ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ
https://doi.org/10.21122/2220-9506-2016-7-2-58-67
- Р Р‡.МессенРТвЂВВВВВВВВжер
- РћРТвЂВВВВВВВВнокласснРСвЂВВВВВВВВРєРСвЂВВВВВВВВ
- LiveJournal
- Telegram
- ВКонтакте
- РЎРєРѕРїРСвЂВВВВВВВВровать ссылку
Полный текст:
Аннотация
Большинство испытывающих нагрузку изделий работает в режиме сложного напряженного состояния (СНС). С целью создания устройства и разработки методики для моделирования в ферромагнитном материале СНС в статье приведена схема макета устройства. Принцип работы устройства основан на совместном действии на исследуемый образец осевого (продольного) растяжения и поперечного изгиба. Предложены методики создания СНС и исследования материалов с помощью метода эффекта Баркгаузена в статическом и динамическом режимах нагружения образца. Рассмотрены алгоритм функционирования и принцип действия устройства. Приведена схема для моделирования СНС в стальном образце. Подробно описаны конструкция и принцип действия предлагаемого устройства. Устройство отличается от промышленного испытательного оборудования простотой, небольшими массой, габаритами и стоимостью. Представлены примеры экпериментальных зависимостей влияния простых видов напряженного состояния (осевого растяжения или поперечного изгиба) и сложного напряженного состояния на интенсивность магнитного шума в двух образцах конструкционной стали. Установлено, что суммарное значение магнитного шума при сложном напряженном состоянии образца, вызванного силами одновременного растяжения и изгибающей нагрузки, примерно равно алгебраической сумме значений магнитного шума для каждого простого вида напряженного состояния. Линейность зависимостей интенсивности магнитного щума от осевых растягивающих напряжений наблюдается в диапазоне от 0 до ≈ +300 МПа, от напряжений растяжения при изгибе – от 0 до ≈ +500 МПа, полного напряжения – до ≈ 100–110 МПа. Полученные результаты подтвердили работоспособность и эффективность работы устройства. Показано, что на уровень магнитного шума оказывает влияние не только величина растягивающих напряжений от осевой силы, от напряжений растяжения при изгибе и полного напряжения, но и марка стали, физические и механические свойства испытуемого материала. Чувствительность магнитного шума к совместному действию двух видов напряженного состояния оказалась выше, чем к отдельным видам. Полученные результаты могут быть полезны при создании испытательного оборудования и оценке СНС в ферромагнитных изделиях и различных элементах стальных конструкций. Приведены основные технические характеристики устройства (вес – 18 кг, габариты – 600 × 200 × 170 мм).
Об авторах
В. Н. БуськоБеларусь
Адрес для переписки: Бусько В.Н. – Институт прикладной физики НАН Беларуси, ул. Академическая, 16, 220072, г. Минск, Беларусь e-mail: busko@iaph.bas-net.by
Г. Г. Власов
Беларусь
Список литературы
1. Podskrebko, M.D. Soprotivlenie materialov / M.D. Podskrebko. - Vysh. shk., 2007. - 797 s.
2. Chilikov, S.M. Problemy i perspektivy razvitiya oborudovaniya dlya mekhanicheskikh ispytanii materialov / S.M. Chilikov, E.N. Potaenko, A.I. Bugaets [i dr.] // Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. - 2007. - T. 7. - № 1. - S. 90-95.
3. Degtyarev, V.P. Deformatsii i razrushenie v vysokonapryazhennykh konstruktsiyakh / V.P. Degtyarev. - M. : Mashinostroenie, 1987. - 105 s.
4. Rozhintsev, V.S. Novye gidravlicheskie mashiny dlya standartnykh ispytanii metalloproduktsii / V.S. Rozhintsev, Yu.D. Prokopenko, A.V. Marakhovskii // Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. - 2010. - № 4. - T. 76. - S. 61-63.
5. Patent RF 2488090, MPK G01N3/10. Ustroistvo dlya ispytaniya na prochnost' pri slozhnonapryazhennom sostoyanii tonkostennykh trubchatykh obraztsov ili otrezkov trub / N.Ya. Sysoev, V.N. Gostev, A.A. Ivanov. - Opubl. 20.07.2013.
6. Patent RF 2327134 MPK G01N 3/08. Stend dlya ustalostnykh ispytanii obraztsov / D.M. Plotnikov. - Opubl. 22.06.2008.
7. Patent RF 2360227, G01N3/08. Obrazets dlya otsenki prochnosti materiala pri slozhnom napryazhennom sostoyanii / L.B. Tsvik, A.P. Cherepanov, A.A. Pykhalov. - Opubl. 27.06.2009
8. Patent RF na pol. model' 115483, G01N3/10. Universal'naya ispytatel'naya mashina dlya provedeniya issledovanii materialov v usloviyakh vysokogo gidrostaticheskogo davleniya / V.G. Malinin, N.A. Malinina, D.V. Mavlyuberdinov, D.K. Petrov. - Opubl. 14.12.2011.
9. Patent RF 2523074, G01N3/08. Sposob ispytaniya konstruktsii pri osevom i vnetsentrennom prilozhenii znakoperemennykh nagruzok i stend dlya ego osushchestvleniya / S.M. Anpilov, V.A. Eryshev, A.S. Ryzhkov [i dr.]. - Opubl. 20.07.2014. 10. Tanaka, E. Effects of strain path shapes on nonproportional cyclic plasticity / E. Tanaka, S. Murakami, M. Ooka // J. Mech. Phys. Sol. - 1985. - No. 33. - P. 559-575.
10. Kandil, F.A. Biaxial low-cicle fatigue fracture of 316 stainless steel at elevated temperatures / F.A. Kan dil, M.W. Brown, K.J. Miller // Fatigue Engng. Mater. Struct. - 1979. - No. 1. - P. 217-229.
11. Bus'ko, V.N. Laboratornaya ustanovka dlya issledovaniya ustalostnoi povrezhdaemosti ploskikh ferromagnitnykh obraztsov / V.N. Bus'ko // Pribory i tekhnika eksperimenta. - 2011. - № 1. - S. 165-167.
12. Gorkunov, E.S. Effekt Barkgauzena i ego ispol'zovanie v strukturoskopii ferromagnitnykh materialov (obzor 1) / E.S. Gorkunov, Yu.N. Dragoshanskii // Defektoskopiya. - 1999. - № 6. - S. 3-23.
13. Bus'ko, V.N. Laboratornaya sistema dlya issledovaniya ustalostnoi degradatsii ferromagnitnykh materialov i primery ee realizatsii / V.N. Bus'ko, D.A. Vintov // Pribory i metody izmerenii. - 2012. - № 2 (5). - S. 33-39.
14. Patent RB 2113 ot 05.02.2005, MPK G01N27/72. Magnitoshumovoi preobrazovatel' / V.N Bus'ko. // Af. B. - 2005. - № 3. - Ch. 2. - S. 99-100.
Рецензия
Для цитирования:
Бусько В.Н., Власов Г.Г. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ. Приборы и методы измерений. 2016;7(2):152-160. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2016-7-2-58-67
For citation:
Busko V.N., Vlasov G.G. EXPERIMENTAL SETUP FOR MODELING AND STUDY OF COMPLEX STRESS STATE IN FERROMAGNETIC MATERIALS. Devices and Methods of Measurements. 2016;7(2):152-160. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2016-7-2-58-67
ISSN 2414-0473 (Online)