Методом лазерной двухэкспозиционной спекл-фотографии регистрировались пространственно-временные распределения локальных компонент тензора дисторсии при активной деформации сжатием квазипластичных материалов – горных пород. Получены картины локализации деформации, рассмотрены особенности макроскопической неоднородности деформации при неупругом поведении материала. Произведено сравнение полученных результатов медленных волновых процессов при деформировании соляных пород и ионных кристаллов. Установлен автоволновой характер развития локализованной пластической деформации при сжатии образцов из горных пород (сильвинита, мрамора и песчаника) и щелочно-галоидных кристаллов (NaCl, KCl, LiF), деформирующихся за счет различных микромеханизмов. Полученные результаты подчеркивают сходство картин локализации в моно- и поликристаллах металлов и сплавов. Скорость распространения автоволн, возникающих в образцах при сжатии, составляет ~10^-5…10^-4 м/с (0,3…3 км/год), и близка к скорости медленных волн, наблюдавшихся в земной коре после землетрясений или горных ударов. Обнаружение медленных волновых процессов пластически деформируемых соляных горных пород и ионных кристаллов, связанных с процессами самоорганизации в деформируемых средах,  должны учитываться при интерпретации геологических явлений: формировании сбросов, разломов, складок.

Ключевые слова: пластическая деформация, локализация, спекл-фотография, автоволны, горные породы, щелочно-галоидные кристаллы.

Баранникова Светлана Александровна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: bsa@ispms.tsc.ru).

Горбатенко Вадим Владимирович (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: gvv@ispms.tsc.ru).

Надежкин Михаил Владимирович (Томск, Россия) – инженер лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4,
e-mail: Nadjozhkin@ispms.tsc.ru).

Зуев Лев Борисович (Томск, Россия) – доктор физико-мате­ма­тических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: lbz@ispms.tsc.ru).

1. Зуев Л.Б., Данилов В.И, Баранникова С.А. Физика макролокализации пластического течения. – Новосибирск: Наука, 2008. – 327 с.

2. Баранникова С.А., Надежкин М.В., Зуев Л.Б. О локализации пластического течения при сжатии кристаллов NaCl и KCl // ФТТ. – 2009. – Т. 51, № 6. – С. 1081–1086.

3. Баранникова С.А., Надежкин М.В., Зуев Л.Б. О локализации пластической деформации при сжатии кристаллов LiF // ФТТ. – 2010. – Т. 52, №7. – С. 1291–1294.

4. О неоднородности деформации при сжатии сильвинита / С.А. Ба­ранникова [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36, № 11. – С. 38–45.

5. Goldin S.V. Seismic traveltime inversion: Investigations in Geophysics. – Tulsa, Okla: Society of Exploration Geophysicists, 1986. – Vol. 1. – P. 384.

6. Предельное состояние деформированных тел и горных пород / Д.Д. Ивлев, Л.А. Максимова, Р.И. Непершин [и др.] – М.: Физматлит, 2008. – 831 с.

7. Земля. Введение в общую геологию: в 2 т. / Дж. Ферхуген [и др.]. – М.: Мир, 1974. – 845 с.

8. Zuev L.B., Barannikova S.A. Plastic flow localization viewed as auto-wave process generated in deforming metals // Sol. St. Phen. – 2011. – Vol. 172–174. – P. 1279–1283.

9. Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Pavlichev K.V. Elaboration of speckle photography techniques for plastic flow analyses // Measur. Sci. Technol. – 2010. – Vol. 21, No. 5. – P. 054014–054019.

На ГЦК-монокристаллах аустенитной стали Fe-18Cr-12Ni-2Mo, ориентированных вдоль на­правления [], с низкой энергией дефекта упаковки проведены исследования картин локализации пластического течения при электролитическом насыщении водородом в трехэлектродной электрохимической ячейке при постоянном контролируемом катодном потенциале. На кривой пластического течения при растяжении  монокристаллов в исходном состоянии (без водорода) после переходного участка от упругости к развитому пластическому течению наблюдается стадия линейного деформационного упрочнения и стадия параболического (тейлоровского) деформационного упрочнения. На кривой пластического течения монокристаллов аустенитной стали, насыщенных водородом, наблюдаются небольшой зуб и площад­ка текучести, стадия линейного деформационного упрочнения, стадия параболического деформационного упрочнения и стадия предразрушения. Насыщение водородом [] монокристаллов привело к уменьшению предела текучести, увеличению пластичности до разрушения в 1,3 раза и подавлению образования шейки в кристаллах, ориентированных для множественного скольжения. С помощью метода двухэкспозиционной спекл-фотографии определены основные типы и параметры локализации пластического течения на разных стадиях деформационного упрочнения монокристаллов в исходном состоянии без водорода и после насыщения водородом. Установлено, что наводороживание образцов усиливает локализацию деформации, приводит к значительным перестройкам в масштабах характерных расстояний между полосами пластических сдвигов и зон локализованной деформации.

Ключевые слова: монокристаллы, пластическая деформация, локализация, спекл-фотография, электрохимическая ячейка. 

Баранникова Светлана Александровна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: bsa@ispms.tsc.ru).

Шляхова Галина Витальевна (Томск, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории физики прочности, Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: shgv@ispms.tsc.ru).

Надежкин Михаил Владимирович (Томск, Россия) – инженер лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: Nadjozhkin@ispms.tsc.ru).

Зуев Лев Борисович (Томск, Россия) – доктор физико-мате­ма­ти­ческих наук, профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией физики прочности Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, г. Томск, Академический пр., 2/4, e-mail: lbz@ispms.tsc.ru).

1. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А. Физика макролокализации пластического течения. – Новосибирск: Наука, 2008. – 327 с.

2. Zuev L.B. On the waves of plastic flow localization in pure metals and alloys // Annalen der Physik. – 2007. – Vol. 16. – P. 286–310.

3. Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Polyakov S.N. Instrumentation for speckle interferometry and techniques for investigating deformation and fracture // Proc. SPIE “The International Society for Optical Engineering“. – 2002. – Vol. 4900, Part 2. – p. 1197–1208.

4. Sofronis P., Liang Y., Aravas N. Hydrogen induced shear localization of the plastic flow in metals and alloys // J. Mech. A. Solids. – 2001. – Vol. 20. – P. 857–872.

5. Киреева И.В., Чумляков Ю.И. Влияние азота и величины энергии дефекта упаковки на двойникование в -монокристаллах аустенитных нержавеющих сталей // ФММ. – 2009. – T. 108, № 3. – С. 313–324.

6. A new method for studying thermal desorption of hydrogen from metals based on internal friction technique / Yu.Yagodzinskyy [et al.] // Physica Scripta. – 2001. – Vol. 94. – P. 11–120.

7. Купрекова Е.И., Чумляков Ю.И., Чернов И.П. Ориентационная и температурная зависимость критических скалывающих напряжений монокристаллов аустенитной нержавеющей стали Fe – 18 % Cr – 14 % Ni – 2 % Mo с водородом // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2008. – № 6 (636). – С. 24–30.

8. Бернер Р., Кронмюллер Г. Пластическая деформация моно­крис­таллов. – М.: Мир, 1969. – 268 с.

9. Салтыков С.Л. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1970. – 375 c.

10. Гаврилюк В.Г., Шиванюк В.Н. Взаимодействие водорода с кон­струк­ционными материалами на основе железа // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2008. – № 6 (636). – С. 11–15.

11. Birnbaum H.K., Sofronis P. Hydrogen-enhanced localized plasticity-a mechanism for hydrogen-related fracture // Mater. Sci. & Eng. A. – 1994. Vol. 176. – P. 191–202.

12. Fracture mechanism maps in stress space / D. Terlink [et al.] // Acta Met. – 1988. – Vol. 36. – P. 1213–1228.

References

Отмечена важность понятия «нагружающая система» с точки зрения исследования процессов деформирования и разрушения материалов. Представлена методика, которая позволяет определять и учитывать коэффициент жесткости нагружающей системы при проведении испытаний крупногабаритных, полунатурных или нестандартных образцов на базе использования бесконтактной цифровой оптической системы анализа полей перемещений и деформаций, математический аппарат которой основан на методе корреляции цифровых изображений. Приведены временные зависимости удлинения образцов и частей нагружающей системы по данным встроенного динамометрического датчика испытательной машины, а также полученные с помощью оптического метода. Проведена качественная и численная оценка степени влияния специальных захватных приспособлений на податливость всей нагружающей системы, представлены результаты расчета характеристик жесткости.

Ключевые слова: экспериментальная механика, композиционный материал, коэффициент жесткости, нагружающая система, метод корреляции цифровых изображений.

Вильдеман Валерий Эрвинович (Пермь, Россия) – директор Центра экспериментальной механики, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций, доктор физико-матема­ти­ческих наук, профессор Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: wildemann@pstu.ru).

Третьякова Татьяна Викторовна (Пермь, Россия) – инженер, младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem.tretyakova@gmail.com.).

Лобанов Дмитрий Сергеевич (Пермь, Россия) – инженер, младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem_lobanov@mail.ru).

1. Зилова Т.К., Фридман Я.Б. О механических испытаниях с переменной податливостью нагружения // Заводская лаборатория. – 1956. – Т. 22, № 6. – С. 712–717.

2. Савицкий Ф.С., Вандышев Б.А. Жесткость испытательных машин и ее влияние на спадающий участок диаграммы растяжения и изгиба // Заводская лаборатория. – 1956. – Т. 22, № 6. – С. 717–721.

3. Фридман Я.Б. Оценка опасности разрушения машиностроительных материалов // Теоретические основы конструирования машин. – М.: Гос. науч.-техн. изд-во машиностр. лит., 1957. – С. 257–281.

4. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч.2. Механические испытания. Конструкционная прочность. – М.: Машиностроение. – 1974. – 368 с.

5. Зилова Т.К., Петрухина Н.И., Фридман Я.Б. О закономерностях кинетики деформации в зависимости от податливости нагружения // Докл. АН СССР. – 1959. – Т. 124, № 6. – С. 1236–1239.

6. Дроздовский Б.А., Фридман Я.Б. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей. – М.: Металлургиздат, 1960. – 260 с.

7. Волков С.Д. Проблема прочности и механика разрушения // Пробл. прочности. – 1978. – № 7. – С. 3–10.

8. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г. Установка для испытания материалов с построением полностью равновесных диаграмм деформирования // Пробл. прочности. – 1981. – № 12. – С. 104–106.

9. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Краевая задача механики деформирования и разрушения поврежденных тел с зонами разупрочнения // ПМТФ. – 1995. – № 6. – С. 122–132.

10. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов / под ред. Ю.В. Соколкина. – М.: Наука, Физматлит, 1997. – 288 с.

11. Вильдеман В.Э. О решениях упругопластических задач с граничными условиями контактного типа для тел с зонами разупрочнения // Прикладная математика и механика. – 1998. – Т. 62, вып. 2. – С. 304–312.

12. Вильдеман В.Э. Механика закритического деформирования и вопросы прочностного анализа // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering/ Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. – 2008. – Т. 4, № 2. – С. 43–44.

13. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г., Евецкий Ю.Л. Методика построения полных диаграмм деформирования листовых материалов // Пробл. прочности. – 1986. – № 9. – С. 29–32.

14. Вильдеман В.Э., Чаусов Н.Г. Условия деформационного разупрочнения материала при растяжении образца специальной конфигурации // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – № 10. – С. 55–59.

15. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 4. – С. 15–28.

16. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Тре­тьяков, Т.В. Третьякова, Р.В. Бульбович, С.В. Словиков, А.В. Бабуш­кин, А.В. Ильиных, Д.С. Лобанов, А.В. Ипатова / под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 212 с.

