№83-15
Перспективні конструкційні матеріали для виробництва автомобілів
В.Є. Олішевська1, https://orcid.org/0000-0002-3098-1351
Г.С. Олішевський1, https://orcid.org/0000-0001-9576-7527
Г.П. Іванова1 https://orcid.org/0000-0003-4219-7916
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:170–182
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/83.170
АНОТАЦІЯ
Мета. Метою є огляд і систематизація перспективних конструкційних композиційних матеріалів для виробництва деталей автомобілів, а також аналіз сучасних тенденційїх подальшого розвитку.
Методика. В роботі використані наступні методи дослідження:теоретичні дослідження (класифікація, систематизація), аналіз та узагальнення відомих наукових результатів, емпіричні методи (порівняння, спостереження), експериментальні дослідження (металографічний аналіз, випробування на мікротвердість та ударну в’язкість).
Результати. Виконано аналіз сучасного стану, властивостей, переваг і недоліків конструкційних композиційних матеріалів, проблем їх використання для виробництва деталей автомобілів. Досліджено можливості створення композиційних металевих шаруватих матеріалів сталь 12Х18Н10Т – сталь 20 зварюванням вибухом.Композиційні матеріали мають границі з’єднання шарів хвилеподібної форми. Збільшення тиску у фронті хвилі детонації викликає зростання ступеня зміцнення зварюваних металів і ширини зони зміцненого шару.
Наукова новизна. Виділено проблеми та основні тенденції розвитку конструкційних композиційнихметалевихматеріалів для деталей автомобілів. Обґрунтовано використання композиційних металевих шаруватих матеріалів, які отримані зварюванням вибухом,в якості матеріалів з високою в’язкістю руйнування. Експериментально досліджено параметри хвиль у зварних з’єднаннях і характеристики ударної в’язкості композиційних матеріалів, отриманих зварюванням вибухом. Отримані залежності параметрів хвиль у зварних з’єднаннях та ударної в’язкості від параметрів режимів зварювання вибухом.
Практична значимість. Використання композиційних металевих шаруватих матеріалів, які отримані зварюванням вибухом,дозволяє підвищити в’язкість руйнування матеріалу деталей автомобілів. Розроблена методика проведення експериментальних досліджень може бути використана при дослідженні в’язкості руйнування традиційних конструкційних матеріалів і композиційних матеріалів. Отримані в роботі результати можуть бути використані для підготовки бакалаврів спеціальності J8 «Автомобільний транспорт».
Ключові слова: композиційні матеріали,технології виробництва композиційних матеріалів, фізико-механічні властивості, експлуатаційні властивості, автомобільні деталі.
Перелік посилань
1. Leach,F., Kalghatgi, G., Stone, R., &Miles, P. (2020). The scope for improving the efficiency and environmental impact of internal combustion engines. Transportation Engineering,1, 100005. https://doi.org/10.1016/j.treng.2020.100005.
2. Tomasi, I.,Grandi, S.,&Solazzi, L. (2025). Implementation of Composite Materials for an Industrial Vehicle Component: A Design Approach. Journal of Composites Science,9(4), 168. https://doi.org/10.3390/jcs9040168.
3. Spasenović, J.,& Blagojević, I.(2021).Composite materials in automotive industry — a review.Industrija, 49(2), 34540. https://doi.org/10.5937/industrija49-34540.
4. Aznaw,G. M.(2025).Advances in Composite Structures: A Systematic Review of Design, Performance, and Sustainability Trends. CompositeMaterials, 9(1), 1–17. https://doi.org/10.11648/j.cm.20250901.11.
5. Олішевська В. Є., Олішевський Г. С., & Іванова Г. П. (2025). Металеві конструкційні матеріали для виробництва і ремонту деталей автомобілів: практика та перспективи. Наука та прогрес транспорту, (3(111), 111–129. https://doi.org/10.15802/stp2025/341197.
