OTsENKA KhARAKTERISTIK MNOZhESTVENNOGO I LOKALIZOVANNOGO RAZRUShENIYa METODAMI AKUSTIChESKOY EMISSII I KORRELYaTsII TsIFROVYKh IZOBRAZhENIY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Выполнено исследование влияния предварительного циклического нагружения на стадийность разрушения образцов из стали 316L, изготовленных методом селективного лазерного плавления, и образцов из судовой арктической стали F500W. При растяжении образцов после предварительного циклирования оценены параметры акустической эмиссии (АЭ) и деформационные характеристики (площадь пластических зон и значение главной деформации в пределах зон). Показано, что совместный анализ картин полей деформаций и параметров АЭ информативен и важен, поскольку оба метода дополняют один другой и позволяют выявить важные особенности и стадийность процесса разрушения. Установлены линейные зависимости площади слабодеформированной зоны от суммарного числа событий и экспоненциальные зависимости максимальной главной деформации от суммарного числа событий АЭ. Оценен параметр циклической деградации материала, определяемый как относительная разность суммарных чисел акустических сигналов в процессе разрушения исходного и циклически поврежденного образцов. Показано, что этот параметр для образцов исследуемых сталей после их предварительного циклического нагружения по мере увеличения относительной долговечности возрастает.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. R. Botvina

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: lbotvina@imet.ac.ru
Москва, Россия

A. I. Bolotnikov

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: lbotvina@imet.ac.ru
Москва, Россия

M. R. Tyutin

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: lbotvina@imet.ac.ru
Москва, Россия

