Спекл-диагностика повреждений, возникающих при многоцикловой усталости стали
Аннотация
Пояснительная записка 59 с., 39 рис., 10 табл., 40 источников.
ДЕФЕКТОСКОПИЯ, ДИНАМИЧЕСКАЯ СПЕКЛ-ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ, МНОГОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ, ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
Цель работы - проверка возможности использования динамической спекл-интерферометрии для определения значений всех трёх компонент вектора относительных необратимых перемещений, возникающих при многоцикловой усталости плоской детали, а также апробирование методики расчёта среднеквадратических отклонений этих компонент.
Объектами исследования были выбраны два плоских образца из стали 09Г2С с двумя боковыми вырезами радиусом 2,5 мм и рабочей областью с минимальной шириной 3 мм.
Использовалась установка для испытания на усталость MIKROTRON фирмы RUMUL. Установка применялась в следующих условиях: частота нагружения образца 100 Гц; коэффициент асимметрии циклов равен 0,1; двойная амплитуда для первого образца равна 2 кН, а для второго изменялась от 1 до 1,8 кН; эксперимент остановлен при количестве циклов нагружения первого образца равном 89.000, а второго - 660.000.
Была использована оптическая система, позволяющая регистрировать спекловые изображения под тремя ракурсами наблюдения и с их помощью определять все три компоненты вектора относительных необратимых перемещений.
Были проведены испытания, получены данные по компонентам вектора относительных перемещений на разных координатах рабочей области образца, а для второго образца получены среднеквадратичные отклонения этих компонент. Проведён анализ полученных данных. Определено, что на обоих образцах координатам с наибольшими пластическими деформациями соответствует область зарождения трещины. На втором образце успешно апробирован метод фильтрации случайных сигналов. Этот метод показал, что основной вклад процессов, протекающих с разной скоростью, в суммарную дисперсию в начале испытания вносят процессы, протекающие с большей скоростью, а в конце процессы, протекающие с меньшей скоростью.
Можно сделать заключение о том, что собранную экспериментальную установку и метод динамической спекл-интерферометрии можно использовать для выявления пластических деформаций применяя все три компоненты вектора необратимых перемещений и их среднеквадратичных отклонений. Данный метод обладает хорошей чувствительностью и с его помощью можно определить начало локализованных пластических деформаций и спрогнозировать появление трещины, в том числе, для предотвращения катастрофических разрушений машин и механизмов.
ДЕФЕКТОСКОПИЯ, ДИНАМИЧЕСКАЯ СПЕКЛ-ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ, МНОГОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ, ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
Цель работы - проверка возможности использования динамической спекл-интерферометрии для определения значений всех трёх компонент вектора относительных необратимых перемещений, возникающих при многоцикловой усталости плоской детали, а также апробирование методики расчёта среднеквадратических отклонений этих компонент.
Объектами исследования были выбраны два плоских образца из стали 09Г2С с двумя боковыми вырезами радиусом 2,5 мм и рабочей областью с минимальной шириной 3 мм.
Использовалась установка для испытания на усталость MIKROTRON фирмы RUMUL. Установка применялась в следующих условиях: частота нагружения образца 100 Гц; коэффициент асимметрии циклов равен 0,1; двойная амплитуда для первого образца равна 2 кН, а для второго изменялась от 1 до 1,8 кН; эксперимент остановлен при количестве циклов нагружения первого образца равном 89.000, а второго - 660.000.
Была использована оптическая система, позволяющая регистрировать спекловые изображения под тремя ракурсами наблюдения и с их помощью определять все три компоненты вектора относительных необратимых перемещений.
Были проведены испытания, получены данные по компонентам вектора относительных перемещений на разных координатах рабочей области образца, а для второго образца получены среднеквадратичные отклонения этих компонент. Проведён анализ полученных данных. Определено, что на обоих образцах координатам с наибольшими пластическими деформациями соответствует область зарождения трещины. На втором образце успешно апробирован метод фильтрации случайных сигналов. Этот метод показал, что основной вклад процессов, протекающих с разной скоростью, в суммарную дисперсию в начале испытания вносят процессы, протекающие с большей скоростью, а в конце процессы, протекающие с меньшей скоростью.
Можно сделать заключение о том, что собранную экспериментальную установку и метод динамической спекл-интерферометрии можно использовать для выявления пластических деформаций применяя все три компоненты вектора необратимых перемещений и их среднеквадратичных отклонений. Данный метод обладает хорошей чувствительностью и с его помощью можно определить начало локализованных пластических деформаций и спрогнозировать появление трещины, в том числе, для предотвращения катастрофических разрушений машин и механизмов.