992.- С. 20.

3. Закономерности образования и роста малых треда на поверхности каропрочных сплавов / С.Р.Игнатович, Г.А,Троков, С.И.Яовенко, Н.В.Гршенко // ХП! Всессвз. конф, "Структура

и прочность материалов в широком диапазоне температур" (Каунас, скт.. 1989 г.): ГеЗ; докл.-Каунас': ÍS89.-C. 26.

4. Игнатович С.Р. Исследования шлоцикловоЛ усталости жаропрочных ;сплавов с целью прогнозирования несущей способности роторных геталез авиационных ГГД /У Обл. научпо-техн. конф. "Прочность элементов роторов турбомаяз«" (Китоыир, сентябрь, 1001 г.): Тез', докл. -Житомир: Б.и/, 1981.-С. 27.

Б. Игнатович С.р. К построении математической модели, процесса на-, копления повреждений // I Республиканская кенф. по поведению надежности й долговечности и.¡шн и сооружений (Киев, сентябрь, \ 1982 г.): Тег. докл..-Киев: Шукова душа,' J982.-4,.t.-C. 25. "'■''. ' 27

6. Игнатович O.P..Гриценко Н.В.Ыетод оценки технического состояния деталей газотурбинных двигателей по критерию поверхностной пов-резденности // Проблемы управления техническим состоянием авиационных "двигателей: Сб.научн.трудов.-Киев: КНИГА,199Q.-C.30-34.

7. Игнатович с.Р., Никитин Ю.А., Йовенко'С.И. Механизм влияния поверхностного пластического деформирования на повреждаемость сплава ЭИ688ВД при малоцикловом нагружении // Надежность и. долговечность машн и сооружений.-Киев: Наук, думка, 1986.-

N 9.-С. 102-105.

8. Игнатович С.Р. Моделирование процессов множественного разрушения материалов // VI Bcecosa. конф. "Физика разрушения" (Киев, сент., 1339 г.): Тез..докл.-Киев: ИШ, 1989.-С.'61.

9. Игнатович С.Р. Один из подходов К описании повреждаемости и . разрушения твердых тел // Конструкционная прочность авиационных газотурбинных двигателей: Сб. научн. трудов.-Киев: КНИГА, 1S83.-C. 78-81.

10. Игнатович С.Р., Грокоа P.A., Тарасенко A.B. Оптико-электронный метод контроля технического состояния проточной части газотурбинного двигателя // Методы и средства контроля технического состояния авиационных даишгедсй : CG. лоты, грудой. : МИГА, 1987.-С. 31-33. 1 ■

11. Игнатович С.Р./Никитин Ю.А. Оценка повреждаемости никелевого сплава в условиях калоииклового тгру&ения до и после поверхностного пластического дефориирования // Повшениё надежности деталей и узлой авиационной техники и оценка их технического СОСТОЯШ1Я в процессе обслуживания и ремонта: Ыежвуа. сб. научн. трудов.-Киев: КИИГА, 1985.-е. 41-47.

12. Игнатович С.Р. Оценка эксплуатационной поврежденности, конструктивных элементов газотурбинных двигателей //-Оценка технического состояния авиационных газотурбинных двигателей в * процессе эксплуатации: Ыежвуз. сб. научн. трудов.-Киев: КИИГА. 1986.-С. 28-30.

13. Игнатович С.Р., "Грокоа Г..А. Прогнозирование ресурса с учетои особенностей развития системы поверхностных микрометровых треиян // Прсбл. прочности.-1990.-N 2.-С. 17-22.

14. Игнатович С.Р. Прогнозировали•> объединения рассеянных дефектов // ПробЛ. прочности.71992.-N 2.-С. 71-7?.

15. Игнатович O.P. Распределение размеров дефектов при нагружении// ПробЛ. npo4WOCTH.-199Ö.-N 9.-С, 40-45/

16. йгзатоЕИЧ С.*-. Статисгтесскпе описание процессов мзкроплзста-Ч"сетго де.5зрьаровлния металлов // Надеаюсть п долгозочность детален и узлов авиационной техники: Сб. яаучн. урудов.-Киев: ' ШШГА, 1 СйЗ.-С. 19-22.

