о НИР "Механика материалов и конструкций" по теме "Ползучесть и длительная прочность элементов конструкций в условиях нестационарного сложного напряжённого состояния с учетом факторов агрессивной среды и поверхностного пластического упрочнения"

Цель: решение научной проблемы обеспечения безопасной эксплуатацииответственных материалов и элементов конструкций, находящихся при воздействии высоких температур, нестационарных во времени условиях нагружения, влияния агрессивных сред с учетом фактора поверхностного пластического деформирования. Степень важности безопасной эксплуатации ответственных конструкций, применяемых в различных отраслях промышленности и в транспорте, в том числе используемых в нефтехимическом машиностроении и атомной энергетике, не подлежит сомнению, а нарушения в этих областях могут приводить к техногенным авариям и, как следствие, - к возможным экологическим катастрофам.Глобальная задача: обеспечение техногенной безопасности. Как правило, эксплуатация элементов конструкций ответственного назначения при повышенных температурах приводит к необходимости учета реологических процессов в материалах конструкций, в частности, учета процессов ползучести, сопровождающихся накоплением повреждений. Эти процессы влияют на их длительную работоспособность. Задача моделирования и прогнозирования процесса постепенного разрушения материалов и элементов конструкций в процессе длительного высокотемпературного нагружения представляет собой конкретную актуальную научную проблему, на решение которой направлено исследование. Предлагаются новые идеи и новые подходы к моделированию указанных явлений. Развиваются определяющие и кинетические соотношения для моделирования стационарного и нестационарного сложного напряженного состояния, в том числе с учетом влияния агрессивной среды на материалы и элементы конструкций. Введены в указанные соотношения векторный параметр накопления повреждений и использование дробно-степенных моделей ползучести и длительной прочности, имеющих в своем составе физически и механически обоснованное предельное напряжение. Такой подход позволяет произвести моделирование напряженно-деформированного состояния и определить время до разрушения типовых элементов конструкций, находящихся в указанных условиях эксплуатации. Дополнительный учет влияния агрессивной среды на длительные деформационно-прочностные характеристики материалов и элементов конструкций будет учитываться введением в модель функций от концентрации элементов среды в материале. Для идентификации материальных констант и функций будут проведены не имеющие аналогов эксперименты на стационарное и нестационарное сложное напряженное состояние в процессе ползучести образцов тонкостенных трубок из титанового сплава ВТ6 с предварительно внедренным в них водородом. Такой уточненный подход определения реологических характеристик,несомненно, актуален и необходим для оптимального расчета и проектирования ответственных элементов конструкций, в том числе для оценки ползучести и релаксации поверхностно упрочненных элементов конструкций. Подготовлена к печати и сдана в редакцию журнала «Вестник Самарского государственного технического ун-та. Серия Физ.-мат. науки» статья, представляющая собой аналитический обзор основных публикаций отечественных и иностранных ученых о ползучести и длительной прочности металлов при нестационарных сложных напряженных состояниях за последние 60 лет. Проведено теоретическое исследование ползучести и длительной прочности металлов при нестационарных сложных напряженных состояниях. Изготовлены образцы в виде тонкостенных цилиндрических трубок для механических испытаний в 2020 г. в количестве 50 шт. Работы проведены по договору с Научно-исследовательским физико-техническим институтом Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского. В рамках Соглашения с кафедрой “Материаловедение и технология обработки материалов (МиТОМ)” Национального исследовательского университета “Московский авиационный институт” проведено диффузионное насыщение водородом трубчатых образцов из титанового сплава в количестве 35 образцов.