Дослідження впливу структурних неоднорідностей на міцність зварних з’єднань функціонально-градієнтних матеріалів

Анотація

Розглядається  вплив  дефектів  на  механічні  властивості з’єднань функціонально-градієнтних матеріалів, який залежить від їх форми, умов експлуатації, та характеру навантаження. Наявність дефектів  у  зварних  з’єднаннях  суттєво  знижують  робочу  здатність  конструкцій,  а  при  певних  умовах  можуть  привести  до  їх руйнування.  Проблема  міцності  конструкцій,  які  мають  зварні  з’єднання  пов’язана  з  встановленням  локальних концентраторів напружень біля дефектів типу тріщин, в яких напруження значно перевищують середні значення. Для визначення міцності зварних з’єднань  і  встановлення  вимог  які  пред’являються  до  їх  якості  побудована математична  модель,  яка  дозволяє  досліджувати  вплив найбільш вірогідних дефектів на міцність з’єднань. Врахування дефектності, що мають місце у зварювальних з’єднаннях на несучу здатність конструкцій можна реалізувати основним критерієм локального руйнування К1с та дією експлуатаційних навантажень. По знайденому із моделі значенню коефіцієнта інтенсивності напружень та величині теплового потоку, що діє на конструкцію і завдяки якому у з’єднанні формуються напруження, можна визначити граничні значення розміру дефекту, при якому цей дефект залишиться у стані рівноваги без формування із нього магістральної тріщини. Адекватність одержаних теоретичним шляхом результатів досліджень перевірялась  на  міцності  зварних  з’єднань  алюмінієвих  сплавів  з  урахуванням  наявності  в  них  гарячих  тріщин.  Деформаційне зміцнення зварних з’єднань, яке відбувається у високоміцних складних легованих алюмінієвих сплавів сприяє пониженню їх міцності в зв’язку з появою у них інтерметалідних фаз, а також не проварів.