ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
119
 
1 - скальные и полускальные; 2 - песчаные; 3 - глинистые; 4 – крупнообломочные 
 
Рисунок 3 - Гистограмма распределения различных видов грунтов в 8 м поверхностной 
толщи пород Атырауской область 
 
 
1 - скальные и полускальные; 2 - песчаные; 3 - глинистые; 4 - крупнообломочные 
 
Рисунок  4  -Гистограмма распределения различных видов грунтов в 6 м 
поверхностной толщи пород Мангыстауской область 
 
Выводы 
На  основе  анализа  результатов  исследований  можно  сделать  вывод,  что 
распределение  грунтов  прилегающей  территории  Казахстанского  сектора  Каспийского 
моря    отличается  от  общего  распределения  грунтов,  полученного  в  труде  академика 
Кабашева Р.А. 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1. Кабашев Р.А. Повышение эффективности земляных машин на основе совершенствования 
производственной  эксплуатации  и  конструкции  их  режущих  элементов.Автореферат  дис…д.т.н. 
Москва 
2. Жумаев  Ж.,  Турдалиев  А.  Грунтовой  фон  эксплуатации  землеройных  машин  и  пределы 
измерения  физ-механических  характеристик  грунтов  по  Мангистауской  и  Атырауской  областей. 
Материалы  международной  научно-практической  конференции  КазНТУ  им.  К.  Сатпаева, 
14.12.2005г. Алматы. 319 с. 
3. Тургумбаев  Ж.Ж.  Экспериментальное  определение  нагруженности  металлоконструкции 
рабочего  оборудования  одноковшовых  гидравлических  экскаваторов  в  реальных  условиях 
эксплуатации. Сб. научных трудов КГУСТА.- Бишкек, 1999, с.12-17  
4. Ю.А. Ветров и др. "Разрушение прочных грунтов". Изд. "Будевельник", Киев, 1973, 351 с.
 
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
120
УДК 539.376:621 
 
Цой Дмитрий Николаевич – профессор (Алматы, КазНТУ)  
Чумаков Евгений Васильевич – к. ф.-м. н., ст. пр. (Алматы, КазНТУ) 
Жансеркеева Зарина Аркадьевна – преподаватель (Алматы, КазНТУ) 
 
ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ КАК СТРУКТУРНО ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПАРАМЕТР 
 
Большое  многообразие  структурных  процессов,  протекающих  в  кристаллическом 
твердом  теле  в  процессе  деформации  в  режиме  ползучести,  предварительной 
механической,  термической,  термомеханической  обработок  и  облучении  в  атомных 
реакторах,  циклотронах,  ускорителях    сказывается  практически  на  всех  физико-
механических  характеристиках,  в  том  числе  и  на  кратковременных  механических 
свойствах.  К  их  числу  относятся  предел  текучести 
σ
02,  предел  прочности 
σ
в, 
микротвердость,  кратковременная  пластичность.  В  работах /1-3/ было  предложено 
использование  предела  текучести 
σ
02  в  качестве  структурно  чувствительного 
параметра  для  оценки  деформационного  упрочнения  на  неустановившейся  стадии 
ползучести.  Однако  обоснованность  выбора 
σ
02  в  указанном  качестве  требует 
доказательства с использованием экспериментальных данных. Они представлены ниже.  
Прежде  всего,  необходимо  рассмотреть  условия,  при  которых  протекает 
ползучесть.  Параметров,  их  характеризующих,  несколько,  но  (во  всех  случаях)  в 
конечном  итоге  это  температура  и  напряжение.  Кроме  того,  ползучесть  в 
специфических  условиях,  например,  при  облучении  в  активной  зоне  реакторов,  на 
циклотроне или ускорителе заряженных частиц характеризуется плотностью и энергией 
бомбардирующих  частиц,  интегральной  дозой  облучения.  Следовательно,  ползучесть 
кристаллического  твердого  тела  протекает  под  воздействием  нескольких  параметров, 
каждый из которых своим воздействием приводит к структурным изменениям. Поэтому 
всякий  раз  мы  имеем  дело  с  интегральным  воздействием  ряда  факторов,  которое 
находит свое отражение в изменениях предела текучести. 
На  рисунке 1 представлены  результаты  исследования  предела  текучести 
промышленного  алюминиевого  сплава  Д16.  Интервал  температур,  в  котором 
проводились  исследования,  выбран  таким  образом,  чтобы  он  перекрывал  все  три 
области  ползучести.  Подробно  они  описаны  в  работах /4-6/. График  на  рисунке  1а 
построен  по  результатам  исследования  образцов  одной  партии  после  отжига.  Он 
немонотонен  и  имеет  максимум  в  области  средних  температур,  которая  занимает 
интервал  от 0.4Тпл  до 0.5Тпл  (Тпл – температура  плавления).  Наличие  максимумов  в 
этой  температурной  области,  свидетельствующих  об  упрочнении,  характерно  для 
многих металлов и сплавов и используется в технологии машиностроения /7, 8/.   
Характер  поведения  предела  текучести  для  случая,  когда  образцы  подвергались 
различной  термической,  механической  или  термомеханической  обработкам  отражает 
график,  показанный  на  рисунке  1б.  Как  и  следовало  ожидать,  величина 
σ
02  заметно 
меняется от образца к образцу. Убедительным примером здесь может служить масса точек 
при  температуре 383К.  Исследования,  проведенные  на 10 образцах,  показали,  что  в 
зависимости  от  предварительной  обработки  численное  значение  предела    текучести 
меняется  от 370МПа  до 530МПа.  По  этой  причине,  проведенная  на  этом  рисунке 
сплошная  линия  не  может  считаться  истинной  и  обозначает  собой  лишь  некоторую 
общую тенденцию в поведении предела текучести
σ
02.   
На  сегодняшний  день,  в  связи  с  развитием  ядерной  энергетики,  несомненный 
научный  и  практический  интерес  представляют  работы,  направленные  на  изучение 
влияния радиации на физико-механические свойства кристаллического твердого тела. 
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
121
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
а - образцы одной партии с одинаковой предварительной обработкой; 
б - образцы разных партий с различной обработкой 
 
