Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2007, №03

2007 №03 (01)

2007 №03 (03)

---

Журнал «Техническая диагностика и неразрушающий контроль», № 3, 2007 г., с. 18-25

Підходи до оцінки руйнування включень в твердому тілі (Огляд)

В.Р. Скальський, О.М. Сергієнко, Ю.С. Окрепкий

Фіз.-мех. ін-т ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів

Реферат
Проведено аналіз і синтез результатів досліджень моделювання процессів руйнування включень в твердому тілі, зокрема чавунів. Описано теоретично-експериментальні підходи до оцінки механізмів руйнування. Показано деякі закономірності, зміни фізико-механічних властивостей чувуна з різною формою графіту і типом матриці. Окремо проаналізована доцільність знастосування метода АУ в дослідженнях зародження і розвитку руйнування чавуна в умовах квазистатичного навантаженняя і відзначена висока еффективність цього методу нерайнівного контролю.

Список литературы

1. Сулим Г. Т. Влияние формы тонкостенного включения на концентрацию напряжений в пластине // Физ.-хим. механика материалов. — 1981. — № 3. — С. 64–68.
2. Сулим Г. Т. Антиплоская задача для системы линейных включений в изотропной среде // ПММ. — 1981. — 45, № 2. — С. 308–318.
3. Грилицький Д. В., Сулим Г. Т. Напряженное состояние кусочно однородной плоскости с тонкостенным упругим включением конечной длины // Прикл. механика. — 1972. — 8, № 11. — С. 58–65.
4. Канаун С. К. Тонкий дефект в однородной упругой сре де. Исследование по теоретическим основам расчета строительных конструкций // Межвуз. темат. сб. тр. ЛИ СИ. — 1983. — С. 75–84.
5. Панасюк В. В., Андрейкив А. Е., Стадник М. М. Пружна рівновага необмеженого тіла з тонким включенням // Доп. АН УРСР. Сер. А. — 1976. — № 7. — С. 636–639.
6. Підстригач Я. С. Умови стрибка напружень і пе реміщень на тонкостінному пружному включенні в суцільному середовищі // Там же. — 1982. — № 12. — С. 29–31.
7. Силованюк В. П. Жесткое пластическое включение в уп ругом пространстве // Физ.-хим. механика материалов. — 1984. — № 5. — С. 80–84.
8. Панасюк В. В., Стадник М. М., Силованюк В. П. Концен трация напряжений в трехмерных телах с тонким вклю чением. — Киев: Наук. думка, 1986. — 216 с.
9. Стадник М. М. Об одном методе приближенного решения трехмерной упругой задачи для тела с тонким включением // Физ.-хим. механика материалов. — 1988 — № 1. — С. 53–65.
10. Стадник М. М. Интегро-дифференциальные уравнения трехмерной задачи теории упругости для тела с систе мой тонких включений // Там же. — 1984. — № 1. — С. 15–21.
11. Стадник М. М., Андрейкив А. Є. Прочность материалов, содержащих системы тонких включений // Там же. — 1986. — № 1. — С. 29–35.
12. Силованюк В. П. Руйнування попередньо напружених і трансверсально-ізотропних тіл із дефектами // НАН Ук раїни. Фіз.-мех. ін-т ім. Г. В. Карпенка. — 2000. — 300 с.
13. Чобаняк К. Р., Хаикяк А. С. Плоское деформированное состояние упругого тела с тонкостенным гибким вклю чением // Изв. АН АрмССР. — 1967. — № 6. — С. 19– 29.
14. Грилицький Д. В., Сулим Г. Т. Периодическая задача для упругой плоскости с тонкостенным включением // ПММ — 1975. — 39, № 3. — С. 520–529.
15. Chez R. Equilibre mecanique et de forme de petits cristaux // Helvetica phys. Acta. — 1968. — 41, № 3. — P. 287–309.
16. Солтыкова О. В., Черепанов Г. П. Некоторые задачи не однородной теории упругости // Физ.-хим. механика ма териалов. — 1974. — № 3. — С. 539–550.
