Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом
В результате проведенных экспериментов определена линейная зависимость электрического сопротивления стали от усилия растяжения в пределах упругих деформаций. Контактно-резистивным методом установлена возможность фиксации момента перехода металла в область пластической деформации. В результаті провед...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160198 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом / В.М. Кислицын, С.А. Воронин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 2. — С. 55-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160198 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кислицын, В.М. Воронин, С.А. 2019-10-26T17:51:25Z 2019-10-26T17:51:25Z 2017 Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом / В.М. Кислицын, С.А. Воронин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 2. — С. 55-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0235-3474 DOI: doi.org/10.15407/tdnk2017.02.08 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160198 621.791:620.17 В результате проведенных экспериментов определена линейная зависимость электрического сопротивления стали от усилия растяжения в пределах упругих деформаций. Контактно-резистивным методом установлена возможность фиксации момента перехода металла в область пластической деформации. В результаті проведених експериментів визначена лінійна залежність електричного опору сталі від зусилля розтягування в межах пружних деформацій. Контактно-резистивним методом встановлена можливість фіксації моменту переходу металу в область пластичної деформації. The results of carried investigation were used for determination of linear dependence of electric resistance of steel on tensile loads within the elastic deformation limits. Possibility of registration of moment of metal transfer to plastic deformation area was determined using the contact resistance method. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Производственный раздел Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом Оцінка механічної напруги в металі контактно-резистивним методом Evaluation of mechanical stresses in metal using contact resistance method Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| spellingShingle |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом Кислицын, В.М. Воронин, С.А. Производственный раздел |
| title_short |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| title_full |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| title_fullStr |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| title_full_unstemmed |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| title_sort |
оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом |
| author |
Кислицын, В.М. Воронин, С.А. |
| author_facet |
Кислицын, В.М. Воронин, С.А. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Оцінка механічної напруги в металі контактно-резистивним методом Evaluation of mechanical stresses in metal using contact resistance method |
| description |
В результате проведенных экспериментов определена линейная зависимость электрического сопротивления стали от усилия растяжения в пределах упругих деформаций. Контактно-резистивным методом установлена возможность фиксации момента перехода металла в область пластической деформации.
В результаті проведених експериментів визначена лінійна залежність електричного опору сталі від зусилля розтягування в межах пружних деформацій. Контактно-резистивним методом встановлена можливість фіксації моменту переходу металу в область пластичної деформації.
The results of carried investigation were used for determination of linear dependence of electric resistance of steel on tensile loads within the elastic deformation limits. Possibility of registration of moment of metal transfer to plastic deformation area was determined using the contact resistance method.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160198 |
| citation_txt |
Оценка механических напряжений в металле контактно-резистивным методом / В.М. Кислицын, С.А. Воронин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 2. — С. 55-57. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kislicynvm ocenkamehaničeskihnaprâženiivmetallekontaktnorezistivnymmetodom AT voroninsa ocenkamehaničeskihnaprâženiivmetallekontaktnorezistivnymmetodom AT kislicynvm ocínkamehaníčnoínaprugivmetalíkontaktnorezistivnimmetodom AT voroninsa ocínkamehaníčnoínaprugivmetalíkontaktnorezistivnimmetodom AT kislicynvm evaluationofmechanicalstressesinmetalusingcontactresistancemethod AT voroninsa evaluationofmechanicalstressesinmetalusingcontactresistancemethod |
| first_indexed |
2025-11-25T22:13:37Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:13:37Z |
| _version_ |
1850560872779350016 |
| fulltext |
55ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №2
ПроиЗВодСТВеннЫЙ раЗдеЛ
УДК 621.791:620.17 https://doi.org/10.15407/tdnk2017.02.08
оценКА мехАничесКих нАпряжениЙ в метАлле
КонтАКтно-резистивнЫм метоДом
В. М. кисЛицыН, с. А. ВороНиН
иэс им. е. о. патона нАнУ. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
в результате проведенных экспериментов определена линейная зависимость электрического сопротивления стали от
усилия растяжения в пределах упругих деформаций. Контактно-резистивным методом установлена возможность фик-
сации момента перехода металла в область пластической деформации. библиогр. 12, табл. 1, рис. 3.
К л ю ч е в ы е с л о в а : сварные конструкции, неразрушающий контроль, напряжения растяжения, электрическое
сопротивление, контактно-резистивный метод
вопросы совершенствования методики и аппара-
туры для оценки остаточных напряжений в метал-
ле после различных видов технологической обра-
ботки всегда остаются в числе актуальных.
К наиболее перспективным методам оценки оста-
точных напряжений в сварных соединениях относит-
ся метод электронной спекл-интерферометрии [1],
а для дефектоскопии и оценки остаточного ресурса
сварных конструкций используют аппаратуру аку-
стоэмиссионной диагностики, ультразвуковой дефек-
тоскопии, дефектоскопы-томографы с трехмерными
ультразвуковыми датчиками с последующим анали-
зом параметров спектров импульсов упругих волн,
феррозондовые методы магнитной дефектоскопии,
тензорезистивный метод, использование зависимо-
сти скорости звука для оценки напряженно-деформи-
рованного состояния металла и другие методы [2–5].
Для диагностики состояния ряда ответствен-
ных конструкций в атомной энергетике, судо-,
авиастроении, на железнодорожном транспорте
применяют также вихретоковый метод [6–9].
основным преимуществом вихретокового ме-
тода неразрушающего контроля является воз-
можность оценки состояния металла в поверх-
ностных, наиболее нагруженных, слоях металла.
однако несколько последовательно протекающих
процессов преобразования электрического поля
в магнитное и обратно в электрическое снижают
точность измерения и информативность результи-
рующего сигнала из-за неконтролируемых потерь
энергии при каждом преобразовании энергии.
в отличие от методов, основанных на косвенном
измерении механических напряжений (по величине
деформации), включая методы тензометрирования,
непосредственное измерение электрического сопро-
тивления контактным методом позволяет напрямую
оценить напряженное состояние металла.
впервые возможность использования измерения
электрического сопротивления для выявления струк-
турных изменений в металле была успешно реализо-
вана полвека назад [10]. развитие этого направления в
настоящее время отражено в работах [11, 12].
Контактно-резистивный метод, также как и
тензорезистивный, основан на зависимости элек-
трического сопротивления металла от величины
механических напряжений, но его преимущество
состоит в непосредственном измерении локально-
го сопротивления металла1.
принципиальная возможность практической ре-
ализации контактно-резистивного метода была обо-
снована в экспериментах, проведенных на образцах
из стали 09хГсЮч сечением 12×2 мм, помещенных
между опорами на расстоянии 60 мм, при трехточеч-
ной схеме нагружения для формирования в образце
напряжений растяжения. прогиб образца фиксирова-
ли индикатором перемещения часового типа с ценой
деления 10 мкм. величину электрического сопротив-
ления образца между точками присоединения изме-
рительных зондов, расположенными на расстоянии 10
мм, отсчитывали по шкале микроомметра типа м246.
Для стабилизации величины электрического со-
противления в зоне контакта измерительных зондов
с металлом образца их присоединяли способом то-
чечной контактной сваркопайки к стороне образца,
подвергаемой напряжениям растяжения.
результаты проведенных экспериментов, пред-
ставленные на рис. 1, показывают принципиаль-
ную возможность использования одного из не-
скольких серийно выпускаемых микроомметров
для выявления уровня напряженного состояния
металла контактно-резистивным методом.
результаты экспериментов по оценке изме-
нения электрического сопротивления образцов
стали ст.3 в зависимости от усилия растяжения,
проведенные на универсальной разрывной ма-
шине ZDM10, подтверждают линейную зависи-
мость этого параметра от изменения механиче-
ских напряжений в пределах 50...250 мпа.
© в. м. Кислицын, с. А. воронин, 2017
1термин «локальное электрическое сопротивление» использован в данной работе в связи с отличием методики его измерения
от методики измерения удельного электрического сопротивления.
56 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №2
ПроиЗВодСТВеннЫЙ раЗдеЛ
на рис. 2 и 3 приведены типичные графики за-
висимости электрического сопротивления от ме-
ханических напряжений в испытуемом образце в
единицах ома и в условных единицах, пропорци-
ональных омическому сопротивлению.
исследования были проведены также на образ-
цах из стали 15хснД длиной 160 мм прямоуголь-
ного сечения 6×12 мм. в средней части образца
были присоединены измерительные щупы микро-
омметра (аналогичного по устройству микроом-
метру м246) с выходом показаний на цифровой
экран стандартного мультиметра.
методика проведения эксперимента включала
периодическое фиксирование прилагаемого к об-
разцу усилия растяжения с соответствующим ему
электрическим сопротивлением участка образца.
изменение электрического сопротивления сред-
него участка образца в процессе проведения испы-
таний образца на растяжение приведено в таблице.
Данные таблицы позволяют составить пред-
ставление о чувствительности контактно-рези-
стивного метода измерения.
График изменения электрического сопротивления
от величины созданных в образце механических на-
пряжений представлен на рис. 3. проведение экспе-
римента было прекращено до полного разрушения
образца при увеличении его длины на 2,4 %.
проведение измерений выявило одну из осо-
бенностей данного метода – возможность фикси-
рования момента перехода упругих деформаций в
пластические.
объяснение факта снижения величины элек-
трического сопротивления после определенной
степени деформации образца (как это следует из
графиков на рис. 1–3, после достижения предела
текучести металла) может быть основано на пред-
Рис. 1. зависимость электрического сопротивления металла
от величины прогиба образца, возникающего при его изгибе
Рис. 2. зависимость электрического сопротивления образца
в виде прутка из стали ст.3 диаметром 6 мм от напряжений
растяжения
соотношение основных параметров эксперимента
номер измерения время (час, мин, сек.) нагрузка, н электрическое
сопротивление (усл. ед.) напряжение, мпа
2053 16.45.04 150 28,6 20,8
2054 16.45.22 295 29,0 40,9
2055 16.45.26 315 29,0 43,7
2056 16.45.32 525 29,0 72,9
2057 16.45.36 775 29,3 107,6
2058 16.45.40 1250 29,8 173,6
2059 16.45.44 1700 30,2 236,1
2060 16.45.46 2450 30,2 340,3
2061 16.45.50 3200 30,1 444,4
2062 16.45.52 3950 29,8 548,6
2063 16.45.56 4700 29,5 652,8
Рис. 3. зависимость электрического сопротивления образца
сечением 6×12 мм от величины напряжений растяжения
57ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №2
ПроиЗВодСТВеннЫЙ раЗдеЛ
положении о формировании в металле образца
линий чернова–людерса, способствующих воз-
никновению новых ювенильных плоскостей кон-
такта между зернами металла.
полученные результаты указывают на перспек-
тивность разработки аппаратуры для оценки на-
пряженно-деформированного состояния металла
контактно-резистивным методом как для совершен-
ствования неразрушающих методов контроля, так и
для проведения исследований по прогнозированию
остаточного ресурса сварных конструкций.
список литературы
1. лобанов л. м., пивторак в. А., савицкий в. в., ткачук Г. и.
(2006) методика определения остаточных напряжений в
сварных соединениях элементов конструкций с исполь-
зованием электронной спекл-интерферометрии. Авто-
матическая сварка. 1, 25–30.
2. Алешин н. п. (2008) современные средства неразруша-
ющего контроля – основной инструмент оценки состоя-
ния конструкций. Там же. 11, 54–62.
3. жуков с. в., Копица н. н. (1998) исследование полей
механических напряжений в металлических конструкци-
ях приборами «Комплекс-2». Сб. научн. тр. отделения
«Специальные проблемы транспорта» Рос. академии
транспорта, 3, 214–222.
4. зарезин А. А. (2003) Разработка методики определения
остаточных сварочных напряжений на основе метода
пенетрации в сочетании с электронной спекл-интерфе-
рометрией: дис. ... канд. техн. наук. челябинск, 216.
5. Гузь А. н., мохорт Ф. Г., Гуща о. н. (1974) Основы уль-
тразвукового неразрушающего метода определения на-
пряжений в твердых телах. Киев, наукова думка, 108.
6. Дефектоскоп вихретоковый эмит-1м с датчиком http://
www.kvazar-ufa.com/product1174.html
7. Sadek H. M. (1999) Latest development in NDE of heat ex-
changers and boiler tubes. University of Qatar, 8, 181–183
8. Joon-Hyun Lee (2008) Application of NDE tool for Diag-
nostics on Ageing Degradation. IAEA Workshop on Detec-
tion, research, management and monitoring of ageing fac-
tors. Buenos Aires, Argentine. 9–12 Dec.