Рисунок 1 -  Зависимость предела текучести сплава Д16 от температуры 
 
Влияние на предел текучести температуры и облучения отражает  рисунок 2. График 
(1) построен по результатам исследований чистого алюминия. Эксперименты проводились 
непосредственно  в  одном  из  каналов  атомного  реактора  ВВР-К.  Данные  для графика (2) 
были получены в лабораторных условиях. Более подробно они описаны в работе /9/. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2 - Зависимость предела текучести Al 99,99% от температуры при 
реакторном облучении (1) и без облучения (2) 
 
Сравнение  графиков  позволяет  сделать  вывод,  что  в  обоих  случаях  они  имеют 
качественно  одинаковый  вид  и  не  монотонны.  Как  и  на  рисунке 1 в  области  средних 
температур  наблюдается  максимум.  Влияние  реакторного  облучения  выражается  в 
снижении численного значения предела текучести, т.е. в разупрочнении материала. Смена 
объекта  исследования  не  приводит  к  коренным  изменениям  качественного  вида 
рассмотренных графиков.  
Подтверждением  этому  служит  рисунок 3, на  котором  представлены  результаты 
экспериментального изучения чистой меди.  
Здесь  при  внутриреакторных  исследованиях  были  использованы  образцы  двух 
партий  (графики 1 и 2), с  несколько  различными  режимами  термообработки. 
Сравнительный анализ графиков 1 и 3 показывает, что для чистой меди, так же как и для 
алюминия,  облучение  приводит  к  разупрочнению  материала.  Но  наибольший 
радиационный  эффект  наблюдается  в  области  низких  температур  (ниже 0,4Тпл),  здесь 
320
360
400
440
300
400
500
Температура, ТК
П
ре
де
л 
те
ку
че
ст
и,
 М
П
а
 
260
300
340
380
420
T,K
300
400
500
600
Температура, Т,К
П
ре
де
л 
те
ку
че
ст
и,
 М
П
а
 
а 
б 
330
350
370
390
410
430
450
47
12
14
16
18
П
ре
де
л 
те
ку
че
ст
и,
 М
П
а
Температура, ТК
1 
2 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
122
различия  между 
σ
02  во  внутриреакторных  и  лабораторных  условиях  наиболее 
значительно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1,3 – образцы одной партии, 2 – образцы другой партии 
Рисунок 3 - Зависимость предела текучести Cu 99,99% от температуры при 
реакторном облучении (1),  (2) и без облучения (3)  
 
