Разработка и применение методов голографической интерферометрии для определения технологических остаточных напряжений в элементах конструкций ЯЭУ

• Автор: Щиканов, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТ ВЕКТОРА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТОЧКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТЕЛА С ПОМОЩЬЮ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА НА ОСНОВЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ГОЛОГРАММ
1.1. Выбор схемы интерферометра для определения векторов перемещений в зоне вокруг зондирующего отверстия
1.1.1. Введение в голографическую интерферометрию
1.1.2. Измерение тангенциальных перемещений в зоне зондирующего отверстия
1.2 Определение знака перемещений
1.2.1. Традиционные методы определения знака перемещений
1.2.2. Определение знака перемещений по траекториям выхода интерференционных полос на контур зондирующего отверстия
1.3. Анализ картин интерференционных полос в зоне засверловки зондирующего отверстия
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТОДОМ ЗОНДИРУЮЩЕГО ОТВЕРСТИЯ ПО ДАННЫМ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Использование методов голографической и спекл-интерферометрии при определении остаточных напряжений методом зондирующего отверстия (обзор)
2.1.1 Определение остаточных напряжений по измеренным нормальным к поверхности тела компонентам векторов перемещений
2.1.2 Определение остаточных напряжений по измеренным тангенциальным к поверхности тела компонентам векторов перемещений
2.2. Определение остаточных напряжений по разности порядков интерференционных полос в окрестности зондирующего отверстия
2.3. Определение базисных полей перемещений
2.3.1. Базисные функции для сквозного отверстия в пластине
2.2.2. Базисные поля для несквозного отверстия в плите
2.4 Погрешность определения остаточных напряжений
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
3.1. Выбор режимов изготовления зондирующих отверстий
3.1.1. Методы изготовления зондирующего отверстия
3.1.2. Выбор режимов засверловки зондирующего отверстия
3.1.3. Выбор геометрических параметров зондирующего отверстия
3.2. Измерение напряжений при засверловке сквозного зондирующего отверстия в пластине деформируемой в условиях чистого сдвига
3.2.1. Схема нагружения образца и порядок проведения эксперимента
3.2.2. Результаты эксперимента и их сравнение с аналитическим решением
3.3. Влияние кривизны поверхности на точность определения остаточных напряжений при засверловке сквозного зондирующего отверстия
3.3.1 Тонкостенная оболочка при растяжении. Схема нагружения и условия проведения эксперимента
3.3.2. Обработка полученных данных и их сравнение с расчетными величинами напряжений
3.4. Влияние градиента напряжений по диаметру зондирующего отверстия на точность определения остаточных напряжений
3.4.1 Кольцо, сжатое силами по диаметру. Схема нагружения и проведения измерений

3.4.2. Сравнение полученных экспериментальных результатов с
расчетом напряжений МКЭ
3.5. Влияние градиента напряжений по глубине отверстия на точность определения остаточных напряжений
3.5.1 Балочка в условиях чистого изгиба
3.5.2. Результаты эксперимента и их сравнение с заданными расчетными величинами напряжений
3.5.3 Сравнение результатов определения напряжений при
высверловке отверстия в нагруженном и ненагруженном состоянии
3.6 Влияние кривизны поверхности на точность определения остаточных напряжений при засверловке несквозного зондирующего отверстия
3.6.1 Толстостенная оболочка при растяжении. Схема нагружения и условия проведения эксперимента
3.6.2.Сравнение измеренных величин с расчетными величинами напряжений
3.7. Экспериментальное исследование диапазона измеряемых величин остаточных напряжений при одноосном напряженном состоянии
3.7.1 Измерение напряжений в балке деформируемой в условиях чистого изгиба при пошаговом увеличении нагрузки
3.7.2. Результаты эксперимента и их анализ
3.8. Экспериментальная проверка методики при двухосном напряженном состоянии на поверхности толстостенного цилиндра
3.8.1 Толстостенная труба под действием внутреннего давления
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ ЯЭУ

В заключение стоит отметить, что нет необходимости всякий раз проводить касательные линии к интерференционным полосам, т.к. при визуальном наблюдении, траектории выхода полос хорошо видны, и позволяют однозначно получить информацию о знаке перемещений (остаточных напряжений).
1.3 Анализ картин интерференционных полос в зоне засверловки зондирующего отверстия
Количественная информация о перемещениях точек в зоне релаксации остаточных напряжений может быть получена с помощью регистрации отражательных голограмм. Согласно классическому подходу, основное предположение, необходимое для количественной интерпретации полей перемещений в терминах остаточных напряжений, состоит в том, что малое зондирующее отверстие создается в равномерном двухосном поле напряжений. Это означает, что влияние возможных градиентов на базе малого отверстия, а также возможное влияние реальных граничных условий не учитывается. В ряде практических случаев использование такого подхода может приводить к значительным ошибкам при определении величин остаточных напряжений. Более правильным стоит считать подход, в котором реально отражены граничные условия и вид напряженно-деформированного состояния в исследуемой точке. Возможность визуализации полей трехмерных перемещений в голографической интерферометрии в сочетании с МКЭ позволяют выбрать более корректную модель расчета по сравнению с классическим подходом [1.26,1.29-1.31].
Можно выделить ряд физических и геометрических факторов влияющих на картину деформирования [1.27, 1.28]:
• вид напряженного состояния,
• градиент напряжений по толщине и глубине отверстия,