Деформационное теплообразование в растянутых стержнях и пластинах
Тепловой метод контроля на основе компьютерной термографии позволяет быстро выявлять в контролируемых объектах места расположения различных дефектов, а также проблемные участки изделий на различных стадиях их развития. Учитывая, что многие изделия, приборы, оборудование, конструкции и сооружения в процессе контроля или подтверждения их работоспособности в соответствии с действующими стандартами и техническими нормами необходимо нагружать силами (нагрузками и воздействиями), величины которых близки к предельным, то в окрестности имеющихся в них дефектов (концентраторы напряжений, несплошности, непровары,трещины и др. неоднородности мезоуровня) при различных стадиях их работы происходит «превращение» механической энергии деформирования в тепло («деформационное тепло»). Деформационное тепло посредством теплопроводности материалов формирует локальные особенности поверхностного температурного поля изделия. Температурное поле поверхности можно дистанционно зафиксировать и обработать с помощью компьютерных термографов и тем самым произвести визуализацию поверхностного температурного образа видимого или невидимого дефекта.
Использование теплового метода визуализации дефектов позволяет дистанционно и объективно выявлять в изделиях опасные участки, сечения с расположением дефектов. При этом на визуализацию дефектов с больших поверхностей требуется небольшое время и трудозатраты. Полнота и достоверность визуализации в этом случае меньше зависит от квалификации, навыков, умений и знаний специалиста, выполняющего визуальный контроль.
Такой метод визуализации дефектов особенно удобен при работе с ответственными стальными, алюминиевыми, титановыми, композитными изделиями (стальные мосты, грузоподъемные краны и устройства, разнообразные листовые конструкции, конструкции машин и их узлы и др.).
О механизме теплообразования и зарождения разрушения в стальной растянутой пластине с конструктивно-технологическим дефектом
В этих статьях канд.техн.наук, доцента Е.А.Мойсейчика исследуется деформационное теплообразование в растянутых стержнях с конструктивно-технологическими дефектами. Автор проводит данные компьютерного термографирования таких стержней в процессе нагружения, рассматривает особенности механизма деформирования стальных образцов с конструктивно-технологическими надрезами с учетом физико-химической природы теплообразования в полосах сдвига.
На взаимосвязь деформационного нагрева и сопротивляемости разрушению конструктивных элементов из стали впервые обратил внимание Уэллс (A.A. Wells). Ключом к уяснению механизма проявления зависимости сопротивления разрушению от характеристик напряженно-деформированного состояния в зоне надреза и температуры элементов может быть отмеченный выше факт локализации зоны пластических деформаций у надреза, появление в этой зоне (из-за деформационных воздействий) источников тепла и изменение механических свойств материала под влиянием тепла и сопутствующих процессов. Превращение энергии механического деформирования металла в окрестности дефекта в тепловую приводит к весьма существенному повышению там средней температуры. В работах Брока (L.M. Brock) показывается, что такое повышение температуры в вершине трещины в сочетании с объемным напряженно-деформированным состоянием изменяет динамику развития трещины.
В настоящей статье экспериментально исследуем взаимосвязь разрушения растянутых стержней из малоуглеродистой строительной стали Ст3сп с деформационным теплообразованием и уточнением механизма теплообразования, зарождения и развития разрушения в окрестности конструктивно-технологических дефектов в таких стержнях.
Проследим весь путь такого разрушения экспериментально, при термографировании растянутых образцов с конструктивно-технологическими дефектами. Для этой цели конструкцию образцов принимаем такой, чтобы в процессе эксперимента полосы сдвига могли зарождаться у моделей конструктивно-технологических дефектов, а размеры образцов и скорость деформирования должны позволяли фиксировать процессы деформирования методом термографирования от начала приложения нагрузки до разрушения образца. В процессе эксперимента принятые образцы нагружались квазистатически растягивающим усилием до разрушения на испытательной машине Р-100 с записью диаграммы «нагрузка-удлинение». Испытания и обработка данных проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 1497 при температуре окружающего воздуха 7,6оС. Процесс деформирования образцов отображался в термофильме с помощью компьютерного термографа «ИРТИС-2000», а обработка результатов велась программным пакетом IRTIS. На рисунках 1-7 показаны виды образцов из стали Ст3сп с различными конструктивно-технологическими дефектами и кинетика изменения температуры поверхности образцов.
Скачать полный текст статей:
Вадим Waycam
19.07.2019 в 04:34Нужно исправить на «позволять» — «и скорость деформирования должны позволяли фиксировать процессы»