Выводы 
Проведенный  анализ  убедительно  доказывает,  что  предел  текучести  реагирует  на 
изменения условий предварительной технологической обработки металлических образцов 
и условия эксперимента, т. е. является структурно чувствительным параметром. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1  Чумаков  Е.В.,  Жансеркеева  З.А.  Исследование  деформационного  упрочнения  металлов  и 
сплавов на неустановившейся стадии //Алматы, Вестник КазНТУ,  №2 (59), 2007, с. 82. 
2 Чумаков Е.В., Жансеркеева З.А. Деформационное упрочнение и  неустановившаяся стадия 
ползучести  /Мат-лы  Межд.  науч.  конф. «Наука  и  образование - ведущий  фактор  стратегии 
«Казахстан – 2030», Караганда, КарГТУ, 2007, с. 264. 
3  Чумаков  Е.В.,  Жансеркеева  З.А.  Экспериментальное  изучение  деформационного 
упрочнения  циркония  и  алюминиевого  сплава  САВ  на  неустановившейся  стадии  ползучести 
//Алматы, Вестник КазНТУ,  3 (60), 2007, с.151.  
4  Ибрагимов  Ш.Ш.,  Айтхожин  Э.С.,  Чумаков  Е.В.  Влияние  реакторного  облучения  на 
ползучесть  поликристаллической  меди //Известия  АН  КазССР,  серия  физико-математическая, 
№ 2, 1986, с.19-23. 
5  Айтхожин  Э.С.,  Ибрагимов  Ш.Ш.,  Чумаков  Е.В.  Температурная  зависимость 
реакторной ползучести меди и алюминия //Атомная энергия, т. 69, 1990, с. 142-145. 
6 Aitkhozhin E.S., Chumakov E.V. Radiation-indused creep of copper, aluminium and their 
alloys //J.Nuclear Materials, 1996, vol. 233-237, p.537-541. 
7  Гринберг  Б.А.,  Сюткина  В.И.  Новые  методы  упрочнения  упорядоченных  сплавов.  М., 
Металлургия, 1985, с.39. 
8 Уваров А.И. Новый метод упрочнения стареющих аустенитных сплавов //Физика металлов 
и металловедение, т.28, 1969, с.691-699. 
9 Чумаков Е.В., Айтхожин Э.С. Ползучесть и предел текучести металлов и сплавов /Мат-
лы III-й Межд. науч. конф. «Ядерная и радиационная физика», Алматы, 2001, т.2, с.447-454. 
 
 
 
 
450
500
550
600
650
30
32
34
36
38
40
42
П
ре
де
л 
те
ку
че
ст
и,
 М
П
а
Температура, К
1
2
3

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
123
УДК 539.376:621 
 
Чумаков Евгений Васильевич – к. ф.-м. н., ст. пр. (Алматы, КазНТУ) 
Жансеркеева Зарина Аркадьевна – преподаватель (Алматы, КазНТУ) 
Митрофанов Андрей Юрьевич-инспектор-контролер (Алматы, АО «Белкамит»)  
 
ДЕФОРМАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ И ПОЛЗУЧЕСТЬ ГЦК-МЕТАЛЛОВ 
 
Известно,  что  ползучесть  относится  к  основным  параметрам,  определяющим   
длительность эксплуатации машин и механизмов. В то же время, ползучесть, как явление, 
до настоящего времени остается в числе одного из наименее изученных. А из трех стадий 
наиболее  слабо  изучена  первая,  или  неустановившаяся.  Ее  особенность  заключается  в 
уменьшении скорости ползучести с течением времени.  
Как  правило,  такое  поведение  объясняется  деформационным  упрочнением. 
Изучению закономерностей деформационного упрочнения были посвящены работы /1-3/. 
В  качестве  показателя  деформационного  упрочнения  был  взят  предел  текучести 
02
σ
. 
Основным  достоинством  этой  кратковременной  механической  характеристики  является 
высокая чувствительность к любым изменениям микроструктуры металлов и сплавов. Как 
было  показано  в  работе /4, 5/,  такой  подход  дал  хорошие  результаты  при  анализе 
установившейся стадии ползучести.  
Величина  деформационного  упрочнения  определялась  экспериментально  при 
циклическом  нагружении  исследуемых  образцов.  Наиболее  полно  методика  проведения 
испытаний описана в /2, 3/. По результатам испытаний строились графики, отражающие 
зависимость  предела  текучести  от  накопленной  деформации.  В  качестве  примера  на 
рисунках 1 и 2 такие графики приведены для циркония и алюминия.  
Обращает  на  себя  внимание  то  обстоятельство,  что  зависимости  в  обоих  случаях 
имеют качественно одинаковый вид кривых насыщения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Температура испытания: 1 – 293К,  2 – 398К. 
 