17. Зуйко В.Ю., Лобанов Д.С., Аношкин А.Н. Методики определения предела прочности полунатурных образцов-панелей из композиционных материалов при статических испытаниях на растяжение, сжатие и сдвиг // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – № 2.

18. Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – № 5. – С. 106–111.

19. Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 2. – С. 92–100.

20. Вильдеман В.Э., Ипатова А.В., Третьяков М.П., Третьякова Т.В. Механика закритического деформирования и нелокальность условий разрушения // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лоба­чевского. – 2011. – № 4, ч. 5. – С. 2063–2065.

21. Sutton M.A., J.-J. Orteu, H. Schreier. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements // University of South Carolina. – Columbia, SC, USA, 2009. – 364 p.

Для оценки прочности и ресурса ответственных инженерных объектов развита модель повреждённой среды, состоящая из трёх взаимосвязанных частей: соотношений, определяющих вязкоупругопластическое поведение материала, кинетических уравнений накопления повреждений и критерия прочности повреждённого материала. Приведены экспериментально-теорети­чес­кие методики определения параметров уравнений механики повреждённой среды для описания процессов деградации начальных прочностных свойств конструкционных материалов (металлов и их сплавов) при механизмах усталости и ползучести. Результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных показали, что разработанная модель повреждённой среды достоверно описывает долговечность конструкций при совместном действии механизмов усталости и ползучести.

Ключевые слова: пластичность, ползучесть, малоцикловая усталость, многоцикловая усталость, механика повреждённой среды, базовый эксперимент, повреждённость, матери­аль­ные параметры.

Волков Иван Андреевич (Нижний Новгород, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой ПМ и ПТМ Волжской государственной академии водного транспорта (603950, Россия, Нижний Новгород, ул. Нестерова 5а, e-mail: pmptmvgavt@yandex.ru).

Казаков Дмитрий Александрович (Нижний Новгород, Россия) – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией НИИ Механики Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (603022, Россия, Нижний Новгород, пр. Гагарина 23, корп. 6, e-mail: pmptmvgavt@yandex.ru).

Коротких Юрий Георгиевич (Нижний Новгород, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, профессор кафедры Волжской государственной академии водного транспорта (603950, Россия, Нижний Новгород, ул. Нестерова 5а, e-mail: pmptmvgavt@yandex.ru).

1. Митенков Ф.М., Кайдалов В.Б., Коротких Ю.Г. Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок. – М.: Машиностроение, 2007. – 448 с.

2. Волков И.А., Коротких Ю.Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. – М.: Физматлит, 2008. – 424 с.

3. Волков И.А., Коротких Ю.Г., Тарасов И.С. Численное моделирование накопления усталостных повреждений при сложном пластическом деформировании // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2009. – Т. 2, № 1. – С. 5–18.

4. Волков И.А., Коротких Ю.Г., Шишулин Д.Н. Принципы и методы определения скалярных материальных параметров теории пластического течения с кинематическим и изотропным упрочнением // Вычислительная механика сплошных сред. – 2010. – Т. 3, № 3. – С. 46–57.

5. Volkov I.A., Korotkikh Yu.G., Tarasov I.S., Shishulin D.N. Numerical modeling of elastoplastic deformation and damage accumulation in metals under low-cycle fatigue conditions // J. Strength of Materials. – 2011. – Vol. 43б, Nо. 4. – P. 471–485.

6. Казаков Д.А., Капустин С.А., Коротких Ю.Г. Моделирование процессов деформирования и разрушения материалов и конструкций. – Н. Новгород: Изд-во Нижегород. ун-та, 1994. – 225с.

7. Волков И.А., Коротких Ю.Г., Шишулин Д.Н. Экспериментальные методы определения материальных параметров теории пластического течения // Прикладная механика и технология машиностроения: сб. науч. тр. / под ред. В.И. Ерофеева, С.И. Смирнова и Г.К. Сорокина – Н. Новгород: Интелсервис, 2010. – №2(17). – С. 189–203.

8. Большухин М.А. Зверев Д.Л., Кайдалов В.Б. Оценка долговечности конструкционных материалов при совместных процессах малоцикловой и многоцикловой усталости // Проблемы прочности и пластичности: межвуз. сб. – Н. Новгород: Изд-во Нижегород. гос. ун-та, 2010. − № 72. − С. 28−35.

Елтышев Андрей Сергеевич (Пермь, Россия) – студент кафедры конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

Черняев Владислав Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского поли­тех­ни­ческого университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

Труфанова Наталия Михайловна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, завкафедрой конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

1. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Неизотермическое течение полимерных жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 3. – С. 12–15.

2. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Изотермическое течение аномально-вязких жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 6. – С. 3–5.

3. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Янков В.И. Пространственная математическая модель одночервячного пластицирующего экструдера. Сообщ. 3. Проверка адекватности модели // Пластические массы. – 2005. – № 5. – С. 43–45.

4. Субботин Е.В., Черняев В.В. Исследование влияния геометрии шнека на процесс плавления // Вестник ПГТУ. Электротехника, информа­ционные технологии, системы управления. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – № 3.

5. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Янков В.И. Пространственная математическая модель одночервячного пластицирующего экструдера. Сообщ. 1. Математическая модель тепломассопереноса полимера в канале экструдера // Пластические массы. – 2004. – № 6. – С. 38–41.

Предложена методика определения реологических характеристик полимерных материалов на серийном приборе ИИРТ‑АМ, используемом для определения показателя текучести расплава. Данная методика позволяет определять зависимости вязкости от скорости сдвига и температуры. Проведены экспериментальные исследования реологических свойств расплава полиэтилена низкой плотности марки 153‑01К и расплава полиэтилена высокой плотности марки 271‑274К, предназначенных для наложения изоляции и оболочек кабелей методом экструзии. Получено: исследуемые расплавы полимеров относятся к псевдопластическим жидкостям с близкими значениями показателей аномалии вязкости; при температуре 170 °С вязкость расплава полиэтилена марки 271‑274К выше вязкости расплава полиэтилена марки 153‑01К примерно в 1,5 раза; температурный коэффициенты вязкости в уравнении Рейнольдса полиэтилена 153‑01К вдвое превышает температурный коэффициент вязкости полиэтилена 271‑274К.

Ключевые слова: реологические свойства, полимеры, показатель текучести расплава.

Ершов Сергей Викторович (Пермь, Россия) – студент кафедры конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

Щербинин Алексей Григорьевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

Терлыч Андрей Евгеньевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры конструирования и технологии в электротехнике Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ktei@pstu.ru).

1. Терлыч А.Е., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Экспериментальное определение реологических характеристик блоксополимера этилена с пропиленом // Информационные управляющие системы : сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2000. – С. 52–56.

2. Тадмор З., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. – М.: Химия, 1984.

3. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Неизотермическое течение полимерных жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 3. – С. 12–15.

4. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Изотермическое течение аномально-вязких жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 6. – С. 3–5.

5. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Янков В.И. Пространственная математическая модель одночервячного пластицирующего экструдера. Сообщение 3. Проверка адекватности модели // Пластические массы. – 2005. – № 5. – С. 43–45.

В статье предложены и рассмотрены методики определения предела прочности эле­мен­тов конструкций с заполнителем из композиционных материалов при статических испытаниях на одноосное растяжение, сжатие и сдвиг. Проведено апробирование методик на полунатурных образцах-панелях с ячеистым заполнителем на основе композиционных материалов. Проанализированы полученные результаты статических испытаний на одноосное растяжение, сжатие и сдвиг пробных полунатурных образцов-панелей. Построены диаграммы нагружения для образцов-панелей. Проанализированы механизмы деформирования и разрушения в процессе и после статических испытаний на одноосное растяжение, сжатие и сдвиг полунатурных образцов панелей с ячеистым запол­ни­телем на основе композиционных материалов.

Ключевые слова: композиционные материалы (КМ), панели с заполнителем из КМ, экспериментальная механика, методики испытаний.

Зуйко Валерий Юрьевич (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник Научно-образовательного центра авиационных компо­зит­ных технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: zuyko81@mail.ru).

Лобанов Дмитрий Сергеевич (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник и инженер Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem_lobanov@mail.ru).

Аношкин Александр Николаевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, начальник Научно-исследовательской части Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр. 29, e-mail: anoshkin@pstu.ru).

1. Аношкин А.Н., Ташкинов А.А., Грицевич А.М. Прогнозирование несущей способности композитных фланцев корпусных деталей авиадвигателей // Механика композит. материалов. – 1997 – Т. 33, № 3. – С. 360–369.

2. Аношкин А.Н., Ташкинов А.А. Нестационарные процессы накопления повреждений в композитных фланцах при циклических нагрузках // Механика композит. материалов. – 1997 – Т. 33, № 6 – С. 636–643.

3. Аношкин А.Н., Захаров А.Г., Шустова Е.Н. Ячеистые наполнители звукопоглощающего контура авиационного двигателя // Научно-технический вестник Поволжья. – 2011. – № 3. – С. 25–29.

4. Tashkinov A.A., Anoshkin A.N. Predicting the transverse strength of unidirectional composites under combination loading // Mechanics of Composite Materials. – 1996. – Т. 31, No. 4. – С. 346–351.

5. Бабушкин А.В, Вильдеман В.Э., Лобанов Д.С. Испытания на растяжение однонаправленного высоконаполненного стеклопластика при нормальной и повышенной температурах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2010. –Т. 76, № 7. – С. 57–59.

6. Бабушкин А.В., Лобанов Д.С. Экспериментальное исследование и моделирование свойств композиционных материалов в условиях сложных термомеханических воздействий // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – Н.Новгород, 2011. – № 4(5). – С. 1984–1986

7. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 4. – С. 15–28.

8. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Учёт жёсткости нагружающей системы при испытании полунатурных образцов крупноячеистого композиционного материала // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – № 2. – C. 34–50.

9. Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований: учебное пособие / В.Э. Вильдеман, А.В. Бабушкин, М.П. Тре­тьяков, А.В. Ильиных, Т.В. Третьякова, А.В. Ипатова, С.В. Словиков, Д.С. Лобанов; под ред. В.Э. Вильдемана. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 165 с.

10. Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – № 5. – С. 106–111.

11. Современные методы испытаний композиционных материалов / под ред. А.П. Гусенкова, сост. А.Н. Полилов – Москва: Изд-во ИМАШ им. А.А. Благонравова, 1992. – 247 с.

12. Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. – М.: Химия, 1981. – 272 с.

13. Панин В.Ф., Гладков Ю.А. Конструкции с заполнителем: справочник. – М.: Машиностроение, 1991.

14. Вильдеман В.Э. Закономерности и модели процессов накопления повреждений, закритического деформирования и структурного разрушения композиционных материалов // Вестник ПГТУ. Динамика и прочность машин. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2001. – № 2. – С. 37–44.

15. Вильдеман В.Э., Ильиных А.В. Моделирование процессов структурного разрушения и масштабных эффектов разупрочнения на закритической стадии деформирования неоднородных сред // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т. 10, № 4. – С. 23–29

Рассматривается задача описания упрочнения скольжения дислокаций за счет границ кристаллитов в поликристаллическом агрегате. Излагается один из физически возможных механизмов взаимодействия дислокации с границей кристаллита. Поставлена вспомогательная задача, появляющаяся при описании упрочнения скольжения дислокаций за счет границ кристаллитов, – определение системы скольжения в соседнем кристаллите, по которой продолжится скольжение; обсуждаются физические аспекты взаимодействия дислокаций с границами. Предлагается критерий определения указанной системы скольжения, основанный на минимизации скорости приращения внутренней энергии соседних кристаллитов в текущий момент деформирования.

