Докт.-инж. дипл. матем. Г. Миттлер, научный сотрудник; докт.-инж. Р. Клима, руководитель отдела, отдел теплотехники и энергетики, коммерческое направление энергетики и технологии, Производственно-исследовательский институт Общества немецких металлургов для прикладных исследований, Дюссельдорф; докт. естеств. наук Б. Алапин, научный сотрудник; проф. докт.-инж. с правом преподавания в вузе Ю. Пёчке, управляющий фирмы, Deutsches Institut für Feuerfest und Keramik GmbH, Бонн

Для повышения надежности расчета параметров и оптимизации огнеупорных изделий при термическом нагружении со знакопеременным циклом разработан и опробован новый метод, основанный на объединении метода клинового раскалывания с числовым моделированием. В настоящее время метод клинового раскалывания по Чеггу является единственным методом из области механики разрушения, с помощью которого характеристика зависимости усилие — смещение при разрушении огнеупорных материалов измеряется достаточно точно для количественного определения прочности на растяжение при изгибе и работы разрушения. Для определения характеристики сопротивления разрушению был разработан алгоритм, позволяющий определять R-кривую на основе диаграммы нагрузка — смещение, измеренной при высокой температуре. Тем самым на основе характеристики сопротивления разрушению может определяться показатель предела прочности, зависящий только от материала и температуры. Полученные таким образом параметры материала являются входными величинами для числового моделирования термоиндуцированных напряжений в огнеупорной футеровке в эксплуатационных условиях. Имитационная модель сначала была опробована на огнеупорных футеровках простой геометрической формы. Проведенные расчеты показали, что моделирование термомеханической нагрузки на огнеупорную футеровку очень хорошо соотносится с эксплуатационными наблюдениями.

1. Munz D.; Fett, T.: Mechanisches Verhalten keramischer Werkstoffe, Springer Verlag, Berlin, 1989.
2. Rieder, K.; Krobath, M.; Tschegg, E. K.; Harmuth, H.: Bruchmechanische Kalt- und Heiβprüfung grobkeramischer Werkstoffe, Fortschrittsberichte der DKG, Bd. 10 (1995) Nr. 3, S. 62/67.
3. Sakai, M.: Taikabutsu Overseas 8 (1987) Nr. 2, S. 4/12.
4. Tan, D.-M.; Rieder, K.; Harmuth, H.; Tschegg, E. K.: Determination of R-curves of ordinary refractory ceramics from measurements of a new wedge splitting test method, DKG-Fortsch.ber., Bd. 10(1995) Nr.3, S. 71/76.
5. Sakai, M.; Inagaki, M.: J. Amer. Ceram. Soc. 72 (1989) Nr. 3, S. 388/94.
6. Mittler, G.; Klima, R.; Alapin, B.; Pötschke, J.: Bestimmung und Verwendung thermomechanischer Kennwerte zur Optimierung feuerfester Konstruktionen, Schlussbericht zum AiF-FV Nr. 12354/N, BFI-Bericht-Nr. 2.43.081, Düsseldorf, 2003.
7. Johns, D.-J.: Thermal Stress Analyses, Pergamon Press, Oxford, 1965.