МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОЛЕЙ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДЕТАЛЯХ
Аннотация
Приведен краткий обзор методов исследования остаточных технологических напряжений (ОН) в элементах конструкций и образцах. Указаны возможности и области эффективного применения неразрушающих методов анализа ОН. Особое место уделено разрушающим экспериментально-расчетным методам исследования двухмерных и трехмерных неоднородных полей ОН в пространственных конструкциях, основанным на интерпретации экспериментальных данных как обратной задачи теории упругости. Для получения требуемых в этом случае значительных массивов экспериментальной информации, представляющих собой деформационные отклики, обусловленные созданием в исследуемом объекте разрезов различной конфигурации, рекомендуется применять оптико-цифровые методы регистрации полей перемещений.
Ключевые слова
остаточные напряжения,
напряженно-деформированное состояние,
метод конечных элементов,
электронная цифровая спекл-интерферометрия,
механика деформируемого твердого тела,
residual stresses,
stress-strain state,
finite element method,
electronic digital speckle interferometry,
Mechanics of deformable solids
Об авторах
Н. А. Махутов
Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН
Россия
Россия
И. А. Разумовский
Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Махутов Н. А. Прочность и безопасность: фундаментальные и прикладные исследования. - Новосибирск: Наука, 2008. - 528 с.
2. Residual stress and its effect on fatique and fracture / Ed. A. G. Youtsos. Proc. of a Special Symposium held within - ECF16. Alexandroupolis, Greece: 2006. - 234 p.
3. Буркин С. П., Шимов Г. В., Андрюкова Е. А. Остаточные напряжения в металлопродукции. - Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2015. - 248 с.
4. Schajer G. S. Practical Residual Stress Measurement Methods. - Wiley, 2013.-328 p.
5. Fitzpatrick M. E., Fry A. T., Holdway P., Kandil F. A., Shackleton J., Suominen L. Determination of Residual Stresses by X-ray Diffraction. Issue 2. Measurement Good Practice Guide N. 52. Manchester Materials Science Centre, 2005. - 68 p.
6. Stewart D. M., Stevens K. J., Kaiser A. B. Magnetic Barkhausen noise analysis of stress in steel / Original Res. Art. Curr. Appl. Physics. 2004. N4(2-4). P. 308-311.
7. Ilker Yelbay H., Ibrahim Cam, Hakan Gur C. Non-destructive determination of residual stress state in steel weldments by Magnetic Barkhausen Noise technique / NDT&E International. 2010. Vol. 43. P. 29 - 33.
8. Estefen S. F., Gurova T., Castello X., Leontiev A. Surface residual stress evaluation in double electrode butt welded steel plates / Mater. Design. 2010. Vol. 31(3). P. 1622 - 1627.
9. Никитина H. Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. - H. Новгород: ТАЛАМ, 2005. - 208 с.
10. Marquette Ya. M., Belahcene F., Lu J. Residual stresses in laser welded aluminium plate by use of ultrasonic and optical methods / Mater. Sci. Engin. 2004. Vol. 382(1 - 2). P. 257 - 264.
11. Бокучава Г. Д., Балагуров А. М., Сумин В. В., Папушкин И. В. Нейтронный Фурье-дифрактометр ФСД для исследования остаточных напряжений в материалах и промышленных изделиях / Поверхность. рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2010. № 11. С. 9 - 21.
12. Сумин В. В., Шеверев С. Г., Schneider R., Wimpory R., Балагуров А. М. Результаты измерения остаточных деформаций в корпусе реактора ВВЭР-1000 / Физика твердого тела. 2010. Т. 52. Вып. 5. С. 930 - 933.
13. Kostylev V. I., Margolin B. Z. Determination of residual stress and strain fields caused by cladding and tempering of reactor pressure vessels / Int. J. Pres. Ves. Piping. 2000. Vol. 77. P. 723 - 735.
14. Murugan N., Narayan R. Finite element simulation of residual stresses and their measurement by contour method / Mater. Design. 2009. Vol. 30. N6. P. 2067-2071.
15. Mi G., Li C., Gao Z., Zhao D., Niu J. Finite element analysis of welding residual stress of aluminum plates under different butt joint parameters / Engin. Rev. 2014. Vol. 3. P. 161 - 166.
16. Покровский А. М. Расчет остаточных напряжений в биметаллических прокатных валках после термической обработки / Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2012. Спецвыпуск № 6. Современные проблемы прикладной механики, динамики и прочности машин. С. 186 - 196.
17. Биргер И. А. Остаточные напряжения. - М.: Машгиз, 1963. - 233 с.