6. Олішевська, В. Є., Олішевський, Г. С., & Іванова, Г. П. (2025). Акумуляторні батареї електромобілів: технічні та екологічні аспекти. Наука та прогрес транспорту, (2(110), 35–49. https://doi.org/10.15802/stp2025/332155
7. Рудасьов, В. Б., Якубовський, О. М., & Головіна, О. В. (2022). Сучасні тенденції застосування сталей підвищеної міцності в автомобілебудуванні. Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 33(72), 1, 12-18. https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.1/03.
8. Ситников, П. А. (2024). Підвищення ресурсу деталей машин наплавленням та плазмовим напиленням композиційними матеріалами: дис. ... д-ра філософії : 132 Матеріалознавство. Харків. https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/74315.
9. ElEtri, H., Polat, M. Z., & Özyılmaz, E. B. (2024). Classification, applications, and impact behavior of composite materials: A review.Mechanics of Advanced Materials and Structures, 31.https://doi.org/10.1080/15376494.2024.2326665.
10. Bhong, M., Khan, T.K.H.,Devade, K.,Krishna, B.V.,Sura, S.,Eftikhaar, H.K.,Thethi, H.P.,&Gupta, N.(2023). Review of composite materials and applications. Materials Today: Proceedings, 80, 1234–1241. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.10.026.
11. Sarmah, P., & Gupta, K. (2024). Recent Advancements in Fabrication of Metal Matrix Composites: A Systematic Review. Materials, 17(18), 4635. https://doi.org/10.3390/ma17184635.
12. Alem,S. A. A., Sabzvand,M. H., Govahi,P.,Poormehrabi,P., Azar,M. H., Siouki,S. S., Rashidi,R., Angizi,S., & Bagherifard,S.(2025). Advancing the next generation of high-performance metal matrix composites through metal particle reinforcement. Adv Compos Hybrid Mater,8, 3. https://doi.org/10.1007/s42114-024-01057-4.
13. Колієв, M., Коробкін, Р., & Жуков, В. (2021). Приклади застосування композитних матеріалів в автомобілебудуванні. Науковий пошук молодих дослідників, (4), 79–87.
14. Dudina,D. V, & Georgarakis,K. (2022). Core–Shell Particle Reinforcements - A New Trend in the Design and Development of Metal Matrix Composite. Materials, 15(7), 2629. https://doi.org/10.3390/ma15072629.
15. Caseo, H. (2024). Advancements in Composite Materials for Automotive Applications. Journal of Nanosciences: Current Research, 9, 6. 10.37421/2572-0813.2024.9.264 .
16. Binghua, Ma. (2021). Aluminum matrix nanocomposites for applications in automobile industry. Sorbonne Université..
https://theses.hal.science/tel-03680513/file/MA_Binghua_these_2021.pdf
17. Шека, І.В., Салєєв, І.А., Шишов, М.В., Малова, О.К., Почепов, В.М., & Мамайкін, О.Р. (2023). Аналіз використання композитних матеріалів для подальшого застосування у кріпленнях гірничих виробок. Збірник Наукових праць НГУ, 72, 6, 62–76. https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.062.
18. Gheorghe, V., Scutaru, M.L., Ungureanu, V.B., Chircan, E., & Ulea, M. (2021). New Design of Composite Structures Used in Automotive Engineering. Symmetry, 13(3), 383. https://doi.org/10.3390/sym13030383.
19. Gypka,A., Aulin, V., Mironov, D., Leshchuk, R., Yarema, I., Bukhovets, V., & Teslia, V. (2024). Structural and energetic self-organization of antifriction composite materials of car parts during friction and wear. Problems of Tribology, 29(2/112), 67–73. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2024-112-2-67-73.
20. Бажинов О. В., & Кравцов М. М. (2022). Небезпека транспортних засобів : монографія. Харків : ЧП Стариченко Л. А.
21. Olishevska, S. O., & Olishevska, V. Ye. (2025, March). Research of impact viscosity of composite materials. Naukova vesna 2025 : materialy XV mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii aspirantiv ta molodykh vchenykh(pp. 50-51). Dnipro, Ukraine. https://ecology.nmu.org.ua/ua/Studies/Scientific_Spring_2025.pdf
дата першого надходження статті до видання – 02.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 05.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025