Визначення розміру втомної зони передруйнування методом фазозсувної інтерферометрії

Abstract

Розглянуто спосіб визначення розміру втомної зони передруйнування (нового структурно-механічного параметра d* конструкційних матеріалів) методом фазозсувної інтерферометрії, який базується на результатах порівняльного аналізу профілю поверхні металевих зразків в околі конструктивного концентратора напружень до та після певної кількості циклів навантаження. Для отримання інтерферограм у лазерному світлі використано інтерферометр Тваймана–Гріна. За ними одержано 3D-розподіл пластичних деформацій в околі вершини концентратора, за яким встановлено d* = 256…268 µm для маловуглецевої сталі 08кп за асиметрії циклу навантаження R = 0,1, що добре узгоджується зі значеннями цього параметра, встановленими іншими методами.

Рассмотрен способ определения размера усталостной зоны предразрушения (нового структурно-механического параметра d* конструкционных материалов) методом фазосдвиговой интерферометрии, который базируется на данных сравнительного анализа профиля поверхности металлических образцов у вершины конструктивного концентратора напряжений до и после определенного числа циклов нагружения. Для получения интерферограм в лазерном свете использован интерферометр Тваймана–Грина. На основании таких интерферограм получено 3-D распределение пластических деформаций у вершины концентратора, по которому установлен параметр d* = 256…268 µm для малоуглеродистой стали 08кп при асимметрии цикла нагружения R = 0,1, что хорошо согласуется со значениями этого параметра, установленными другими методами.

A new method for assessment of fatigue process zone size in a notched specimen with application of phase-shifting interferometry is proposed. The phase-shifting technique with arbitrary unknown one-shot phase shift of a reference beam was used to reconstruct the smooth surface area at the notch tip. The metal specimen surface area before and after fatigue loading was studied by the Twiman–Green interferometer. Using such interferograms a 3-D distribution of plastic deformation at the notch tip was found, which was applied for evaluation of the parameter d* = 256...268 µm for mild 08кп steel at stress ratio R = 0.1. This agrees well with the values of this parameter, obtained by other methods.