Page 41 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

39

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по
специальности 05.02.10 – диагностика материалов и конструкций. – Физико-механи-
ческий институт им. Г. В. Карпенко НАН Украины, Львов, 2018.

Работа посвящена разработке методов исследования замедленного разрушения
материалов и элементов конструкций с трещинами ползучести под влиянием длительной
механической (статической и циклической) нагрузки, маневренного режима ее изменения
и физико-химических эксплуатационных факторов (температуры, водородсодержащей и
коррозионной среды, нейтронного облучения), а также их диагностирования методом
акустической эмиссии (АЭ). Разработка методов базируется на сформулированном в
работе общем энергетическом подходе, который дает возможность устанавливать
кинетику роста трещин и определять период их докритического развития под действием
на элемент конструкции различных эксплуатационных факторов.

На основании энергетического подхода и основных концепций метода АЭ
получены расчетные модели для аналитического описания замедленного разрушения
материалов и элементов конструкций в условиях эксплуатации, записанные в
параметрах сигналов АЭ. Аналогичные зависимости получены в методике постро-
ение кинетических диаграмм роста трещин ползучести и водородо-механических
трещин. Разработан аналитический декодер перевода кинетических диаграмм
“интенсивность событий АЭ–коэффициент интенсивности напряжений (КИН)” в
кинетические диаграммы “скорость распространения трещины ползучести–КИН”.

Обобщенно математическую модель определения периода докритического роста
трещин высокотемпературной ползучести в случае плоских трещин с произвольным
контуром в трехмерных телах при длительной статической нагрузке.

Разработаны новые расчетные модели оценки влияния водородосодержащих и
коррозионных сред, нейтронного облучения на долговечность (остаточную долго-
вечность) элементов конструкций под действием длительных статических и
переменных во времени нагрузок, а также повышенных температур. При этом
принимали, что основным механизмом разрушения является высокотемпературная
ползучесть (ее диффузионный механизм), которая интенсифицируется упомянутыми
физико-химическими факторами. На конкретных примерах получены расчетные
числовые данные влияния силовых и физико-химических факторов на остаточный
ресурс элементов конструкций.

Построено аналитические модели исследования кинетики распространения
трещин (усталостных и высокотемпературной ползучести) в двухслойных пластинах
и определена на этой основе их остаточная долговечность. Применяя полученное
уравнение кинетики изменения водородной трещины через параметры сигналов АЭ,
которые их сопровождают, и параметры сверхвысокой концентрации водорода,
исследовано расслоение на границе сплавления основного металла и наплавки стенки
реактора гидрокрекинга нефти.

На основании энергетического подхода разработаны методы оценки остаточного
ресурса элементов энергетического оборудования при маневренном режиме эксплу-
атации. На примере расчета диска ротора паровой турбины установлены диапазоны
количества циклов смены нагрузки (пусков-остановок) на которых маневренный
режим целесообразно заменять стационарным или малоцикловой усталостью.