Неразрушающий контроль напряженного состояния элементов машин и конструкций методом акустоупругости

• Автор: Казачек, Семен Викторович
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г лава 1. Экспериментальные методы определения напряженно-

деформированного состояния (обзор)

1.1. Методы мауровых полос, сеток и реплик

1.1.1. Метод муаровых полос

1.1.2. Метод отраженной сетки (зеркально-оптический)

1.1.3. Метод реплик

1.2. Голографическая и лазерная спекл-интерферометрия

1.3. Оптически чувствительные покрытия
1.4. Хрупкие тензочувствительные покрытия
1.5. Метод тензометрии
1.5.1. Механические тензометры
1.5.2. Оптические тензометры
1.5.3. Струнные тензометры
1.5.4. Емкостные датчики
1.5.5. Электротензометры
1.6. Рентгеновский метод
1.7. Магнитные методы
1.7.1. Метод, основанный на измерении шумов Баркгаузена
1.7.2. Метод, основанный на измерении коэрцитивной силы
1.7.3. Метод магнитной анизотропии
1.7.4 Метод магнитной памяти металла
1.7.5. Выводы по результатам рассмотрения магнитных методов
1.8. Акустические методы
1.8.1 Метод акустоу пру гости
1.8.2. Преимущества метода акустоупругости

Глава 2. Теоретическое и экспериментальное исследование плоского напряженного состояния двухсвязных элементов конструкций
2.1. Аналитические методы определения плоского напряженного состояния пластин с вырезами(обзор)
2.1.1. Результаты аналитического решения задачи для бесконечной пластины с помощью комплексных потенциалов
2.1.2. Концентрация напряжений в бесконечной пластине
с круговым отверстием
2.1.3. Концентрация напряжений в пластине конечных размеров с круговым отверстием
2.1.4. Концентрация напряжений в пластине
с эллиптическим вырезом
2.2. Экспериментальное и численное исследование эффектов концентрации напряжений в пластинах с отверстиями
2.2.1. Расчет НДС пластин с отверстиями
методом конечных элементов
2.2.2. Экспериментальное определение концентрации напряжений при растяжении пластины с круговым отверстием
2.2.3. Экспериментальное определение концентрации напряжений при растяжении пластины с овальным отверстием
2.3. Теоретическое исследование эксплуатационных характеристик пластин с отверстиями
2.3.1.Влияние отверстий на усталостное разрушение пластин
2.3.2. Влияние кругового и эллиптического отверстия
на собственные частоты прямоугольных пластин
Глава 3. Экспериментальное определение коэффициентов
упругоакустической связи и температурных коэффициентов конструкционных сталей

3.1. Методика определения коэффициентов упругоакустической связи (КУАС) для плоского напряженного состояния
3.2. Проведение акустомеханических испытаний
для определения величин КУАС трубных сталей
3.2.1. Проведение измерений в образцах стали 17Г1С
3.2.2. Проведение измерений в образцах стали 09Г1ФБ
3.3. Экспериментальное определение температурных коэффициентов времени распространения сдвиговых
и продольных волн в стальных образцах
Глава 4. Экспериментальное определение напряженного
состояния трубопроводов
4.1. Экспериментальное исследование напряженного состояния закрытой трубы под действием внутреннего давления
4.1.1. Теоретическая постановка и решение задачи
4.1.2.Измерение двухосных напряжений в трубных катушках
4.1.3. Испытание трубы при малых значениях
внутреннего давления
4.1.4. Испытание трубной плети при существенных
значениях внутреннего давления
4.2. Использование явления акустоупругости для измерения
осевых напряжений в технологических трубопроводах
4.2.1 Необходимость прямого измерения напряжений
для уточнения прочностных расчетов
4.2.2. Лабораторные исследования
4.2.3. Измерение напряжений в трубопроводах обвязки
4.2.4. Использование прямых измерений напряжений
при проведении прочностного расчета
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

половине длины используемой световой волны [1, 4]. Ориентировочные характеристики метода приведены в таблице 1.1.
1.1.2. Метод отраженной сетки (зеркально-оптический метод)
Метод заключается в том, что по искаженному при деформации отражению сетки определяют углы поворота нормалей к исследуемой поверхности. Общая погрешность составляет 3-5%. Метод применим при силовых и тепловых нагрузках и для измерений на криволинейной поверхности. Регистрация измерения картины полос деформаций выполняется с применением кинокамеры. Используется для определения временных и остаточных деформаций при сварке.
1.1.3. Метод реплик
Метод реплик заключается в регистрации царапин в виде нерегулярной сетки путем точного снятия копий (реплик) до и после нагружения исследуемой детали (или же после ее работы при наличии пластических деформаций). Отпечаток сетки получают на металле с применением соответствующего приспособления. Размер наблюдаемой области составляет 20x20 мм. Этим методом проводят длительные наблюдения за конструкцией [4]. Ориентировочные характеристики метода приведены в таблице 1.1.
1.2. Голографическая и лазерная спекл-интерферометрия
Основой новых высокоточных и бесконтактных оптических методов измерения полей перемещений при статических и динамических нагрузках и определение по ним полей деформаций является использование лазеров. Когерентный свет с периодическими колебаниями используется как высокоточная шкапа для прецизионных измерений.
Применение гелий-неонового лазера позволяет успешно применять голографическую интерферометрию к задачам статики, таким как