Прогнозирование кинетики малых усталостных трещин в никель-алюминиевых бронзах лопастей гребных винтов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат технических наук Починков, Роман Адольфович

• Починков, Роман Адольфович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Починков, Роман Адольфович

Оглавление.

Введение.

1. Усталостное разрушение поликристаллических конструкционных материалов.

1.1. Стадии усталостного разрушения поликристаллических конструкционных материалах.

1.2. Анализ известных моделей усталостного разрушения поликристаллических материалов.

1.2.1. Основные направления моделирования.

1.2.2. Модели, использующие подходы механики рассеянных повреждений.

1.2.3. Модели, использующие подходы механики усталостного разрушения.

1.2.4. Модели, учитывающие динамику структурных дефектов.

1.3. Анализ известных подходов к прогнозированию длительной прочности лопастей гребных винтов.

1.4. Выводы по материалам проведенного анализа.

2. Экспериментальное исследование прочностных характеристик сплава БрАЖН10-4-4.

2.1. Экспериментальное оборудование и методы проведения испытаний.

2.1.1. Испытательные машины, принцип действия и технические характеристики.

2.1.2. Экспериментальные образцы, технология изготовления и подготовки.

2.2. Химический состав и микроструктурные характеристики исследуемого сплава.

2.3. Экспериментальное изучение статической прочности исследуемого сплава.

2.3.1. Механические свойства сплава в условиях одноосного растяжения.

2.3.2. Механические свойства сплава в условиях осесимметричного кручения.

2.4. Экспериментальное изучение циклической прочности исследуемого сплава.

2.4.1. Механические свойства сплава в условиях одноосного растяжения (сжатия).

2.4.2. Механические свойства сплава в условиях осесимметричного кручения.

2.4.3. Трещиностойкость сплава в условиях одноосного растяжения (сжатия).

2.4.4. Долговечность сплава в условиях кругового изгиба.

2.5. Определение кинетических параметров развития усталостных трещин.

3. Математическая модель протекания усталостного разрушения в сплаве БрАЖШ 0-4-4.

3.1. Базовые положения предлагаемой модели.

3.2. Общий вид предлагаемой модели.

3.3. Развитие усталостного разрушения в «критической плоскости сдвига».

3.4. Развитие усталостного разрушения в «критической плоскости отрыва».

3.5. Развитие усталостного разрушения в «плоскости перехода».

3.6. Моделирование влияния микроструктуры материала.

3.7. Определение конечных соотношений предлагаемой модели.

3.8. Определение положения плоскостей развития усталостного разрушения.

3.9. Методика применения предлагаемой модели.

3.10. Прогнозирование кинетики усталостных повреждений в сплаве БрАЖШ 0-4-4.

4. Применение разработанной математической модели при прогнозировании длительной прочности лопастей гребных винтов.

4.1. Построение пространственных геометрических моделей исследуемых судов.

4.2. Гидродинамический анализ работы лопасти гребного винта в потоке жидкости.

4.2.1. Построение пространственных расчетных моделей взаимодействия потока жидкости с исследуемыми судами.

4.2.2. Численный расчет обработка результатов гидродинамического анализа.

4.3. Анализ напряженно-деформированного состояния лопасти гребного винта в потоке жидкости.

4.3.1. Построение пространственных расчетных моделей нагружения лопастей гребных винтов.

4.3.2. Численный расчет и обработка результатов прочностного анализа.

4.4. Прогнозирование кинетики усталостных повреждений в -лопасти гребного винта в потоке жидкости.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование кинетики малых усталостных трещин в никель-алюминиевых бронзах лопастей гребных винтов»

Исследования показывают, что зачастую отдельные элементы инженерно-технических сооружений, подвергающиеся повторно-переменным нагрузкам, могут разрушаться при напряжениях меньших, чем предел прочности материала при статическом нагружении. Это имеет большое значение для современных объектов морского транспорта, конструктивные узлы которых работают в условиях циклических нагрузок в коррозионно-активных средах (морская вода, влажный воздух, груз) при общем числе циклов, достигающем за весь период службы многих миллионов. Данные статистики показывают, что примерно 80% поломок и аварий, происходящих на морском транспорте, вызваны усталостными явлениями.

Опасность усталостного разрушения заключается в том, что на начальном этапе оно протекает достаточно медленно и трудно регистрируемо методами контроля, а в конце происходит крайне стремительно, и может носить характер хрупкого излома. При этом долговечность нагружаемой конструкции складывается из количества циклов до зарождения трещины и количества циклов, идущих на ее распространение.

