Исследование предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту

Лукин, Евгений Саввич

Исследование предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Лукин, Евгений Саввич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Якутск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Исследование предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту»

Автореферат диссертации на тему "Исследование предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту"

На правах рукописи

—

ЛУКИН Евгений Саввич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПО ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМУ ЭФФЕКТУ

Специальность:

01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск 2005

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Сибирского отделения Российской академии наук (ИФТПС СО РАН)

Севера

Научный руководитель: кандидат технических наук

Иванов A.M.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Курилснко Г. А.

доктор технических наук, профессор Кузьмин В.Р.

Ведущая организация: Физико-технический институт Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова.

Защита состоится « 27 » декабря 2005 г. в 10 час. на заседании диссертационного Совета Д 003.039.01 при Объединенном Институте физико-технических проблем Севера СО РАН по адресу: 677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1 (тел./факс (4112) 33-66-65, e-mail: kapitonova@iptpn.ysn.Tu)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОИФТПС СО РАН.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « 26 » ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

С.П. Яковлева

24г 63 20

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема обеспечения несущей способности элементов конструкций связана с расчетом на прочность по предельному состоянию материала.

Существующие в настоящее время методы не позволяют исследовать наступление предельного состояния в течение всего процесса деформирования материалов и элементов конструкций с концентраторами напряжений. В определении характеристик предельного состояния материалов и элементов конструкций с концентраторами напряжений определенную роль играет изучение стадийности развития упругопластических деформаций и разрушения, а также физических процессов, сопровождающих деформацию материала.

Поэтому для установления достижения предельных состояний с учетом реального поведения материала необходимо исследование кинетики упругопластических деформаций в условиях однородного и неоднородного напряженного состояний, а также характерных изменений температуры, соответствующих различным стадиям деформирования образца. Решение данного вопроса связано с разработкой и совершенствованием методов и методик, позволяющих установить наступление предельных состояний материала на основе физических явлений, отражающих эти состояния.

Одним из перспективных методов установления достижения предельного состояния материала, является тепловизионный метод, позволяющий проследить за изменением температуры на всем диапазоне деформирования образца. Открытый в XIX веке лордом Кельвином (Томсоном) термоупругий эффект позволил Био развить реверсивную теорию упругости, устанавливающую взаимосвязь между изменением напряжений и температурой материала в процессе упругого деформирования. Термопластический эффект характеризуется повышением температуры пластически деформируемого материала вне зависимости от вида нагружения. Основанием для установления достижения предельного состояния материалов при различных видах напряженного состояния по термопластическому эффекту является взаимосвязь между стадийностью деформирования и изменением скорости разогрева образца.

Указанные обстоятельства обуславливают актуальность разработки методики, позволяющей проводить исследование пластических деформаций и

-Л

предельного состояния конструкционных сталей и элементов конструкций, содержащих концентраторы напряжений, по термопластическому эффекту.

Целью работы является разработка экспериментальной методики на основе термопластического эффекта, исследование кинетики упругопластического деформирования и достижения предельного состояния конструкционных сталей в условиях однородного и неоднородного напряженного состояния.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Разработка методики экспериментального исследования процесса упругопластического деформирования конструкционных сталей по термопластическому эффекту при статическом одноосном растяжении плоских образцов;

2. Исследование закономерностей деформирования, кинетики пластических деформаций конструкционных сталей по изменению температурного поля;

3. Определение количества тепла, рассеивающегося в процессе пластического деформирования, по температурным данным на основе решения нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла;

4. Исследование наступления предельного состояния конструкционных сталей в условиях однородного и неоднородного напряженного состояния по термопластическому эффекту.

Научная новизна работы:

1. Разработана методика исследования кинетики пластических деформаций в конструкционных сталях, основанная на анализе термограмм и изменения температуры с использованием тепловизионной системы;

2. Разработана расчетно-экспериментапьная методика определения количества тепла, выделяющегося при пластической деформации материала, основанная на решении нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла по данным тепловизионных измерений;

3. Разработаны оригинальные методики определения наступления предельных состояний конструкционных сталей в условиях однородного и неоднородного напряженного состояния по термопластическому эффекту; получено положительное решение ФИПС РФ о выдаче патента на изобретение «Способ определения потери пластической устойчивости» по заявке № 2004113231 /28(014125) от 28.04.2004;

4. По термопластическому эффекту определены моменты начала пластического течения и локализации интенсивных пластических деформаций в

конструкционных сталях, а также момент наступления потери устойчивости пластических деформаций при одноосном статическом растяжении образцов с центральным круговым отверстием.

Практическая ценность работы. Получены новые данные по изменению теплового режима деформируемых конструкционных сталей, позволяющие установить стадийность процесса деформирования. С использованием разработанных методик экспериментально определены значения предела текучести сталей 18Г2С, 10ХСНД и Юкп, напряжений потери устойчивости пластических деформаций при наличии кругового отверстия в образце. Разработанный комплекс программ использовался для определения количества теплоты, выделяющегося в процессе пластической деформации.

экспериментальными исследованиями, воспроизводимостью результатов, подтверждается сравнением полученных данных с характеристиками, определенными по стандартным методикам, расчетом методических погрешностей.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих семинарах, конференциях, симпозиумах: Международная конференция «Физико-технические проблемы Севера» (К 30-летию ИФТПС) (Якутск, 2000), VI научно-техническая конференция «Прочность материалов и конструкций при низких температурах» (Санкт-Петербург, 2000), I и II Евразийский симпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002, 2004), Всероссийская конференция «Дефекты структуры и прочность кристаллов» (Черноголовка, 2002), VI Лаврентьевские чтения (Якутск, 2002), XIII Зимняя школа по механике сплошных сред (Пермь, 2003), Всероссийская школа-семинар по современным проблемам механики деформируемого твердого тела (Новосибирск, 2003), научно-практическая конференция «Вопросы проектирования и строительства транспортных объектов в условиях Республики Саха (Якутия) (Якутск, 2003), II Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур» (Москва, 2004).

Публикации. Основное содержание исследований по теме диссертации отражено в 17 публикациях, в том числе в 10 статьях в рецензируемых

журналах, 4 статьях в сборниках трудов конференций. Получено решение ФИПС РФ на выдачу патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 132 страницах и состоит из введения, 4 глав, общих выводов, библиографического списка из 132 наименований, 2 приложений. Содержит 24 рисунка и 9 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, приводится краткое содержание диссертационной работы по главам, положения, выносимые на защиту, сведения об апробации работы, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе «Современное состояние исследования деформирования и разрушения металлических материалов» выполнен анализ работ по теме диссертации. Приведен краткий обзор литературы по современным представлениям о кинетике упругопластического деформирования металлических материалов, методам исследования деформирования и разрушения, основанным на термоупругом и термопластическом эффектах.

Большой вклад в развитие экспериментальных методов исследования упругопластических деформаций внесли Фридман Я.Б. с коллегами, Александров А .Я., Жилкин В.А., Кобаяши A.C., Дюрелли А. и Парке В., Левин O.A., Пригоровский Н.И., Новопашин М.Д. и др. Рассмотрены некоторые подходы в описании стадий процесса деформирования и разрушения металлических материалов. Изучение стадийности процесса деформирования поликристаллических металлов проведено Богачевым И.Н. с коллегами, Ивановой B.C., Трефиловым В.И. и другими. Метод определения работы развития трещины, основанный на явлении термопластичности, был предложен Уэллсом (Wells A.A.) и в последующем применен Реморовым В.Е. для исследования трещиностойкости металлов и сварных соединений. Расчет ресурса деталей с макротрещиной по кинетике интенсивности теплового источника в вершине трещины в процессе циклического деформирования выполнен Куриленко Г.А. На основе проведенного анализа делается вывод о том, что для достижения поставленной цели необходима разработка новых методик исследования, позволяющих исследовать кинетику деформирования и локализации пластических деформаций в материалах и элементах конструкций с концентраторами напряжений. Отмечается перспективность и преимущества

использования тепловизионных систем для исследования процессов деформирования и разрушения на осноев термопластического эффекта.

Вторая глава «Методика исследования деформирования и разрушения конструкционных стачей по термопластическому эффекту» посвящена методике исследования деформирования и разрушения конструкционных сталей по термопластическому эффекту. Рассматривается сущность теплового излучения металлических материалов, методика проведения тепловизионных измерений при статическом одноосном растяжении образцов. Для измерения температурного поля образца в работе в основном использована тепловизионная система «ТКВр-ИФП» (Институт физики полупроводников, г. Новосибирск). Преимуществом ИК-камеры «ТКВр-ИФП» является высокая термочувствительность, равная 0,028 К, возможность записи и анализа термограмм в реальном масштабе времени и т.д.

Методика проведения испытаний на статическое растяжение конструкционных сталей, с использованием тепловизионных средств измерения температуры, может быть схематизирована следующим образом. Проводится механическое испытание образца и одновременно тепловизионные измерения с соблюдением требований к устранению или уменьшению влияния внешнего излучения, выбора оптимальной схемы тепловизионных измерений, скорости деформирования и других факторов, направленных на измерение изменения температуры за счет деформирования. Производится регистрация диаграммы растяжения и запись термоизображения образца на жесткий диск персонального компьютера, соединенного с камерой через параллельный порт ПК, в режиме «термофильм». Момент достижения квазистационарного состояния, динамику изменения температурного поля, моменты смены механизмов деформирования и образования трещины, можно проконтролировать по тепловому изображению образца на экране/видоискателе тепловизионной системы.

В третьей главе «Экспериментальное исследование деформирования и разрушения конструкционных сталей по термопластическому эффекту» проведено исследование деформирования и разрушения конструкционных сталей 18Г2С, 10ХСНД, СтЗсп и Юкп по термопластическому эффекту. Одноосное статическое растяжение образцов осуществлялось на испытательной машине "1п51гоп-1195" в диапазоне скоростей деформирования 5х10"1^1х10'2 с"1. Представлены результаты исследования кинетики и стадийности упругопластического деформирования конструкционных сталей методом тепловизионной диагностики. Исследование кинетики температурного

поля и изменение температуры образцов проводилось с использованием тепловизионных систем "Thermovision 550" ("Agema") и ТКВр-ИФП.

Появление локальной зоны повышения температуры соответствует достижению текучести материала (рис.1). Распространение фронта теплового

поля вдоль

образца свя-зано с движе-нием полос Чернова - Лю-дерса. Начало текучести, соответствующее верхнему пределу текучести по

условной диаграмме деформирования (пересечение кривой 1 с пунктирной линией А, рис.2), характеризуется локальным разогревом материала в нижней части образца, что продемонстрировано на приведенных в качестве примера термограммах (рис.1). При £=5,0% материал рабочей часть образца переходит в пластическое состояние (пересечение кривой / с пунктирной линией В на рис.2).

5,0 s.%

Рис.1. Термограммы гладкого образца из стали 18Г2С при £=1,8->5,0 %, соответствующие началу текучести и развитию полос Чернова-Людерса.

с. МРа

600 500400 -300 200 -100 0

AT. К

С D Е

/ У

/ \

/ 4

■ 12

- 10

l 4 2

0 4 8 12 16 20 24 28 % Рис.2. Условная диаграмма деформирования гладкого образца из стали 18Г2С, совмещенная с зависимостью температуры от относительного удлинения.

По скорости распространения фронта температурного поля можно судить о динамике очага деформации в процессе пластического деформирования. Начал) образования "шейки" в образце соответствует появление локальной

зоны интенсивного инфракрасного свечения. При разрьте образца наблюдается яркая вспышка инфракрасного излучения.

Анализ зависимости изменения температуры от деформации показывает существование нескольких участков, характеризующихся различной скоростью разогрева материала. Наличие характерных участков на графике изменения температуры связано с развитием упругопластических деформаций и эволюцией повреждённости материала Это дает основание использовать зависимость "ЛТ-8' для изучения стадийности упругопластического деформирования и развития дефектной структуры в материале.

На упругой стадии деформирования материала наблюдается снижение температуры на 0,2*0,ЗК (участок от д=0 % до пересечения с пунктирной линией А на кривой 2, рис.2). Наступление текучести материала, соответствующее верхнему пределу текучести стали по диаграмме деформирования (пересечение кривой 1 с пунктирной линией А), характеризуется повышением температуры стали на 0,4ч-0,6К. Далее, до конца площадки текучести материала (до пунктирной линии В), заметного изменения температуры не наблюдается. На начальной стадии деформационного упрочнения вновь наблюдается приращение температуры статически растягиваемого образца. Стадия деформационного упрочнения характеризуется монотонным ростом температуры образца до начала локализации интенсивных пластических деформаций (от пунктирной линии В до линии С). Дальнейшее деформирование образца сопровождается повышением скорости приращения температуры. На этапе локализации интенсивных пластических деформаций, сопровождаемое образованием "шейки" в образце, повышение температуры становится существенным (участок между пунктирными линиями С и О).

Следует отметить, что увеличение наклона зависимости "ЛТ-8' характеризует рост скорости деформирования. К примеру, на стадии упрочнения деформация протекает равномерно, приращение температуры носит монотонный характер. Локализация интенсивных пластических деформаций в образце сопровождается появлением локальной зоны интенсивного инфракрасного свечения в области «шейки» (рис.3) и приводит к росту скорости деформирования в области «шейки», с чем и связан рост скорости приращения температуры образца в области «шейки». На термограммах, соответствующих стадии предразрушения, отчетливо видны две плоскости локализованного сдвига. Область наиболее яркого ИК-свечения (область В) - это область, где локализуется деформация, приводящая к зарождению микротрешин. объединение которых и приводит к разрушению

Рис.З. Термограммы гладкого образца из стали 18Г2С при S. от 25 % и до разрушения. Здесь Л-А и Б-Б-плоскости локализованного сдвига, В - место образования трещины.

образца. При разрыве образца наблюдается яркая вспышка инфракрасного излучения.

Кривая приращения температуры стали характеризуется перегибом, свидетельствующем о росте скорости деформирования (пересечение кривой приращения температуры с пунктирной линией С на рис.2). Максимальное приращение температуры в шейке образца до разрушения при скорости деформирования г=1,24x10'3 с'1 составляет 10-12К (без учета температурного всплеска при разрыве образца). Величина приращения температуры в зоне утяжки материала заметно выше, чем в других областях рабочей части образца.