Рисунок 1 - Зависимость предела текучести циркония   от накопленной деформации при  
циклическом нагружении  
1 
2 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
124
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 2 - Зависимость предела текучести алюминия от величины накопленной 
деформации при циклическом нагружении 
 
Сравнение  графиков 1 и 2 (рисунок 1) показывает,  что  изменение  температуры 
испытаний  сказывается  лишь  на  количественной  оценке  предела  текучести.  С  целью 
проведения  дальнейшего  анализа  в  качестве  показателя  деформационного  упрочнения 
введен коэффициент 
 
 
 
 
К = 
0
02
02i
ε
 i
ε
σ
σ
0
−
−
 = 
ε
σ
02
Δ
Δ
,                                           (1) 
 
где 
σ020 – предел текучести при первом нагружении недеформированного образца, σ02i – 
предел  текучести  после  каждого  последующего  нагружения, 
ε0  и  εi – начальная  и 
измеряемая  для  каждого  цикла  деформации  соответственно.  Из  рисунка 1 и  рисунка 2 
следует, что коэффициент К не является величиной постоянной и определяется тангенсом 
угла наклона к оси абсцисс касательной, проведенной к каждой точке кривых 
02
σ
 =  f(
εi).  
Как  отмечалось  выше,  предел  текучести  чувствителен  к  любым  изменениям 
микроструктуры.  Этот  факт  проявляется  при  изучении  образцов  разных  партий, 
подвергнутых  различным  обработкам  в  процессе  их  подготовки  к  испытаниям.  В  этом 
случае для одного и того же уровня накопленной деформации величина предела текучести 
будет  разная.  В  общем  виде  для  разных  партий  образцов  графики  будут  иметь  вид, 
показанный  на  рисунке 3. Причина  такого  поведения  очевидна.  В  случае  глубокого 
отжига  величина  предела  текучести  значительно  ниже,  а  пластичность  выше  по 
сравнению  с  образцами,  которые  в  процессе  подготовки  подвергаются  холодной 
деформации.  Закалка  также  приводит  к  росту  предела  текучести  и  снижению  запаса 
пластичности. Здесь следует заметить, что по отношению к закалке не применимо понятие 
деформационного упрочнения. В этом случае, будет правильным говорить об упрочнении 
путем  закалки,  приводящим  к  равному  результату  с  упрочнением  за  счет  накопленной 
деформации.  По  мнению  авторов  для  простоты  дальнейшего  анализа  следует  ввести 
понятие: упрочнение эквивалентное деформационному. 
Экспериментальные  исследования  показывают,  что  на  графике 1, рисунок 3 можно 
выделить участки, соответствующие графикам 2 и 3, рисунок 4.  
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
40
45
50
55
60
П
ре
де
л 
те
ку
че
ст
и,
 М
П
а
Деформация, %
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
125
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-глубокий отжиг, 2 – с предварительной деформацией, 3- после закалки 
 
Рисунок 3 - Кривые деформационного упрочнения ряда партий образцов при разных 
предварительных обработках 
 
Участок  кривой  АD  соответствует  кривой 1, рисунок 3, участок  ВD – кривой 2, 
рисунок 3, а  СD – кривой 3, рисунок 3. Отсюда  вытекает  возможность  определения 
степени  упрочнения  металлов  и  сплавов  в  том  случае,  когда  их  предварительная 
обработка  по  каким–либо  причинам  не  контролировалась.  Для  этого  достаточно 
определить предел текучести  
02
σ
.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 4 - Общий вид графика деформационного упрочнения 
 
