Введение
1. Усталостное разрушение поликристаллических конструкционных материалов 8
1.1. Стадии усталостного разрушения поликристаллических конструкционных материалах 8
1.2. Анализ известных моделей усталостного разрушения поликристаллических материалов 10
1.2.1. Основные направления моделирования 10
1.2.2. Модели, использующие подходы механики рассеянных повреждений 11
1.2.3. Модели, использующие подходы механики усталостного разрушения 15
1.2.4. Модели, учитывающие динамику структурных дефектов 28
1.3. Анализ известных подходов к прогнозированию длительной прочности лопастей гребных винтов 31
1.4. Выводы по материалам проведенного анализа 37
2. Экспериментальное исследование прочностных характеристик сплава БрАЖНЮ-4-4 40
2.1. Экспериментальное оборудование и методы проведения испытаний 40
2.1.1. Испытательные машины, принцип действия и технические характеристики 40
2.1.2. Экспериментальные образцы, технология изготовления и подготовки 46
2.2. Химический состав и микроструктурные характеристики исследуемого сплава 49
2.3. Экспериментальное изучение статической прочности исследуемого сплава 55
2.3.1. Механические свойства сплава в условиях одноосного растяжения 55
2.3.2. Механические свойства сплава в условиях осесимметричного кручения 57
2.4. Экспериментальное изучение циклической прочности исследуемого сплава 59
2.4.1. Механические свойства сплава в условиях одноосного растяжения (сжатия) 59
2.4.2. Механические свойства сплава в условиях осесимметричного кручения 63
2.4.3. Трещиностойкость сплава в условиях одноосного растяжения (сжатия) 66
2.4.4. Долговечность сплава в условиях кругового изгиба 72
2.5. Определение кинетических параметров развития усталостных трещин 74
3. Математическая модель протекания усталостного разрушения в сплаве БрАЖНЮ-4-4 82
3.1. Базовые положения предлагаемой модели 82
3.2. Общий вид предлагаемой модели 83
3.3. Развитие усталостного разрушения в «критической плоскости сдвига» 86
3.4. Развитие усталостного разрушения в «критической плоскости отрыва» 91
3.5. Развитие усталостного разрушения в «плоскости перехода» 94
3.6. Моделирование влияния микроструктуры материала 98
3.7. Определение конечных соотношений предлагаемой модели 104
3.8. Определение положения плоскостей развития усталостного разрушения 107
3.9. Методика применения предлагаемой модели 114
3.10. Прогнозирование кинетики усталостных повреждений в сплаве БрАЖНІ 0-4-4 119
4. Применение разработанной математической модели при прогнозировании длительной прочности лопастей гребных винтов 125
4.1. Построение пространственных геометрических моделей исследуемых судов 125
4.2. Гидродинамический анализ работы лопасти гребного винта в потоке жидкости 128
4.2.1. Построение пространственных расчетных моделей взаимодействия потока жидкости с исследуемыми судами 128
4.2.2. Численный расчет обработка результатов гидродинамического анализа 132
4.3. Анализ напряженно-деформированного состояния лопасти гребного винта в потоке жидкости 139
4.3.1. Построение пространственных расчетных моделей нагружения лопастей гребных винтов 139
4.3.2. Численный расчет и обработка результатов прочностного анализа 140
4.4. Прогнозирование кинетики усталостных повреждений в -лопасти гребного винта в потоке жидкости 149
Заключение 153