Изучению вопросов связанных с распространением усталостных трещин посвящено множество исследований, в том числе работы отечественных (Ю.Н. Работнов, JI.M. Качанов, В.Т. Трощенко, Е.М. Морозов, В.З. Партон, B.C. Иванова, Н.А. Махутов, Б.З. Марголин, С.В. Серенсен и др.) и зарубежных (А. Гриффите, Г.Р. Ирвин, Е. Орован, П. Пэрис, Ф. Эрдоган, Дж. Р. Райе, Дж. С. Ньюман, В. Элбер, К. Дж. Миллер, Т. Екобори и др.) ученных. На сегодняшний день существует немало разнообразных методик, позволяющих удовлетворительно прогнозировать их рост. В тоже время, вопросы зарождения и распространения в конструкционных материалах малых поверхностных усталостных трещин (так называемых микрометровых трещин) освещены недостаточно полно, несмотря на то, что именно на этот процесс приходится значительная доля (-40.60%, а для некоторых материалов -80.90%) общей долговечности конструктивных элементов. Кроме того, малые трещины могут возникать на очень ранних стадиях циклического нагружения (-10% общей долговечности) и прогнозирование их развитияявляется чрезвычайно сложным и в то же время важным делом, способствующим повышению эксплуатационной надежности конструктивных элементов объектов морского транспорта.

Среди всех объектов, морского транспорта наиболее многочисленными и ответственными являются морские суда. Произошедшее в последнее десятилетие увеличение мощности энергетических установок, применяемых на транспортных судах, привело к учащению усталостных разрушений лопастей гребных винтов (ТВ). Поломка ГВ в процессе эксплуатации судна сопряжена со значительными материальными затратами, связанными- с постановкой судна в док, заменой винта, простоем судна. В условиях шторма выход из строя ГВ чрезвычайно опасен, т.к. в подавляющем большинстве случаев ведет к потере управляемости и хода судна, а нередко и к его гибели.

Представляя собой геликоидальную' оболочку переменной толщины- и кривизны лопасть ГВ, жестко закрепленнаяг на ступице, в процессе эксплуатации* находится под действием внешних сил гидродинамической' природы, а также сил инерции. В процессе работы ГВ?за корпусом силы, действующие на его лопасти, переменны в течение оборота винта, а их мгновенные амплитуды могут существенно превышать средние значения нагрузок. В процессе реверса силы и моменты, действующие на лопасти, также могут превосходить соответствующие величины на установившихся режимах движения. Динамический характер нагрузок приводит к возникновению во время работы ГВ сложного и переменного во времени напряженного состояния, определяемого напряжениями изгиба, растяжения и кручения.

Широкое применение никель-алюминиевых бронз для изготовления' ГВ современных судов морского транспорта предопределяет выбор,материала для исследования - бронзового сплава БрАЖШ 0-4-4 (отечественный аналог сплава «Никалиум»), Благодаря своим микроструктурным особенностям, данный сплав обладает достаточно высокими механическими свойствами, а также хорошей коррозионной стойкостью, что обуславливают его широкое распространение в современной судостроительной промышленности. Однако, с другой стороны, те же микроструктурные особенности оказывают чрезвычайно сильное влияние на развитие усталостного разрушения, усложняя задачу прогнозирования длительной прочности лопастей ГВ, особенно на стадии роста малых трещин.

Прогнозирование длительной прочности лопастей ГВ в условиях сложного, переменного во времени напряженно-деформируемого состояния (НДС) в коррозионно-активной среде, с учетом микроструктурных особенностей материала, крайне важно для обеспечения безопасности мореплавания морских судов, сохранности груза, корабля, жизней и здоровья членов экипажа. Невозможность применения стандартных методик неразрушающего контроля в процессе работы ГВ за корпусом судна подчеркивает практическую значимость поставленной задачи.

Таким образом, перспективным направлением дальнейших исследований феномена усталостного разрушения является исследование процессов, связанных с зарождением и ростом малых усталостных трещин, на которую приходится большая часть общей долговечности конструктивных элементов различных инженерно-технических сооружений и, в частности, лопастей ГВ. В рамках данного направления определенный интерес представляет создание модели роста малых усталостных трещин в исследуемом сплаве с учетом его неоднородности. Изучению этих вопросов и посвящена настоящая работа.

Заключение диссертации по теме «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры», Починков, Роман Адольфович

1.4; Выводы по материалам проведенного анализа наличием-коррозионно-активной среды, и микроструктурных особенностей материала.

Основной научной целью* настоящей работы является* создание математической модели прогнозирования кинетики усталостных повреждений в никель-алюминиевой бронзе БрАЖШ 0-4-4 на стадии зарождения^ усталостных трещин вплоть до появления макротрещины.

Для решения, поставленной цели были сформулированы основные зада-чи.теоретического исследования:

- изучение механических свойств, исследуемого сплава В'условиях, статического и циклического нагружения» при воздействии инертной (атмосферный воздух)' и коррозионно-активной (морская* вода Черного моря) сред;

- изучение кинетики усталостных повреждений, развивающихся- в поверхностном слое исследуемого материала, на начальных этапах цик-лического*нагружения;

- построение феноменологической и математической моделей; описывающих кинетику наиболее опасного вида повреждений — усталостных трещин, в исследуемом сплаве на начальных этапах циклического нагружения вплоть до появления макротрещины;

- создание, на базе построенной математической модели, методики прогнозирования4 кинетики усталостных трещин в конструктивных элементах, выполненных из исследуемого материала, позволяющей определять число циклов нагружения, необходимых для появления в объеме материала усталостной макротрещины.

Основной практической целью настоящей работы'является прогнозирование длительной прочности лопастей FB на стадии зарождения усталостных трещин вплоть до появления? макротрещины, с учетом реальной геометрии лопасти ГВ, переменного во времени НДС, наличия коррозионно-активной среды и микроструктурных особенностей материала.

Дг№ решения поставленной цели были сформулированы основные задачи практического исследования:

- проведение численного гидродинамического анализа работы ГВ в потоке жидкости за корпусом судна (на примере судов эксплуатирующихся в ОАО «Новороссийское Морское Пароходство»), с целью изучения характера распределения гидростатического давления по поверхности лопасти ГВ, а также цикличности его изменения в зависимости от углового положения лопасти;

- проведение численного анализа НДС лопасти ГВ в потоке жидкости за корпусом судна, с целью выявления наиболее опасных зон на поверхности лопасти и получения исчерпывающих данных по НДС в наиболее нагруженных точках;

- определение, посредством построенной методики, числа циклов нагружения, необходимого для формирования в наиболее нагруженных точках лопастей ГВ макротрещин способных к дальнейшему развитию, определение их месторасположения и геометрии опасных зон на поверхности лопасти.

2. Экспериментальное исследование прочностных характеристик сплава БрАЖН10-4-4

2.1. Экспериментальное оборудование и методы проведения испытаний

2.1.1. Испытательные машины, принцип действия и технические характеристики

Для оценки характеристик механической прочности сплава БрАЖШ 0-4-4 было использовано специальное экспериментальное оборудование, позволяющее в лабораторных условиях воспроизводить различные схемы нагружения опытных образцов и исследовать их поведение в процессе приложения нагрузки.

Одним из наиболее распространенных способов определения параметров длительной прочности поликристаллических материалов является исследование поведения экспериментальных образцов в условиях циклического одноосного растяжения (сжатия). При этом закрепленный в двух опорах цилиндрический образец нагружается переменной по направлению силой, линия действия которой совпадает с его продольной осью симметрии. Каждая точка в опасном сечении образца подвергается непрерывному воздействию растягивающих (сжимающих) напряжений, равномерно распределенных по поверхности сечения образца. Циклические напряжения, действующие в опасном сечении, приводят к развитию усталостного разрушения по всему объему конструкционного материала, вследствие его непрерывного нагружения и отсутствия циклического отдыха.

Для реализации вышеприведенной схемы нагружения была использована испытательная машина ЭГМ-25 (рис. 2.1), предназначенная для испытания экспериментальных образцов из металлов и их сплавов, подверженных воздействию статических и повторно-переменных нагрузок при одноосном растяжении сжатии) неподвижных образцов, а также исследования усталостной прочности. В соответствии со способом и характером возбуждения сил, деформирующих исследуемый образец, данная машина относится к типу испытательных с гидравлической системой нагружения.

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) Панель регулирования (Селектор обратной связи)

Панель формирования сигнала задания (Функциональный генератор)

Панель контроля процессов запуска и остановки машины

Подвижная траверса

Клеммовый захват

Подъемный цилиндр /

Пульт управления и контроля

Маслонасосная станция

Переходная вставка

Экспериментал ьн ый образец

Опорная плита

Основание

Панель системы охлаждения

Силовая четырехколонная рама нагружения

Рис. 2.1. Общий вид испытательной машины ЭГМ-25

Согласно технической документации, поставляемой в комплекте с испытательной машиной ЭГМ-25, она обладает следующими техническими характеристиками (табл. 2.1):

Табл. 2.1. Технические характеристики ЭГМ-25

Основные параметры Значение

Число одновременно испытуемых образцов, шт. 1

Нагрузка на образец, кН 250,00

Рабочий ход гидроцилиндра, м 0,200

Частота приложения нагрузки, Гц 10,00

Коэффициент асимметричности нагружения -1,00. .1,00

Максимальное рабочее давление в гидросистеме, атм. 210,00

Питание от сети трехфазного переменного тока напряжением, В 220/380

Потребляемая мощность, кВт 7,00

Рис. 2.2. Общий вид испытательной машины МУИ-6000

Другим, распространенным способом определения параметров длительной прочности пол и кристаллических материалов, является исследование поведения экспериментальных образцов в условиях циклического кругового (симметричного) изгиба. При этом закрепленный на двух опорах образец, вращающийся вокруг собственной оси с постоянной частотой, нагружается постоянной

Бабка шпиндельнг левая

Гибкий валик

Клиноремеимая передача

Счетчик импульсов Опора неподвижная Серьга механизма нагружения

Корпус.

Счетчик циклов

Фундамент

Экспериментальный образец

Бабка шпиндельная правая

Опора подвижная

Маховик механизма нагружения

Указатель

Шкала нагрузок

Маховик механизма

Заключение

Данная работа посвящена изучению кинетики накопления усталостных повреждений бронзовом сплаве БрАЖШ 0-4-4, а также анализу длительной прочности лопастей ГВ на начальных этапах циклического нагружения. Основные результаты состоят в следующем: проведено исследование кинетики малых усталостных трещин, развивающихся в поверхностном слое исследуемого конструкционного материала на начальных этапах циклического нагружения. Изучены характерные особенности микроструктуры сплава БрАЖШ 0-4-4, а также механизмы взаимодействия развивающихся усталостных трещин с микроструктурными барьерами, локализованными в объеме исследуемого материала. Установлено, что в данном сплаве развитие усталостного разрушения на начальных этапах нагружения представляет собой серию периодических всплесков, соответствующих прорыву трещин в смежные кристаллические области, и спадов вызванных их эффективной блокировкой различными дефектами, локализованными на границах кристаллических областей;

- построена математическая модель прогнозирования усталостного разрушения в исследуемом сплаве на начальных этапах нагружения вплоть до появления макротрещины. Отличительными особенностями предлагаемой модели являются:

- возможность прогнозирования развития усталостного разрушения на первой (стадия роста микротрещин) и второй (стадия роста малых трещин) стадиях протекания усталостного разрушения;

- возможность учета влияния структуры материала посредством введения нормирующих функций, изменяющих свой вид на различных стадиях протекания усталостного разрушения;

- возможность учета пространственной ориентации плоскости развития усталостного разрушения;

- возможность реализации представленного алгоритма на современных ЭВМ, а также интеграция его с современными системами прочностного анализа, базирующимися на хорошо зарекомендовавших себя вариационно-разностных методах (например, метод конечных элементов (МКЭ)). Подобная интеграция позволяет: учитывать реальную геометрию исследуемого конструктивного элемента, а также особенности его НДС; учитывать различные граничные условия, а также реализовывать самые разнообразные схемы нагружения конструктивного элемента;

- использование для построения функциональных зависимостей хорошо известных параметров доступных из стандартных, прошедших государственную аттестацию, экспериментов;

- разработана методика прогнозирования кинетики накопления усталостных повреждений, позволяющая рассчитывать число циклов нагружения, необходимых для появления в объеме материала усталостной макротрещины. Проверка предлагаемой методики на экспериментальных образцах показала удовлетворительную корреляцию между численным экспериментом и опытными данными;

- проведен гидродинамический анализ работы ГВ в потоке жидкости за корпусом судна. Численные исследования показали, что характер распределения гидростатического давления по поверхности лопасти ГВ изменяется в зависимости от ее углового положения и носит циклический характер. Параметры цикла изменения гидростатического давления в данной точке поверхности (амплитуда, максимальные и минимальные значения) зависят от ее положения на лопасти, однако общая тенденция изменения исследуемой величины сводится к синусоидальной зависимости. Сравнение результатов гидродинамического анализа с данными натурного эксперимента, выполненного «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», показало удовлетворительное совпадение между численным экспериментом и опытными данными; - проведен анализ НДС лопастей ГВ различной геометрической конфигурации, работающих в потоке жидкости за корпусом судна на различных скоростных режимах. Численные исследования показали, что распределение напряжений по поверхностям лопастей ГВ достаточно неоднородно и изменяется как вдоль хорды лопасти, так и по радиусу. При этом на нагнетающих поверхностях лопастей исследуемых ГВ напряжения - растягивающие, а на засасывающих - сжимающие. В случае широколопастного ГВ с низким уровнем саблевид-ности профиля (ГВ VF1593, т/х «Борис Бутома») зона действия наибольших эквивалентных напряжений расположена в средней части корневого сечения лопасти ГВ. В случае узколопастного ГВ с высоким уровнем саблевидности профиля (ГВ 6R2821-211, т/х «NS Concord») зона действия наибольших эквивалентных напряжений смещена к центральной части лопасти ГВ в сторону выходящей кромки. Практически 4 по всей длине лопасти эквивалентные напряжения, вызванные работой ГВ в потоке жидкости за корпусом судна, достигают своего максимума в верхнем вертикальном положении, после чего происходит их плавное уменьшение вплоть до нижнего вертикального положения лопасти, где наблюдается локальный максимум. При этом параметры цикла нагружения для каждой точки лопасти ГВ (амплитуда, максимальные и минимальные значения) существенным образом зависят от ее пространственного положения, а общая тенденция изменения эквивалентного напряжения носит синусоидальный характер с коэффициентом асимметрии 0,60-0,70. В процессе эксплуатации наибольшие эквивалентные напряжения возникают в момент начала движения судна, а также при его маневрировании и могут превышать номинальные значения напряжений на 35-40%. Сравнение результатов прочностного анализа с данными заводов изготовителей ГВ, показало удовлетворительное совпадение между численным экспериментом и опытными данными;

- получены эпюры опасных зон в лопастях ГВ исследуемых судов, а также выполнен прогноз продолжительности стадий роста микро и малых трещин в наиболее нагруженных точках лопастей ГВ.

При выполнении диссертационного исследования были использованы современные и апробированные экспериментальные, теоретические и численные методы, подходы механики разрушения конструкций с трещинами, теории упругости, теории пластичности, концептуальные положения физики твердого тела и др.

Материалы диссертационной работы были использованы техническим отделом эксплуатации флота ОАО «Новороссийское Морское Пароходство» (прил. П.8) при решении задач, связанных с эксплуатацией и ремонтом рассмотренных в работе типов судов в части уточнения сроков межремонтных периодов, выбора методов диагностики лопастей ГВ, уточнения значений допускаемых размеров дефектов с учетом их расположения в лопастях и т.д.

