Розроблення нових феноменологічних моделей та узагальненого методу прогнозування ресурсу експлуатації елементів конструкцій із композиційних матеріалів з врахуванням пошкоджуваності

1. Номер державної реєстрації теми - 0109U001607
2. Науковий керівник - д.т.н., проф. Бобир М.І.
3. Суть розробки, основні результати.

Запропоновано нові теорії розрахунку ефективних напружень в металевих та композиційних (КМ) конструкційних матеріалах при складному пружнопластичному статичному і малоцикловому деформуваннях на основі концепції тензорів пошкоджуваності та з врахуванням функції пошкоджуваності. Отримано інваріанти тензорів і девіаторів пошкоджуваності та функції пошкоджуваності при пружнопластичному деформуванні конструкційного КМ, які враховують кінетику накопичення розсіяного руйнування від його зародження порогового значення до руйнування (на стадії зародження макротріщини).

Розроблено нові узагальнюючі рівняння стану та феноменологічні моделі, які описують кінетику накопичення розсіяних пошкоджень в (КМ) на стадії зародження макротріщини для умов складного технологічного та експлуатаційного термосилового навантажень що лежать в основі методу прогнозування ресурсу експлуатації деталей та елементів конструкцій. Встановлено вплив виду напруженого стану на знаки першого інваріанта тензора напружень та закономірності накопичення розсіяних пошкоджень в конструкційних матеріалах. Розроблено та обґрунтовано новий критерій руйнування КМ (на стадії зародження макротріщини) , який враховує вплив характеристик компонентів на міцність та довговічність по параметру мало циклової втоми. При цьому враховується складність та нестаціонарність експлуатаційного навантаження . Розроблені методики визначення параметрів узагальненої феноменологічної моделі пошкоджуваності та критерію руйнування на стадії зародження макротріщини в анізотропному КМ. Проведений комплекс експериментально – теоретичних досліджень по визначенню границь використання розробленої моделі розсіяного руйнування та відповідного критерію для умов статичного та програмного мало циклового режимів навантаження при плоскому напруженому стані (розтяг – стиск – реверсивне кручення). Встановлено закономірності впливу параметрів анізотропії конструкційного КМ на кінетику накопичення пошкоджень з врахування швидкості навантажень (деформувань).

Розроблено метод та програмне забезпечення (на базі методу скінченних елементів) по прогнозуванню ресурсу експлуатації з врахуванням кінетики розсіяного руйнування деталей та елементів конструкцій .