Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика @vestnik-pnrpu-mechanics
Статьи журнала - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика
Все статьи: 1092
Статья научная
Активное развитие инфраструктуры в условиях крайнего Севера, связанное с использованием метода искусственного замораживания при строительстве гражданских и промышленных сооружений, приводит к необходимости описания процесса морозного пучения, вызванного замерзанием поровой влаги в грунтах. Настоящая работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию морозного пучения в лабораторных образцах из влагонасыщенного песка. Искусственное замораживание образцов проводилось в морозильной камере. В процессе промерзания грунта выполнялось измерение температуры и деформаций с использованием системы контроля, состоящей из набора термопар и волоконно-оптических датчиков на основе брэгговских решеток. Для анализа полученных экспериментальных данных была разработана термогидромеханическая модель. Предполагается, что насыщенный грунт является трехфазной пористой средой, состоящей из сухого скелета, воды и льда. Модель включает в себя закон сохранения энергии, уравнения баланса массы для влажности и льдистости, уравнение равновесия и определяющие соотношения для описания влияния фазового перехода воды в лед на процесс тепло- и массопереноса и возникновения дополнительных объемных деформаций. Компьютерная реализация математической модели выполнена в конечно-элементом пакете Comsol Multiphysics. Особенностью предложенной модели является возможность учета кинетики фазового перехода на морозное пучение промерзающего влагонасыщенного грунта. Результатом работы является хорошее качественное и количественное соответствие между измерениями температуры в объеме лабораторного образца с результатами моделирования. Сравнение с показаниями деформационных волоконно-оптических детекторов показало, что расчетные значения имеют также малое отклонение от измеренных. Проведенный анализ измерений на основе результатов численного моделирования позволяет заключить, что морозное пучение происходит в течение длительного времени после начала фазового перехода при температуре значительно ниже температуры начала замерзания поровой влаги.
Бесплатно
Экспериментальное и теоретическое исследование нелинейной динамики трещины
Статья научная
Изучен эффект распространения трещин в материалах brillle с дефектами. Используя статистическую теорию, мы описываем эволюцию ансамбля микротрещины почти на вершине трещины. Установлены основные механизмы кредитования роста трещины, ограничение скорости трещины и определение перехода от стационарного к неустойчивому режиму распространения трещины. Получены новые экспериментальные данные о распространении трещины в ПММА с использованием метода высокоскоростной фотографии.
Бесплатно
Статья научная
Обосновывается один из механизмов локализации пластической деформации при высокоскоростном нагружении, связанном со структурными переходами в дефектной структуре материалов. Для этого проводились эксперименты по изучению локализации пластической деформации в скошенных образцах из сплава АМг6 при нагружении на стержне Гопкинсона - Кольского. Температурные поля при пластическом деформировании с целью идентификации характерных стадий локализации деформации исследовались in situ с использованием высокоскоростной инфракрасной камеры CEDIP Silver 450M. Значения температур в зоне локализации свидетельствуют, что механизм локализации деформации, обусловленный термопластической неустойчивостью в осуществленных условиях нагружения, для сплава АМг6 не реализуется. Проведены структурные исследования динамически нагруженных образцов на оптическом микроскопе Olympus GX-51 и сканирующем электронном микроскопе FEI PHENOM G2 ProX, подтверждающие структурно обусловленные закономерности механизма локализации деформации при динамическом нагружении. Результаты экспериментальных исследований по динамическому нагружению с изучением температурных полей, структурные исследования с применением оптического и электронного микроскопов, а также данные численного моделирования, проведенного с учетом особенностей кинетики накопления мезодефектов в материале, позволяют предполагать, что один из механизмов локализации пластической деформации при реализованных условиях нагружении в сплаве АМг6 обусловлен структурными переходами в дефектной структуре материала.