Материалы диссертационной работы также были использованы техническим отделом ООО «Судовой технический сервис» для оценки срока гарантийного обслуживания гребных винтов ремонтируемых на предприятии, оценки размеров дефектов ожидаемых на поверхности гребных винтов по истечении срока гарантийного обслуживания, а также для уточнения методики диагностирования лопастей гребных винтов находящихся на гарантии, с учетом расположения опасных зон на поверхности лопасти.

Кроме того, материалы диссертационной работы использованы автором при создании методического пособия, используемого в учебном процессе ряда дисциплин.

Разработанная методика прогнозирования может быть использована проектными и научно-исследовательскими организациями для решения проблем прочности и ресурса деталей машин и механизмов, выполненных из исследуемого сплава.

157

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Починков, Роман Адольфович, 2009 год

1. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. - М.: Металлургия. — 1990.- 623 с.

2. Блейкмор Дж. Физика твердого тела. М.: Мир. - 1988. - 608 с.

3. Коттрелл А.Х. Теория дислокаций. М.: Металургиздат. - 1965. - 267 с.

4. Романив О.Н., Ярема С .Я., Никифорчин Г.Н., Махутов Н.А., Стадник М.М. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов.- Киев: Наук, думка. 1990. - 680 с.

5. Панин В.Е., Лихчев В.Е., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука. — 1985. - 217 с.

6. Терентьев В.Ф., Оксогоев А.А. Циклическая прочность металлических материалов. Новосибирск: Изд-во НГТУ. - 2001.-61 с.

7. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. М.: Металлургия. -1983.-352 с.

8. Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюнин В.М., и др. Материаловедение и технология материалов. — М.: Высш. школа. 2001. - 638 с.

9. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов Киев: Наук, думка. - 1978. - 352 с.

10. Немец Я. Развитие усталостных трещин // Проблемы прочности. 1988. -№7.-С. 9-18.

11. Прокопенко А.В., Черныш О.Н. Развитие коротких поверхностных усталостных трещин в стали 20X13 и сплаве ВТ9 // Проблемы прочности. 1989.- №5. С. 12-16.

12. Селиванов В.В. Механика разрушения твердого деформируемого тела. -М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. 2006. - 420 с.

13. Морозов Е.М., Пестриков В.М. Механика разрушения твердых тел. СПб.: Профессия. - 2002. - 320 с.

14. Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. — М.: Физмат-лит.-2006.-328 с.

15. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М.: Машиностроение. - 1964. - 276 с.

16. Коффин JI. Циклические деформации и усталость материалов // Усталость и выносливость металлов. — 1963. — С. 257-273.

17. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. М.: Машиностроение. - 1974. — 344 с.

18. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение. - 1981. - 276 с.

19. Пэрис П., Эрдоган Ф. Критический анализ законов распространения трещин // Техническая механика. Труды американского общества инженеров-механиков. 1963. - №4. - С. 60-68.

20. Ромвари П., Тот Л., Надь Д. Анализ закономерностей распространения усталостных трещин в материалах // Проблемы прочности. — 1980. №12. -С. 18-28.

21. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высш. школа. — 1980. - 386 с.

22. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Том 1. Киев: Наук, думка. 1987. - 505 с.

23. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука. - 1966. -752 с.

24. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука. - 1974. - 312 с.

25. Becker W., Gross D. A one-dimensional micromechanical model of elastic-microplastic damage evolution // Acta mechanica. 1987. - №70. - P. 221-233.

26. Krajcinovic D., Rinaldi A. Statistical damage mechanics // Theoretical and applied fracture mechanics. 2005. - №72. - P. 76-81.

27. Bai Y.L., Xia M.F., Ke F.J., Li H.L. Statistical micro damage mechanics and damage field evolution // Theoretical and applied fracture mechanics. 2001. -№37.-P. 1-10.

28. Hermann H.J., Roux S. Statistical models for the fracture of disordered media -Amsterdam: Springer. 1990. - 121 p.

29. Chaboche J.L. Continuum damage mechanics // Theoretical and applied fracture mechanics. 1998. - №55. - P. 59-64.

30. Lemaitre J. A Course on damage mechanics Berlin: Springer. - 1992. - 258 p.

31. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия. - 1975. - 455 с.

32. Ярема С.Я. Методология определения характеристик сопротивления развитию трещин (трещиностойкости) материалов при циклическом нагружении // Физико-химическая механика материалов 1981. - №4. - С. 100-110.

33. Forman R.G., Kearny V.E., Engle R.M. Numerical analysis of crack propagation in cyclic loaded structures // Transactions of ASME. 1967. - №459. - P. 4-96.

34. Newman J.C. Jr., Phillips E.P., Swain M.H. Fatigue-life prediction methodology using small crack theory // International journal of fatigue. 1999. - №21. — P. 109-119.

35. Elber W. Fatigue crack closure under cyclic tension // Engineering fracture mechanics. 1970. - Vol. 2. - P. 37-45.

36. Newman J.C., Elber W. Mechanics of fatigue crack growth- Philadelphia: ASTM. 1988. - 668 p.

37. Миллер К. Ползучесть и разрушение. М.: Металлургия. - 1986. - 120 с,

38. Qian J., Fatemi A. Mixed mode fatigue crack growth: A literature survey // Engineering fracture mechanics. 1996. - Vol. 55. - P. 969-990.

