Забыли данные входа?   Регистрация  

МЕТОД ОЦЕНКИ ДЕЙСТВУЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ

Автор: Анна Андреевна Серегина

Соавторы: Селиверстов Григорий Вячеславович

Организация: Тульский Государственный Университет

МЕТОД ОЦЕНКИ ДЕЙСТВУЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ

В распоряжении современного конструктора имеется большое количество САПР, которые могут решать различные инженерные задачи. Рассматривая наиболее распространенные из них (Компас, АПМ) можно отметить, что все они имеют модули для построения конечно-элементных моделей и анализа их на статическую и циклическую прочность. Оценка прочности производится по методу допускаемых напряжений и позволяет конструктору дать предварительное заключение по живучести проектируемого элемента. При всем удобстве такого подхода к расчету конструкции существует ряд ограничений по применению конечно-элементного моделирования без экспериментальной проверки действующих напряжений в ответственных элементах. К таким элементам, например, можно отнести несущие металлоконструкции грузоподъемных машин,неправильный расчет которых может привести к техногенным катастрофам. Для того чтобы оценить действующие напряжение, возникающие в металлоконструкции машины, обычно применяют тензометрирование. Суть данного метода заключается в размещение тензодатчиков в исследуемой области, их калибровки, анализ результатов, снятие тензодатчиков и восстановление ЛКП.  Данный метод дает достаточно точные данные по напряжениям в элементе, но отличается большой трудоемкостью.

Нами предлагается технология оценки напряженного состояния в металлоконструкции по изменению температурных полей исследуемой области[1]. Если обратиться к механике деформированного твердого тела, то энергетически процесс деформирования включает в себя затраты на деформацию и диссипацию.Рассеянное тепло в виде диссипации можно регистрировать с помощью тепловизионного оборудования с достаточно большой точностью. Проведенное экспериментальное исследование при статическом нагружении лабораторных образцов из малоуглеродистой стали (Ст3сп5) и низколегированной (09Г2С) показали, что существуют определенные зависимости, которые позволяют оценить действующие напряжения по изменению температурного поля деформированной области[2].Теплограмма образца из стали Ст3сп5 в момент разрушения показана на рисунке.

 

 Рисунок –Теплограмма образца из стали Ст3сп5 в момент разрушения

 

При ступенчатом нагружении были зафиксированы изменения температуры в зонах максимального деформирования. Была проведена аппроксимация известными функциями, проверка которых по критерию Фишера подтвердила их адекватность.

Таким образом, оценка действующих напряжений тепловизионным методом позволяет существенно уменьшить время, затрачиваемое на контроль и увеличить объективность оценки за счет снижения человеческого фактора.

 

1. Г.В. Селиверстов, А.А. Серегина Оценка напряженно-деформированного состояния металлоконструкции грузоподъемной машины//Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2021. – Вып. 9. – С. 602-605.

2. Г. В. Селиверстов, А.А. Серегина Исследование температурных полей при деформации образцов с концентратором напряжений// Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2021. – Вып. 10. – С. 459-462.