Бесплатно
Статья научная
Работа направлена на изучение прочности и живучести конструкций на основе представлений о кинетической природе разрушения материалов. Проведено экспериментальное исследование закономерностей и эффектов механического поведения конструкционных материалов на стадиях упругопластического и закритического деформирования при повышенных температурах. Реализованы испытания на одноосное растяжение образцов жаропрочной высоколегированной коррозионно-стойкой стали мартенситного класса ЭП517Ш и конструкционной легированной стали перлитного класса 40Х в широком диапазоне температур: 22, 200, 400, 500 и 600 °С. Рассмотрены методические вопросы проведения испытаний на универсальной сервогидравлической испытательной системе Instron 8801 с использованием печи и высокотемпературного экстензометра. На основе полученных экспериментальных данных построены диаграммы деформирования с развитыми участками разупрочнения, осуществлена оценка влияния скорости деформации на закритическое поведение стали 40Х. Проведено сопоставление основных прочностных и деформационных характеристик рассмотренных сталей при различных температурах. Получены изображения поверхностей изломов образцов после разрушения при высоких температурах, которые характеризуются различной морфологией. На основе опытных данных о механических характеристиках сталей построены диаграммы лепесткового типа, позволяющие проводить комплексный анализ свойств при различных температурах. Показано, что с увеличением температуры испытаний снижение прочностных характеристик, связанных с обеспечением статической прочности детали, сопровождается увеличением деформационных ресурсов (остаточное удлинение и относительное сужение после разрыва) и коэффициента реализации закритической стадии деформирования, что имеет положительный эффект с точки зрения живучести элементов конструкций в процессе разрушения.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния масштабного эффекта на процессы инициирования и развития дефектов в области концентраторов напряжений в структурно-неоднородном материале при квазистатическом нагружении. Образцы композита были изготовлены из стеклотекстолита СТЭФ. В качестве концентратора рассматривалось сквозное отверстие разного диаметра, расположенное по геометрическому центру образца. Получены новые данные о механическом поведении композита с помощью метода корреляции цифровых изображений (DIC), метода акустической эмиссии (AE) и оптической микроскопии. Проведены экспериментальные исследования механического поведения композитов в зонах концентраторов с учетом структурных параметров. По мере увеличения диаметра отверстия несущая способность снижается. Метод DIC позволил изучить эволюцию неоднородных полей деформаций на поверхности образцов. Был отмечен характерный рост кумулятивной энергии у всех видов образцов вне зависимости от размера и наличия концентраторов напряжений, а именно плавный незначительный рост значений с резким всплеском высокой энергии в конце испытания. Были проанализированы значения частот спектрального максимума, отмечены дополнительные интервалы частот, а также показан вклад каждого в общее количество сигналов, установлены закономерности между интервалами частот и наличием концентратора на образцах. На основе микроструктурных исследований выявлены основные виды дефектов, полученные данные подтверждают результаты, зарегистрированные с помощью акустической эмиссии. Таким образом, в работе получены экспериментальные данные, демонстрирующие наличие масштабного эффекта прочности стеклопластиков с концентраторами в зависимости от структурных параметров.
Бесплатно
Статья научная
Исследуются статистические закономерности фрагментации керамических трубчатых образцов при динамическом нагружении, инициированном электрическим взрывом проводника (ЭВП), расположенным вдоль оси образца, погруженного в жидкость (дистиллированная вода). Амплитуда импульсного нагружения образцов в установке ЭВП регулировалась изменением энергии на емкостной батарее. Длительность разряда составляла 0,3-0,8 мкс. Фрагменты разрушенного образца собирались для дальнейшего анализа. Масса собранных фрагментов в среднем составляла 98 % от массы исходного образца. Размеры (масса) фрагментов разрушенного образца определялись двумя методами: «взвешивания» и «фотографии». Результаты, полученные обоими методами, хорошо согласуются. Фрагменты можно разделить на два класса: квазидвумерные (2D), для которых характерный размер фрагмента d* больше или равен толщине стенки трубки d, и трехмерные (3D), для которых характерный размер меньше толщины стенки. Обнаружено, что статистика распределения 3D-фрагментов описывается степенным законом распределения, где значение степени оставалось постоянным и не зависело от удельной энергии разрушения. В то же время распределение 2D-фрагментов описывалось экспоненциальной функцией. Показано, что точка излома в распределениях фрагментов смещается в сторону меньших масштабов с увеличением удельной энергии. Обосновывается предположение о существовании двух типов распределений: для фрагментов различных масштабов (экспоненциального и степенного) и характерного значения удельной энергии для образцов с отношением толщины трубки к внутреннему радиусу, меньшему единицы.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется поведение углеродного композита (УКМ) в процессе механических испытаний на растяжение и сжатие. Образцы для испытаний изготавливались из углеродных заготовок с разных технологических этапов производства углерод-углеродного композита. В качестве армирующего компонента материала использовались два типа наполнителя, один из которых подвергался дополнительной высокотемпературной обработке. Механические испытания проводились на универсальной электромеханической системе Instron 5882 с использованием бесконтактного видеоэкстензометра AVE Instron для записи продольных деформаций в образце. В процессе испытаний проводилась непрерывная запись сигналов акустической эмиссии (АЭ) системой AMSY-6 с использованием высокочастотных преобразователей с рабочим диапазоном частот 450-1150 кГц. Во избежание записи шумов, возникающих от рабочих частей испытательной машины, проводилась фильтрация сигналов по низкочастотной компоненте. Также проводилась синхронизация системы записи сигналов АЭ с видеоэкстензометром и установкой для механических испытаний. По полученным результатам строились графики зависимостей нагрузки и параметров сигналов АЭ (пиковая амплитуда, энергетический параметр) от перемещений, а также распределения пиковых амплитуд от количества сигналов. На основании значений параметров выделялись основные механизмы разрушения композита. В зависимости от технологического этапа и типа используемого наполнителя у образцов выявлены различия в процессе накопления повреждений. Сделано предположение, что у материала на основе наполнителя, подвергаемого дополнительной высокотемпературной обработке, наблюдается худшая адгезия компонентов, чем у материала без дополнительной обработки наполнителя. Также выявлено, что изучение прочностных свойств и механизмов разрушения заготовок УКМ с начальных этапов изготовления позволяет спрогнозировать поведение готового материала, без прохождения дорогостоящего и длительного процесса производства.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена экспериментальному исследованию влияния дефектов на остаточную прочность конструкций из композиционных материалов, а также возможности применения локальных ремонтно-восстановительных операций. Объектами исследования являются конструктивно-подобные элементы, образцы звукопоглощающих панелей (панели ЗПК) с искусственно нанесенным дефектом типа сквозного пробоя, после локального ремонта. Образцы-панели изготовлены из серийных материалов по серийной технологии из препрега стеклотекстолита. Исследования проводились на универсальной электромеханической системе Instron 5982 и сервогидравлической Instron 8801. Для анализа напряженно-деформированного состояния деформируемых элементов в работе используется бесконтактная трехмерная цифровая оптическая система Vic-3D, математический аппарат которой основан на методе корреляции цифровых изображений (DIC). Для контроля внутренней геометрии образца и оценки возможных дефектов осуществлялась тепловая дефектоскопия с помощью инфракрасной тепловизионной системы FLIR SC7000. Предложены методики совместного использования испытательных и измерительных систем при проведении статических и циклических