Оценка степени поврежденности конструкционных материалов по изменению деформационного рельефа поверхности стали

• Автор: Демченко, Артем Альбертович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 100 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Анализ исследований степени поврежденности металла по профилю поверхности в условиях малоцикловой усталости
1.1 Проблемы малоцикловой усталости
1.2 Деформационный рельеф поверхности
1.3 Методы исследования поверхности конструкционных материалов
1.4 Фрактальный подход к оценке параметров деформационного рельефа поверхности
1.5 Особенности оценки степени поврежденное сталей Выводы по первой главе
2 Оборудование и методики исследования
2.1 Объект исследования
2.2 Методика усталостных нагружений
2.3 Оборудование для исследования морфологии деформационного рельефа
2.4 Программное обеспечение для обработки полученных данных Выводы по второй главе
3 Исследование изменения морфологии деформационного рельефа поверхности металла
3.1 Подбор оптимального режима съемки поверхности стали на Ь8М
3.2 Обработка сканированной поверхности стали в программном комплексе 2ЕИ-2
3.3 Результаты исследования изменения морфологии деформационного рельефа поверхности металла
Выводы по третьей главе
4 Вычисление фрактальной размерности деформационной поверхности металла с применением результатов измерений параметров рельефа

Определение одномерных фрактальных характеристик рельефа методом нормированного размаха
Определение двумерных фрактальных характеристик рельефа методом агрегирования интегральной дисперсии Определение трехмерных фрактальных характеристик рельефа методом объемного «box-counting» с помощью алгоритма SDBC Сравнительный анализ зависимостей фрактальной размерности деформационного рельефа поверхности, определенной разными методами, от степени поврежденности
Моделирование на атомарном уровне зарождения «нанотрещин» в поликристаллах на начальной стадии развития деформации Выводы по четвертой главе
Разработка метода определения степени поврежденности нефтегазового оборудования по изменению фрактальной размерности деформационного рельефа поверхности Выводы по пятой главе Основные результаты и выводы Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ

Значительная доля технологического оборудования нефтегазоперерабатывающей отрасли изготовлена из конструкционной стали ВСтЗсп5: резервуары, технологические трубопроводы,
теплообменное оборудование, цилиндрические емкости, аппараты. Данное оборудование зачастую эксплуатируется в условиях циклического нагружения, которое в конечном итоге приводит к разрушению. Наибольшую опасность представляет упруго-пластическая область деформирования, поскольку разрушение происходит с большой скоростью. В целях предупреждения аварийного разрушения объектов необходимо проводить оценку технического состояния и ресурса оборудования. Совершенствование методов оценки ресурса требует наличия информации о состоянии материала и динамике его изменения при накоплении повреждений в условиях знакопеременного нагружения.
Известно, что значительная часть разрушений начинается с поверхности и подповерхностных слоев. Поэтому информация об изменениях на поверхности может служить в качестве оценочной характеристики состояния материала. При накоплении материалом усталостного повреждения на его поверхности образуется деформационный рельеф. Систематические исследования процессов, происходящих при усталости металла, показывают изменение деформационного рельефа, что создает предпосылки для возможности количественной оценки накопленного усталостного повреждения. В связи с этим, целесообразно определить взаимосвязь степени поврежденности и изменения деформационного рельефа, формирующегося при циклическом нагружении.
Многочисленные исследования (Е.А. Наумкина, О.Г. Кондрашовой,
А.Т. Шарипкуловой, Т.Р. Бикбулатова и многих других) зависимостей физических параметров: температурного градиента порога

В работе B.C. Ивановой показано, что при накоплении материалом критической энергии происходит смена механизмов адаптации материала к внешним воздействиям [19, 46, 47]. Данный подход объясняет наличие экстремумов на зависимостях. Однако масштабный уровень, на котором происходит смена механизмов адаптации, неизвестен.