Ключевые слова: скольжение, упрочнение, физические теории пластичности, неупругое деформирование.

Кондратьев Никита Сергеевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: KondratevNS@gmail.com).

Трусов Петр Валентинович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: tpv@matmod.pstu.ac.ru).

1. Волегов П.С., Никитюк А.С., Янц А.Ю. Геометрия поверхности текучести и законы упрочнения в физических теориях пластичности// Вестник ПГТУ. Математическое моделирование систем и процессов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – Т. 17. – С. 25–33.

2. Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала. Алгоритм реализации модели мезоуровня // Вычислительная механика сплошных сред. – 2011. – Т. 4, № 1. – С. 74–89.

3. Орлов А.Н., Перезвенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. – М.: Металлургия, 1980. – 156 с.

4. Поздеев А.А., Трусов П.В., Няшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. – М.: Наука, 1986. – 232 с.

5. Определяющие соотношения и их применение для описания эволюции микроструктуры / П.В. Трусов, В.Н. Ашихмин, П.С. Волегов, А.И. Швейкин // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 3. – С. 61–71.

6. Трусов П.В., Ашихмин В.Н., Швейкин А.И. Двухуровневая модель упругопластического деформирования поликристаллических материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2009. –Т. 15, № 3. – С. 327–344.

7. Трусов П.В., Волегов П.С. Определяющие соотношения с внутренними переменными и их применение для описания упрочнения в монокристаллах // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 5. – С. 65–72.

8. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 1: Жесткопластические и упругопластические модели // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 1. – С. 5–45.

9. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 2: Вязкопластические и упруговязкопластические модели // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 2. – С. 101–131.

10. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 3: Теории упрочнения, градиентные теории // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 3. – С. 146–197.

11. Трусов П.В., Волегов П.С., Янц А.Ю. Описание внутризеренного и зернограничного упрочнения моно- и поликристаллов // Научно-технические ведомости С.-Петерб. гос. политехн. ун-та. Физико-математические науки. – СПб., 2010. – № 98. – С. 110–119.

12. Трусов П.В., Швейкин А.И. Теория пластичности. – Пермь: Изд-во Перм. национ. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 419 с.

13. Трусов П.В., Швейкин А.И., Нечаева Е.С., Волегов П.С. Многоуровневые модели неупругого деформирования материалов и их применение для описания эволюции внутренней структуры // Физическая мезомеханика. – 2012. – Т. 15, № 1. – С. 33–56.

14. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. – М.: Атомиздат, 1972. – 600 с.

15. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. – М.: Мир, 1972. – 408 с.

16. Trusov P.V., Volegov P.S. Internal variable constitutive relations and their application to description of hardening in single crystals // Physical Mesomechanics. – 2010. – Vol. 13, Is. 3–4. – Рp. 152–158.

На примере задачи о свободных затухающих колебаниях пружинного маятника, горизонтально скользящего с трением по плоскости, проведен сравнительный анализ эффективности методов конечно-элементного моделирования колебаний в демпферах сухого трения. Рассмотрены явная и неявная схемы интегрирования по времени. Проведено сравнение полученных в результате конечно-элементного моделирования кинематических и энергетических параметров системы с экспериментальными данными и результатами расчетов по модели с одной степенью свободы. Показаны преимущества явной схемы интегрирования при конечно-элементном моделировании колебаний систем с сухим трением.

Ключевые слова: колебания, фрикционное демпфирование колебаний, численное моделирование, демпферы сухого трения.

Нихамкин Михаил Шмерович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель заведующего кафедрой авиационных двигателей Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: kaf-ad@cpl.pstu.ac.ru).

Воронов Леонид Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры авиационных двигателей Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: kaf-ad@cpl.pstu.ac.ru).

Саженков Николай Алексеевич (Пермь, Россия) – аспирант, младший научный сотрудник кафедры авиационных двигателей Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sazhenkov_na@mail.ru).

Балакирев Александр Андреевич (Пермь, Россия) – аспирант, младший научный сотрудник кафедры авиационных двигателей Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: kaf-ad@cpl.pstu.ru).

Семенова Ирина Валерьевна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры авиационных двигателей Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: kaf-ad@cpl.pstu.ru).

1. Крагельский И.В., Щедров В.С. Развитие науки о трении. Сухое трение. – М.: Изд-во АН СССР, 1956. – С. 101–104.

2. Friction damping modeling in high stress contact areas using microslip friction model / F.J. Marquina, A. Coro, A. Gutierrez, R. Alonso, D.J. Ewins, G. Girini // ASME Turbo Expo, 2008 (GT2008-50359). – 10 p.

3. Cigeroglu E., An N., Menq C.H. A Microslip Friction Model with Normal Load Variation induced by Normal Motion // Nonlinear Dynamics. – 2007. – Vol. 50(3). – P. 609–626.

4. Weiwei G., Zili X. 3D Numerical friction contact model and its application to nonlinear blade damping // ASME Turbo Expo, 2010 (GT2010-22292). – 8 p.

5. Nikhamkin M., Voronov L., Semenova I. Foreign object damage and fatigue strength loss in compressor blades. Proceedings of ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air GT2008 (GT2008-514931). –Berlin, 2008.

6. Моделирование повреждения посторонними предметами полых лопаток вентилятора ГТД / М.Ш. Нихамкин, И.В. Семенова, И.Л. Гладкий, О.Л. Любчик // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. – Самара, 2011. – Т. 13, № 1(2), (39). – С. 326–329.

7. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле. – М.: Машиностроение, 1985.

8. David J. Benson and John O. Hallquist A Single Surface Contact Algorithm for the Post-Buckling Analysis of Shell Structures // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1990. – Vol. 78, № 2.

9. Зенкевич О.С. Метод конечных элементов в технике. – М.: Мир, 1975. – 541 с.