Таким образом, разработанная методика может быть использована для определения текучести материала, локализации интенсивных пластических деформаций и исследования кинетики деформирования конструкционных сталей.

При исследовании влияния концентрации напряжений на характер изменения температурного режима были испытаны плоские образцы из сталей: 18Г2С с размерами рабочего участка 95x30x2,25 мм, имеющие центральное круговое отверстие 06 мм, Юкп (300x100x1,5 мм, отверстие 020 мм) и 10ХСНД (125x30x2 мм, отверстие 06 мм).

Кинетику температурного поля на стадии упругопластического деформирования образца с круговым концентратором напряжений можно описать, анализируя термограммы (рис.4), а также изменение температуры

образца в процессе пластического деформирования (рис.5). Термограмм-мы (рис.4, а-з: 5=1*3,1%) получены при одноосном растяжении образцов со скоростью нагружения

5,3-10"4 м-с1.

Рис 4 Термограммы плоского обрата с круговым отверстием из стали Юкп а-) при ¿r-1 - 3,1 %.

рис.

Термограмма на 4,а относится к

Рис.5. Диаграмма деформирования плоского образца с круговым отверстием из стали Юкп (/), графики изменения максимальной (2) и средней (3) температур на рабочем участке поверхности образца.

стадии упругого деформирования. Последующие термограммы (рис.4,б-г)

соответствуют наступлению и развитию пластических деформаций по

опасному сечению образца. На термограммах видны полосы скольжения по обе

стороны от концентратора напряжений. Термограммы (рис.4,д-з)

соответствуют стадии развитой текучести по опасному сечению образца с

круговым отверстием.

Сопоставление диаграммы деформирования с кривой изменения температуры образца с круговым отверстием в области концентратора (рис.5), показывает следующее.

В упругой области (от д=0 до пересечения с пунктирной линией А) наблюдается понижение температуры в среднем наО,1К (рис.5). Обратный градиент на кривой 2 изменения температуры наступает при сг„=193 МПа, соответствующего потере устойчивости пластических деформаций.

Далее, повышение температуры на участке А-Б диаграммы деформирования (с=210*254 МПа, £=1,14-3,2%) соответствует развитию пластических деформаций по опасному сечению. На термограммах наблюдаются полосы Чернова-Людерса, которые выходят на боковую поверхность пластины под углом близким к 45° (рис.5,б-д). Участок Б-В (£=3,2н-4,7%) соответствует распространению пластических деформаций по рабочей части образца (вдали от концентратора напряжений). В области концентратора напряжений наблюдается понижение температуры, связанное с разгрузкой материала по опасному сечению. Значительный рост температуры на участке Б-В вплоть до максимального значения напряжения соответствует

Рис 6 Термограммы плоского образца с круговым отверстием из стали Юкп: а-в при ¿5=6,8+7,3 %.

относительном} удлинению с»=4,7-г6.71!о. при котором имеет место интенсивное развитие пластических деформаций и утя-лтса материала возле отверстия.

Представленные на рис.6,а-в термограммы получены после образования

трещин по обе стороны отверстия. Визуально видно развитие полос скольжения по обе стороны от концентратора напряжений.

Пластическая зона характеризуется ярким свечением в ИК-спектре. При появлении трещин по обе стороны от отверстия прирост температуры скачком достигает значения ЛТ=2\,5К. Длина каждой трещины составляет около 7 мм. Тепловой импульс (резкий всплеск температуры) на уровне ¿=6,8%, зарегистрированный на стадии предразрушения образца с круговым отверстием (предшествующей его полному разрушению) из стали Юкп, характеризует образование трещины на контуре отверстия. Развитие трещины до полного разрушения образца сопровождается значительным выделением тепла. Наличие двух тепловых импульсов определяется вязким характером разрушения стали Юкп, при котором первый «пик» на температурной кривой соответствует образованию трещины, а второй - развитию трещины.

Типичный характер распределения температуры по опасному сечению образца с центральным круговым отверстием, построенное по данным тепловизионных измерений, представлен на рис.7, а температурное поле - на рис.8.

АТ, К 9.

6 3

О-1—1—|—■—I—I—I '—1 х

Рис 7 Расирелслснистсмисрагчрм но опасном) ссчению обрата т сшш 1X1 2С с ошсрсшом при <т0-4-15 МПа. £-7.К

Рис 8 Темиерат\рпос ноле плоскою

образца м) спим I81 2С с крмопмч отверстием при .г"7.Х

Различие в характере упр} гоплаа ического деформирования образцов с концентраторами напряжений отражается и на термограммах, и на графике изменения температуры.

В четвертой главе «Оценка предельного состояния сталей по термопластическому эффекту» описана расчетно-экспериментапьная методика оценки количества тепла, выделяющегося на стадии упрочнения, а также методика определения характеристик предельного состояния по термопластическому эффекту при одноосном статическом растяжении образцов из конструкционных сталей. Представлены результаты оценки характеристик предельного состояния конструкционных сталей в условиях однородного и неоднородного напряженного состояния.

Поскольку процесс пластической деформации металлических материалов сопровождается их разогревом, то необходимо оценить количество выделившегося при этом тепла. Разработана математическая модель оценки количества тепла, рассеивающегося в результате пластической деформации, с учетом процессов теплопроводности и конвективного теплообмена с окружающей средой.

Количество тепла, рассеявшегося в окружающую среду, оценивается решением нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла. Рабочую часть плоского гладкого образца, подвергаемую осевому статическому растяжению, можно рассматривать как осесимметричный стержень с известными геометрическими размерами. Решение задачи справедливо для стадии упрочнения, когда пластические деформации равномерно распределены по материалу рабочей части образца. При построении модели приняты некоторые упрощения:

- относительное удлинение и сужение образца на стадии упрочнения пренебрежимо мало;

- учитывая незначительное изменение температуры образца в результате термопластического эффекта, коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи приняты постоянными;

- на стадии упрочнения пластические деформации по всему объему рабочей части образца распределены равномерно;

- учитывая то, что линейные размеры рабочей части образца по толщине и ширине существенно меньше его длины, ограничимся одномерным решением задачи теплопроводности.

При определении количества выделившегося тепла, использовано известное решение нестационарной >,алачи теплопроводности для стержня

I т

конечных размеров с внутренними источниками тепла (Карслоу. Егер). Определив распределение температуры в зависимости от времени из экспериментальных данных, полученных при помощи тепловизионных измерений, и подставив их в известное решение, можно выразить мощность внутренних источников тепла. Далее, проинтегрировав по времени полученную функцию, можно рассчитать количество тепла, выделившегося в процессе пластического деформирования.

Аналитическое решение данной задачи имеет следующий вид:

дт дх' ср

Р-а

где у =

Б-с-р

Краевые условия: Т(х,0) = Тг, Т(0, г) = Тг и Г(/,г) = Г,. (2)

Здесь: а - коэффициент теплоотдачи с поверхности исследуемого образца в окружающую среду, Р - периметр наименьшего сечения стержня, 5 -площадь сечения стержня, Тг- температура окружающей среды, <7,.- мощность внутреннего источника тепла, а- коэффициент температуропроводности, с -теплоемкость материала, р - плотность.