испытаний. Механические испытания для сравнения проведены на образцах панелей ЗПК при статическом растяжении и при статическом растяжении с предварительным циклическим нагружением с регистрацией полей деформаций и термограмм. С целью анализа механизмов разрушения образца-панели в работе представлены диаграммы, построенные в процессе испытаний на статическое растяжение. По полученным экспериментальным данным с видеосистемы исследована эволюция неоднородных полей продольных и поперечных деформаций на поверхности образцов-панелей с залеченным дефектом при статическом нагружении, а также при циклических испытаниях. С помощью инфракрасной тепловизионной системы регистрировались внутренняя структура, процессы развития дефектов, а также распределение температур на поверхности испытываемого образца.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально изучено влияние сыпучего заполнителя на устойчивость при изгибе тонкостенных цилиндрических оболочек. Для исследования образцы выполнялись из алюминиевого сплава 3004 в состоянии Н19. Образцы закреплялись консольно, на свободный конец их прикладывалась вертикальная сосредоточенная поперечная сила. Испытывались пустые и заполненные железным порошком образцы, по десять образцов для каждой серии. Нагружение образцов выполнялось ступенчато, порциями по 10Н, при приближении к моменту потери устойчивости нагружали по 1Н и менее. На каждой ступени нагружения фиксировали усилие, прогиб свободного конца образца, деформацию в продольном направлении. Построены графики зависимости перемещения свободного конца образца от поперечной силы. Критическая сила определялась моментом резкого увеличения перемещения свободного конца образца. Устойчивость образцов терялась в упругости. Графики для пустых и заполненных образцов для каждой серии почти совпадают до потери устойчивости пустых образцов. Это значит, что в момент потери устойчивости пустого образца начинается образование вмятины, направленной к продольной оси, а для заполненных образцов образованию вмятин препятствует сыпучий материал, поэтому критическая сила увеличивалась. Влияние сыпучего заполнителя рассмотрено по приближенной зависимости [24] для автоцистерн, изготавливаемых на предприятии. Критическое напряжение для цистерны с заполнителем определяется суммой критического напряжения для пустой оболочки с напряжениями, создаваемыми весовой нагрузкой и гидростатическим давлением сыпучего наполнителя. Расчет критических напряжений показал, что для модельных образцов сыпучий наполнитель увеличивает значение критического напряжения на 8,3 %, для натурной цистерны - на 62 %. Изучено влияние на устойчивость различных сыпучих наполнителей: речного песка, железного и медного порошков при разной степени наполнения образцов. С увеличением плотности порошков и объема наполнения значение критической силы возрастало. Для образцов, заполненных на 90 % объема речным песком, критическая сила увеличивалась на 13 %, для заполненных железным порошком - увеличивалась на 41 %, для заполненных медным порошком - на 43 %.
Бесплатно
Статья научная
Насыпные слои из металлических шариков являются перспективным демпфирующим элементом, защищающим конструкции от импульсных воздействий. Для оценки их демпфирующих свойств необходимы знания деформационных и прочностных характеристик при статическом и динамическом сжатии. В деформировании насыпных пористых сред можно выделить три этапа: переукладка до плотной упаковки без заметной деформации частиц (ликвидация свободной пористости); деформирование до почти полной компоновки (отсутствие пор); деформирование как сплошного материала без пор. Для получения динамических характеристик слоя использовалась методика Кольского в системе разрезного стержня Гопкинсона. Приведены результаты исследований при различных скоростях деформации, определяемых начальной скоростью вылета бойка. В силу малого сопротивления пористого образца деформированию на стадиях переупаковки и начального этапа деформирования шариков большая часть сформированного при ударе бойка по нагружающему стержню импульса сжатия возвращается в первый мерный стержень. Это приводит к повторному циклическому нагружению образца со всё более убывающей амплитудой нагрузки. Помимо кривых активного нагружения методика позволяет получить кривые разгрузки в процессе одного эксперимента. Показано, что в результате деформирования образцов с ростом нагрузки наблюдается развитое пластическое течение и фрагментация шариков. Статическое сжатие насыпной среды производилось на испытательной машине Zwick. Проведенные испытания в широком диапазоне нагрузок показали большие отличия между статическими и динамическими кривыми деформирования, характерные для высокопористых сред. Полученные результаты могут быть использованы для предсказательного математического моделирования элементов конструкций, содержащих насыпные слои.
