Оценка напряжений в пластине с концентратором посредством ультразвуковых измерений акустической анизотропии

Оценка напряжений в пластине с концентратором посредством ультразвуковых измерений акустической анизотропии

Автор: Третьяков Д.А., Осовик Д.С.

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Рубрика: Механика

Статья в выпуске: 4 т.24, 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. Акустическая анизотропия измеряется при ультразвуковом неразрушающем контроле и позволяет оценить величину напряжений методом акустоупругости. В литературе подробно описано применение такого подхода в случае двухосного напряженного состояния протяженных конструкций: магистральных трубопроводов, рельсовых плетей, парогенераторов и других. Для них предполагается наличие однородного поля с нулевыми либо слабыми градиентами напряжений и деформаций. Однако не решена проблема своевременного обнаружения и оценки критических напряжений, вызванных локальными концентраторами, посредством ультразвукового контроля. Представленный материал призван восполнить этот пробел. Цель работы - определить возможности применения метода акустоупругости для оценки разности главных двухосных напряжений вокруг концентратора - кругового выреза в прямоугольной пластине.

Еще

Зона наибольшей концентрации напряжений, разности главных напряжений, акустическая анизотропия начально неоднородного материала, напряженно-деформированное состояние, ультразвуковой неразрушающий контроль

Короткий адрес: https://sciup.org/142243745

IDR: 142243745   |   DOI: 10.23947/2687-1653-2024-24-4-307-315

Список литературы Оценка напряжений в пластине с концентратором посредством ультразвуковых измерений акустической анизотропии

  • Беляев А.К., Полянский В.А., Третьяков Д.А. Оценка механических напряжений, пластических деформаций и поврежденности посредством акустической анизотропии. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020;(4):130–151. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.4.12 Belyaev AK, Polyanskiy VA, Tretyakov DA. Estimating of Mechanical Stresses, Plastic Deformations and Damage by means of Acoustic Anisotropy. PNRPU Mechanics Bulletin. 2020;(4):130–151. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.4.12
  • Vatul’yan AO. The Theory of Inverse Problems in the Linear Mechanics of a Deformable Solid. Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 2010;74(6):648–653. https://doi.org/10.1016/j.jappmathmech.2011.01.004
  • Муравьев В.В., Стрижак В.А., Пряхин А.В. Исследование внутренних напряжений в металлоконструкциях методом акустоупругости. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016;82(12):52–57. URL: https://www.zldm.ru/jour/article/view/349/350 (дата обращения: 25.05.2024). Murav’ev VV, Strizhak VA, Pryakhin AV. Acousto-Elastic Study of the Internal Stresses in Metal Structures. Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials. 2016;82(12):52–57. (In Russ.) URL: https://www.zldm.ru/jour/article/view/349/350 (accessed: 25.05.2024).
  • Kurashkin KV, Gonchar AV, Klyushnikov VA, Mishakin VV. Use of Texture-Dependent Ultrasonic Parameter as Indicator of Degradation of Hot-Rolled Thin-Sheet Steel Under Uniaxial Tension. Journal of Nondestructive Evaluation. 2022;41(2):46. https://doi.org/10.1007/s10921-022-00879-w
  • Uglov AL, Khlybov AA. On the Inspection of the Stressed State of Anisotropic Steel Pipelines Using the Acoustoelasticity Method. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2015;51:210–216. https://doi.org/10.1134/S1061830915040087
  • Степанова Л.Н., Бехер С.А., Курбатов А.Н., Тенитилов Е.С. Исследование напряженного состояния рельса с использованием акустоупругости и тензометрии. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013;65(7):103–109. Stepanova LN, Beher SA, Kurbatov AN, Tenitilov ES. Mechanical Strains Condition Investigation in Rails by means of Acoustic Elasticity and Strain Measurement. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2013;65(7):103–109.
  • Ivanova Y, Partalin T, Pashkuleva D. Acoustic Investigations of the Steel Samples Deformation during the Tensile. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2017;53(1):39–50. https://doi.org/10.1134/S1061830917010077
  • Volkova LV, Murav’eva OV, Murav’ev VV. Nonuniformity of Acoustic Anisotropy of Thick-Sheet Steel. Steel in Translation. 2021;51:335–341. https://doi.org/10.3103/S0967091221050120
  • Belyaev AK, Lobachev AM, Modestov VS, Pivkov AV, Polyanskii VA, Semenov AS, et al. Estimating the Plastic Strain with the Use of Acoustic Anisotropy. Mechanics of Solids. 2016;51:606–611. https://doi.org/ 10.3103/S0025654416050149
  • Murav’ev VV, Murav’eva OV, Volkova LV. Influence of the Mechanical Anisotropy of Thin Steel Sheets on the Parameters of Lamb Waves. Steel in Translation. 2016;46:752–756. https://doi.org/10.3103/S0967091216100077
  • Khlybov AA, Uglov AL. On an Acoustic Testing Method for Monitoring the Spatial Inhomogeneity of Plastic Deformation in Weakly Anisotropic Orthotropic Materials. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2023;59(1):22–32. https://doi.org/10.1134/S1061830923700183
  • Nikitina NYe, Kamyshev AV, Kazachek SV. Application of the Acoustoelasticity Phenomenon in Studying Stress States in Technological Pipelines. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2009;45:861–866. https://doi.org/ 10.1134/S1061830909120043
  • Никитина Н.Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Нижний Новгород: ТАЛАМ; 2005. 208 с. Nikitina NYe. Acoustoelasticity. Application Experience. Nizhny Novgorod: TALAM; 2005. 208 p. (In Russ.)
  • Erofeev VI, Ilyakhinsky AV, Nikitina EA, Pakhomov PA, Rodyushkin VM. Ultrasonic Sensing Method for Evaluating the Limit State of Metal Structures Associated with the Onset of Plastic Deformation. Physical Mesomechanics. 2020;23:241–245. https://doi.org/10.1134/S102995992003008X
  • Murav’eva O, Murav’ev V, Volkova L, Kazantseva N, Nichipuruk A, Stashkov A. Acoustic Properties of Low-Carbon 2% Mn-Doped Steel Manufactured by Laser Powder Bed Fusion Technology. Additive Manufacturing. 2022;51:102635. https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102635
  • Kurashkin KV. Study of the Acoustoelastic Effect in an Anisotropic Plastically Deformed Material. Acoustical Physics. 2019;65(3):316–321. https://doi.org/10.1134/S1063771019030047
  • Grishchenko AI, Modestov VS, Polyanskiy VA, Tretyakov DA, Shtukin LV. Experimental Investigation of the Acoustic Anisotropy Field in the Sample with a Stress Concentrator. St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2017;3(1):77–82. https://doi.org/10.1016/j.spjpm.2017.02.005
  • Kirsch G. Die Theorie der Elastizitat und die Bedurfnisse der Festigkeitslehre. Zeitshrift des Vereines deutscher Ingenieure. 1898;42:797–807.
  • Галин Л.А. Плоская упругопластическая задача. Прикладная математика и механика. 1946;10(3):367–386. URL: https://pmm.ipmnet.ru/ru/get/1946/10-3/367-386 (дата обращения: 25.05.2024). Galin LA. Plane Elastico-Plastic Problem. Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 1946;10(3):367–386. (In Russ.) URL: https://pmm.ipmnet.ru/ru/get/1946/10-3/367-386 (accessed: 25.05.2024).
  • Nikitina NE, Kazachek SV. Theoretical and Experimental Study of Stress Concentration during Stretching of a Plate with a Cut. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2008;37(1):38–41. URL: https://link.springer. com/article/10.1007/s12001-008-1009-9 (accessed: 25.05.2024).
  • Nikitina NYe, Kamyshev AV, Kazachek SV. The Application of the Acoustoelasticity Method for the Determination of Stresses in Anisotropic Pipe Steels. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2015;51:171–178. https://doi.org/10.1134/S1061830915030079
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp