Анотація до роботи:

Корчук О.Ю. Вплив кристалографічної орієнтації кристалітів сплаву АД-1 на процеси руйнування при втомному навантаженні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.02.09 – Динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.

Дисертація присвячена обґрунтуванню способу оптимізації чутливості монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу на базі дослідження закономірностей процесів втоми кристалітів алюмінієвого сплаву АД-1 методом мікротвердості і виявлення впливу кристалографічної орієнтації на перебіг цих процесів.

Показано, що застосування монокристалів певної орієнтації для виготовлення фольгових сенсорів втомного пошкодження дозволяє отримати сімейство сенсорів з різною чутливістю і оптимізувати їх використання при визначенні залишкового ресурсу авіаційних конструкцій.

Визначено комплекс орієнтаційних параметрів, які необхідно використовувати при оцінюванні впливу кристалографічної орієнтації на втому кристалітів і монокристалів.

Виявлено осциляції мікротвердості при циклічному навантажуванні кристалітів алюмінієвого сплаву АД-1 і встановлено їх зв'язок з кристалографічною орієнтацією. Доведено, що координати серій точок біфуркації процесу втоми можуть бути визначені у відповідності зі структурно-енергетичною теорією втоми. Отримано регресійну модель, яка пов’язує кількість циклів навантажування до виникнення базових точок біфуркації мікротвердості з приведеними напруженнями зсуву і кристалографічною орієнтацією досліджуваних кристалітів. Отримано кількісні показники впливу кристалографічної орієнтації на тривалість стадій втоми в кристалітах з ГЦК ґратами, що дозволило розробити рекомендації по керуванню чутливістю монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу.

У результаті виконання дисертаційної роботи виявлено вплив кристалографічної орієнтації на процеси руйнування в кристалітах алюмінієвого сплаву АД-1 при втомному навантаженні.

У дисертації одержано такі основні наукові та практичні результати:

1. Доведено, що чутливість монокристалічних сенсорів втомного пошкодження елементів авіаційних конструкцій може бути оптимізована шляхом використання монокристалів певної орієнтації. Це дозволяє створити сімейство сенсорів для визначення залишкового ресурсу відповідальних елементів авіаційних конструкцій, які зазнають нерегулярного циклічного навантаження широкого діапазону.

2. Встановлено, що вплив кристалографічної орієнтації на втому монокристалів алюмінію, які застосовуються для виготовлення сенсорів вичерпання ресурсу елементів авіаційних конструкцій, може бути кількісно описаний тільки при урахуванні комплексного впливу максимального фактору Шміда, положення вісі монокристалу відносно основних кристалографічних напрямків і Q-фактору, який характеризує схильність кристалу до одиничного чи множинного ковзання.

3. Виявлено осциляції мікротвердості кристалітів алюмінієвого сплаву
АД-1 при циклічному навантажуванні, які відповідають проходженню точок біфуркації процесу втоми.

4. Розроблена методика, застосування якої дозволило виявити закономірності зміни мікротвердості, що виражаються в утворенні каскаду серій точок біфуркації в процесі втоми. Встановлено, що координати точок біфуркації можуть бути визначені у відповідності зі структурно-енергетичною теорією втоми.

5. Встановлено зв'язок періодичності осциляцій мікротвердості з кристалографічною орієнтацією. Отримано єдину залежність кількості циклів навантажування до виникнення базової точки біфуркації від приведених дотичних напружень.

6. Визначено кількісний зв'язок стадій процесу втоми монокристалічних сенсорів з кристалографічною орієнтацією. Отримано регресійні моделі, які дозволяють оцінити кількість циклів навантажування до утворення тріщини і тривалість її розповсюдження з урахуванням впливу кристалографічної орієнтації.

7. Розроблені рекомендації по керуванню чутливістю монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу елементів авіаційних конструкцій на базі отриманих експериментальних даних щодо впливу кристалографічної орієнтації на процес руйнування при втомному навантажуванні в кристалітах з гранецентрованими кубічними кристалічними ґратами. Визначено монокристали яких орієнтувань доцільно використовувати при виготовленні сенсорів різної чутливості.

Публікації автора:

1. Радченко А.И., Корчук Е.Ю., Карускевич М.В. Исследование инкубационного периода усталости кристаллитов алюминиевого сплава АД-1 методом микротвердости // Проблемы системного подхода в экономике:Сб.научн.тр. – К.: КМУГА, 2000. - Вып. 4. – С.171-174.

Здобувачем розроблена і апробована методика дослідження мікротвердості кристалітів алюмінієвого сплаву на інкубаційному періоді втоми.

2. Карускевич М.В., Радченко А.И., Корчук О.Ю. Орієнтаційна залежність утомленості кристалітів алюмінієвого сплаву // Вісник НАУ. - 2002. - № 2 (13). - С. 146-151.

Здобувачем визначено параметри кристалографічної орієнтації, які характеризують вплив орієнтації на кінетику втомних тріщин в сплаві системи Al-Cu-Mg.

3. Радченко О.І., Корчук О.Ю. Измерение микротвердости как способ исследования дискретных процессов при усталости монокристаллов // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Х.: ХАІ, 2002. – Вип. 34. –
С. 181-185.

Здобувачем встановлено закономірності в положенні сплесків мікротвердості кристалітів. Визначена можливість їх прогнозування за допомогою співвідношень структурно-енергетичної і дискретно-імовірносної теорій втоми.

4. Карускевич М.В., Корчук О.Ю. Діагностичні параметри втоми монокристалів // Авиационно-космическая техника и технология. – Х.: ХАИ, 2005. - Вып. 10 (26). – С. 79-83.

Здобувачем визначено вплив кристалографічної орієнтації на процес зміни мікротвердості і руйнування кристалітів сплаву АД-1.

5. Корчук О.Ю. Накопичення пошкоджень і руйнування кристалітів алюмінієвого сплаву // Вісник НАУ. - 2005. - № 3. – С. 112-116.

6. Радченко О.І., Корчук О.Ю. Зміни мікротвердості різноорієнтованих монокристалів алюмінію при втомі // Матеріали ІІІ Міжнар. наук.-техн. конф. АВІА-2001 (24-26 квітня 2001 р.). – К.: НАУ, 2001. - С.03.118-03.120.

Здобувачем проведено моніторинг мікротвердості різно-орієнтованих зерен сплаву АД-1. Виявлено каскад серій точок біфуркації процесу втоми.

7. Радченко А.И., Корчук Е.Ю., Пантелеев В.М. Оценка усталостного повреждения деталей по результатам измерений на инкубационной стадии усталости // Проблеми динаміки і міцності в газотурбобудуванні: Матеріали Міжнар. наук.-техн. конф. (9-11 жовтня 2001 р.). – К.: Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка, 2001. – С. 113-114.

Здобувачем досліджена можливість застосування неруйнівного методу мікротвердості для моніторингу стану поверхні елементів конструкцій при дії нерегулярних циклічних навантажень.

8. Корчук Е.Ю. Исследование изменения микротвердости разно-ориентированных кристаллитов алюминиевого сплава АД-1 на инкубационной стадии усталости // Наука і молодь: Матеріали наук.-техн. конф. – К.: НАУ, 2001. – С. 3.

9. Карускевич М.В., Корчук О.Ю. Вплив кристалографічної орієнтації на мікромеханічні характеристики і втомне пошкодження кристалітів алюмінієвих сплавів // АВІА-2004: Матеріали VI Міжнар. наук.-техн. конф. (26-28 квітня 2004 р.). – К.: НАУ, 2004. - С.32.17-32.20.

Здобувачем встановлено зв'язок характеристик процесу руйнування кристалітів сплаву АД-1 з мікротвердістю в зоні формування втомної тріщини.

10. Радченко А.И., Пантелеев В.М., Корчук Е.Ю., Борисов Д.И. Осцилляция физико-механических свойств металлов и сплавов при усталости // АВІА-2004: Матеріали VI Міжнар. наук.-техн. конф. (26-28 квітня 2004 р.). – К.: НАУ, 2004. - С. 32.13-32.16.

Здобувачем виявлені осциляції мікротвердості в кристалітах сплаву АД-1 на інкубаційній стадії втоми.

11. Корчук О.Ю. Вплив кристалографічної орієнтації на процес деформаційного пошкодження // Наука і молодь. – К.: НАУ, 2004. – Вип. 4. - С. 27-30.

12. Радченко А.И., Пантелеев В.М., Корчук Е.Ю., Борисов Д.И. Осцилляции свойств металлов и сплавов при усталости // Динаміка, міцність і ресурс машин та конструкцій: Тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. (1-4 листопада 2005 г.). - К.: Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка, 2005. – С. 290-291.

Здобувачем визначено, що виникнення осциляцій мікротвердості кристалітів сплаву АД-1 при різних рівнях циклічного навантажування пов’язане з сінергетичними процесами в різних кристалографічних площинах.