Методический подход и программа для оценки нагруженности, дефектности и деградации свойств материалов конструкций на основе обработки экспериментальных данных

Рассмотрен экспериментально-расчетный метод оценки нагруженности, дефектности и характеристик деформирования материалов, основанный на математической обработке полученных полей перемещений или деформаций, обусловленный заданным воздействием на исследуемый объект (изменением нагрузки, сверлением малого отверстия, вдавливанием индентора и др.). Метод базируется на определении искомых параметров из условия минимума целевой функции, отражающей расхождение значительных массивов экспериментальных данных и результатов серии расчетов модельных задач на основе метода конечных элементов. Приведены примеры решения модельных задач, связанных с оценкой нагруженности натурных объектов, размеров поверхностных и подповерхностных дефектов, а также одновременного определения действующих напряжений и предела текучести материала путем обработки полей остаточных перемещений, возникающих после нагружения исследуемой зоны детали сферическим индентором и последующей разгрузки

Литература

[1] Rastogi P.K., ed. Digital speckle pattern interferometry and related techniques. John Wiley & Sons, 2000. 384 p.

[2] Schreier Н., Orteu J.-J., Sutton М. Image correlation for shape. Motion and deformation measurements. Basic concepts, theory and applications. Springer, 2009. 322 p.

[3] Rasumovsky I.A. Interference-optical methods of solid mechanics. Springer, 2011. 180 p.

[4] Разумовский И.А., Чернятин А.С. Методология и программа для исследования напряженно-деформированного состояния с использованием интерференционно-оптических и численных методов // Машиностроение и инженерное образование. 2009. № 4. С. 42–51.

[5] Chernyatin A., Razumovsky I. Experimental and computational method for determining parameters of stress-strain state from the data obtainable by interference optical techniques // 14th Int. Conf. on Experimental Mechanics. 2010. Vol. 6. P. 45003. DOI: 10.1051/epjconf/20100645003 URL: https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2010/05/epjconf_ICEM14_45003/epjconf_ICEM14_45003.html

[6] Разумовский И.А., Чернятин А.С. Определение нагруженности и дефектности элементов конструкций на основе минимизации расхождения между экспериментальными и расчетными данными // Заводcкая лабоpатоpия. Диагноcтика матеpиалов. 2012. № 1-1. С. 71–78.

[7] Chernyatin A.S., Razumovskii I.A. Methodology and software package for assessment of stress-strain state parameters of full-scale structures and its application to a study of loading level, defect rate and residual stress level in elements of NPP equipment // Strength of Materials. 2013. Vol. 45. No. 4. P. 506–511. DOI:10.1007/s11223-013-9486-6 URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11223-013-9486-6

[8] Чернятин А.С., Разумовский И.А. Последовательно углубляемый дисковый разрез — индикатор остаточных напряжений в пространственных телах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2015. № 5. С. 93–102.

[9] Шабанов В.М. Сопротивление металлов начальной пластической деформации при вдавливании сферического индентора // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 6. С. 63–69.

[10] Ковалев А.П. Основные закономерности вдавливания сферического индентора и оценка физико-механических свойств поверхностного слоя деталей // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 1. С. 36–42.

[11] Хайкин С. Нейронные сети: полный курс / пер. с англ. M.: Вильямс, 2006. 1104 с.

[12] Джексон В.Г. Новейшие датчики. М.: Техносфера, 2007. 384 с.