На підставі власних і літературних результатів досліджень запропоновано феноменологічну модель двоїстого характеру впливу водню, яка враховує пластифікувальну і окрихчувальну його дію на деформування та руйнування металів. На основі цієї моделі сформульовано нові критерії, за якими можна розробляти водневотривкі хромонікелеві сталі, а також отримано аналітичні залежності для прогнозування їх механічних характеристик у водні за визначеними на повітрі. Пластифікувальну дію водню застосовано в деяких технологічних методах підвищення роботоздатності і довговічності сталевих виробів.

Виявлено, що попереднє пластичне деформування аустенітної сталі 12Х18Н12Т спричиняє наклеп, який залежить від швидкості деформування. Зі збільшенням швидкості деформування зразків від 8•10^–4 до 417•10^–4 s^–1 характеристики як міцності (границя міцності), так і пластичності (відносне видовження) сталі 12Х18Н12Т знижуються. Після витримування попередньо наклепаної сталі за температури 650°С збільшується її міцність, а пластичність знижується. Разом з тим ізотермічний вплив впродовж 1 та 10 h не сприяв міжкристалітній корозії сталі під час її витримування у корозивному середовищі 24 h.

Сталь 20Х13 у вихідному стані і після 3•105 h експлуатації в лопатках циліндра низького тиску парової турбіни порівняли за механізмами руйнування, структурними, механічними, корозійними та корозійно-механічними властивостями. Виявлено, що внаслідок експлуатації вона зміцнюється і втрачає пластичність, суттєво знижуються її корозійні характеристики, показники втоми і циклічної тріщиностійкості.

Подано результати досліджень впливу водню на руйнування листової ресорнопружинної сталі 65Г. Визначено розподіл деформацій методом цифрової кореляції спекл-зображень та топографію поверхні зразка перед вершиною тріщини і встановлено, що водень знижує деформацію руйнування у 1,5 рази. Виявлено зниження тріщиностійкості сталі 65Г у водні на 14% порівняно з повітрям. Проведено фрактографічний аналіз поверхні зламу зразків та досліджено морфологію поширення тріщини металографічним методом. Встановлено, що зниження експлуатаційних характеристик сталі 65Г за дії водню проявляється в локалізації пластичних деформацій та інтенсивному розшаруванні по стиках шарів вальцювання.

Подані втомні властивості зразків з подвійними симетричними боковими вирізами (радіуси концентратора від ρ = 0,2 до 10 mm) з сталі FeP04. Для випробувань використовували сервогідравлічний пристрій МТС 809. Втомні випроби виконані за постійного номінального коефіцієнта навантаження (R = 0), амплітуди навантаження 6 kN для радіуса концентратора ρ = 0,2 mm і 7 kN для радіусів ρ = 1,25; 2,5 і 10 mm. Частота навантаження 13...15 Hz. Під час випробувань з постійним втомним навантаженням спостерігали знеміцнювання матеріалу зі збільшенням деформованості.

Досліджено мікроструктуру алюмінідного покриву та його поведінку під час високотемпературного окислення. Шари алюмінідів титану вивчали за допомогою оптичної мікроскопії, сканівної електронної мікроскопії (SЕМ) з використанням дисперсного рентгеноспектрометра (EDS) та рентгенівським дифракційним методом. Випробовування проводили при 950 ^oC впродовж 200 h. Встановлено, що на підкладці з титанового сплаву утворився TiAl₃. Покрив з алюмініду титану покращує стійкість до окислення сплавів з γ-TiAl, утворюючи захисну плівку з оксиду алюмінію. Під час окислення дифузійна взаємодія TiАl₃ з підкладкою γ-TiAl спричиняє зменшення кількості алюмінію у шарі TiAl₃ та збільшення шару TiAl₂. Після окислення в покриві утворюється мікроструктура з фазами, що містять TiAl₃, TiAl₂ та Al₂O₃.

Методом сингулярних інтегральних рівнянь отримано розв’язок плоскої задачі теорії пружності для площини з напівнескінченним кутовим закругленим вирізом за складного навантаження. На цій основі знайдено залежності між коефіцієнтами інтенсивності напружень (КІН) у вершині гострого кутового вирізу, максимальними напруженнями та їх градієнтом у вершині відповідного закругленого вирізу. Для обмежених тіл з кутовими вирізами отримані розв’язки є асимптотичними залежностями для малих радіусів закруглення їх вершин. Такі співвідношення можна використовувати в граничних переходах для знаходження КІН у вершинах гострих вирізів на основі розв’язків для відповідних закруглених концентраторів напружень. Ефек-тивність методу проілюстровано на задачі про визначення КІН у вершинах прямокутного отвору в пружній площині.

