Розглянуто взаємодію жорсткого штампа з основою довільної форми з поверхнею пружного півпростору, що містить тріщини, за наявності тертя в зоні контакту. Розв’язок плоскої контактної задачі теорії пружності отримано методом сингулярних інтегральних рівнянь. Детально проаналізовано задачу для параболічної основи штампа і прямолінійної тріщини, що виходить на поверхню півпростору. Досліджено вплив коефіцієнта тертя, довжини тріщини, її орієнтації і місця знаходження на коефіцієнти інтенсивності напружень K_I i K_II у вершині тріщини та розподіл контактних напружень під штампом.

За допомогою сформульованої раніше розрахункової моделі поширення в металевих матеріалах тріщин високотемпературної повзучості розроблений метод для визначення залишкового ресурсу коліс парових турбін. Розглянуті приклади кільцевого і кругового коліс.

Побудована розрахункова модель для визначення періоду докритичного росту корозійно-механічної тріщини в металевому матеріалі. В основу моделі покладено деформаційний підхід, а також основні положення механіки руйнування. Розглянуто випадок, коли середовище кисле, а під час його контакту з поверхнею металу протікає електрохімічна реакція з водневою деполяризацією. Вважали, що матеріал руйнуватиметься під час реалізації таких двох основних механізмів: воднево-механічне руйнування і анодне розчинення металу. Тому швидкість поширення корозійно-механічної тріщини подано як суму двох складників: швидкості анодного розчинення матеріалу і швидкості його воднево-механічного руйнування. На основі цього, а також відомих у літературі результатів математичного опису електрохімічних реакцій і деяких положень механіки руйнування отримано рівняння для опису кінетики поширення корозійно-механічних тріщин. Це рівняння разом з початковими і кінцевими умовами і складає математичну модель для визначення періоду докритичного росту корозійно-механічних тріщин у металах. Коректність отриманих аналітичних результатів підтверджена відомими в літературі експериментальними даними.

З використанням термопружного потенціалу переміщень і функції напружень Ері визначено напруження у безмежній та півбезмежній площинах з круговими термічними включеннями (коефіцієнти лінійного теплового розширення яких відрізняються від матричних) за рівномірного нагріву. Досліджено концентрацію напружень, коли включення розташовані поблизу межі півплощини. Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів інтенсивності напружень в околі прямолінійної тріщини, розміщеної між двома однаковими включеннями.

Одержано аналітичний розв’язок системи двох сингулярних інтегродиференціальних рівнянь, до якої зведена тривимірна термопружна задача для тіла з термоізольованою еліптичною тріщиною, підданого на безмежності дії перпендикулярного до площини тріщини теплового потоку. Знайдено формули для обчислення коефіцієнтів інтенсивності напружень і проаналізовано вплив на них конфігурації тріщини для деяких важливих часткових випадків задачі.

Визначено напруження і переміщення в скінченному циліндрі під дією пружного кільця, яке змодельовано рівномірно розподіленими нормальними зусиллями. Для розрахунку напружено-деформованого стану використано аналітико-числовий метод найменших квадратів. Показано, що метод дає високу точність розв’язку. Проаналізовано зміну напружень і переміщень залежно від радіуса і довжини циліндра, а також ширини кільця. Знайдено два якісно різних розподіли напружень і переміщень.

Узагальнено метод міжконтактних зазорів для розв’язання осесиметричних контактних задач теорії пружності для півбезмежних тіл з локальним геометричним збуренням поверхні. Підхід передбачає побудову інтегральних подань напружень та переміщень у кожному з тіл контактної пари через функції, що визначені на локальній області поверхні контакту. Для безфрикційної взаємодії тіл за наявності однієї кругової виїмки відповідні подання отримані через одну таку функцію, зокрема, висоту міжконтактного просвіту, і задачу зведено до парних інтегральних рівнянь. Розв’язок останніх отримано в аналітичному вигляді для певних профілів початкового дефекту. Проаналізовано контактні параметри задачі. Встановлено, що через розрив кривини поверхні у функції розподілу нормальних контактних напружень з’являються піки.

Фазовий склад і топографія поверхні титанових сплавів після термодифузійного насичення з карбіду бору залежать від способу та температури насичення. Після насичення при 800…850°С на їх поверхні формується шар монобориду титану TiB. З підвищенням температури до 900…950°С на фоні дисперсної структури монобориду титану зароджуються острівці дибориду TiB₂, формуючи двофазний покрив. Це впливає на якість поверхні. Витримка при 850 і 900°С сприяє росту висотних параметрів профілів матеріалів у 1,5–2,5 рази за неконтактного і в 2–3,5 рази за контактного насичення. Клас чистоти поверхні знижується відповідно на 1 і 2 квалітети. При 950°С спостерігається активний ріст зерен покриву. При цьому якість поверхні погіршується на два квалітети.

Досліджено вплив швидкості охолодження під час термічного оброблювання на формування мікроструктури теплотривкої сталі 13ХМФ. Встановлено залежності між мікроструктурою, характеристиками міцності, тріщиностійкості і опором повзучості матеріалу. Трансформацію структури змодельовано тривалістю відпуску. Бейніт-мартенситній структурі властиві найліпша комбінація властивостей і найдовший час трансформації на структуру, характеристики міцності та тріщиностійкості сталі свідчить про їх відповідність.

Досліджено механізм плавлення та кристалізації неметалевих включень у контакті зі сталевою матрицею під час лазерної обробки. На прикладі сталей 08кп, 08Ю, 60Г показано, що таке оброблення – це спосіб локальної зміни структури включень у поверхневих оплавлених шарах, а також властивостей поверхні неметалевих включень.

Досліджено вплив легування алюмінію оловом (2...15 mass.%) на його зносотривкість у парі з мідним контртілом в умовах тертя без мащення. Встановлено, що зі збільшенням вмісту олова в сплавах їх знос зменшується в 4–6 разів. Під час легування оловом більше 10% виникають ліквації.

Розроблено розрахунково-експериментальну методику оцінювання енергії руйнування композиційних матеріалів, яка полягає у визначенні методом цифрової спекл-кореляції переміщень поверхні в околі вершини концентратора напружень за статичного розтягу. За розподілом переміщень розраховано деформації в зоні передруйнування, розкритя та зсув берегів тріщини для заданого зусилля навантаження і бази вимірювання. Із діаграми статичного розтягу зразка для встановленої деформації отримали напруження в зоні передруйнування. На основі цих даних визначено енергію руйнування композиту. Наведено результати досліджень для тришарового композиційного матеріалу на основі епоксиднофенольного пластика хаотично армованого дисперсними частинками.

Наведено результати досліджень мікроелектрохімічної гетерогенності поверхонь сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т після кородування в хлоридно-сульфідних середовищах. З’ясовано характер корозії сталей у розчинах, що містять хлорид- та сульфід-іони. Показано, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостерігається пасивування, мікроелектрохімічна гетерогенність поверхні є вища, ніж після її активного розчинення. Щільні пасивувальні плівки на поверхні нержавної сталі спричиняють меншу мікроелектрохімічну гетерогенність після кородування в усіх досліджених розчинах порівняно зі сталями 20 та 30ХМА.

Встановлено, що місцем формування агресивного мікробного угруповання є феросфера – зона ґрунту товщиною до 3 mm, яка безпосередньо контактує з поверхнею металевої підземної споруди. По суті, це і є біоплівка, в якій проявляється біогеохімічна активність бактерій-збудників корозії і пришвидшується перебіг електрохімічних процесів. Показано, що у біоплівці відбуваються популяційні зміни бактерій з домінуванням бактерій певних фізіологічних груп: сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних, залізо-відновлювальних. Отримано оригінальні дані про формування у біоплівці сульфатвідновлювальних бактерій на контакті з металом подвійного шару у вигляді піротину і піриту. Досліджено архітектоніку моно- та бінарної біоплівок, утворених бактеріями-деструкторами захисних покривів. Методом конфокальної лазерної сканівної мікроскопії встановлено, що в базальній частині бінарної біоплівки, на поверхні бутилкаучукового шару покриву, розташовуються бактерії роду Аrthrobacter, які пришвидшують його деградацію. Ефективним засобом захисту матеріалів від мікробних пошкоджень є введення до їх складу біоцидів, які коагулюють білки, окиснюють сульфгідрильні групи у структурах білків, що призводить до загибелі клітин мікроорганізмів.

Розроблено нову методику стандартизації хлоридних водних розчинів осмію(IV) йодометричним титруванням з візуальною (за допомогою крохмалю) та потенціометричною фіксацією кінцевої точки титрування. Ця проста і експресна методика базується на взаємодії Os(IV) з надлишком йодид-іонів у сульфатнокислому середовищі та титруванні виділеного йоду стандартизованим розчином тіосульфату натрію. Методику апробовано під час визначення міліграмових кількостей осмію(IV) у стандартних розчинах та інтерметалічних сплавах. Похибка не перевищувала 1,5%.

Досліджено корозійні та корозійно-механічні властивості низьколегованої сталі 35ХФ у сірководневих середовищах. Визначено корозійну тривкість та опірність ініційованому воднем розтріскуванню різних плавок цієї сталі в розчині NACE та синтетичній морській воді. Встановлено опірність сірководневому корозійному розтріскуванню під напруженням сталі у розчині NACE. Показано, що сталь 35ХФ можна використовувати для виготовлення відповідальних деталей водопідіймальної колони для перекачування пластової води.

Вивчено анодні процеси на алюмінії, який застосовують як колектор струму в конденсаторах подвійного електричного шару в 0,1 М розчині тетрафтороборату тетраетиламонію в ацетонітрилі для виявлення його корозійної тривкості. Показано, що алюміній може анодно розчинятися в апротонному електроліті суперконденсатора з утворенням на його поверхні струмопровідних плівок.

Запропоновано метод автоматизованого визначення усередненого розміру зерен на основі аналізу цифрових металографічних зображень мікроструктури експлуатованої паропровідної сталі 12Х1МФ. В його основі – вимірювання фрактальної розмірності меж зерен металу. Він дає можливість автоматизувати обчислення та аналізувати металографічні зображення з незамкнутими та розривними межами зерен без їх інтерактивного редагування.

Показано, що в твердооксидній паливній комірці з керамічними Ni-вмісними анодами упродовж першого робочого циклу матеріал анода у водні відновлюється, що зумовлює зміни його мікроструктури та властивостей. Проаналізовано структурні зміни в матеріалі анода з різним вмістом NiO від невідновленого (ScCeSZ–NiO) до відновленого (ScCeSZ–Ni) стану, які пов’язані з його електропровідністю.

Досліджено вплив опромінювання в прозорому конденсованому середовищі на ударну в’язкість теплотривких сталей. Опромінення зразка попереду концентратора спричиняє значне (до двох разів) підвищення ударної в’язкості сталі 15Х13МФ. Методом фрактографічного аналізу встановлено, що сталь зруйнувалась за внутрішньозеренним механізмом незалежно від схеми опромінювання. Обґрунтовано зростання ударної в'язкості матеріалу після ударно-хвильової обробки.