18. E837-89. Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method. 1989.
19. Одинцев И. H., Щепинов В. П., Щиканов А. Ю. Применение голографической интерферометрии для измерения остаточных напряжений методом зондирующего отверстия / Журнал технической физики. 2003. Т. 73. Вып. 11. С. 106 - 111.
20. Shokriekh M. M., Ghasemi A. R. Simulation of central hole drilling process for measurement of residual stresses in isotropic, orthotropic, and laminated composite plates / J. Composite. Mater. 2007. Vol. 41. N 4. P. 435 - 452.
21. Одинцев И. И., Апальков А. А., Разумовский И. А. Метод измерения остаточных напряжений в массивных элементах конструкций с использованием электронной спекл-интерферометрии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69. № 2. С. 45 - 49.
22. Schajer G. S., Steinzig M. Full-Field Calculation of Hole-Drilling Residual Stresses from ESPI Data / Exp. Mech. 2005. Vol. 45. N 6. P. 526 - 532.
23. Махутов H. А., Разумовский И. А., Коссов В. С., Апальков А. А., Одинцев И. Н. Исследование остаточных напряжений с применением электронной цифровой спекл-интерферометрии в натурных условиях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 5. С. 47 - 52.
24. Sutton M. A., Orteu J.-J., Schreier H. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. - Univ. of South Carolina, 2009. - 364 p.
25. Разумовский И. А., Хвостов С. М. Методология исследования остаточных напряжений в биметаллических обечайках корпусов / Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Обеспечение безопасности АЭС. 2010. Вып. 14. С. 155 - 162.
26. Дверес М. H., Фомин А. В. Методы определения остаточных напряжений / Машиноведение. 1985. № 5. С. 23-31.
27. Razumovsky I. A., Medvedev M. V., Fomin A. V. Methods for investigations inhomogeneous residual stresses fields / book: Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel / Ed. G. Totten, M. Howes, T. Unoue. - ASM International, 2002. P. 125 - 138.
28. Prime M. B., Hill M. R. Uncertainty, model error, and order selection for series-expanded, residual-stress inverse solutions / ASME J. Engin. Mater. Technol. 2006. Vol. 128. P. 175 - 185.
29. Vaidyanathan S., Finnie I. Determination of Residual Stresses from Stress Intensity Factor Measurements / J. Basic Engin. 1971. Vol. 93. P. 242 - 246.
30. Rasumovsky I. A. Interference-optical Methods of Solid Mechanics. Series: Foundations of Engineering Mechanics. - Springer, 2011. - 270 p.
31. Кулиев В. Д., Разумовский И. А. К проблеме определения остаточных напряжений в биметаллах / ДАН СССР. 1990. Т. 315. № 3. С. 561 -565.
32. Обеспечение ресурса и живучести водо-водяных энергетических реакторов / Под ред. Н. А. Махутова и М. М. Гаденина. - М.: Наука, 2009. - 342 с.
33. Prime M. B. Residual stress measurement by successive extension of a slot: The crack compliance method / Appl. Mech. Rev. 1999. Vol. 52. N2. P. 75 -96.
34. Разумовский И. А., Чернятин А. С. Методология и программа для определения параметров напряженно-деформированного состояния на основе обработки экспериментальных данных / Машиностроение и инженерное образование. 2009. № 4. С. 35 - 42.
35. 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 Mater. 2013. N 4. P. 506 - 511.
36. Schajer G. S. Advances in Hole-Drilling Residual Stress Measurements/ Proc. of the XIth Int. Congr. and Exposition. 2008. June 2 - 5, 2008. - Orlando: Society for Experimental Mechanics Inc., 2008.
37. Разумовский И. А., Чернятин А. С. Экспериментально-расчетный метод исследования остаточных напряжений в двухслойных элементах конструкций способом сверления отверстия / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. № 4. С. 101 - 109.
38. Чернятин А. С., Разумовский И. А. Последовательно углубляемый дисковый разрез - индикатор остаточных напряжений в про
39. «Заводская лаборатория. Диагностика материалов». 2017. Том 83. № 1. Ч. I странственных телах / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2015. № 5. С. 93 - 102.
Рецензия
Для цитирования:
Махутов Н.А., Разумовский И.А. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОЛЕЙ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДЕТАЛЯХ. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017;83(1 ч.I):56-64.
For citation:
Makhutov N.A., Razumovskii I.A. Methods for Analysis of the Fields of Residual Stresses in Spatial Structural Components. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2017;83(1 ч.I):56-64. (In Russ.)
Просмотров:
509
Послать статью по эл. почте 