Решение данной задачи выглядит следующим образом:

4 ' ' V

__ст(2,'~1)70:с:фГ гг г^2"-'^]

^ ^(2«-1){(2п-1)^-Ч/->2} / еХЙ^ГГ Г-

где //=^, / - длина образца.

Среднее приращение температуры Т(1,г)-Г,, определенное из данных тепловизионного эксперимента, можно представить в виде квадратичной функции. Подставив Т(1,т)-Т, в решение уравнения теплопроводности, можно выразить мощность внутренних источников тепла цу. Решение поставленной задачи реализовано в среде МаЛСАЭ 2000. Предложенная расчетно-экспериментальная методика позволяет оценить количество тепла, выделившегося на стадии упрочнения конструкционной стали.

Показано, что при скоростях деформирования выше 4x10'1 с 1 для стали 18Г2С количество тепла, выделяющегося в результате термопластического

эффекта, достигает максимального значения, при этом приращение температуры составило ЛТ/Л5^0,Ъ2К.

Наличие особенностей в изменении температуры статически растягиваемого образца, определяемых характером и сменой механизмов деформирования, позволяет установить наступление предельных состояний материала (предела текучести, локализацию пластических деформаций) по термопластическому эффекту.

Методика определения текучести материала по термопластическому эффекту основана на совпадении минимума на кривой температуры с пределом текучести стали (рис.9). Значения относительного удлинения и предела текучести, определенные из тепловизионных измерений, хорошо согласуются с данными, полученными по стандартной методике.

а, МПа ЛТ, К а, МПа ЛТ, К

О 2 4 6 8 ¿Г % О 2 4 6 В 3,%

Рис.9. Диаграмма деформирования 1, совмещенная с изменением температуры 2 стали, в зависимости от относительного удлинения, а-с ярко выраженной площадкой текучести, б-без площадки текучести.

Методика определения момента локализации (потери устойчивости) пластических деформаций по термопластическому эффекту основана на способе, согласно которому этот момент определяется при резком повышении температуры на закритической стадии деформирования, то есть при значительном повышении скорости разогрева материала в области «шейки» по отношению к скорости приращения температуры на стадии равномерного удлинения. Момент начала локализации пластических деформаций т2 устанавливается из условия пропорциональности изменения отношений скоростей деформирования и приращения температуры А-, = По диаграмме деформирования определяется напряжение о>, соответствующее моменту времени га.

Значении напряжений, определенные по термопластическому эффекту, хорошо согласуются со значениями предела текучести и прочности, определенными по стандартной методике.

Определение потери устойчивости пластических деформаций по термопластическому эффекту при статическом растяжении сталей с центральным круговым отверстием производится с использованием тепловизионных данных. Номинальные напряжения <т,г, определенные по минимальному значению на кривой изменения температуры, удовлетворительно согласуются с результатами расчетных данных сгг1 и <т„,,, полученных Новопашиным М.Д., Бочкаревым Л.И. и Ивановым А.М. на основе анализа функции F2, входящей в предложенное Махутовым H.A. соотношение для расчета коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в пластической области и минимум которой соответствует моменту потери устойчивости пластических деформаций (таблица).

Таблица

Номинальные напряжения, соответствующие потере устойчивости

пластических деформаций в условиях концентрации напряжений

Марка стали сг„А, МПа <уиЧ> МПа с„т, МПа

10кп5 179 193 187

10ХСНД 257 275 282

18Г2С 269 289 286

Выводы

¡.Разработана методика исследования процесса деформирования и разрушения конструкционных сталей, основанная на термопластическом эффекте. Показано, что динамика развития температурного поля статически растягиваемых образцов отражает кинетику развития упругопластических деформаций от упругой деформации до полного разрушения образца. Стадийность процесс а деформирования и разрушения сталей устанавливается по термограммам и характерным изменениям на кривой температуры деформируемого образца;

2. Разработана расчетно-экспериментальная методика оценки количества тепла, выделившегося в результате пластической деформации, основанная на решении нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла поданным тепловизионных измерений;

к.

3. Момент достижения предельного состояния на макромеханическом уровне независимо от различий в механизмах процесса деформирования и развития повреждённостей устанавливается по характерным изменениям температуры образца: начало текучести, локализация интенсивных пластических деформаций - по переломам на кривой изменения температуры, а появление трещины и разрушение образца идентифицируются импульсами на температурных кривых;

4. На стадии предразрушения статически растягиваемого элемента конструкции с концентратором напряжений установлен тепловой импульс, который соответствует началу образования трещины. Резкое повышение температуры по опасному сечению образца наблюдается в закритической стадии деформирования и соответствует образованию трещины. Повторное повышение температуры соответствует развитию трещины;

5. Предложена оригинальная методика определения потери устойчивости пластических деформаций конструкционных сталей на основе разработанного способа (решение ФИПС РФ о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004113231/28(014125));

6. Анализ значений номинальных напряжений, соответствующих предельным состояниям, определенных по разработанным методикам на основе термопластического эффекта, показал следующее: а) значения предела текучести сталей удовлетворительно совпадают с данными, установленными по стандартной методике, расхождение составляет не более 5%; б) Установлено, что минимум на кривой изменения температуры статически растягиваемого образца с круговым отверстием соответствует моменту потери устойчивости пластических деформаций. Разность между значениями номинальных напряжений, определенных по разработанной методике, и напряжениями, определенными по аналитической зависимости и численным методом, не превышает 10%.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Иванов A.M., Лукин Е.С., Ларионов В.П. К исследованию деформирования и разрушения твердых тел. // ДАН. - 2002. - Т. 384. - N° 4. - С. 469-472.

2. Иванов A.M., Лукин Е.С., Ларионов В.П. К исследованию кинетики упругопластического деформирования и разрушения элементов конструкций с

концентратора.'.!и напряжений по теплоЕому излучению. // ДАН. - 2004. - Т. 395. -Л!15. - С. 609-613.

3. Лукин Е.С., Иванов A.M., Вайнер Б.Г. Тепловизионные исследования в экспериментальной механике. // Дефектоскопия. - 2003. - № б. - С. 70-77.

4. Лукин Е.С., Иванов A.M. ТеплоЕое излучение при пластическом деформировании и разрушении конструкционных материалов и элементов конструкций // Научно-теоретический и практический журнал «Вестник Тамбовского университета» Серия: Естественные и технические науки. - 2003. -Том 8. - Вып. 4. - С. 674-676.

5. Иванов А.М., Семенов Я.С., Лукин Е.С. К методике определения зоны пластической деформации II Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2001.-Т.67.-№ 10. - С.55-57.

6. Иванов A.M., Лукин Е.С. Исследование стадийности развития пластических деформаций сталей методом теплового излучения // Материаловедение. 2003. - № 6 (75). - С. 27-31.

7. Иванов А.М., Лукин Е.С. Кинетика процесса теплового излучения и локализация пластической деформации и разрушения металлических материалов // Физическая мезомеханика. - Том 7. - Спец. выпуск (Материалы Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. 23-28 августа 2004 г., Томск, Россия). - Часть 1, август, 2004. - С. 188-191.

8. Иванов A.M., Лукин Е.С. Определение текучести в зоне концентрации напряжений по тепловому излучению // Наука - производству. - 2004. - №9 (77). - С. 23-25.

9. Иванов A.M., Лукин Е.С. Исследование локализации пластического течения и разрушения элементов конструкций с концентраторами напряжений // Деформация и разрушение. - 2005. - №1. - С.37-39.

10. Lukin E.S., Ivanov A.M. A Thermovision method for studying deformation kinetics of materials and structure elements // Key Engineering Materials (Measurement Technology and Intelligent Instruments VI). - Trans Tech Publications Ltd. - Switzerland. - Vols. 295-296 (October 2005). - PP. 27-32.

11. Иванов A.M., Лукин Е.С. Решение ФИПС РФ о выдаче патента на изобретение «Способ определения потери пластической устойчивости» по заявке № 2004113231/28(014125) от 28.04.2004.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПО ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМУ ЭФФЕКТУ

Е.С.Лукин

Подписано в печать 25.11.05. Формат 60x84/16. Усл. п.л. 1,25. Тираж 100 экз. Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. 0| печаишо в редакционно-издагельском отделе ГУ «Республиканский информационно-маркетинговый центр» г. Якутск, пер. Глухой 2/2. тел./факс: 33-63-75

Изд лип №000079 от 18 11 99.

/* ' J' í у

РНБ Русский фонд

2007-4 9794

2 9 ЙЕН 2005

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Лукин, Евгений Саввич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Современные представления о кинетике упругопластического деформирования металлических материалов.

1.2. Локализация пластической деформации в металлических материалах и в образцах с концентраторами напряжений.

1.3. Диссипация энергии при пластическом деформировании металлических материалов.

1.4. Методы исследования, основанные на термоупругом и термопластическом эффектах.

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПО

ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМУ ЭФФЕКТУ.

2.1. Сущность теплового излучения деформируемых конструкционных сталей.

2.2. Измерение температуры статически растягиваемого образца термоэлектрическим методом.

2.3. Описание тепловизионных систем, использованных для измерения температурного поля поверхности конструкционных сталей.

2.4. Методика проведения тепловизионных измерений при статическом одноосном растяжении образцов.

2.5. Метрологические аспекты тепловизионных измерений при исследовании деформирования конструкционных сталей.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПО ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМУ ЭФФЕКТУ.

3.1. Исследование кинетики и стадийности упругопластического деформирования конструкционных сталей методом тепловизионной диагностики.

3.2. Исследование локализации пластических деформаций в конструкционных сталях при одноосном статическом растяжении.

3.3. Исследование кинетики деформирования и разрушения стальных образцов с центральным круговым отверстием на основе анализа изменения температурного поля.

Глава 4. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛЕЙ ПО ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМУ ЭФФЕКТУ.

4.1. Оценка количества тепла, выделившегося в процессе пластического деформирования.

4.2. Математическая модель оценки количества тепла, рассеивающегося в результате пластической деформации с учетом процессов теплопроводности и конвективного теплообмена с окружающей средой.

4.3. Определение текучести материала и момента локализации пластических деформаций по термопластическому эффекту при одноосном статическом растяжении образцов из сталей.

4.4. Определение потери устойчивости пластических деформаций по термопластическому эффекту при статическом растяжении образцов с центральным круговым отверстием из сталей.

Введение диссертация по механике, на тему "Исследование предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту"

Проблема обеспечения несущей способности элементов конструкций связана с расчетом на прочность по предельному состоянию материала. Однако расчетные методы не всегда позволяют достоверно определить напряженно-деформированное состояние, точность расчета зависит от корректной постановки задачи. Если, к примеру, упругая стадия поведения конструкционных материалов изучена достаточно хорошо, то оценка предельного состояния реальных элементов конструкций, подвергающихся сложному сочетанию силовых и температурных воздействий, приводящих к появлению упруго-пластических деформаций и накоплению поврежденности с течением времени, - это довольно сложная задача. Подтвердить полученные расчетные данные можно только экспериментальным путем. Поэтому проблема разработки новых и совершенствования существующих методов экспериментального исследования, которые могут быть использованы в широком интервале деформаций, а также в условиях неоднородного распределения напряжений, весьма актуальна.

Одним из перспективных методов установления достижения предельного состояния материала является тепловизионный метод, позволяющий проследить за изменением температуры на всем диапазоне деформирования образца. Открытый в XIX веке лордом Кельвином (Томсоном) термоупругий эффект позволил Био развить реверсивную теорию упругости, устанавливающую взаимосвязь между изменением напряжений и температурой материала в процессе упругого деформирования. Термопластический эффект характеризуется повышением температуры пластически деформируемого материала вне зависимости от вида нагружения. Основанием для установления достижения предельного состояния материалов при различных видах напряженного состояния по термопластическому эффекту является взаимосвязь между стадийностью деформирования и изменением скорости разогрева образца.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

Научная новизна работы:

1. Разработана методика исследования кинетики развития пластических деформаций в конструкционных сталях, основанная на анализе термограмм и изменения температуры с использованием тепловизионной системы;

2. Разработана расчетно-экспериментальная методика определения

N. количества тепла, выделяющегося при пластической деформации материала, основанная на решении нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла по данным тепловизионных измерений;

4. По термопластическому эффекту определены моменты начала пластического течения и локализации интенсивных пластических деформаций в конструкционных сталях, а также момент наступления потери устойчивости пластических деформаций при одноосном статическом растяжении образцов с центральным круговым отверстием.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных, взаимно дополняющих друг друга экспериментальных методов и испытаний, применением оборудования, прошедшего государственную поверку, многочисленными экспериментальными исследованиями, воспроизводимостью результатов, подтверждается сравнением полученных данных с характеристиками, определенными по стандартным методикам, расчетом методических погрешностей.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

Заключение диссертации по теме "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры"

Выводы по четвертой главе

1. Предложена расчетно-экспериментальная модель оценки количества тепла, выделившегося на стадии упрочнения гладкого образца в процессе пластического деформирования материала.

2. Разработаны методики установления достижения предельного состояния конструкционных сталей по термопластическому эффекту при одноосном статическом растяжении: текучесть материала, локализация пластических деформаций, потеря устойчивости пластических деформаций для образцов с центральным круговым отверстием. Показано, что данные, полученные методом теплового излучения, удовлетворительно согласуются с результатами, определенными по стандартным методикам.

3. Установлено, что минимум функции на кривой изменения температуры статически растягиваемого образца с центрально расположенным отверстием соответствует моменту потери устойчивости пластических деформаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследована кинетика упругопластического деформирования конструкционных сталей, проведена оценка количества теплоты, выделившегося на стадии упрочнения. Задача исследования процесса деформирования и разрушения конструкционных сталей и элементов конструкций с концентраторами напряжений решается на основе термопластического эффекта, регистрируемого тепловизионными средствами измерения.

На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Разработана методика исследования процесса деформирования и разрушения конструкционных сталей, основанная на термопластическом эффекте. Показано, что динамика развития температурного поля статически растягиваемых образцов отражает кинетику развития упругопластических деформаций от упругой деформации до полного разрушения образца. Стадийность процесса деформирования и разрушения сталей устанавливается по термограммам и характерным изменениям на кривой температуры деформируемого образца;

2. Разработана расчетно-экспериментальная методика оценки количества тепла, выделившегося в результате пластической деформации, которая основана на решении нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла по данным тепловизионных измерений;

6. Анализ значений номинальных напряжений, соответствующих предельным состояниям, определенных по разработанным методикам на основе термопластического эффекта, показал следующее: а) значения предела текучести сталей удовлетворительно совпадают с данными, установленными по стандартной методике, расхождение составляет не более 5%; б) установлено, что минимум на кривой изменения температуры статически растягиваемого образца с круговым отверстием соответствует моменту потери устойчивости пластических деформаций. Разность между значениями номинальных напряжений, определенных по разработанной методике, и напряжениями, определенными по аналитической зависимости и численным методом, не превышает 10%.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Лукин, Евгений Саввич, Якутск

1. Абрамова К.Б., Пахомов А.Б., Перегуд Б.П. и др. Влияние физических характеристик (стт> X) металлов на интенсивность механолюминес-ценции // Письма в Журнал технической физики. 1985. - Т.П. - В.16. - С. 997999.

2. Абрамова К.Б., Пахомов А.Б., Перегуд Б.П. и др. Инфракрасное излучение, возникающее при деформации и разрушении металлов // Журнал технической физики. 1988. - Т. 58.-№ 4.-С. 817-821.

3. Абрамова К.Б., Пахомов А.Б., Перегуд Б.П. и др. Механолюминесценция металлов при малых скоростях их нагружения // Письма в Журнал технической физики 1983.-Т.9.-В.13.-С. 769-772.

4. Абрамова К.Б., Пахомов А.Б., Перегуд Б.П. и др. Свет, излучаемый металлами при статическом их нагружении // Письма в Журнал технической физики. 1983. - Т.9. - В. 17. - С. 1025-1028.

5. Абрамова К.Б., Перегуд Б.П., Щербаков И.П. Исследование механолюминесценции металлов при квазистатическом нагружении // Журнал технической физики. 1990. - Т.60. - В.8. - С. 80-84.

6. Абрамова К.Б., Пухонто И .Я. Излучение, сопровождающее быструю деформацию и разрушение деформированного металла // Журнал технической физики. 1989. - Т.59. - В.6. - С. 66-71.

7. Абрамова К.Б., Щербаков И.П., Русаков А.И., Семенов А.А. Эмиссионные процессы, сопровождающие деформирование и разрушение металлов // Физика твердого тела. 1999. -Т.41.-В.5.-С. 841-843.

8. Акулов Т.П., Пашкевич М.Ф. К исследованию зарождения и развития зон деформаций у вершины надреза методом голографической интерферометрии // Проблемы прочности. 1978. - №5. - С. 74-77.

9. Астафьев И.В., Максимкин О.П. Восстановление калориметрических термограмм в экспериментах по изучению тепловыделения и запасанияэнергии при деформировании // Заводская лаборатория. 1994. - № 1. - С. 44-46.

10. Аубакирова Р.К., Пресняков А.А. Исследование пластической деформации металлов с помощью кривых течения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. - Т.66. - №4. - С. 45-49.

11. Баш В.Я. Исследование напряжений и деформаций термоэлектрическим методом. Киев: Наукова думка, 1984. - 100 с.

12. Богар И. Исследование пластической зоны, образовывающейся около вершины надреза, методом двухэкспозиционной голографической интерферометрии // 8th Congress on material testing. Budapest: Omikk-Technoinform, 1982. - V.3. - p. 865-869.

13. Богачев И.Н., Вайнштейн A.A., Волков С.Д. Введение в статистическое металловедение. -М.: Металлургия, 1972. 216 с.

14. Брамсон М.А. Инфракрасное излучение нагретых тел. М.: Наука, 1965. -223 с.

15. Бураковский Т., Гизиньский Е., Саля А. Инфракрасные излучатели. Л.: Энергия, 1978.-488 с.

16. Вейник А.И. Термодинамика необратимых процессов. Минск, 1966. -359 с.

17. Вихров М.А. Особенности тепловизионных систем серии Thermo Tracer ТН-7102 MX/WX производства фирмы NEC San-ei // Контроль и диагностика,-2001.-№ 11.-С. 15-18.

18. Волков И.В. Исследование голографическим методом кинетики пластических деформаций // Ученые записки ЦАГИ. Том 15. - № 2. - С. 145-150.

19. Волосевич П.Ю., Сердитова Т.Н. Структурные особенности деформации и разрушения в условиях порообразования в шейке растягиваемого образца // Порошковая металлургия. 1988. - №5. - С. 66-70.

20. Глухман А.А. Об основаниях термодинамики. Алма-Ата, 1947. - 106 с.

21. Гордов А.Н., Добровинский И.Е., Jlax В.И. Актуальные задачи современной термометрии // Приборы и системы управления. 1980. - № 2. - С.13-19.

22. Григорьев А.К., Колбасников Н.Г., Фомин С.Г. Структурообразование при пластической деформации металлов. СПб.: Издательство С.-ПбУ, 1992. — 244 с.

23. Гусев М.Н., Максимкин О.П. О корреляции температурных изменений физико-механических и энергетических характеристик деформируемой стали 12Ч18М10Т // Физика твердого тела. 1997. - Т.84. - В.З - С. 138141.

24. Даль В., Бельхе П. Диаграмма деформации. // Сб. научн. тр. «Статическая прочность и механика разрушения сталей». Пер. с нем. / Под ред. В. Даля, В. Антона-М: Металлургия, 1986.-С. 51-133.

25. Дубровина Г.И., Соковнин Ю.П., Гуськов Ю.П. и др. К теории накопления повреждений // Проблемы прочности. 1975. - № 12. - С. 12-24.

26. Жуков А.Г., Горюнов А.Н., Кальфа А.А. Тепловизионные приборы и их применение / Под ред. Н.Д.Девяткова. М. :Радио и связь, 1983. - 168 с.

27. Иванов A.M., Лукин Е.С. Исследование локализации пластического течения и разрушения элементов конструкций с концентраторами напряжений // Деформация и разрушение. 2005. - № 1. - С. 37-39.

28. Иванов A.M., Лукин Е.С. Исследование стадийности развития пластических деформаций сталей методом теплового излучения // Материаловедение. 2003. - № 6 (75). - С. 27-31.

29. Иванов A.M., Лукин Е.С. Исследование стадийности развития пластической деформации сталей методом теплового излучения // Всеросс. конф. «Дефекты структуры и прочность кристаллов»: Сб. тез. -Черноголовка, 2002. С. 125.

30. Иванов A.M., Лукин Е.С. Кинетика процесса теплового излучения и локализация пластической деформации и разрушения металлическихматериалов // Физическая мезомеханика. 2004. - Т. 7, Спец. выпуск. - Ч. 1.-С. 188-191.

31. Иванов A.M., Лукин Е.С. Определение текучести в зоне концентрации напряжений по тепловому излучению // Наука производству. 2004. - № 9 (77).-С. 23-25.

32. Иванов A.M., Лукин Е.С., Ларионов В.П. К исследованию деформирования и разрушения твердых тел // Доклады Академии наук. 2002. - Т. 384. - № 4. - С. 469-472.

33. Иванов A.M., Лукин Е.С., Ларионов В.П. К исследованию кинетики упругопластического деформирования и разрушения элементов конструкций с концентраторами напряжений по тепловому излучению. // Доклады Академии наук. 2004. - Т. 395. - № 5. - С. 609-613.

34. Иванов A.M., Семенов Я.С., Лукин Е.С. К методике определения зоны пластической деформации // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001 г. - № 10 - С. 55-57.

35. Иванова B.C., Воробьев Н.А. Энергетический анализ кривой деформации пластичных металлов // Известия АН СССР. Металлы. 1968. - №3. - С. 126-131.

36. Канарчук В.Е., Чигринец А.Д. Бесконтактная тепловая диагностика машин. М.: Машиностроение, 1987. - 160 с.

37. Карслоу Г., Егер Д. Теория теплопроводности. М.: Наука, 1954. - 537 с.

38. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Сов. радио, 1978.-400 с.

39. Криксунов JI.3., Падалко Г.А. Тепловизоры: Справочник. Киев: Техника, 1987.-166 с.

40. Криштал М.М. Эволюция температурного поля и макролокализация деформации при прерывистой текучести // МиТОМ. 2003. - № 4. - С.27-32.

41. Кузьмин В.Р., Ишков A.M. Прогнозирование хладостойкости конструкций и работоспособность техники на Севере. М.: Машиностроение, 1996. -303 с.

42. Кузьмин В.Р., Прохоров В.А. Расчет долговечности элементов конструкций при физическом упругопластическом деформировании // Изв. Вузов. Машиностроение. 1988. - № 1. - С. 20-34.

43. Куксенко B.C., Орлов Л.Г., Фролов Д.И. Концентрационный критерий укрупнения трещины в гетерогенных материалах // Разрушение композитных материалов. Тр. 1-го сов.-амер. симп. Рига: Зинатне, 1979. -С. 25-31.

44. Куликов Д.В., Мекалова Н.В., Закирничная М.М. Физическая природа разрушений. Уфа, 1999. - 348 с.

45. Куриленко Г.А., Труфанова Т.В. Обратная задача об источнике тепла применительно к испытаниям материала на трещиностойкость // Виброизоляция судовых приборов и машин: Сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во НИИВТ, 1987. - С. 56-59.

46. Куриленко Г.А., Труфанова Т.В. Определение интенсивности источника тепла на плоских образцах с трещиной (обратная задача) // Инженерный физический журнал. 1989. -т.57, № 5. - С. 871-872.

47. Лебедев А.А., Марусий О.И., Чаусов Н.Г. и др. Исследование кинетики разрушения пластичных материалов на заключительной стадии деформирования // Проблемы прочности. 1982. - № 1. - С. 12-18.

48. Леконт Ж. Инфракрасное излучение / Пер. с франц. под ред. Л.А. Турелмана. М.: Наука, 1958. - 584 с.

49. Леонова В.Ф. Термодинамика. М.: Наука, 1968. - 158 с.

50. Лукин Е.С., Иванов A.M. К исследованию пластических деформаций конструкционной стали по тепловому излучению // Актуальные проблемы прочности: Сб. тез. XLIV Межд. конф. Вологда: ВоГТУ, 2005. - С. 161.

51. Лукин Е.С., Иванов A.M. Определение механических характеристик материалов по тепловому излучению // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. Санкт-Петербург, 2000. - С. 2426.

52. Лукин Е.С., Иванов A.M., Вайнер Б.Г. Тепловизионные исследования в экспериментальной механике // Дефектоскопия. 2003. - № 6. - С. 70-76.

53. Максимкин О.П., Гусев М.Н. Некоторые особенности диссипации энергии в процессе пластической деформации железа и ниобия // Письма в журнал технической физики. 2001. - Т.27. - Вып.24. - С. 85-89.

54. Максимкин О.П., Гусев М.Н., Тиванова О.В. и др. Стадийность пластической деформации и разрушения облученных нейтронами металлических материалов // Материаловедение. 2002. - № 3. - С. 2330.

55. Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона / Овсюк В.Н., Курышев Г.Л., Сидоров Ю.Г. и др. Новосибирск: Наука, 2001. - 376 с.

56. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчета элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

57. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. Золотаревский B.C. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

58. Михайлова Г.В., Зуев Б.К., Новиков Н.П. и др. Некоторые особенности физических процессов механического разрушения. // Доклады Академии наук СССР. 1987. - Т. 295. - № 6. - С. 1324-1329.

59. Морозов Е.М., Зернин М.В. Контактные задачи механики разрушения. -М.: Машиностроение. 1999. - 544 с.

60. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Мир, 1969. Т. 2. -864 с.

61. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М., 1979.-512 с.

62. Новицкий J1.A., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. М.: Машиностроение, 1975. 216 с.

63. Новопашин М.Д., Бочкарев Л.И., Иванов A.M. Несущая способность элементов конструкций с концентраторами напряжений // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук, 1989. Вып. 2. - С. 97-101.

64. Новопашин М.Д., Сукнев С.В., Иванов A.M. Упругопластическое деформирование и предельное состояние элементов конструкций с концентраторами напряжений. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 112 с.

65. Оливер Д. Анализ полей напряжений с использованием теплового излучения / Экспериментальная механика: В 2-х кн.: кн. 2. Пер. с англ. Под ред. А.Кобаяси. М.: Мир, 1990. - 552 с.

66. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики // Физическая мезомеханика. 1998. - №1. - С. 5-22.

67. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений. М.: Мир, 1977. -304 с.

68. Пилипчук Ю.Л., Зарицкий Д.П., Товма А.А. Устройство для градуировки термометров в интервале 78-350 К // Измерительная техника. 1980. № 8. -С.44-45.

69. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986. 431 с.

70. Пустовой В.Н. Неконтактный метод исследования концентрации напряжений в металлоконструкциях грузоподъемных машин: Учеб. пособие. -М.:ВЮ «Мортехинформреклама», 1991. 48 с.

71. Разрушение. / Под ред. Г. Либовиц.-М.: Мир, 1973.-Т. 1. 616 с.

72. Реморов В.Е. Методика и некоторые результаты исследования трещиностойкости металла и сварных соединений методом теплового импульса // Заводская лаборатория. 1992. - №5. - С. 27-40.

73. Реморов В.Е., Путинцев В.А. Транзисторный дифференциальный датчик температуры // Приборы и техника эксперимента. 1979. - №6. - С. 150152.

74. Реморов В.Е., Челышев Н.А. Трещиностойкость бесшовных труб по данным теплового импульса при разрушении // Известия вузов. Черная металлургия. 1994. - №8. - С. 29-32.

75. Реморов В.Е., Челышев Н.А. Трещиностойкость рельсовой стали при стандартных испытаниях по данным теплового импульса // Известия вузов. Черная металлургия. 1992. - №2. - С. 27-30.

76. Реморов В.Е., Челышев Н.А., Пашков Ю.И. и др. Оценка сопротивляемости разрушению трубных сталей по работе развития трещины // Известия вузов. Черная металлургия. 1991. - №8. - С. 31-34.

77. Реморов В.Е., Челышев Н.А., Семакин Е.В. Оценка корреляции показателей трещиностойкости рельсовой стали при стандартных испытаниях и по данным теплового импульса // Известия вузов. Черная металлургия. 1993. - №2. - С. 36-39.

78. Розенберг В.М., Шалимов А.В., Зверева Т.С. Образование пор при ползучести. Физика металлов и металловедение, 1966. - 22. - Вып. 3. - С. 438-445.