17. Грилицький Д. В., Опанасович В. К., Тисовський Л. О. Упругое состояние пластины с круговой шайбой и пря молинейным включением // ПММ. — 1982. — № 6. — С. 993–1000.
18. Александров В. М. Мхитарян С. М. Контактные задачи для тел с тонкими покрытиями и прослойками. — М.: Наука, 1983. — 487 с.
19. Мовчан А. Б., Назаров С. А. Асимптотика НДС вблизи пространственного пикообразного включения // Механи ка композит. материалов. — 1985. — № 5. — С. 792– 800.
20. Предельно-равновесное состояние упругопластических тел с тонкими включениями, подвергающихся воздейс твию температурных и силовых факторов / В. В. Пана- сюк, А. Е. Андрейкив, М. М. Стадник, Я. Ю. Морозович // Тез. докл. I Всесоюз. конф. «Механика неоднородных структур». Львов, 6–8 сент. — 1983, Киев: Наук. думка, 1983. — С. 170–171.
21. Хай М. В. Інтегральні рівняння задачі про визначення напружень в тілі з тонким чужорідним включенням // ДАН УРСР Сер. А. — 1984. — № 3. — С. 43–46.
22. Хай М. В. Визначення температурних полів і напружень в тілах з тонкими теплопровідними включеннями // Там же. — 1984. — № 11. — С. 48–52.
23. Стадник М. М., Морозович Я. Ю. Термоупругая задача для выпуклого многогранника с системой тонких вклю чений // Физ.-хим. механика материалов. — 1986. — № 2. — С. 39–43, № 3. — С. 89–96.
24. Кит Г. С., Емец В. Ф., Кунец Я. И. Асимптотическое по ведение задачи рассеяния упругой волны тонкостенным инородным включением // Известия РАН. Механика твердого тела. — 1999. — № 3. — С. 55–64.
25. Порховський В. В., Кунець Я. І. Дифракція імпульсів пружних хвиль тонкими слабкими неоднорідностями // Мат. методи та фіз.-мех. поля. — 1999. — 42, № 2. — С. 168–174.
26. Кунець Я. І., Матус В. В., Міщенко В. О. Дистанційне визначення фізико-механічних параметрів тонкостінних дефектів // Фіз.-хім. механіка матеріалів. — 2000. — № 5. — С. 117–118.
27. Стадник М. М. Метод розв’язування тривимірних тер мопружних задач для тіла з тонким включенням // Там же. — 1994. — № 6. — С. 30–40.
28. Бережницький Л. Т., Панасюк В. В., Стащук Н. Г. Взаимо действие жестких линейных включений и трещин в дефор мируемом теле. — Киев: Наук. думка, 1983. — 228 с.
29. Hardiman N. J. Tlliptic elastc inclusion in an infinite elastic plate // Quart. J. Mech. And Math. — 1954. — 7, № 2. — P. 25–43.
30. Труш И. И., Панасюк В. В., Бережницкий Л. Т. О вли янии формы включения на начальную стадию разруше ния двухкомпонентных композиционных материалов // Физ. хим. механика материалов. — 1972. — № 6. — С. 48–53.
31. Черепанов Г. П. Механика разрушения композиционных материалов. — М.: Наука, 1983. — 296 с.
32. Мусхелисшвили Н. И. Некоторие основные задачи мате матической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 636 с.
33. Statische und dynamische Festigkeitswerte zeigen das mog- liche Potenzial von unlegiertem Gusseisen mit Lamelleng- raphit // Konstr. — Giessen. — 2004. — 29, № 3. — S. 12– 15.
34. Колодезный Л. А., Козырев Г. В., Митерев Г. И. Сравни тельная оценка работы распространения трещины в вы сокопрочных чугунах и сталях / Алтайск. гос. техн. ун-т. Резервы пр-ва. строит. матер. — Барнаул, 1999. — С. 159–163.
35. Wieland R. Uber die Geschichte des Eisennbaus und das En- tstehen des Konstruktiven Ingenieurbaus. Stahlbau — 2001. — 70, № 9. — 628 p.
36. ГОСТ 25.506–85. Методы механических испытаний ме таллов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 62 с.
37. Hakan C., Bahadir U., Tevfik A. The effect of yield strength mismatch on the fracture behavior of welded nodular cast iron / 13 Intern. Conf. on the Strength of Materials, Buda pest, 25–30 Aug. 2003. — № 1. — З. 387–389; 2004. — № 2. — P. 357–360.
38. Структура та опір руйнуванню залізовуглецевих сплавів / О. П. Осташ, І. П. Волчок, О. Б. Колотілкін та ін. // НАН України. Фіз.-механіч. ін-т ім. Г. В. Карпенка, 2001. — 272 с.
39. Красовский А. Я., Калайда В. В. Прочность и трещинос- тойкость чугунов с шаровидным графитом. — Киев: На ук. думка, 1989. — 136 с.
40. Рост усталостной трещины в чугунах. II. Серый и ков кий чугуны / О. Н. Романив, А. Н.Ткач, Т. Я. Юськив и др. // Физ.-хим. механика материалов. — 1990. — № 3 — С. 33–40.
41. Андрейко І. М., Осташ О. П., Попович В. В. Вплив мікроструктури на міцність i циклічну тріщиностійкість чавунів // Те саме. — 2002. — № 5. — С. 48–56.
42. Мониторинг процесса разрушения серых чугунов мето дом лазерной спекл-интерферометрии / А. П. Владими ров, С. В. Смирнов, С. В. Гладковский // Тез. 3-й Между нар. конф. «Микромеханизмы пластичности, разруше ния и сопутствующих явлений» (MPFP) на базе 41-го Междунар. семинара «Актуальные проблемы прочнос ти», Тамбов, 23–27 июня, 2003. — Тамбов: Изд-во ТГУ, 2003. — С. 131–132.
43. Колотілкін О., Нагорний Ю. Вплив графітної фази на механізм руйнування FeC сплавів // Машинознавство. — 2004. — № 2. — С. 49–51.
44. Бережницький Л. Т., Панасюк В. В., Стащук Н. Г. Взаи модействие жестких включений и трещин в деформиру емом теле. — К: Наук. думка, 1983. — 288 с.
45. Колотілкін О. Взаємозв’язок між концентрацією напру ження біля включення графіту і властивістю FeC сплавів // Машинознавство. — 2000. — № 10. — С. 9–14.
46. Мельников В. П., Садовский Е. А. Влияние графита на прочность серого перлитного чугуна в крупных отлив ках // Литейн. пр-во. — 1994. — № 8. — С. 7–8.
47. Haenny L., Zambelli G. The Role of the Matrix Graphite In teraction in the Tensile Behavior of Grey Cast Iron // Engi neering Fracture Mechanics. — 1984. — 19, № 1. — P. 113–121.
48. Лисак Н. В., Скальський В. Р., Сергиенко О. Н. Исполь зование метода акустической эмиссии для исследования разрушения чугунов // Техн. диагностика и неразруш. контроль. — 1989. — № 3. — С. 37–45.
49. Вязкость разрушения високопрочных материалов / Под. ред. М. Л. Берштейна. — М.: Металургия, 1973. — 309 с.
50. Буденков Г. А., Новожилов В. А., Шабалин В. Г. Ультраз вуковой метод контроля твердости поверхности изделий из чугуна // Дефектоскопия. — 1992. — № 8. — С. 18– 23.
51. Коваленко А. В., Лебедев А. А. Определение твердости чугуна акустическим методом // Там же. — 1992. — № 8. — С. 31–33.
52. Вакуленко И. А., Надеждин Ю. Л. О связи скорости сче та импульсов акустической эмиссии с параметрами де формационного упрочнения углеродистой стали // Там же. — 1992. — № 12. — С. 49–53.
53. Воронкова Л. В. Влияние структуры чугуна на скорость и коэффициент затухания ультразвука // Там же. — 1991. — № 12. — С. 18–23.
54. Воронкова Л. В., Воронков В. А. Спектральный метод оп ределения твердости чугуна // Там же. — 1990. — № 6. — С. 24–28.
55. Бронфин Б. М., Емельянов А. А., Пышминцев И. Ю. Мик роструктурные аспекты вязкости разрушения и сопро тивления усталости высокопрочных сталей // Физ.-хим. механика материалов. — 1991. — № 5. — С. 95–97.
56. Губенко С. И. Природа всплесков микронеоднородной деформации в стали с неметаллическими включениями // Там же. — 1999. — № 2. — С. 53–59.