1?. Йгватовйч С.Р. Стохастическая модель накопления иикрораэрушннй в et использование для диагностирования ГТД // Теоретическое диагностирование авиационных двигателей: Сб. научн. трудов.-ЙИ83: КНИГА, 1987.-С. 111-116.

10. Игнатович O.P. Стохастическая модель повреждаемости материалов // Пробл, прочности.-1990.-N б.-С. 3-9.

S3. Игнатович С.Р. Структурная модель накопления никроповраждеяжй в конструкционных'материалах //Пробл, прочности.-1088,-1! 5.-С. 8-12.

'¿а, Жгжяоеич o.p., Лозицкий Л.п., Никитин и.а. Теоретический и спзрпиентальный методы определения повревденяоетя циклически яефоржр^еыых материалов и ях использование для оцзяки технического состояния элементов ГТД ft XX! Всгсасз. научн. соаеща-шУ ПО проба, прочя. двигателей (Москва, иона, 1083 г.): Tea. 'nàiïà.-U. : В. H., 198S.

г!.' Яовеяко С.К., Игнатович С.Р. Автоматизированный стенд для ¿седедования долговечности турболопатегаав материалов ГТД при трехкойпонентном нагрухетга // Эксплуатаийоккая надежность

;*. авиадшпяд ГТД; Цеявуз. сб. научн. трудов.-Киев: КИНГА, 1088.-0. 129-132.

>2. Шшог В.®., Игнатович С,Р. , Малютин С. A. К оценке в^работ-ресурса ГТД. по "лимитирующим" конструктивным алементам // Нэдегст'ость и .долговечность авиационных газотурбинных двигате- • •лей: Мёетуз; сб. науч. трудов.-Киев: КНИГА, 1979.-С. Б1-Б8.

». Яоакцкай Л.П., Игнатович С.Р., Кйкития Ю.А. Влипиие ППД ыик-ровярикамя на малоцикловув повреждаемость никелевого сплава // ■йййко-хим. механика материалов.-1985.-N Б.-С. 111-112.

>А. -Тозяцгагй Л.П., Игнатович O.P. Катешткческая модель процесса накопления повреждений я деформируешх материалах // Пробл. прочности.-N 7.-1985.-С. 34-38.

'Б, .ЛозийкиЯ Л.П., Игнатович С.Р., Никитин D.А. Математическая • /модель;Процессов зарождения я распространения трешгга в условиях статического я циклического деформирования // II Всесосз. . симпозиум по мехаи-,же равруи-тая (Яитсмир, октябрь, lSSSr.): Тез. докл.~Кк<=в: Б.и., 1985.-Î. 1.-0.

.29

28. Лозицкий Л.П.-, Игнатович O.P. Прогнозирование долговечности материалов с учетом неоднородности размеров ыикродефектов // XIII Всесош. кайф. "Структура и прочность материалов в широком .диапазоне температур** (Каунас, окт., 1989 г.): tes. докл.-Каунас:

B.и., Ш9.-С. 27. . '.'V.' -

27. Лоаиц^ий Л.П., Игнатович O.P. Прогнозирование ресурса мате' риалов и конструктивных элементов ГТД до образования ыакрот-

рездшы // XII. Всесовэ. конф. по проблемам конструкционной прочности двигателей (Куйбышев¿тИ1Ь, 1890 г.): Тез. докл.-. Куйашгев: В.и., 1990.-С. 87. , ; ■

28. Дзвищмй Л.П., Игнатович С., Никитин С.А. Теоретический и экспериментальный метода оцеюш поверхностной, прврежденности деформируемых материалов /УЯаделНость и долговечность мл пин а сооружений. - Киев: Наук, думка, 1986.-N 9.-С. 59-66.

£9. Обоснование предельных состояний и методы прогнозирования ресурса конструктивных элементов авиационных газотурбинных , двигателей при накоплении рассеянных повреждений / Н.В.Гря-цеико, С.Р.ЙгнаТович, С.И.Йовенко, Т.А.Грокоз// ХХ1У Научн. совещ. по проблемам прочности двигателей. (Москва, апрель, . 199? ?.)• тая: л/мл .-И. г. В.и.. 1992. -С. 21-22.