Бесплатно
Статья научная
Многослойные газопроницаемые пакеты из металлических плетеных сеток являются перспективным демпфирующим элементом, защищающим конструкции от ударных и взрывных воздействий. За счет развитой межфазной поверхности пакеты могут отбирать значительную долю энергии горячих продуктов взрыва и снижать интенсивность проходящих ударных волн. Пакеты сеток конструктивно формируются путем свободного наложения слоев друг на друга с сохранением направлений проволок, поэтому пакеты можно считать высокопористой деформируемой средой, обладающей ортотропными свойствами. Проведены экспериментальные исследования деформационных и прочностных свойств конструктивно ортотропных пакетов плетеных металлических сеток при статическом и динамическом нагружении. Пакет сетки сопротивляется сжатию по нормали к слоям сетки: первая ось - ортотропии и растяжению вдоль направлений проволок, другие оси - ортотропии. Для ударного растяжения в плоскости слоев использовался аналог схемы Николаса, представляющей собой модификацию метода Кольского. В разрезных стержнях Гопкинсона сделаны продольные пазы, в которых размещается и закрепляется испытываемый образец. Ударное растяжение проводится в волне растяжения, формирующейся в стержнях в результате отражения от свободного торца первичной волны сжатия, которая проходит через стык стержней, не деформируя образец. Статическое растяжение образцов сеток производится на испытательных машинах Zwick. Испытания проведены для образцов с различным шагом плетения сеток и различным количеством слоев. Опытами определены необходимые размеры рабочей части образца. Показано, что диаграммы деформирования при растяжении вдоль проволок в плоскости слоев и при сжатии по нормали к слоям сетки при всех режимах нагружения носят нелинейный и необратимый характер, а также проявляют существенную зависимость от скорости деформации. При квазистатическом растяжении пакетов сеток в направлении проволок существенное влияние оказывает их предварительное обжатие по нормали к слоям сеток. При динамическом растяжении этот эффект выражен значительно слабее.
Бесплатно
Экспериментальное исследование динамических механических свойств вязкоупругих материалов
Статья научная
Рассмотрен один из методов исследования вязкоупругих свойств материалов. В результате исследования двух разных типов полимеров получены зависимости механических свойств материалов от частотных характеристик нагружения. Проведен анализ механического поведения высоконаполненного полимерного материала и ненаполненного высокоэластичного полимера и показана возможность использования механического динамического анализа для определения динамического модуля и угла сдвига фаз.
Бесплатно
Статья научная
Техническая керамика широко применяется в ответственных конструкциях, работающих в условиях высоких перепадов температур, сильных электрических полей и ударных нагрузок. Спеченная керамика, как правило, пористая, что оказывает существенное влияние на ее прочностные и упругие свойства. В статье представлены результаты экспериментального и расчетного исследования прочности алюмооксидной керамики, изготовленной методом горячего прессования. Образцы в форме дисков разной пористости (4-23 %) испытывали на осесимметричный изгиб до разрушения. Предел прочности на растяжение варьировался от 180 до 490 МПа. Анализ напряженного состояния дисков при изгибе был проведен методом конечных элементов. В расчете были использованы упругие свойства пористой керамики, определенные по известным из литературы аппроксимационным зависимостям «свойство - пористость» и некоторым экспериментальным данным. Была разработана численная микромодель пористой керамики в пакете ANSYS. Эта модель представляет собой куб c множественными порами в виде сфер, распределение диаметров которых задавали по закону Вейбулла с математическим ожиданием m = 0,139 мкм и среднеквадратическим отклонением s = 0,075 мкм (определены путем анализа изломов по снимкам со сканирующего электронного микроскопа). Параметры масштаба λ = 0,156 мкм и формы k = 1,919 в распределении Вейбулла определили методом наименьших квадратов. Для каждой средней пористости было сгенерировано от трех до шести реализаций ансамбля пор, проведен анализ напряженного состояния трехмерной модели (куб с числом пор до 160) при одноосном растяжении, определены величины наибольших нормальных напряжений и соответствующие коэффициенты концентрации напряжений, вычислены модули упругости и коэффициенты Пуассона керамики в зависимости от средней пористости. Считая керамику хрупким материалом, авторы определили величины пределов прочности при растяжении в зависимости от пористости, которые хорошо согласуются с экспериментальными результатами до пористости 15 %.
