Траектории главных напряжений после пластической деформации

Эффективность исследований механических напряжений в металлах можно повысить путем изучения и учета полей траекторий главных напряжений (изостат), качественно характеризующих напряженное состояние. Цель работы — определение возможности выявления изостат в образце из стали СтЗ после его пластического деформирования. Для исследований использовали магнитоупругий метод, основанный на зависимости магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от действующих в них механических напряжений. Метод реализован с помощью монофазного магнитоупругого измерителя механических напряжений ИМН-4М с базой датчика 5 мм и погрешностью угломера ±2 градуса. Образец — пластина размером 150 х 150 х 4 мм. На ее лицевую и тыльную поверхности наносили координатные сетки с ячейками 10 х 10 мм. Прибором ИМН-4М в узлах сеток измеряли значения углов наклона касательных к траекториям главных напряжений, затем строили изостаты способом последовательной корректировки направления и радиуса кривизны наращиваемой кривой. Пластины пластически деформировали выстрелом мелкой свинцовой дробью с кинетической энергией 1916 Дж. Максимальный выгиб пластины в зоне воздействия основной части заряда составил 7 мм. После выстрела в тех же узлах координатных сеток повторили измерения и вновь построили изостаты. Эксперимент показал: магнитоупругий метод позволяет определить изолинии и после пластического деформирования; траектории присутствуют на лицевой и тыльной поверхностях деформированной пластины; в полях, сформированных выстрелом, имеются изотропные точки и параллельные изолинии. На лицевой и тыльной сторонах формируются изотропные зоны, в которых из-за хаотической ориентации касательных нельзя построить изостаты. Выявлены ≪возмущения≫ полей со срывом упорядоченных потоков траекторий. Результаты работы могут быть полезны исследователям и инженерно-техническим работникам, занимающимся изучением упругих и пластических деформаций.

1. Куче р А. Т., Семыки н В. Н., Шмулевич С. Д. Кинетика формирования траекторий главных напряжений при сварке / 100-летие изобретения сварки по методу Н. Г. Славя-нова и современные проблемы развития сварочного производства: сб. науч. тр. всесоюзн. науч.-техн. конф. Ч. 3. — Пермь: Пермский политех, ин-т, 1990. С. 124 - 129.

2. Семыки н В. Н., Куче р А. Т. Определение температуры стабилизации изостат / Современные проблемы сварочной науки и техники: тез. докл. межд. науч.-техн. конф. — Рос­тов-на-Дону: Донской гос. техн. ун-т, 1993. С. 81 - 82.

3. Semykin V N., Protsenko V N., Besko A. V, et al. Small atlas of residual stresses trajectories during surfacing or how to make steel 'transparent' / Welding International. 2021. Vol. 35. Issue 1 - 3. E 91 - 97. DOI: 10.1080/09507116.2021.1945319

4. Попов А. Л., Куров Д. А. Использование температурных следов для неразрушающей диагностики остаточных напряжений в сварном соединении / Вестник МГСУ. 2012. № 8. С. 143 -146.

5. Семыкин В. Н., Свиридов Д. А., Проценко В. Н., Бесько А. В. Деструкция траекторий главных остаточных сварочных напряжений / Сварка и диагностика. 2018. № 6. С. 24 - 28.

6. Семыкин В. Н., Проценко В. Н., Свиридов Д. А., Бесько А. В. Снижение остаточных напряжений обработкой выстрелами свинцовой дробью сварных соединений толщиной 12 мм / Сварочное производство. 2022. № 3. С. 49 - 54.

7. Семыкин В. Н., Проценко В. Н., Свиридов Д. А., Бесько А. В. Проверка эффективности снятия остаточных сварных напряжений выстрелами свинцовой дробью / Сварка и диагностика. 2022. № 3. С. 47 - 51.

8. Yoshinaga A., Takizawa Т., Yoshi Т. Non-Destructive Measurement of Residual Stress by Magnetostriction Effect / Journal of NDI. 1979. Vol. 28. E 491 - 497 [in Japanese].

9. Abuku S., Isono T. Measurement of Welding Residual Stress Distribution by means of Magnetic Frobe / Journal of NDI. 1986. Vol. 35. N 11. E 805 - 810 [in Japanese].

10. Петушков В. Г., Брызгали н А. Г., Титов В. А., Первой В. М. Оценка напряженного состояния сварных металлоконструкций методом магнитоупругой тензометрии / Автоматическая сварка. 1992. № 5. С. 16 - 18.

11. Петушков В. Г. Применение взрыва в сварочной технике. — Киев: Наукова думка, 2005. — 756 с.

12. Никули н В. Е., Евстратикова Я. И. Контроль остаточных сварочных напряжений с помощью магнитоанизотропного метода после применения ультразвуковой ударной обработки / Сварка и диагностика. 2019. № 4. С. 38 - 41.

13. Парши н С. Г., Никулин В. Е., Левченк о А. М. Неразрушающий контроль остаточных напряжений при подводной мокрой сварке судостроительной стали с применением порошковой проволоки / Сварка и диагностика. 2021. № 5. С. 24 - 29.

14. Калини н Ю. П., Семыки н В. Н., Ульянов А. В. Компактное устройство для снятия статических характеристик магнитоупругих датчиков / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 1. С. 66 - 67.

15. Пат. 2593256 Российская Федерация, МПК С 21 D 9/50, С 21 D 1/30, С 21 D 7/06. Способ снижения остаточных сварочных напряжений / Семыкин В. Н., Юршин А. Н.; заявитель и патентообладатель Семыкин Владимир Николаевич. — 2014122903/02; заявл. 04.06.14; опубл. 10.08.16. Бюл. № 22.