Корчук Олена Юріївна. Вплив кристалографічної орієнтації кристалітів сплаву АД-1 на процеси руйнування при втомному навантаженні

brief description

Корчук Олена Юріївна. Вплив кристалографічної орієнтації кристалітів сплаву АД-1 на процеси руйнування при втомному навантаженні : Дис... канд. наук: 05.02.09 2007

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 іQ-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.