Page 3 - Міністерство освіти і науки України

1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сплави з пам'яттю форми (СПФ) є функціональними
матеріалами, які характеризуються ефектом пам’яті форми і надпружністю. В основі
ефекту пам'яті форми лежить явище зворотного мартенситно-аустенітного
перетворення. Завдяки цим властивостям та біосумісності вони широко
застосовуються в медицині, а також біоінженерії, аерокосмічній, машинобудівній та
інших галузях. В будівельній це елементи пристроїв для зменшення динамічних
навантажень на будівельні та інженерні споруди під час землетрусів.
Під час експлуатації елементи конструкцій з СПФ піддаються циклічному
навантаженню, в багатьох випадках зі змінною амплітудою, дії наводнювальних
середовищ, що може призводити до передчасної втрати функціональних
властивостей, накопиченню втомних пошкоджень і їх руйнуванню. Відомо, що NiTi
СПФ завдяки своїй надпружності та оборотним перетворенням демонструють
високий опір малоцикловій втомі, перевершуючи традиційні метали/сплави, проте
мають лише помірну стійкість до багатоциклової втоми. Усталені для традиційних
сплавів закономірності їх механічної поведінки можуть при дослідженні
псевдопружних СПФ порушуватися через вплив напружено-деформованого стану
металу і водню на інтенсивність аустенітно-мартенситного перетворення.
Не зважаючи на численні дослідження впливу асиметрії циклу навантаження на
втомну довговічність СПФ із використанням силових, деформаційних і енергетичних
критеріїв руйнування (W. Predki, S. Mammano, R. Matsui, F. Casciati, Z. Moumni, Y.
Kim, K. Melton, S. W. Robertson та ін.), ці підходи потребують подальшого
обґрунтування, зокрема взаємозв’язку між зміною функціональних властивостей і
конструкційною втомою. Лише одиничні праці присвячені проблемам прогнозування
втомної довговічності за змінної амплітуди навантаження (M. J. Mahtabi,
N. A. Shamsaei).
При експлуатації псевдопружних СПФ за різних кліматичних температур
необхідно враховувати інтенсивність аустенітно-мартенситного перетворення, яка
визначається різницею між температурами його завершення і експлуатації та
додатково до чисто температурних ефектів буде впливати на їх механічну поведінку.
Тому актуальною є проблема дослідження впливу водню на механічну поведінку
СПФ, температури і асиметрії циклу навантаження на функціональну та
конструкційну втому, розвиток моделей втомного руйнування й методів
прогнозування довговічності СПФ за сталої та змінної амплітуди навантаження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу
виконано в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана
Пулюя МОН України в рамках бюджетних тем згідно з тематичними планами
наукових досліджень. Автор керував темою “Розроблення методів прогнозування
довговічності сплавів з ефектом пам'яті форми за змінної амплітуди навантаження”
(№ держреєстрації 0117U002244, 2017–2019 рр.) та брав участь як виконавець робіт
“Вплив конструктивно-технологічних та експлуатаційних факторів на довговічність
силових конструктивних елементів крила транспортного літака з функціональними