39. Tanaka K. Fatigue crack propagation from a crack inclined to the cyclic tensile axis // Engineering fracture mechanics. 1974. - Vol. 6. - P. 493-507.

40. Yan X., Du S., Zhang Z. Mixed mode fatigue crack growth prediction in biaxi-ally stretched sheets // Engineering fracture mechanics. 1992. - Vol. 43. — P. 471-475.

41. Socie D. F., Hua С. Т., Worthem D. W. Mixed mode small crack growth // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. 1987. - Vol. 10. — P. 1-16.

42. Мураками Ю. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений. Том 1.-М.: Мир. 1990. - 462 с.

43. Сиратори М., Миеси Т., Мацусита X. Вычислительная механика разрушения М.: Мир. - 1986. - 334 с.

44. Reddy S. С., Fathemi A. Small crack growth in multiaxial fatigue // ASTM STP. Advances in fatigue lifetime predictive techniques. 1992. - №1122. - P. 276298.

45. Freitas M., Reis L., Li B. Evaluation of small crack growth models for notched specimen under axial/torsional fatigue loading // Facta universitatis. Mechanics, automatic control and robotics. 2003. - Vol. 3. - P. 657-669.

46. Васютин A.H. Распространение физически коротких усталостных трещин и долговечность элементов конструкций // Проблемы прочности. 1990. -№9. - С. 3-8.

47. Tanaka К. The cyclic J-integral as a criterion for fatigue crack growth // International journal of fatigue. 1983. - №22. - P. 91-104.

48. Hua C.T., Sosie D.F. Fatigue damage in 1045 steel under variable amplitude biaxial loading // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. — 1985. Vol. 8. — P. 101-114.

49. Hoshide Т., Sosie D.F. Mechanics of mixed mode small fatigue crack growth // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. — 1987. Vol. 26. — P. 842-850.

50. McDowell D.L. Basic issues in the mechanics of high cycle metal fatigue // International journal of fracture. 1996. - Vol. 80. - P. 103-145.

51. Hobson P. D., Brown M.W. In the behavior of short fatigue cracks // Eds. Miller K. J. and De Los Rios E. R. 1986. - P. 441-459.

52. Марголин Б.З., Швецова B.A. Анализ зарождения и развития усталостного разрушения в перлитных сталях // Проблемы прочности. 1990. - №4. -С. 12-21.

53. Miller К. J. The two thresholds of fatigue behavior // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. 1993. - Vol. 16. - P. 931-939.

54. Кукушкин С.А. Начальные стадии хрупкого разрушения твердых тел // Успехи механики. 2003. - №2. - С. 21-44.

55. Tanaka К, Akiniwa Y. Propagation and non-propagation of small fatigue cracks // In advances in fracture research, Proceedings of ICF7. 1989. - Vol. 2. — P. 869-887.

56. Wang С. H. Effect of stress ratio on short crack fatigue growth // ASME Journal of engineering materials technology. 1996. — Vol. 118. - P. 362-367.

57. Арутюнян P.A. Об одной вероятностной модели сопротивления усталости // Физико-химическая механика материалов 1993. - №1. - С. 41-45.

58. Griffith А.А. The phenomena of rupture and flow in solids // Philosophical transactions of the Royal Society of London. 1921. Vol. 221. - P. 163-198.

59. Ларионов В.П., Лыгаев A.B., Семенов X.H. Влияние структурной повреж-денности на диссипацию энергии при стабильном распространении трещин // Физико-химическая механика материалов. 1992. - №3. - С. 66-71.

60. NabaiTO F.R. Theory of crystal dislocation. Oxford.: Oxford University press. -1982.-428 p.

61. Хаазен П. Электронные процессы в ядрах дислокаций и вершинах трещин. Атомистика разрушения. -М.: Мир. 1987. С. 213-235.

62. Черепанов Г.П. Инициирование микротрещин и дислокаций // Прикладная механика. 1987. - Т.23. - №12. - С. 67-81.

63. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия. - 1978. — 256 с.

64. Bilby В.А., Cottrell А.Н., Swinden К.Н. The spread of plastic yield from notch // Proceedings of the London Royal Society 1963. - Vol. 272. - P. 304-309.

65. Артюшков Л.С., Ачкинадзе А.Ш. Русецкий А.А. Судовые движители. Л.: Судостроение. - 1988. - 296 с.

66. Kume H. Review of propeller blades failures // Journal of Nippon Kaiji Kyokai. 1972. -№135.-P. 121-160.

67. Ryo S. Review of damage to highly skewed propellers // Journal of Nippon Kaiji Kyokai. 1993. - №225. - P. 1-16.

68. Луценко В.Т. Конструктивно-технологическое обеспечение надежности элементов подводной части морских судов. Владивосток: Изд-во ДВГТУ. -2007. 126 с.

69. Lloyd Register Technical Matters // Lloyd Register annual report. 2006. - №1. -P. 4-5.

70. Бавин В.Ф. Гребные винты: современные методы расчета. Л.: Судостроение. - 1983.-296 с.

71. Schoenherr К.Е. Strength calculation for propeller blades // Bulletin of American bureau of shipping. 1958. - Vol. 22. - №5. - P.l 71-192*.

72. Новожилов B.B. Теория тонких оболочек. — Л.: Судостроение 1962. - 432 с.

73. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М.: Физматгиз. - 1963. - 636 с.

74. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир. -1977.-342 с.

75. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. М.: Мир. -1981.-298 с.

76. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир. — 1979. -389 с.

77. Zienkiewicz О.С. The finite element method in engineering science. London: McGraw-Hill Inc. 1971. - 543 p.

78. Победря Б.Е. Численные методы,в теории упругости и пластичности. М.: Изд-во МГУ. - 1995. - 366 с.

79. Файвисович А.В. Расчет поверхностных трещин в лопастях гребных винтов // Судостроение. 1997. - №2. - С. 6-8.

80. Файвисович А.В. Усталостная прочность и трещиностойкость лопастей гребных винтов т/х. «Маршал Буденный» // Судостроение. — 2002. №2. -С. 31-33.

81. Файвисович А.В. Расчет остаточного ресурса лопасти гребного винта (кинетика роста поверхностной усталостной трещины) // Судостроение. -2002.-№3.-С. 30-33.

82. Sasajima Т. Dynamic blade stress on marine propellers operating in wake of ship's hull //Mitsubishi technical bulletin. 1988. - №81. P. 18-26.

83. Koshiro Т., Sasaki Y. A simplified strength evaluation formula of the marine propeller blades // Bulletin of marine engineering society in Japan. 1989. — Vol. 17.-№1.-P. 304-309.

84. Файвисович А.В. Расчет трещиностойкости и прогнозирование рабочего ресурса лопастей гребных винтов. Новороссийск: Изд-во НГМА. - 1996. -96 с.

85. Починков Р.А. Чура М.Н. Разработка электроискровой установки для нанесения инициирующих надрезов // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Новочеркасск: Изд-во Южн.-Росс. гос. техн. ун-т. - 2008. — С. 84-88.

86. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. М.: Металлургия. - 1981. -120 с.

87. Арзамасов Б.Н., Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф., и др. Материаловедение. — М.: Машиностроение. 1986. - 384 с.

88. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Том 2. Книга 2 -М.: Машиностроение. -2001. 872 с.

89. Moffat W. Handbook of binary phase diagram. New-York: Genium Publishing Co.-1991.-964 p.

90. Brandes E.A. Smithells metals reference book. London: Butterworth & Co Ltd.- 1983.- 1156 p.

91. Koch G. Investigation of the structure of the binary aluminum bronze // Journal of roentgen and metallography. 1937. - №24. - P. 54-77.

92. Alexander W.O., Hanson D. Copper-rich nickel-aluminum-copper alloys I. The effect of heat treatment on hardness and electrical resistivity // Journal of instrumental metals. 1937. - №61. - P. 83-99.

93. Alexander W.O., Hanson D. Copper-rich nickel-aluminum-copper alloys II. The constitution of the copper-nickel rich alloys // Journal of instrumental metals. -1938.-№63.-P. 163-183.

94. Haynes R. Isothermal transformations of eutectoid aluminum bronze // Journal of instrumental metals. 1954. - №85. - P. 105-114.

95. Yutaka A. The equilibrium diagram of iron-bearing aluminum bronze // Journal of instrumental metals. 1941. - №69. - P. 136-155.

96. Mullendorf J.A., Mack D.J. The iron reach phase in aluminum bronze // AIME metallurgical transactions. 1958. - №212. - P. 232-253.

97. Cook M., Fentiman W.P., Davis. Observations on the structure and properties of wrought copper-aluminum-nickel-iron alloys // Journal of instrumental metals. — 1952.-№80.-P. 419-429.

98. Джонсон H., Лион Ф. Статистика'и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. — М.: Мир. -1981.-516 с.

99. Степанов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. — М.: Машиностроение. — 1985. — 232 с.

100. Гусак А.А., Гусак Г.М., Бричикова Е.А. Справочник по высшей математике. Мн.: ТетраСистемс. - 1999. - 640 с.

101. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Высш. школа. 2002. - 544 с.

102. Степанов М.Н., Агамиров JI.B., Иноземцева И.А. О статистической обработке многократно цензурированной выборки при испытаниях на усталость // Заводская лаборатория. 1984. - №7. С. 145-148.

103. Горшков А.Г., Трошин В.Н., Шалашилин В.И. Сопротивление материалов. М.: Физматлит. - 2005. - 544 с.

104. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высш. школа. - 2001. - 560 с.

105. Иванов В.В. Методы вычислений на ЭВМ. Киев: Наук, думка. - 1986. — 584 с.

106. Турчак Л.И. Основы численных методов. М.: Наука. - 1987. - 320 с.1.ll. Al-Khafaji, Wadi A, Tooley J.R. Numerical methods in engineering practice. -New-York: Holt, Rinehart and Winston. 1986. - 515 p.

107. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. — М.: Наука. — 1980. — 328 с.