References

  1. Клевцов, Г.В. Микро-и макрозона пластической деформации как критерии предельного состояния материала при разрушении / Г.В. Клевцов, Л.Р. Ботвина // Проблемы прочности. 1984. №4. С.24—28.
  2. Ботвина, Л.Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов / Л.Р. Ботвина. — М. : Наука, 1989. 230 с.
  3. Ботвина, Л.Р. Основы фрактодиагностики / Л.Р. Ботвина. — М. : ТЕХНОСФЕРА, 2022. 394 с.
  4. Клевцов Г.В. Пластические зоны и диагностика разрушения металлических материалов / Г.В. Клевцов. — М. : Изд. МИСиС, 1999. 111 с.
  5. Клевцов, Г.В. Фрактодиагностика разрушения металлических материалов и конструкций / Г.В. Клевцов, Л.Р. Ботвина, Н.А. Клевцова, Л.В. Лимарь. — М. : Изд. НИТУ МИСиС, 2007. 264 с.
  6. Ботвина, Л.Р. Остаточная прочность, микротвердость и акустические свойства циклически деформированной малоуглеродистой стали / Л.Р. Ботвина, М.Р. Тютин, Т.Б. Петерсен, В.П. Левин, А.П. Солдатенков, Д.В. Просвирнин // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2018. №6. С.44—53. doi: 10.31857/S023571190002561-8.
  7. Vasco-Olmo, J.M. Assessment of crack tip plastic zone size and shape and its influence on crack tip shielding / J.M. Vasco-Olmo, M.N. James, C.J. Christopher, E.A. Patterson, F.A. Diaz // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2016. V.39. №8. P.969—981. doi: 10.1111/ffe.12436.
  8. Zhang, W. Plastic zone size estimation under cyclic loadings using in situ optical microscopy fatigue testing / W. Zhang, Y. Liu // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2011. V.34, №.9. P.717—727. doi: 10.1111/j.1460-2695.2011.01567.x.
  9. Gonzáles, G. Using DIC techniques to measure strain ranges inside the cyclic plastic zone ahead of a fatigue crack tip / G. Gonzáles, J. González, J.Castro, J. Freire // Frat. Integritа Strutt. 2019. V.13. №.49. P.74—81. doi: 10.3221/IGF-ESIS.49.08.
  10. Alam, S.Y. Detecting crack profile in concrete using digital image correlation and acoustic emission / S.Y. Alam, A. Loukili // EPJ Web Conf. 2010. V.6. Art.23003. doi: 10.1051/epjconf/20100623003.
  11. Ohno, K. Fracture process zone in notched concrete beam under three-point bending by acoustic emission / K. Ohno, K. Uji, A. Ueno, M. Ohtsu // Constr. Build. Mater. 2014. V.67. P.139—145. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.05.012.
  12. Ботвина, Л.Р. Исследование кинетики разрушения сплава Д16ч методами акустической эмиссии, корреляции цифровых изображений и изучения реальной поврежденности / Л.Р. Ботвина, А.И. Болотников, И.О. Синев, М.Р. Тютин, Е.Н. Белецкий // Металлы. 2022. №4. С. 15—23.
  13. Панин, С.В. Исследование деформации и разрушения по данным акустической эмиссии, корреляции цифровых изображений и тензометрии / С.В. Панин, А.В. Бяков, П.С. Любутин, О.В. Башков, В.В. Гренке, И.В. Шакиров, С.А. Хижняк // Зав. Лаб. Диагностика Матер. 2011. Т.77. №9. С.50—59.
  14. Shrestha, S. In-situ fatigue life analysis by modal acoustic emission, direct current potential drop and digital image correlation for steel / S. Shrestha, M. Kannan, G.N. Morscher, M.J. Presby, S. Mostafa Razavi // Int. J. Fatigue. 2021. V.142. P.105924. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2020.105924.
  15. Дампилон, Б.В. Стадийность деформации наплавленного контактного материала CuCr30, обработанного сферодвижным штампом, по данным корреляции цифровых изображений и акустической эмиссии / Б.В. Дампилон, С.В. Панин, А.В. Бяков, В.Г. Дураков, П.С. Любутин // Изв. вузов. Физика. 2013. Т.56. №7/2. С.221—226.
  16. Панин, С.В. Комбинированный метод исследования деформации и разрушения образцов из углерод-углеродного композиционного материала по данным акустической эмиссии, корреляции цифровых изображений и тензометрии / С.В. Панин, М.В. Бурков, А.В. Бяков, П.С. Любутин // Вест. науки Сибири. 2012. №4(5). С.129—138.
  17. Ботвина, Л.Р. Малые усталостные трещины в аддитивной стали 316L: влияние на механические свойства, параметры акустической эмиссии и кинетику разрушения / Л.Р. Ботвина, М.Р. Тютин, А.И. Болотников, И.О. Синев, Е.Н. Белецкий, И.А. Иванов, А.В. Юдин // Деф. разруш. матер. 2024. №2. С.25—34.
  18. Ботвина, Л.Р. Оценка и анализ b-параметра акустической эмиссии / Л.Р. Ботвина, Т.Б. Петерсен, М.Р. Тютин // Зав. Лаб. Диагностика Матер. 2011. Т.77. №3. С.43—50.
  19. Blaber, J. Ncorr: open-source 2D digital image correlation matlab softwar / J. Blaber, B. Adair, A. Antoniou // Exp. Mech. 2015. V.55. №6. P.1105—1122.
  20. Čapek, J. Highly porous, low elastic modulus 316L stainless steel scaffold prepared by selective laser melting / J. Čapek, M. Machova, M. Fousova, J. Kubašek, D. Vojtěch, J. Fojt, E. Jablonska , J.Lipov, T. Ruml // Mater. Sci. Eng. C. 2016. V.69. P.631—639. doi: 10.1016/j.msec.2016.07.027.
  21. Ботвина, Л.Р. Стадийность процесса разрушения и остаточная прочность трубной стали после длительной эксплуатации / Л.Р. Ботвина, В.М. Кушнаренко, М.Р. Тютин, В.П. Левин, А.Е. Морозов, А.И. Болотников // Физическая мезомеханика. 2021. Т.24. №1. С.50—61. doi: 10.24412/1683-805X-2021-1-50-61.
  22. Ботвина, Л.Р. Остаточная прочность циклически деформированной коррозионностойкой стали / Л.Р. Ботвина, М.Р. Тютин, Т.Б. Петерсен, Д.В. Просвирнин, А.М. Морозов, Е.И. Колоколов // Деф. разруш. матер. 2019. №11. С.37—48.
  23. Ботвина, Л.Р. Механические и физические свойства, механизмы разрушения и остаточная прочность стали 15Х2ГМФ, используемой для изготовления нефтяных насосных штанг / Л.Р. Ботвина, М.Р. Тютин, В.П. Левин, А.В. Иоффе, Ю.С. Перминова, Д.В. Просвирнин // Деф. разруш. матер. 2020. №9. С.22—34. doi: 10.31044/1814-4632-2020-9-22-34.
  24. Zhang, B. Defect formation mechanisms in selective laser melting: a review / B. Zhang, Li Y., Bai Q // Chinese J. Mech. Eng. (English Ed. Chinese Mech. Eng. Soc.). 2017. V.30. №3. P.515—527. doi: 10.1007/S10033-017-0121-5/FIGURES/17.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Statistics

Views

Abstract: 772

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX


Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences