Анотація до роботи:

Палаш Р.В. Підвищення міцності сталевих циліндричних елементів машин та конструкцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 - машинознавство. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2005.

Розглянуто проблему наукового обґрунтування підвищення міцності циліндричних елементів машин та конструкцій з низьколегованих термічно зміцнених сталей при зварюванні без підігрівання. Досліджено шляхи зниження залишкових напружень, забезпечення рівноміцності з’єднання основному металу. Вивчено умови реалізації контактного зміцнення та встановлено розміри м’якого прошарку, що забезпечують рівноміцність основному металу.

Удосконалено розрахунково-експериментальний метод визначення залишкових напружень для з’єднань у циліндричних елементах з високоміцних низьколегованих сталей та досліджено закономірності їх формування. Проведено експериментальні дослідження, що підтверджують теоретичні припущення.

У дисертації наведено теоретичні та експериментальні результати досліджень щодо підвищення міцності циліндричних елементів машин та конструкцій з високоміцних низьколегованих сталей із властивостями: s_В = 800-1050 МПа, s_0,2 =500-800 МПа, d = 15-20 %, при їх зварюванні без підігрівання та додаткового термічного оброблення, за рахунок зниження рівня залишкових напружень, забезпечення однорідності механічних властивостей та одержання певних геометричних розмірів з’єднання.

1. Встановлено, що існуючі методи забезпечення міцності переважно спрямовані на запобігання утворенню технологічних тріщин, але при цьому в недостатній мірі вирішується питання експлуатаційної надійності з’єднань, із-за наявності в них значних залишкових напружень та істотної неоднорідності за механічними властивостями.

2. Удосконалено розрахунково-експериментальний метод визначення напружень у циліндричних елементах зі сталей, схильних до мартенситного перетворення, що досягнено розширенням множини функцій, які дозволили апроксимувати поля залишкових пластичних деформацій. Це дало можливість підвищити достовірність відтворення розподілу залишкових напружень за товщиною стінки елементів, з використанням даних про залишкові напруження на поверхні, отриманих експериментальними неруйнівними способами.

3. Проаналізовано вплив параметрів, що характеризують поле пластичних деформацій, на розподіл залишкових напружень у різних площинах циліндричних елементів із високоміцних сталей за наявності пластичного шва. Встановлено, що найефективніше керувати залишковими напруженнями можна розмірами зони пластичних деформацій і відстанню їх максимальних значень від осі шва, що досягається зміною його геометричних розмірів і параметрів режиму зварювання.

4. Встановлено, що міцність циліндричних елементів машин і конструкцій підвищується за рахунок формування аустенітного шва, що містить (11-15)% Мn та (0,3-0,38)% С, за якого досягається зменшення напружень 2-го роду у ЗТДВ на величину до 30% порівняно з іншими складами швів. Для отримання такого шва розроблений самозахисний порошковий дріт марки 40Г20.

5. Побудовано номограму для визначення відносної товщини м’якого прошарку, необхідної для досягнення рівноміцності в зєднаннях при розтязі циліндричних елементів. Для розробленого хімічного складу аустенітного шва вона знаходиться в діапазоні значень 0,4-0,6.

6. Встановлено, що за рахунок впровадження рекомендацій для виготовлення з’єднань, отримуються такі геометричні параметри шва, які зумовлюють зменшення теоретичного коефіцієнта концентрації напружень в середньому на 15-25% в порівнянні з існуючими.

7. Доведено теоретично та підтверджено експериментально, що у разі формування шва декількома проходами, при певних його розмірах, хімічному складі та режимах зварювання, досягається зниження максимальних залишкових напружень розтягу до рівня 15-20 % від межі плинності основного металу.

8. Рекомендації щодо підвищення міцності циліндричних елементів машин і конструкцій впроваджені у виробництво на підприємствах: ВАТ “Львівський завод гідромеханічних передач”, ВАТ “Інститут автобусо- і тролейбусобудування”, ЗАТ “Нафтогазбуд”, ДП “Західукргеологія”. Їх застосування дає змогу: досягти підвищення міцності і надійності демпферів та валів вантажних автомобілів і автобусів різних класів; підвищити достовірність відтворення результатів неруйнівного контролю залишкових напружень у трубопроводах; забезпечити прогнозовану експлуатаційну міцність при зварюванні елементів обсадних колон, що уможливлює отримання річного економічного ефекту в розмірі 22600 грн. Це підтверджено відповідними актами про впровадження.

Публікації автора:

1. Осадчук В.А., Палаш Р.В. Визначення залишкових напружень у тонких пластинах з прямолінійними швами // Вісник ДУ“ЛП” “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів”. - Львів. – 2000. - № 396. - С. 91-95.

2. Дзюбик А.Р., Назар І.Б., Палаш Р.В. Метод визначення залишкових напружень у зварних з’єднаннях коловим швом сталей, схильних до гартування // Машинознавство. - Львів. – 2002. - № 4. - С. 33-36.

3. Осадчук В. А., Дзюбик А.Р., Палаш Р.В. Напруження у стикових зварних з’єднаннях кільцевим швом труб, які схильні до гартування // Вісник НУ”ЛП” “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів”. – Львів. - 2002. - №456. - С. 107-111.

4. Палаш Р.В. Підвищення надійності кільцевих з’єднань обсадних труб / Вісник НУ “ЛП” “Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні і приладобудуванні”. – Львів. – 2003. - №480. - С. 114-118.

5. Палаш Р.В. Вплив величини зони пластичних деформацій на залишкові напруження в кільцевих швах обсадних труб // Вісник НУ “ЛП” “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів”. – 2004. - № 509. - С. 99-104.

6. Палаш Р.В., Дзюбик А.Р. Дослідження особливостей напруженого стану нероз’ємних зєднань деталей із високоміцних сталей // Вісник Луганського національного університету ім. В. Даля. – Луганськ. - 2005. - № 11(93). - С. 144-147.

7. Палаш Р.В. Формування залишкового напруженого стану на внутрішній поверхні зварних циліндричних елементів конструкцій із високоміцних сталей // Науковий вісник Укр. ДЛТУ: збірник науково-технічних праць. – 2005. - № 15.2. - С. 58-63.

8. Палаш Р.В. Підвищення технологічної та експлуатаційної міцності зварних деталей машин з високоміцних сталей // Машинознавство. -Львів. –2004. -№ 8 - С. 52-55.

9. Кузьо І., Палаш Р. Розподіл залишкових напружень у стиковому зварному з’єднанні циліндричних деталей машин та елементів конструкцій із високоміцних сталей // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2005. – Т. 10. - № 3. – С. 5-9.

10. Деклараційний патент на винахід № 68991 А, Україна, МПК G01L1/20, H01L35/28H01L35/30, H01L35/32, Спосіб визначення напружень в поверхневому шарі металевого виробу і пристрій для його реалізації, Кузьо І.В., Дзюбик А.Р., Палаш Р.В. (Україна) № 20031110619; Заявл. 25.11.2003; Опубл. 16.08.2004// Промислова власність –2004. - №8. – 3 с.

11. Деклараційний патент на корисну модель № 4992, Україна, МПК В23К9/00, Спосіб автоматичного електродугового зварювання обсадних труб, Палаш Р.В. (Україна) № 20040604506; Заявл. 09.06.2004; Опубл. 15.02.2005// Промислова власність. – 2005. - №2. – 2 с.

12. Деклараційний патент на корисну модель № 8135, Україна, МПК G01B5/30, G01L1/06, Спосіб визначення розмірів зони пластичних деформацій в зварному з’єднанні, Палаш В.М., Дзюбик А.Р., Палаш Р.В. (Україна) № u 2005 00679; Заявл. 25.01.2005; Опубл. 15.07.2005 // Промислова власність. – 2005. - № 7. – 1 с.

13. Палаш Р. Умови забезпечення експлуатаційної надійності деталей машин з високоміцних сталей при наявності в зварних з’єднаннях механічних неоднорідностей // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції "Дні науки - 2005". – Том 35 "Техніка". – Дніпропетровськ. – 2005. – С. 31-32.

14. Палаш Р.В. Забезпечення міцності кільцевих з’єднань зварних деталей машин із термічно зміцнених сталей // Матеріали ІІІ Всеукраїнської науково-технічної конференції молодих учених і спеціалістів “Зварювання та суміжні технології”. – Київ. – 2005. - С. 36.

15. Кузьо И., Палаш Р. «Исследование остаточных напряжений в кольцевых соединениях из высокопрочных сталей» // IY Международный конгресс «Машиностроительные технологии»: Сборник докладов. – Варна. - 2004. - Т.1. - С. 83-85.

16. Осадчук В., Палаш Р., Пороховський В. Розподіл залишкових напружень у зварних стикових з’єднаннях високоміцних сталей // Тези доповідей 5-го Міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків у Львові (МСУІМЛ-5). - Львів. - 2001. - С. 7.

17. Осадчук В., Палаш Р. Підвищення надійності зварних кільцевих з’єднань з високоміцних сталей // Тези доповідей 6-го Міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків у Львові (МСУІМЛ-6). – Львів. – 2003. - С. 126.

18. Осадчук В.А., Дзюбик А.Р., Палаш Р.В. Визначення залишкових напружень в зварних з’єднаннях кільцевим швом сталевих труб, схильних до гартування // Збірник тез стендових доповідей Міжнародної конференції “Сучасні проблеми зварювання і ресурсу конструкцій”. – Київ: ІЕЗ ім. Патона. – 2003. - С. 125.

19. Палаш Р.В. Підвищення надійності кільцевих зварних з’єднань обсадних труб із високоміцних сталей // Збірник тез ІІ Всеукраїнської науково-технічної конференції молодих учених і спеціалістів “Зварювання та суміжні технології”. – Київ. - 2003. -С. 17.

20. Палаш Р, Кузьо І. Підвищення міцності зварних деталей машин з високоміцних сталей // Тези доповідей 7-го Міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків у Львові (МСУІМЛ-7). – Львів. – 2005. - С. 102-103.

Анотації