108. Голованов Н.Н. Геометрическое моделирование. — М.: Физматлит. 2002. - 470 с.

109. Choi J.I., Kim J.G. Technical documentation for propeller // Hyundai Heavy Industries technical papers. 2005. - №1629. - P. 1-20.

110. Отчет по договору 61-89 «Определение нагруженности гребных винтов судов типа «Крым», «Маршал Буденный», «Борис Бутома». JL: ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова. - 1989. - 67 с.

111. Heinrich S. Numerical prediction of viscous propeller flows // Schiffstechnik. Ship Technology Research. 1999. No.46. - P. 35-42.

112. Watanabe Т., Kawamura Т., Takekoshi Y., Maeda M., Rhee S.H. Simulation of steady and unsteady cavitations on a marine propeller using a RANS CFD code // Fifth International Symposium on Cavitation. November 2003. Osaka. Japan.-P. 1-8.

113. Sileo L., Bonfiglioli A., Magi V. RANSEs simulation of the flow past a marine propeller under design and off-design conditions // Department of Environmental Engineering and Physics Papers. 2005. - No.6. - P. 11- 19.

114. Rhee S.H., Joshi S. Computational validation for flow around a marine propeller using unstructured mesh based Navier-Stokes solver // JSME International Journal. 2005. - No. 3. - P. 562-570.

115. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир. -1991.-504 с.

116. Anderson J.D. Jr. Computational Fluid Dynamics: the basics with applications. -New York: McGraw-Hill Inc. 1995. 565 p.

117. Алямовский А.А. Компьютерное моделирование в инженерной практике. -СПб.: БХВ-Петербург. 2005. - 800 с.

118. Бабкин А.В., Селиванов В.В. Основы механики сплошных сред. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. - 2006. - 376 с.

119. Бударин В.А. Метод расчета движения жидкости. Одесса: Астропринт. — 2006.- 138 с.

120. Фрик П.Г. Турбулентность: модели и подходы. — Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-т. 1998.- 108 с.

121. Chou S.K., Hsin C.Y., Chen W.C., Chau S.W. Simulating the self-propulsion test by a coupled viscous/potential flow computation // JSME International Journal. 2003. - No. 4. - P. 382-390.

122. Kim S.E., Rhee S.H., Cokjat D.M. Application of modem turbulence models for a three-dimensional boundary layer involving crossflow and streamwise vortices // AIAA Paper. 2002. -No.0852. - P. 1-10.

123. Федяевский K.K., Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И. Гидромеханика. JL: Судостроение. — 1968. — 567 с

124. Александров А.В. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высш. Школа. - 2002. - 400 с.

125. Илюшин А.А. Пластичность Л.: ГИТТЛ. - 1948. - 376 с.

126. Клюшников В.Д. Математическая теория пластичности. М.: Изд-во МГУ. - 1979.-208 с.

127. ГОСТ 1628-78. Прутки бронзовые. Технические условия. -М.: ИПК Издательство стандартов. — 2003. 16 с.

128. ГОСТ 18175-78. Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки. -М.: Издательство стандартов. 1986. - 12 с.

129. ГОСТ 21073.0-75. Металлы цветные. Определение величины зерна. Общие требования. М.: ИПК Издательство стандартов. — 2002. - 25 с.

130. ГОСТ 21073.4-75. Металлы цветные. Определение величины зерна планиметрическим методом. — М.: ИПК Издательство стандартов. 2003. — 26 с.

131. ГОСТ 13344-79. Шкурка шлифовальная тканевая водостойкая. Технические условия. — М.: Издательство стандартов. — 1986. 12 с.

132. ГОСТ 25593-83. Паста алмазная. Технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов. — 2002. — 14 с.

133. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. М.: Издательство стандартов. — 1975. - 6 с.

134. ГОСТ 28840-90. Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования. М.: ИПК Издательство стандартов. - 1991. - 8 с.

135. ГОСТ 7855-84. Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования. — М.: ИПК Издательство стандартов. 1986. - 12 с.

136. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. М.: ИПК Издательство стандартов. — 1997. — 37 с.

137. ГОСТ 3565-80. Металлы. Метод испытания на кручение. М.: Издательство стандартов. - 2001. - 17 с.

138. ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Издательство стандартов. - 1986. — 36 с.

139. ГОСТ 25.506-85. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: Издательство стандартов. — 1985. — 66 с.

140. ГОСТ 8054-81. Винты гребные металлические. Общие технические условия. -М.: Издательство стандартов. 1982.- 11 с.

141. ОСТ 5.4050-72. Винты гребные. Методы оценки статической и циклической прочности лопастей и нормы запаса их прочности.

142. РД 50-398-83. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний. Планирование механических испытаний и статистическая обработка результатов. М.: Издательство стандартов. — 1984.-198 с.

143. MP 1-95. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении // Механика катастроф. М.: МИБСТС, Ассоциация КОДАС. - 1995. С. 7-82.

144. MP 2-95. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении // Механика катастроф. — М.: МИБСТС, Ассоциация КОДАС. 1995. С. 83-180.

145. ISO 484 1981. Ship screw propellers. Manufacturing tolerances. London: ISO Publishing Office 1991. - 36 p.