На основі сформульованого раніше енергетичного підходу для дослідження поширення тріщин у твердих тілах за змінного в часі навантаження розроблено метод визначення залишкового ресурсу тонкостінних елементів конструкцій із тріщинами за блочного навантаження. Вивчено вплив форми і структури блоків навантаження на залишкову довговічність пластини.

Для оцінювання у пружному тілі взаємовпливу поля напружень та відповідної концентрації водню запропоновано систему рівнянь градієнтнотензорного типу. В результаті аналізу цієї системи рівнянь встановлені співвідношення, які позв’язують концентрацію водню з відносним об’ємним розширенням (дилатацією) металу та гідростатичним напруженням. Розраховано зміну напружень по глибині проникнення водню від поверхні його контакту із водневмісним середовищем, а також концентрацію водню залежно від часу наводнення.

Одержано сингулярне інтегральне рівняння задачі про напружено-деформований стан кругового диска, послабленого крайовою прямолінійною нерадіальною тріщиною, на берегах якої діє довільне самозрівноважене навантаження. Для рівномірно розподіленого тиску на берегах тріщини обчислено коефіцієнти інтенсивності напружень залежно від орієнтації та довжини тріщини.

Розглянуто задачу про контактну взаємодію штампа з прямолінійною основою та пружного клина, одна з граней якого закріплена. Враховано сили тертя в області контакту. Методом Вінера–Гопфа отримано аналітичний розв’язок задачі. Наведено результати обчислень контактних напружень та переміщень точок незакріпленої грані клина.

Розглянуто осесиметричну задачу теорії пружності про навантаження тиском Герца неоднорідного півпростору. Півпростір складається з однорідної основи і системи двох періодично укладених пружних шарів. Розв’язок задачі теорії пружності для неоднорідного покриву порівняно з розв’язком задачі, де він змодельований гомогенізованим однорідним шаром.

Отримані раніше співвідношення локально градієнтної теорії електромагнетотермо-механіки поляризовних неферомагнетних тіл узагальнено з урахуванням інерційності поляризації. Одержано ключову систему рівнянь моделі, яку записано відносно потенціалів векторів переміщення та електромагнетного поля, а також потенціалу, який враховує вплив локального зміщення маси на внутрішню енергію тіла. Узагальнено умову калібрування Лоренца. Встановлено, що за врахування інерції поляризації виникають дисперсія швидкості електромагнетної хвилі в тілі та додаткові динамічні складники у диференціальних рівняннях, які пов’язують потенціал та скалярні потенціали векторів переміщення і електромагнетного поля.

Визначено розклад напружень і деформацій в перетині проаналізованого елемента вальців та подано графічно за допомогою комп’ютерної моделі. Аналіз п’яти матеріалів та їх кривих циклічного деформування з різними характеристиками за умов кручення та згину показав лінійний характер розкладу деформацій для кожного з них за всіх прикладених навантажень.

Розроблено узагальнений метод розрахункової оцінки зношування та ресурсу зубчастих циліндричних передач з коригуванням зачеплення. Розглянуто передачі з кутовим зміщенням та по висоті. На прикладі силової передачі локомотива ВЛ-10 встановлено вплив обох видів зміщення на довговічність передачі, зношування зубів коліс впродовж 1 h роботи, максимальні контактні тиски та швидкість ковзання. Показано, що за кутового коригування наявний оптимум коефіцієнтів зміщення, за яких ресурс буде максимальний порівняно з некоригованим зачепленням. Для цієї передачі, однак, висотне коригування недоцільне, оскільки призводить до зниження її ресурсу.

Досліджено контактну взаємодію пружного тіла з жорсткою основою, що має поверхневу виїмку, яка зумовлює зазор між тілами. У центрі зазору знаходиться міжповерхневий місток нестисливої незмочувальної рідини, а на краях – газ під сталим тиском. З використанням методу функцій міжконтактних зазорів задачу зведено до сингулярного інтегрального рівняння відносно висоти зазору, яке розв’язано аналітично. Проаналізовано залежність довжини ділянки з рідиною та її тиску від навантаження, кількості рідини та її поверхневого натягу.

Вивчено вплив дефектів у зварних з’єднаннях (ЗЗ) трубної сталі 17Г1СУ, виконаних ручним електродуговим способом електродами УОНИИ 13/55Р, FOX EV 50 (Bohler), Basic One (Lincoln), на роботоздатність зварних конструкцій на повітрі і у середовищі з сірководнем. Встановлено, що об’ємні дефекти сумарною площею до 15% від розрахункового перерізу ЗЗ, виконаного електродом УОНИИ 13/55Р, за повільного деформування (10^–5 s^–1) не впливають на його міцність. Вони суттєво знижують опір ЗЗ до сірководневого корозійного розтріскування: за наявності сумірних дефектів порогові напруження зразків, зварених електродами УОНИИ 13/55Р та FOX EV 50, на 60 МРа нижчі, ніж без них.