Бесплатно
Экспериментальное исследование кинетики полимеризации эпоксидной смолы
Статья научная
Метод калориметрической детекции для степени полимеризации эпоксидной смолы основан на корреляции увеличения молекулярной цепи и выделяющейся теплоты экзотермической реакции затвердевания. Для описания процесса полимеризации эпоксидной смолы удобно использовать макроцинетическое дифференциальное уравнение, отражающее процесс формирования готовой продукции. Были рассмотрены два вида этого уравнения: обычные и новые. После проведения серии экспериментов были определены константы этих уравнений. С помощью проблем проверки была оценена точность, с которой они показывают реальный процесс. Был также рассмотрен вариант энергии активации с ходом процесса.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты исследования деформационного поведения металломатричного композита (ММК) на основе алюминиевого сплава с 10% SiC в диапазоне температур испытаний 470-570 °C и давлении на образец в начальный момент времени 4,8 МПа. Испытания проводились в шахтной электропечи с использованием спроектированного и изготовленного устройства. В экспериментах осуществлялся нагрев образцов до фиксированной температуры (470, 500, 530 и 570 °C), а также обеспечивалась выдержка в течение определенного времени при одновременном воздействии постоянно действующей сжимающей осевой нагрузки. Приведены режимы нагрева образцов. Получены зависимости степени деформации сдвига и средней скорости деформации от времени выдержки и достигнутой температуры. Построена диаграмма изменения давления на заготовку в начальный и конечный момент времени для исследуемых температур. Во время нагрева, начиная с температуры 530 °C, за счет деформации образца наблюдается значительное снижение давления, которое продолжает снижаться при выдержке; например, после нагрева до 570 °C оно составляет около 40% от первоначального значения давления. Рассчитано, что за время нагрева средняя скорость деформации не превышала 0,0003 1/с. Обнаружено, что в исследуемом интервале температур, при полученном значении скорости деформации и давлении на заготовку, вероятно, проявляются механизмы сверхпластического течения. Результаты работы показывают возможность создания условий пластического деформирования ММК Al/SiC без разрушения со степенью деформации сдвига, достаточной для изготовления заготовок и сложных по форме изделий за одну технологическую операцию.
Бесплатно
Статья научная
Исследование посвящено обоснованию одного из механизмов локализации пластической деформации при высокоскоростном нагружении, связанном со скачкообразными процессами в дефектной структуре материалов. Для этого проводились эксперименты по изучению локализации пластической деформации в образцах из сплава АМг6 при нагружении на стержне Гопкинсона-Кольского и при пробивании преград. Температурные поля при пластическом деформировании с целью идентификации характерных стадий локализации деформации исследовались «in-situ» с использованием высокоскоростной инфракрасной камеры CEDIP Silver 450M. Значения температур в зоне локализации свидетельствуют от том, что механизм локализации деформации, обусловленный термопластической неустойчивостью в осуществленных условиях нагружения для сплава АМг6, не реализуется. Испытанные образцы специальной формы подвергались исследованию рельефа поверхности с помощью оптического интерферометра-профилометра NewView-5010 с последующей обработкой 3D-данных деформационного рельефа, а также вычислением масштабного инварианта (показателя Хёрста) и пространственного масштаба области, на которой наблюдается коррелированное поведение мезодефектов. Результаты экспериментальных исследований по динамическому нагружению с изучением температурных полей, изучение рельефа поверхности деформированных образцова в материале позволяют предполагать, что один из механизмов локализации пластической деформации при реализованных условиях нагружении в сплаве АМг6 обусловлен скачкообразными процессами в дефектной структуре материала.