79. Рыбин В.В. Физическая модель явления потери механической устойчивости и образования шейки. Физика металлов и металловедение, 1977. 44. Вып. 3 - С. 623-632.

80. Рыжиков И.Н., Михайличенко С.Е., Климов А.Г. Инфракрасная диагностика электрооборудования на Украине: опыт эксплуатации тепловизора в ОАО «Луганскоблэнерго» // Контроль. Диагностика. 2002. - № 4, С. 6-8.

81. Седов Л.И. Механика сплошной среды: В 2 т. Т.1. 6-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2004. - 528 с.

82. Слезов В.В. Дислокационный механизм роста и залечивания пор и трещин под нагрузкой // Физика твердого тела. 1974. - 16. - Вып. 3. - С. 785-796.

83. Смирнов B.C., Григорьев А.К., Пакулин В.П., Садовников Б.В. Сопротивление деформации и пластичность материалов. М., 1975. 272 с.

84. Тамуж В.П„ Куксенко B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов. Рига: Зинатне, 1978. - 296 с.

85. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. М.: Наука. - 2002. - 248 с.

86. Томенко Ю.С., Дрюкова И.И., Панченко А.А. О физическом упрочнении в шейке образца при растяжении // Известия АН СССР, Металлы, 1976. № 4. - С. 115-121.

87. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирсотов С.А. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова Думка, 1975. - 315 с.

88. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П. и др. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наукова думка, 1987.-245 с.

89. Тупик А.А., Валуев Н.П., Манегин Б.В. Временная корреляция процессов фотонной эмиссии и разрушения железа и сплава Ni-Cr-Mo // Доклады Академии наук СССР. 1983. - Т. 272. - № 4. - С. 858-860.

90. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М., 1979. -279 с.

91. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений / Справочное пособие под ред. Б.С. Касаткина, А.Б. Кудрина, JI.M. Лобанова и др. Киев: Наукова думка, 1981. - 584 с.

92. Яковлев В.В., Щепинов В.П. Определение остаточных деформаций в вершине трещины методом голографической интерферометрии // Сб. научн. трудов. Челябинск, Политехнический ин-т. 1976. № 182. - С. 113116.

93. Beremin F.M. Cavity formation from inclusion in ductile fracture of A508 steel //Met. Trans. 1981.-A12. -N5.-P. 723-731.

94. Biot M.A. Theory of elasticity and consolidation for a porous anisotropic solid // Journal of Applied Physics. Vol. 26. - No. 2. - 1955. - PP. 182-185.

95. Biot M.A. Thermoelasticity and irreversible thermodynamics // Journal of Applied Physics. Vol. 27. - No. 3. - 1956. - PP. 240-253.

96. Burhard H.C., Jr. The influence of precipitate morphology on microvoid growth and coalescence in tensile fracture // Met. Trans. 1974. - 5. - N 9. - P. 20832094.

97. Cadoret G., Bethelot S., Dauce M. Application de Гinterferometrie par holographie a la determination precise du contour et de la topographic de la zone plastifice en bond de fissure de fatigue // Mater. Constr. 1977. -10. - № 59. -p. 271-279.

98. Chrysochoos A., Dupre J.C. An infrared set-up for continuum thermomechanics. // Quantitative infrared thermography, QIRT'92, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 27. Chatenay-Malabry, France, 1992. - P. 129-134.

99. Dudderar T.D., O'Regan R. Measurement of the strain field near crack tip in polimetilmetacrylate by holographic interferometry // Exp. Mech. 1971. - Ц. - №2. - PP. 49-56.

100. Ennos A.E., Virdee M.S. Application of reflection holography to deformation measurement problems // Exp. Mech. 1982. - 22. - №6. - PP. 202-209.

101. Fisher J.R., Gurland J. Void nucleation in spheroidized carbon steels 11 Vet. Sci., 1981.-15, N5.-P. 185-202.

102. Gadaj S.P., Nowacki W.K., Pieczyska E.A. Temperature evolution during simple shear test of steel // Quantitative infrared thermography 4, QIRT'98, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 60. Lodz, Poland, 2000. - P. 117-122.

103. Hamrelius T. Accurate temperature measurement in thermography. // Quantitative infrared thermography, QIRT'92, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 27. Chatenay-Malabry, France, 1992. - PP. 39-45.

104. Hironobu Nisitani, Chobin Makabe. Mechanism of ductile fracture in tensile test of 7:3 brass // J. Soc. Mater. Sci., Japan, 1982, 31, N 344. PP. 452-457.

105. Jecic S., Goja S. Recent development in thermoelastic stress analysis // Quantitative infrared thermography 4, QIRT'98, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 60. Lodz, Poland, 2000. - PP. 108-111.

106. Jordan E.H., Sandor B.I. Stress analysis from temperature data, Journal of Testing Evaluation, JTEVA, Vol. 6, No. 6, 1978, PP. 325-331.

107. Krapez J.-C., Расой D., Gardette G. Lock-in thermography and fatigue limit of metals // Quantitative infrared thermography 5, QIRT'2000, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 64. Reims, France, 2000. - PP. 277-282.

108. Kreiskorte H., Funk W. Die simulation liner "harten" Web-Stoffprufmaschine // Material rufung, 1970, 12 N 1. S. 1-6.

109. Kurilenko G., Pshenichny A. The investigation of metals' damage through thermal field kinetics // Quantitative infrared thermography, QIRT'92, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 27. Chatenay-Malabry, France, 1992. -PP. 145-149.

110. Oliferuk W. Investigation of metal deformation using thermography // Quantitative infrared thermography 4, QIRT'98, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 60. Lodz, Poland, 2000. - PP. 134-139.

111. Onodera Ryuta, Teshima Seizo. Void growth at the neck of tensile specimen of low carbon steel // J. Inst. Metals, Japan, 1975,39, N 9. PP. 964-970.

112. Operating and service manual. Model 3455A Digital Voltmeter. ©Copyright Hewlett-Packard Company, 1979. PP.1(1)-1(8).

113. Pieczyska E.A., Gadaj S.P., Nowacki W.K. Rate of energy storage during consecutive deformation of steel // Quantitative infrared thermography 5, QIRT'2000, Proceedings of Eurotherm Seminar No. 64. Reims, France, 2000.- PP. 260-264.

114. Puttick K.E. Ductile fracture in metals // Phil. Mag., 1959, 4 , N 4. P. 964-970.

115. Syles R.L., Jr., Wilsdorf H.G.H. Microcrack nucleation and fracture in silver crystals. Acta met., 1975, 23, N 2. - PP. 269-277.

116. Taylor G.I., Quinney H. The latent energy remaining in a metal after cold working // Proc. Roy. Soc., 1934, vol. CXLIII.-A., PP.307-326.

117. Thompson (Lord Kelvin), "On the Dynamical theory of heat" // Transactions of the Royal Society of Edinburgh, Vol. 20, 1853, PP. 261-283.

118. Wells A.A. Mechanics of notch brittle fracture // Welding Research (British Welding Research Association). 1953. V. 7. -N. 2. - PP. 34-56.

119. Wilsdorf H.G.F. Dislocation patterns leadind to the initiation of fracture in pure metals and alloys. In: Proc. 5 th Int. Conf. On Strength of metals and alloys, 1979, Toronto, 1979, 2. - PP. 1329-1334.