20. Особенности накопления, поверхностных ьмкромстровых,трещиа при многофакториом лагружении никелевого сплава / С.Р.Игнатович, А.Н.Ветров, Г.А.Трокоз, С.И.Йовенко и др. // XIV Научи, конф. "Структура и прочности материалов в широкой диапазоне температур"•(Воронеж, септ., - 1S92 г,): Тез. докл.-М.: В.и.,1992.

31. Особенности развития системы малых трещин на поверхности карел речных сплавов / С. Р. ИгнатовИч. Г'.А.Трсжоа, С.И.Йовенко, Н.В.Гриценко // VI Веесоюа. конф. "Физика равруаеаия" (Киев, сент., 19S9 г.): Тез. докл.-Киев: ЙШ, 1S89.-C. 2S0.

32. Повреждаемость поверхности жаропрочных сплавов на инкубационной стадии макроразрушения / С.Р.ИГкатович, Г.А.Трокоз,'

C.И^Йовеико, Н.В.Гриценко // XII Всесоюз. конф. по проблемам конструкционной прочности двигателей (Куйбышев, июнь, 1990 г.): Тез., докл.-Куйбышев: Б.и., 1990.-С. 55-56.

33. Применение структурных моделей для описания процессов пластического раврыхления, образования и распространения микротрещин/ Л.П.Лоайцкий, С.Р.Игнатович, Г.А.Трокоз, С.И.Йовенко //I Всесоюз. конф. "Механика разрушения, материалов" (Львов, октябрь, 1937 г.): Тез. докл.-Львов:. Б. и.', 1987.-Ч.. 1.-С. 57.

30

34,, Прящш^ автоматизации процессов поиска дефектов деталей про-<очкэЙ.<?ое№ Н5 в эксплуатации ( Г.А.Трокоз, С.Р.йгпатовшч, С.К.Яовенко, Л.П.-Лозшкий и др. // V Всесоюз. научно-практ. канф. "Безопасность полетов и профилактика авиационных проно-вествий" (Ленинград, ноябрь. 1988 г.): Тез. докл.-Л.: Б.и.,

, 1989. -С. .4:

35. Структурная модель микронепднородностм пластического дефо ретро-вания J С.Р.Игнатович, А.Н.Ветров, Г.А.Трокоэ, С.И.Йовенко // XIV Нзучн. кснф. "Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур" (Воронеж, сентябрь, 1992 г.): Тез. докл.

35. Теоретические основы оценки поврежденности материалов я конструктивных элементов ГТД / С.Р.Игнатович, А.Н.Ветров, ' И.АЛ&лочкэв, С.И.йовенко // Диагностика и прогнозирование технического состояш авиационных ГТД: Сб. иаучн. трудов.-- Кяез: ККМГА, 19аб. - С. 41-47.

37. Теоретическое и эмпирические распределения -дня рассеянных поверхностных трещин / С.Р.Игнатовяч, Г.А.Трокоз, С.И.Яовенко, Н.В.ГркЬэнко // Пробл. прочности.-1992.-Я 1.-С, 7-9.

38. Трокоа Г.А., Ветров А.П., Игнатович С,Р. Расчетный метод оценки усталостной долговечности конструкционных материалов ГТД в условиях воздействия термоциклированяя, статических к случайных вибрационных нагрузок // XII Всесоюз. конф. по проблемам конструкционной прочности двигателей (Куйбышев, иряь, ,1990 г.);.Тез. докл.-КуйбыяеВ: Б.и., 1990.-С. 146-14?.

39. Экспериментальные исследования,долговечности жаропрочных материалов при случайном и регулярном изотермическом асимметричном виброкагруженш / А.Н.Ветров, С.Р.Игнатович, В.Е.Мильцов, Г.А.Трокоз //"XXIII Всесоюз. науч. совещание по проблемам прочности двигателей (Иосква, июнь, 1990 г.): Тез.- докл.-И.; Б.и., 1990.-С. 15.

40. Probability prediction оГ limiting states of materials subject tofnhorogenelty dispersáamages dimensions / S.R. Ignatovich, A.M. Vétrov, G.A. Trokoz, S.I. Yovenko et al. // VIII Intern. Conf. "Fracture'pechanlos: successes.and problems" (Kiev,June, 1993 y.): Ctollectlcrr of Abstracts.-Lviv. 1993.-P. 102.