Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

План и результаты В качестве базового изделия было выбрано осесимметричное изделие с диаметром основания 250-350 мм, высотой 500-1 000 мм и толщиной стенки 8-15 мм, которое в процессе эксплуатации подвергается совместному воздействию тепловой и силовой нагрузкам. Исследования проводились в следующей последовательности: 1. Первоначально выполнен прочностной расчет изделия с наличием дефектов заданных размеров. Результаты расчета показали, что указанные дефекты несущую способность изделия не снижают. Однако расчетная модель предполагала допущение, что раковина в изделии представляет собой лишь локальное изменение объема материала с идеальными бездефектными границами. Выполнить исследование небольшой раковины на предмет наличия на ее границах микротрещин, которые могут являться инициаторами разрушения, имеющимися техническими средствами невозможно. Поэтому данный вопрос решался экспериментально — верификация расчетных результатов проводилась с помощью испытания изделия с нанесенными искусственными дефектами. 2. Перед дорогостоящими испытаниями с реализацией эксплуатационной нагрузки на изделие был проведен менее затратный эксперимент с тестовым нагружением внутренним давлением керамического элемента изделия. По результатам такого испытания подтвердились расчетные выводы — значения давления разрушения бездефектного керамического элемента и керамического элемента с нанесенными раковинами не отличались. При разрушении керамики трещины через нанесенные дефекты не проходили. 3. После получения положительных результатов сравнения расчета и тестового эксперимента проведены зачетные испытания на воздействие эксплуатационного вида нагружения (совместное воздействие тепловой и силовой нагрузки). Их результаты также оказались положительными — стойкость к эксплуатационной нагрузке и определенный после ее воздействия остаточный запас прочности изделия с дефектами не отличались от керамических изделий без дефектов. Таким образом, экспериментально подтверждено, что доработка любых естественных дефектов на поверхности изделий из кварцевой керамики путем удаления дефектной области материала не привносит в материал микротрещины и не снижает общую несущую способность керамического элемента изделия. Максимальные размеры дефекта, подлежащего доработке, определяются расчетным путем, исходя из размеров изделия и действующих на него в процессе эксплуатации нагрузок. Керамика в исходном состоянии с нанесенными раковинами сферической формы, фрагменты после разрушения при нагружении внутренним давлением и после определения запаса прочности изделия при испытаниях на стойкость к эксплуатационной нагрузке представлены на рис. 2 -4 соответственно. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 83-88. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 83-88. Рис. 2. Исходное состояние поверхности керамических изделий с нанесенными раковинами сферической формы I і I Рис. 3. Фрагменты керамических изделий после тестового нагружения внутренним давлением © Медведев А. В., Харитонов Д. В., Анашкина А. А., Маслова Е. В., Коваленко П. В., 2025 86