Методический подход и программа для оценки нагруженности, дефектности и деградации свойств материалов конструкций на основе обработки экспериментальных данных

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5

УДК 539.3:539.4:519.65

DOI: 10.18698/0236-3941-2017-5-64-74

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД И ПРОГРАММА ДЛЯ ОЦЕНКИ

НАГРУЖЕННОСТИ, ДЕФЕКТНОСТИ И ДЕГРАДАЦИИ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ОБРАБОТКИ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

А.С. Чернятин

cas@inbox.ru

И.А. Разумовский

murza45@gmail.com

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Институт машиноведения РАН им. А.А. Благонравова,

Москва, Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Рассмотрен экспериментально-расчетный метод оцен-

ки нагруженности, дефектности и характеристик

деформирования материалов, основанный на матема-

тической обработке полученных полей перемещений

или деформаций, обусловленный заданным воздей-

ствием на исследуемый объект (изменением нагрузки,

сверлением малого отверстия, вдавливанием инденто-

ра и др.). Метод базируется на определении искомых

параметров из условия минимума целевой функции,

отражающей расхождение значительных массивов

экспериментальных данных и результатов серии рас-

четов модельных задач на основе метода конечных

элементов. Приведены примеры решения модельных

задач, связанных с оценкой нагруженности натурных

объектов, размеров поверхностных и подповерхност-

ных дефектов, а также одновременного определения

действующих напряжений и предела текучести мате-

риала путем обработки полей остаточных перемеще-

ний, возникающих после нагружения исследуемой

зоны детали сферическим индентором и последующей

разгрузки

Оценка нагруженности и дефектно-

сти, метод конечных элементов,

оптико-цифровые методы исследо-

вания перемещений, метод инден-

тирования, задача оптимизации

Поступила в редакцию 10.03.2017

В основе предлагаемого метода определения нагрузок, напряжений, размеров

дефектов и других характеристик (например, искомых параметров

) лежит

решение задачи минимизации целевой функции

, которая комплексно отража-

ет расхождение между значениями деформационных откликов

зарегистри-

рованных экспериментально (во множестве точек измерений), и

рассчиты-

ваемых на основе решения соответствующей модельной краевой задачи (с ис-

пользованием МКЭ) при текущих значениях искомых параметров

. При этом

параметры

могут быть конкретными физическими, геометрическими вели-

чинами или характеризовать законы распределения физических полей по обла-