Исследование накопления усталостных повреждений в сталях с применением Фурье-преобразования изображения структуры

Abstract

Проведены исследования сопротивления усталости сталей 45 и Х18Н10Т и изменений структуры в процессе циклического нагружения. Накопление усталостных повреждений оценивали путем статистической обработки изображений микроструктуры. В качестве параметра, характеризующего состояние материала, использовали значение эксцентриситета эллипса Фурье-преобразования микроструктуры, в качестве количественной характеристики изменений структуры материала при циклическом нагружении – коэффициент поврежденности, являющийся интегральным и инвариантным к амплитуде циклического нагружения и асимметрии циклов. В состоянии, предшествующем усталостному разрушению, коэффициент поврежденностиматериала принимает конкретное значение вне зависимости отамплитуды напряжений и асимметрии цикла и может служить критерием разрушения при циклическом нагружении.

Проведено дослідження опору втомі сталей 45 і Х18Н10Т та зміни структури в процесі циклічного навантаження. Накопичення пошкоджень від утомленості оцінювали шляхом статистичної обробки зображень мікроструктури. За параметр, що характеризує стан матеріалу, брали значення ексцентриситету еліпса Фур’є-перетворення, за кількісну характеристику зміни структури матеріалу за умови циклічного навантаження – коефіцієнт пошкодженості, який є інтегральним і інваріантним до амплітуди циклічного навантаження й асиметрії циклів. У стані, що передує втомному руйнуванню, коефіцієнт пошкодженості матеріалу приймає конкретне значення поза залежності від амплітуди напружень й асиметрії циклу і може слугувати критерієм руйнування за циклічного навантаження.