10. Fu-Jun Wanga, Li-PingWang, Jian-Gang Cheng, Zhen-HanYao. Contact force algorithm in explicit transient analysis using finite-element method // Finite Elements in Analysis and Design 43. – 2007. – Р. 580–587.

11. A Finite Element Formulation For Nonlinear 3D Contact Problems / F.J. Cavalieri, A. Cardona, V.D. Fachinotti, J. Risso // Mecanica Computacional. – 2007. – Vol. 16. – P. 1357–1372.

Волокнистые композиты со слабой полимерной матрицей или непрочными поверхностями раздела «волокно-матрица» обнаруживают некоторые специфические направленные механизмы раз­рушения (расслоения, расщепления, скол вдоль волокон, полосу сдвига – кинк и др.), и для численного описания этих видов разрушения необходимы нетрадиционные подходы, новые специальные модели разрушения и критерии прочности, учитывающие взаимодействие нормальных и касательных напряжений на плоскости разрушения. Показано, что использование простых линейных критериев прочности позволяет лучше интерпретировать экспериментальные данные и оценивать в опытах прочностные параметры целостности композитных структур, которые можно использовать при проектных расчетах композитных элементов конструкций.

Ключевые слова: разрушение, критерии прочности, укладка волокон, расслоение, циклическое нагружение, волокнистые композиты, полоса сдвига.

Полилов Александр Николаевич (Москва, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией безопасности и прочности композитных конструкций Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, Москва, М. Харитоньевский пер. 4., e-mail: polilov@imash.ru).

Татусь Николай Алексеевич (Москва, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории безопасности и прочности композитных конструкций Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, Москва, М.Хари­то­нь­евский пер. 4., e-mail: nikalet@mail.ru).

1. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов В.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов // Библиотека расчетчика. – М.: Машиностроение, 1984. – 264 с.

2. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. – Л.: Машиностроение, 1969. – 111 с.

3. Сопротивление стеклопластиков / В.Л. Бажанов, И.И. Гольденблат, В.А. Копнов, А.Д. Поспелов, А.М. Синюков. – М.: Химия, 1968. – 304 с.

4. Лехницкий С.Г. Кручение анизотропных и неоднородных стержней. – М.: Наука, 1971. – 240 с.

5. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерс Г.А. Сопротивление жестких полимерных материалов. – Рига: Зинатне, 1967. – 398 с.

6. Мартиросян М.М. Упрочнение ориентированного стеклопластика при двухосном растяжении // Механика полимеров. – 1976. – № 6. – С. 1025–1029.

7. Махмутов И.М., Полилов А.Н. Критерий прочности для ортогонально армированных композитов с полимерной матрицей // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. – 1976. – № 5. – С. 160–169.

8. Неупругие свойства композиционных материалов / под ред. К. Гераковича. – М.: Мир, 1978. – 296 с.

9. Полилов А.Н. Критерий разрушения поверхности раздела в однонаправленных композитах // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. – 1978. – № 2. – С. 116–119.

10. Полилов А.Н. Определение прочности при изгибе криволинейных образцов // Машиноведение. – 1984. – № 1. – С. 54–60.

11. Полилов А.Н. Схема расчета прочности косоугольно армированных композитов при плоском напряженном состоянии // Механика композитных материалов. – 1980. – № 2. – С. 221–226.

12. Полилов А.Н., Хохлов В.К. Расчетный критерий прочности композитных балок при изгибе // Машиноведение. – 1979. – № 2. – С. 53–57.

13. Исследование прочности намоточных эпоксидных угле- и стеклопластиков при кручении, растяжении и поперечном изгибе / Ю.Н. Работнов, И.Н. Данилова, А.Н. Полилов, Т.В. Соколова, И.С. Карпейкин, М.В. Вайнберг // Механика полимеров. – 1978. – № 2. – С. 219–225.

14. Критерий межслойной прочности углепластиков при циклических нагрузках / Ю.Н. Работнов, В.П. Когаев, А.Н. Полилов, В.Б. Стрекалов // Механика композитных материалов. – 1982. – № 6. – С. 983–986.

15. Усталостная прочность однонаправленных углепластиков при растяжении под углом к направлению армирования / Ю.Н. Работнов, В.П. Когаев, А.Н. Полилов, В.Б. Стрекалов, А.М. Думанский // Механика композитных материалов. – 1985. – № 1. – С. 44–47.

16. Lamination theory in the prediction of failure envelopes for filament wound materials subjected to biaxial loading / G.C. Eckold, D. Leadbetter, P.D. Soden, P.R. Griggs // Composites. – 1978. – Vol. 9, no. 4. – P. 243–246.

17. Hashin Z., Rotem A., A fatigue failure criterion for fiber reinforced materials // Journal of Composite Materials. – 1973. – Vol. 7, no. 5. – P. 448–464.

18. Narayanaswami R. Evaluation of the tensor polynomial and Hoffman strength theories for composite materials // Journal of Composite Materials. – 1977. – Vol. 11, no. 5. – P. 366–377.

19. Parry T.V., Wroski A.S. Kinking and tensile, compressive and interlaminar shear failure in carbon-fiber-reinforced plastic beams tested in flexure // J.Mater.Science. – 1981. – Vol. 16, no. 5. – P. 439–450.

20. The strength of a filament wound composites under biaxial loading / P.D. Soden, D. Leadbetter, P.R. Griggs, G.C. Eckold // Composites, 1978. – Vol. 9, no. 4. – P. 247–250.

21. Tsai S.W., Wu E.M. A general theory of strength for anisotropic materials // J. Composite Materials. – 1971. – Vol. 5, no. 1. – P. 58–67.

22. Полилов А.Н., Татусь Н.А. Критерии прочности полимерных волокнистых композитов, описывающие некоторые экспериментально наблюдаемые эффекты // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2008. – № 3. – С. 103–110.

Сапожников Сергей Борисович (Челябинск, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры прикладной механики, динамики и прочности машин Южно-Уральского государственного университета (454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, e-mail: ssb@susu.ac.ru).

Безмельницын Александр Викторович (Челябинск, Россия) – аспирант кафедры прикладной механики, динамики и прочности машин Южно-Уральского государственного университета (454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, e-mail: alexandr00786@gmail.com).

1. Jones R.M. Stiffness of orthotropic materials and laminated fiber-reinforced composites // AIAA J. – 1974. – Vol. 12. – P. 112–114.

2. Christensen R.M. The numbers of elastic properties and failure parameters for fiber composites // J. Eng. Mater. Technol. – 1998. – Vol. 120, Issue 2. – P. 110–114.

3. Jones R.M. Mechanics of Composite Materials: second edition. – Philadelphia: Taylor & Francis, 1999. – 70 p.

4. Дуб С.Н., Новиков Н.В., Мильман Ю.В. Метод определения модуля Юнга при упругом локальном деформировании поверхности образца // Сверхтвердые материалы. 2005. – № 3. – С. 31–38.

5. Wang W., Lu K. Nanoindentation study on elastic and plastic anisotropies of Cu single crystals // Philosophical Magazine. – 2006. – Vol. 86, Issue 33–35. – P. 5309–5320.

6. Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов стран-членов СЭВ (ЕНЛГС). – М.: Изд-во НЛГСССР, 1985.– 470 c.

7. Mallick P.K. Fiber Reinforced Composites Materials, Manufacturing, and Design. – London: Taylor & Francis Group, 2008. – 640 p.

8. Chamis С.С., Sendeckyj G.P. Critique of theories predicting thermoelastic properties of fibrous composites // J. of Compos. Mater. – 1968. – Vol. 2, No. 3. – P. 332–358.

В работе изложена методика проведения механических испытаний полиуретановых изделий в форме втулок при пониженной температуре. Представлены результаты исследований механических свойств полиуретана при квазистатическом сжатии и зависимость параметров от температуры. В развитие методики исследования свойств вязкоупругих материалов предложено совершенствование метода испытания полиуретановых втулок для определения динамических реологических характеристик и их зависимости от температуры.

Ключевые слова: механические испытания, полиуретан, модуль упругости, модуль вязкости, динамический механический анализ, температурные зависимости.

Словиков Станислав Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sws@au.ru).

1. Крыжановский В.К. Технические свойства полимерных материалов – М: Профессия, 2005 – 280 с.

2. Вильдеман В.Э. Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 4 – С. 15–28.

3. Влияние динамических нагрузок на полимерные армированные трубы / А.Ф. Сальников, С.В. Словиков, А.Н. Аношкин, В.Э. Вильдеман // Газовая промышленность. – 2010. – № 6. – С. 38–40.

4. ГОСТ 4651–82. Пластмассы. Методы испытания на сжатие. – М: Издательство стандартов, 1998 – 7 с.

5. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / Вильдеман В.Э., Третьяков М.П., Третьякова Т.В., Бульбович Р.В., Словиков С.В., Бабушкин А.В., Ильиных А.В., Лобанов Д.С., Ипатова А.В. // под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 204 с.

6. Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – № 5. – С. 106–111.

7. Энциклопедия полимеров. Т. 1–3. – М: Советская Энциклопедия, 1977 – 3408 с.

8. Прикладная программа WaveMatrixTM Version 1.2. Справочное руководство // United Kingdom: Instron Corporation, 2010. – 347 c.

9. Словиков С.В., Бульбович Р.В. Экспериментальное исследование динамических механических свойств вязкоупругих материалов // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – № 2. – С. 104–112.

Третьяков Михаил Павлович (Пермь, Россия) – младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: cem_tretyakov@mail.ru).

Вильдеман Валерий Эрвинович (Пермь, Россия) – д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций, директор Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: cem_tretyakov@mail.ru).

1. Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии / А.А. Лебедев, Б.И. Ковальчук, Ф.Ф. Ги­гиняк, В.П. Ламашевский. – Киев: Ин Юре, 2003. – 540 с.

2. Анин Б.Д., Жигалкин В.М. Поведение материалов в условиях сложного нагружения. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. – 342 с.

3. Ковальчук Б.И., Лебедев А.А., Уманский С.Э. Механика неупругого деформирования материалов и элементов конструкций. – Киев: Наук. думка, 1987. – 280 с.

4. Экспериментальные функции сопротивления легированной стали при растяжении с кручением / С.Д. Волков, Ю.П. Гуськов, В.И. Кривоспицкая [и др.] // Проблемы прочности. – 1979. – Т. 11, № 1. – C. 3–6.

5. Стружанов В.В., Миронов В.И. Деформационное разупрочнение материала в элементах конструкций; УрО РАН. – Екатеринбург, 1995. – 191 с.

6. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов. – М.: Наука, 1997. – 288 с.

7. Вильдеман В.Э. О решениях упругопластических задач с граничными условиями контактного типа для тел с зонами разупрочнения // Прикладная математика и механика. – 1998. – Т. 62, № 2. – С. 304–312.

8. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Краевая задача механики деформирования и разрушения поврежденных тел с зонами разупрочнения // Прикладная механика и техническая физика. – 1995. – № 6. – С. 122–132.

9. Вильдеман В.Э. Механика закритического деформирования и вопросы прочностного анализа // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering / Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. – 2008. – Т. 4, № 2. – С. 43–44.

10. Особенности деформирования пластичных материалов при динамических неравновесных процессах / Н.Г. Чаусов, Е.Э. Засимчук, Л.И. Маркашова, В.Э. Вильдеман, Т.В. Турчак, А.П. Пилипенко, В.М. Параца // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2009. – Т. 75, № 6. – С. 52–59.

11. Чаусов Н.Г. Полная диаграмма деформирования как источник информации о кинетике накопления повреждений и трещиностойкости материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2004. – Т. 70, № 7. – С. 42–49.

12. Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – № 5. – С. 106–111.

13. Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Третьяков, Т.В. Третьякова [и др.] / под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – 212 с.

14. Вильдеман В.Э., Чаусов Н.Г. Условия деформационного разупрочнения материала при растяжении образца специальной конфигурации // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – Т. 73, № 10. – С. 55–59.

15. Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 4. – С. 15–28.

16. Установка для испытаний материалов с построением полных диаграмм деформирования / Н.Г. Чаусов, Д.Г. Войтюк, А.П. Пилипен­ко, А.М. Кузьменко // Проблемы прочности. – 2004. – № 5. – C. 117–123.

17. Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 2. – С. 92–100.

18. Исследование закономерностей упругопластического деформирования стали 15Х2ГМФ при сложном напряженном состоянии / Н.Н. Вассерман, В.Э. Вильдеман, А.А. Крюков, М.П. Третьяков // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – № 2. – С. 34–47.

19. Исследование поведения конструкционной стали при простых видах нагружения / А.А. Крюков, В.Е. Калугин, М.П. Третьяков, Н.Н. Вассерман // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – Т. 14, № 1. – С. 41–50.

20. Соснин О.В., Любашевская И.В. Приближенные оценки высокотемпературной ползучести элементов конструкций // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – Т. 42, № 6. – С. 124–135.

Представлены результаты испытаний, проведенных на универсальном электромеханическом ударном измерительном стенде-копере Instron CEAST 9350. Образцы из алюминиевого сплава с различной глубиной выреза подвергались нагружению при разных скоростях удара. Были получены значения ударной вязкости, затраченной энергии и максимальной разрушающей силы для всех образцов. Построены диаграммы зависимостей сила – перемещение, сила – время и энергия – время. Проведены анализ и сравнение полученных результатов.

Ключевые слова: ударная вязкость, ударные испытания, энергия разрушения, вертикальный копер.

Фалин Игорь Алексеевич (Пермь, Россия) – инженер Центра экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: cem_falin@mail.ru).

Староверов Олег Александрович (Пермь, Россия) – студент кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Staroverov.O.A@yandex.ru).

1. Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований: учебное пособие / В.Э. Вильдеман, А.В. Бабушкин, М.П. Тре­тьяков, А.В. Ильиных, Т.В. Третьякова, А.В. Ипатова, С.В. Сло­виков, Д.С. Лобанов; под ред. В.Э. Вильдемана. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 165 с.

2. Бабушкин А.В., Лобанов Д.С. Экспериментальное исследование и моделирование свойств композиционных материалов в условиях сложных термомеханических воздействий // Вестник Нижегород. ун-та им. Н.И. Лобачевского. – Н.Новгород. – 2011. – № 4(5). – С. 1984–1986.

3. ГОСТ 9454–78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Переизд. Июнь 1988 с изм. 2. Переизд. Апр. 2008 с изм. 1. – Взамен ГОСТ 9454–60; Введ. 1979-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 9 с.

4. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1952. – 547 с.

5. Белл Дж.Ф. Эксперементальные основы механики деформируемых твердых тел: в 2 ч. Ч. 1. Малые деформации: пер. с англ. / под ред. А.П. Филина. – М.: Наука. Главная редакция физико-матема­ти­чес­кой литературы, 1984. – 600 с.

В работе экспериментально исследуется генерация тепла в вершине усталостной трещины при циклическом нагружении методом инфракрасной термографии. Проведена серия экспериментов на образцах с предварительно выращенной усталостной трещиной. Исследовано пространственное и временное изменение температуры в вершине трещины. Предложен способ математической обработки экспериментальных данных для расчета мощности источника тепла в зоне пластической деформации в вершине трещины, включающий блок, осуществляющий компенсацию относительного движения образца и камеры. В результате определены значение J-интеграла и коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины в случае развития значительной области пластической деформации.

Ключевые слова: усталостная трещина, диссипация тепла, инфракрасная термография.

Федорова Анастасия Юрьевна (Пермь, Россия) – аспирант Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Акад. Королева, 1, e-mail: fedorova@icmm.ru).

Банников Михаил Владимирович (Пермь, Россия) – аспирант Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Акад. Королева, 1, e-mail: mbannikov@icmm.ru).

Плехов Олег Анатольевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института механики сплошных сред УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Акад. Королева, 1, e-mail: poa@icmm.ru).

1. Шанявский А.А. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций. Синергетика в инженерных приложениях. – Уфа, 2003. – 803 с.

2. Вавилов В.П. Динамическая тепловая томография // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2006. – Т. 72, № 3. – C. 26–36.

3. Luong M.P. Infrared thermographics scanning of fatigue in metals // Nuclear Engineering and Design. – 1995. – No. 158. – P. 363–376.

4. Fatigue crack initiation and growth in a 35CrMo4 steel investigated by infrared thermography / O. Plekhov, T. Palin-Luc, O. Naimark, S. Uvarov, N. Saintier // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. – 2005. – Vol. 28, Iss. 1. – P. 169–178.

5. Theoretical analysis, infrared and structural investigation of energy dissipation in metals under quasi-static and cyclic loading / O. Plekhov, N. Saintier, T. Palin-Luc, S. Uvarov, O. Naimark // Material Science and Engineering A. – 2007. – Vol. 462, No. 1. – P. 367–370.

6. Банников М.В., Терехина А.И., Плехов О.А. Экспериментальное исследование особенностей процесса генерации тепла в вершине усталостной трещины // Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 2. – С. 14–27.

7. Плехов О. А. Экспериментальное исследование термодинамики пластического деформирования методом инфракрасной термографии // Журнал технической физики. – 2011. – Т. 81, Вып. 2. – С. 143–146.

8. Nagahisa Ogasawara, Masaki Shiratori. Application of infrared thermography to fracture mechanics // SPIE Digital Library. Vol. 3056. 0277-786X/97, available at. – URL: http://spiedl.org/terms.