Из  рисунка 4 видим,  что  для  серии  образцов,  у  которых  упрочнение  соответствует 
кривой 2, рисунок 3,  предварительная деформация для 
2
02
σ
 будет равна 
а
, тогда как для 
закаленных  (график 3, рисунок 3) при 
3
02
σ
  упрочнение  будет  соответствовать  
эквивалентной  деформации 
b
.  Отметим,  что  график  АD  следует  считать  общим  или 
исходным, поскольку он включает в себя все последующие.  
3
2
1
02
σ
0,2
σ
σ
σ
02
02
02
2
3
1
 
 
 
 
02
σ
0,2
σ
σ
σ
02
02
02
2
3
1
A 
B
C
D
a b
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
 
126
Выводы 
 
Графики  зависимости  предела  текучести  в  широком  интервале  температур 
качественно  одинаковы  и  имеют  вид  кривых  насыщения.  Выявлены  общие 
закономерности  воздействия  эффекта  деформационного  упрочнения  на  величину 
предела текучести и скорости 
ползучести на неустановившейся стадии. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
     1 Чумаков Е.В., Жансеркеева З.А. Исследование деформационного упрочнения металлов и 
сплавов на неустановившейся стадии //Алматы, Вестник КазНТУ,  №2 (59), 2007, с. 82. 
     2  Чумаков  Е.В.,  Жансеркеева  З.А.  Экспериментальное  изучение  деформационного 
упрочнения  циркония  и  алюминиевого  сплава  САВ  на  неустановившейся  стадии  ползучести 
//Алматы, Вестник КазНТУ,  3 (60), 2007, с.151.  
     3 Чумаков Е.В., Жансеркеева З.А. Ползучесть высоконикелевого сплава 03Х20Н45МБРЦ и 
алюминиевого  сплава  Д16  на  неустановившейся  стадии. //Алматы,  Вестник  КазНТУ,  №4 (61), 
2007, с. 182. 
     4  Чумаков  Е.В.  Реакторная  и  термическая  ползучесть  металлов  и  сплавов.  Теория  и 
эксперимент//  Мат-лы III-й  международной  конференции  «Ядерная  и  радиационная  физика», 
Алматы, 2001, т. II – Радиационная физика, с.510-522. 
     5 Чумаков Е.В. Ползучесть меди при реакторном и импульсном электронном  облучении// 
Алматы, Вестник АГУ, №1(7), 2003, с. 230 – 234. 
 
 
 
АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА, СВЯЗЬ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА, 
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 
 
УДК 62-50 
 
Оморов Т.Т. – д.т.н., вице-президент,  член-корреспондент  (Бишкек, НАН КР) 
Кожекова Г.А. -  зав.сек. компьт.-инфор.систем  (Бишкек, Институт автоматики 
НАН КР) 
 
СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ  
 
Управление сложными многомерными объектами в условиях неполной информации 
связано  с  большими  трудностями.  Часто  в  практике  автоматического  управления 
некоторые  важные  свойства  объекта  и  условия  его  функционирования  априори 
неизвестны.  В  этих  условиях,  как  известно,  применение  классических  подходов  к 
проектированию  систем  автоматического  управления  (САУ)  не  приводит  к  желаемым 
результатам.  Один  из  эффективных    путей  повышения  качества  управления  в  условиях 
априорной неопределенности состоит в использовании принципа и алгоритмов адаптации 
/1,2,3/.  Следует  отметить,  что  к  настоящему  времени  разработан  целый  ряд  методов 
синтеза  адаптивных  САУ /2-6/. Среди  них  можно  выделить  класс  самонастраивающихся 
систем  с  эталонной  моделью,  интерес  к  которым  связан  с  тем,  что  они  позволяют 
обеспечить  достаточно  высокое  качество  процессов  управления  при  изменении 
параметров  внешних  возмущающих  воздействий  и  управляемого  объекта  в  широком 
диапазоне.  В  работе  описывается  один  из  возможных  подходов  к  построению  таких 
систем на основе предлагаемого критерия качества процессов  управления. 
Рассмотрим  объект  управления,  подверженный  действию  неконтролируемых 
внешних  возмущений  и  описываемый  векторным  дифференциальным  уравнением  с 
неопределенными параметрами: 
x(t) Ax(t) Bu(t)
(t)
=
+
+ ξ
&
,                                              (1) 

жүктеу/скачать 5,31 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: