Шуткевич О. П. Визначення залишкових напружень із застосуванням імпульсу струму високої щільності і лазерної інтерферометрії

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-технічної задачі визначення залишкових напружень із застосуванням для їх релаксації імпульсу струму високої щільності і лазерної інтерферометрії. Впливу електропластичного ефекту на локальну релаксацію напружень. В роботі були організовані та проведені експериментальні та теоретичні дослідження впливу імпульсу струму високої щільності на локальну релаксацію напружень. Було проведено дослідження впливу параметрів електродної системи на локальну релаксацію напружень. Проведено вдосконалення електродної системи імпульсного типу дії та розроблено оснащення для позиціонування електроду відносно дослідної деталі. В ході експериментальних досліджень було проведене тепловізійне вимірювання температурного поля в місці контакту електроду з поверхнею досліджуваного зразка. Вдосконалено програмне забезпечення для обробки спекл-картин та широграм. Розроблена математична модель впливу широзсуву на розподіл похідної у напруженому матеріалі після введення імпульсу струму. Проведені експерименти, з метою порівняння результатів визначення напружень на реальному зварному з’єднанні, що отримані методами отворів і введення ІСВЩ. Об’єкт дослідження – технологія неруйнівного визначення залишкових напружень на основі використання для їх релаксації імпульсів струму високої щільності та методів лазерної інтерферометрії. Предмет досліджень – процес релаксації залишкових напружень, що виникає внаслідок електропластичного ефекту, процес реєстрації переміщень та деформацій в околі введення імпульсу струму високої щільності. Мета роботи – розробка приладу та технології для неруйнівного визначення залишкових напружень у зварних з’єднаннях, на основі використання імпульсів струму високої щільності у поєднанні з методами лазерної інтерферометрії. Наукова новизна отриманих результатів: 1. Розроблено наукові засади методу визначення залишкових зварювальних напружень із застосуванням електропластичного ефекту у поєднанні з методами ширографії та спекл інтерферометрії. 2. Отримало подальший розвиток застосування електропластичного ефекту для локальної релаксації напружень та використання його для визначення залишкових напружень. 3. Розроблено методику розрахунку залишкових напружень на основі даних про деформацію та переміщення в околі місця введення імпульсів струму високої щільності для локальної релаксації напружень. 4. Запропоновано комплексний підхід визначення оптимальних параметрів електродної системи, яка використовується для введення імпульсу струму високої щільності, та налаштувань вимірювальних систем. 5. Розроблено математичну модель впливу широзсуву на розподіл похідної у напруженому матеріалі після введення імпульсу струму високої щільності у напружений матеріал. Практичне значення отриманих результатів. Виявлені в роботі особливості та закономірності релаксації напружень під дією ІСВЩ дозволили розширити уявлення про процес визначення ЗН і на основі цього надати рекомендації з вибору оптимальних параметрів електродних систем та налаштувань приладів для вимірювання переміщень та деформацій. Практична цінність роботи полягає в наступному: 1. Вдосконалено спекл-інтерферометричний та ширографічний прилади для вимірювання переміщень та деформацій на ділянці діаметром до 5мм, що дозволило отримувати більш точні результати експериментальних досліджень та зменшити час їх виконання. 2. Розроблено оснащення для фіксації електроду та його позиціонування відносно дослідної деталі з точністю до 0.5мм. 3. Розроблено математичну модель впливу широзсуву на розподіл похідної у напруженому матеріалі після введення ІСВЩ, яка може використовуватись для подальших досліджень. 4. Модернізовано програмне забезпечення для опрацювання спекл-картин та широграм, що дозволило зменшити час опрацювання експериментальних результатів. 5. Отримані результати теоретичних та експериментальних досліджень дозволили розробити технологію неруйнівного визначення ЗН на основі використання ІСВЩ та лазерної інтерферометрії. У першому розділі проведено критичний аналіз сучасного стану методів визначення та регулювання залишкових напружень. За результатами огляду сформульована мета і завдання дисертаційної роботи. У другому розділі наведено опис використаного в роботі обладнання, для введення імпульсу струму високої щільності та реєстрації переміщень, що утворюються при цьому. Вказано матеріали, що застосовувались під час досліджень. Наведено методологію визначення напружень на тестових зразках. У третьому розділі наведено опис використаного в роботі програмного забезпечення для реєстрації та обробки значень переміщень та деформацій, що виникають внаслідок введення ІСВЩ. Наведено порівняння результатів визначення ЗН на зварних з’єднаннях з алюмінієвих сплавів, використовуючи для їх релаксації ІСВЩ та метод отворів.