Проекты

1. III.23.3.2..Научное обоснование и развитие ресурсосберегающих технологий для формообразования деталей из материалов с усложненной реологией при медленных режимах деформирования
(Рук.: Леган М.А.)
Номер проекта в ИСГЗ ФАНО: 0308-2016-0014
Регистрационный номер: АААА-А17-117021650053-9

Цель работы: экспериментальное исследование нестационарных процессов деформирования современных металлических материалов в условиях ползучести и влияния предварительной обработки на ресурс деталей. Определение рациональных температурно-скоростных режимов деформирования материалов со сложными реологическими свойствами. Построение критериев разрушения, учитывающих влияние предварительного необратимого деформирования на прочность материалов при неоднородном напряженном состоянии.

Основные результаты:

Получено удовлетворительное соответствие экспериментальных данных и результатов численного расчета изгиба балок из титанового сплава АБВТ20 в режиме ползучести с учетом длительности воздействия температуры 750С и различия свойств ползучести при растяжении и сжатии.

Смоделировано кручение круглых образцов, вырезанных из трансверсально-изотропного сплава с пониженной сопротивляемостью деформациям ползучести в направлении под углом 45º к направлению нормали плиты. Получены нижняя и верхняя оценка скорости угла закручивания на основе принципов минимума полной мощности и дополнительного рассеяния.

Определены оптимальные параметры (время и количество этапов) технологического процесса формообразования толстых плит толщиной 40 мм на установке УФП-1М из сплавов марок В95 (аналог 7475) и В-1461 (аналог 2099) в режимах ползучести и близких к сверхпластичности. Получена оценка механических свойств материала после технологического процесса и термообработки.

Сравнение экспериментальных данных по разрушению образцов из эбонита с результатами численных расчетов на основе локального критерия максимальных напряжений и нелокальных критериев разрушения (градиентного критерия и критерия Нуизмера) показало, что нелокальные критерии приводят к более близким к эксперименту значениям предельных нагрузок.

Экспериментально получена предельная нагрузка при разрушении для задачи изгиба круглых свободно опёртых по контуру пластин диаметром 20 мм изготовленных из порошков железа и алюминия посредством реакционного искрового плазменного спекания при 700, 800 и 900°С под действием контактной нагрузки, приложенной в центре пластины путем вдавливания стального шара диаметром 6 мм, выполнен аналитический и численный анализ напряженно-деформированного состояния в программном комплексе ANSYS 17.2.

2. III.23.3.2..Научное обоснование и развитие ресурсосберегающих технологий для формообразования деталей из материалов с усложненной реологией при медленных режимах деформирования
(Рук.: Леган М.А.)
Номер проекта в ИСГЗ ФАНО: 0308-2016-0014
Регистрационный номер: АААА-А17-117021650053-9

Установлено, что технология холодного динамического напыления, которое получается за счет центробежного ускорения частиц в вакууме, позволяет получить покрытие с более высокими прочностными характеристиками по сравнению с технологией плакирования.

Исследовано влияние технологии на деформационные характеристики образца при периодическом нагружении и образование полос скольжения в зеренной структуре покрытий образцов.

На основе экспериментальных данных о циклическом кручении толстостенных образцов из сплава Д16Т выполнены идентификация параметров и валидация модифицированой модели циклического разрушения, учитывающей кинематическое упрочнение, повреждаемость и анизотропию при ползучести.

Развиты модели, на основе трансформированного пространства напряжений, учитывающие разносопротивляемость растяжению и сжатию при ползучести.

Получено удовлетворительное соответствие данных эксперимента при T=700°C и результатов моделирования при кручении сплошных образцов, вырезанных в направлении нормали плиты из слабо анизотропного и разносопротивляющегося растяжению и сжатию сплава Ti-Al-Sn-V.

Проведено численное моделирование процессов нагрева, деформирования и разрушения при ползучести от расплава кориума корпуса реактора ВВЭР-600 средней мощности, при варьировании величины избыточного давления внутри корпуса и условий внешнего охлаждения.

Рассмотрены сценарии аварий. Для моделирования разрушения в условиях контактного взаимодействия при вдавливании стальных шаров в стеклянные образцы применялись локальный критерий максимальных напряжений и нелокальные критерии разрушения: критерий средних напряжений, критерий Нуизмера и градиентный критерий. Показано, что градиентный критерий позволяет получить наиболее близкие к экспериментальным данным значения радиуса кольцеобразной трещины.