57. Андрейко І. М. Особливості втомного руйнування графітових включень у чавунах і сталях // Те саме. — 2003. — № 1. — С. 111–112.
58. Влияние формы графитовых включений на концентра цию напряжений и механические свойства чугуна / И. П. Волчок, М. М. Стадник, В. П. Силованюк, та ін. // Там же. — 1984. — № 3 — С. 89–92.
59. Юзвак В. М., Волчок И. П. Влияние включений графита на механические свойства чугуна // Литейн. пр-во. — 1981. — № 2. — С. 7–8.
60. Контроль формы графита и структуры металической ос новы в отливках из чугунов различного назначения / И. А. Кузнецов, С. С. Родионова, Э. С. Горкунов, и др. // Дефектоскопия. — 1996. — № 9. — С. 3–15.
61. Магнитный метод контроля формы графита в чугунах / И. А. Кузнецов С. В. Кочевых, С. С. Родионова и др. // Тез. докл. XII Всесоюз. науч.-техн. конф. «Неразрушаю щие физические методы контроля». Свердловск, 1990. — С. 157–158.
62. Горкунов Э. С., Сомова В. М., Ничипурук А. П. Магнит ные свойства и методы контроля структуры и прочност ных характеристик чугунных изделий (Обзор) // Дефек тоскопия. — 1994. — № 10. — С. 54–83.
63. Скальський В. Р., Коваль П. М. Акустична емісія під час руйнування матеріалів, виробів і конструкцій. Методо логічні аспекти відбору та обробки інформації. — Львів: Сполом, 2005. — 396 с.
64. Методические особенности определения статической трещиностойкости чугунов / А. Н. Ткач, Н. В. Лысак, Т. Я. Юськив и др. // Физ.-хим. механика материалов. — 1988. — № 1. — С. 68–73.
65. Skalsky V. R., Okrepkij Yu. S., Plakhtij R. M. Acoustic emis sion during cast-irons fracture // Proc. Int. III Sympoz. Mec- haniki Zniszczenia Materialow i Konstrukcji, Augustow 1–4 czerwca 2005. — Poland. Bialostock, 2005. — P. 369–371.
66. Косников Г. А. Теория и технология получения чугунов с повышенной вязкостью разрушения: — Автореф. дис. … докт. техн. наук. — Ленинград, 1985. — 39 с.
67. Morgner W., Heyse H. Untersuchung der Bruchkinetik von GGL // Neue Hutte. — 1981. — 26, № 8. — S. 313–314.
68. Xu Chi, Rui-Zhen. Fracture toughness and fatique of fracture of kare earth-magnesium ductile iron // AFS. International Casting Metals Journal. — 1979. — 4, № 3. — P. 21–28.
69. Связь акустической эмиссии с кинетикой и микромеха низмом усталостного разрушения высокопрочной стали мартенситной структуры / О. Н. Романов, Е. И. Кирилов, Ю. В. Зима, Г. Н. Никифорчин // Физ.-хим. механика ма териалов. — 1987. — 23, № 2. — С. 51–55.
70. Annual Book of ASTM Standards, E-399-72. — USA, 1972. — 1100 p.
71. Кудряшов В. Г. Методика оценки истинности определяе мого параметра вязкости разрушения // Завод. лаб. — 1975. — № 11. — С. 1388–1390.
72. Иванова В. С., Ботвина Л. Р., Маслов Л. И. Фрактогра фический метод определения вязкости разрушения при пластической деформации пластических металлических материалов // Там же. — 1975. — № 8. — С. 1007–1010. 73. Kassem M. A. Fracture Toughness testing with Small Tes- tpieses. — Welding Research International. — 1974. — № 4. — P. 28–40.
74. Панасюк В. В., Андрейкив А. Е., Лысак Н. В. Акустичес кая эмиссия субкритически растущих трещин // Тез. докл. I Всесоюз. конф. «Акустическая эмиссия материа лов и конструкций». — Ростов. гос. ун-т, 1984. — Ч. I. — С. 229–230.
75. Микитишин С. И., Сергиенко О. Н. Использование пара метров акустической эмиссии для оценки разрушения материалов // Там же. — С. 230–232.

---

Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution Non-Commercial 4.0 International (CC-BY-NC).