Бесплатно
Статья научная
Успехи современной пластики грыжевых дефектов (герниопластики) связаны с расширением использования синтетических эндопротезов в виде сетчатых имплантатов, выполненных из различных полимеров. Однако существенное число возникающих осложнений, связанных в том числе и с ошибочным применением того или иного имплантата, обусловливает необходимость более глубокого понимания механизмов не только биологического, но и механического поведения конструкций такого типа. В ходе выполнения работы предложена методика оценки деформационных свойств сетчатых имплантатов, выполненных на основе пенопропилена и полиэстера. Данные имплантаты применяются в хирургических операциях при ненатяжной герниопластике и являются на данный момент одними из самых распространенных. В результате были проведены испытания по изучению деформирования сетчатых имплантатов таких марок, как SPMM, TCM, «Реперен», ТЕС, под воздействием брюшного давления в квазистатических условиях. Отработана предложенная методика проведения исследований. Получены данные зависимости деформации от внутрибрюшного давления. Разработаны методика исследований и математическая модель, описывающая механическое поведение сетчатого имплантата, установленного в брюшную полость. Проведен анализ механического поведения для различных размеров рабочих областей сетчатого имплантата в условиях различных значений внутрибрюшных давлений в диапазоне от низких (2 кПа) до высоких (20 кПа) давлений. Полученные результаты позволяют провести оценку механического поведения конкретного типа имплантатов и их применимость для клинического случая в зависимости от размеров дефекта живых тканей и ожидаемых внутрибрюшных давлений.
Бесплатно
Экспериментальное исследование особенностей процесса генерации тепла в вершине усталостной трещины
Статья научная
В работе экспериментально исследуется генерация тепла в титане ВТ6 при циклическом нагружении с использованием метода инфракрасной термографии. Проведены две серии экспериментов на гладких образцах и на образцах с предварительно выращенной усталостной трещиной. Исследовано пространственное и временное изменение температуры в вершине трещины, определены форма и интенсивность зоны диссипации тепла. В результате сравнения полученных экспериментальных данных с соотношениями линейной теории упругости показано несоответствие формы зоны пластической деформации и характера тепловыделения в вершине трещины простым теоретическим моделям
Бесплатно
Экспериментальное исследование поведения материалов при низкоскоростных ударных воздействиях
Статья научная
Представлены результаты испытаний, проведенных на универсальном электромеханическом ударном измерительном стенде-копере Instron CEAST 9350. Образцы из алюминиевого сплава с различной глубиной выреза подвергались нагружению при разных скоростях удара. Были получены значения ударной вязкости, затраченной энергии и максимальной разрушающей силы для всех образцов. Построены диаграммы зависимостей сила - перемещение, сила - время и энергия - время. Проведены анализ и сравнение полученных результатов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено получение экспериментальных данных (совокупность значений компонент тензора деформаций, соответствующих напряженно-деформированному состоянию в точке максимальной концентрации деформаций для пластин с проточкой различной ориентации), необходимых для построения критериев прочности, с помощью бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы и метода корреляции цифровых изображений, экспериментальное исследование предельного напряженно-деформированного состояния квазихрупкого материала, а именно оргстекла, предшествующего разрушению. Исследована эволюция неоднородных полей деформаций в телах с концентраторами, проведен анализ конфигурации неоднородных полей деформаций в образцах с концентраторами. В работе автором осуществлена регистрация продольной и поперечной деформации с использованием дополнительного модуля программного обеспечения видеосистемы «виртуальный экстензометр», отражены основные преимущества «виртуального экстензометра». Показана высокая эффективность применения цифровой оптической системы для изучения напряженно-деформированного состояния квазихрупкого материала, математический аппарат данной системы основан на методе корреляции цифровых изображений.
Бесплатно