9. Brauer H., Ziolkowski M., Toepfer H. (2014) Defect Detec-
tion in Conducting Materials Using Eddy Current Testing
Techniques. Serbian Journal of Electrical Engineering, 11,
4 (spec. iss.), 535–549.
10. макара А. м., новикова Д. п. (1967) об особенностях
мартенситного и бейнитного превращений в легиро-
ванных сталях при сварочных термодеформационных
циклах. Автоматическая сварка, 10, 10–15.
11. Улыбин А. в. (2010) Метод измерения электрического
сопротивления для контроля механических напряжений
в стальных конструкциях: автореф. дис. ... канд. техн.
наук. спбГпУ.
12. Улыбин А. в., Кукушкина Г. А. (2010) особенности при-
менения резистивного электроконтактного метода для кон-
троля напряженно-деформированного состояния стальных
конструкций. Инженерно-строительный журнал, 3, 32–34.
Reference
1. Lobanov L. M., PivtorakV. A., Savitsky V. V., Tkachuk G. I.
(2006) Procedure for determination of residual stresses in
welded joints and structural elements using electron speck-
le-interferometry. The Paton Welding Journal, 1, 24–29.
2. Aleshin N. P. (2008) Modern non-destructive testing means –
main tool for structure condition evaluation. Ibid, 11, 46–53.
3. Zhukov S. V., Kopitsa N. N. (1998) Issledovaniye poley me-
khanicheskikh napryazheny v metallicheskikh konstruktsi-
yakh priborami «Kompleks-2». Sb. nauchn. tr. otdeleniya
«Spetsialnye problemy transporta» Ros. akademii transpor-
ta, 3, 214–222. [in Russian].
4. Zarezin A. A. (2003) Razrabotka metodiki opredeleniya osta-
tochnykh svarochnykh napryazheny na osnove metoda pene-
tratsii v sochetanii s elektronnoy spekl-interferometriyey:
dis. ... kand. tekhn. nauk. Chelyabinsk, 216. [in Russian].
5. Guz A. N., Mokhort F. G., Gushcha O. N. (1974) Osnovy ultrazvu-
kovogo nerazrushayushchego metoda opredeleniya napryazheny v
tverdykh telakh. Kiyev, Naukova dumka, 108. [in Russian].
6. Defektoskop vikhretokovy EMIT-1M s datchikom http://
www.kvazar-ufa.com/product1174.html. [in Russian].
7. Sadek H. M. (1999) Latest development in NDE of heat ex-
changers and boiler tubes. University of Qatar, 8, 181–183
8. Joon-Hyun Lee (2008). Application of NDE tool for Diag-
nostics on Ageing Degradation. IAEA Workshop on Detec-
tion, research, management and monitoring of ageing fac-
tors. Buenos Aires, Argentine, 9–12 Dec.
9. Brauer H., Ziolkowski M., Toepfer H. (2014) Defect Detec-
tion in Conducting Materials Using Eddy Current Testing
Techniques. Serbian Journal of Electrical Engineering, 11,
4 (spec. iss.), 535–549.
10. Makara A. M., Novikova D. P. (1967) Ob osobennostyakh
martensitnogo i beynitnogo prevrashcheny v legirovannykh
stalyakh pri svarochnykh termodeformatsionnykh tsiklakh.
Avtomaticheskaya svarka, 10, 10–15. [in Russian].
11. Ulybin A. V. (2010) Metod izmereniya elektricheskogo so-
protivleniya dlya kontrolya mekhanicheskikh napryazheny v
stalnykh konstruktsiyakh: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk.
– SPbGPU. [in Russian].
12. Ulybin A. V., Kukushkina G. A. (2010) Osobennosti prime-
neniya rezistivnogo elektrokontaktnogo metoda dlya kontrol-
ya napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya stalnykh kon-
struktsy. Inzhenerno-stroitelny zhurnal, 3, 32–34. [in Russian].
в. м. КІслІцин, с. о. воронІн
Іез ім. Є. о. патона нАнУ. 03680, м. Київ-150,
вул. Казимира малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
оцІнКА мехАнІчної нАпрУГи в метАлІ
КонтАКтно-резистивним метоДом
в результаті проведених експериментів визначена лінійна за-
лежність електричного опору сталі від зусилля розтягування в
межах пружних деформацій. Контактно-резистивним методом
встановлена можливість фіксації моменту переходу металу в
область пластичної деформації. бібліогр. 12, табл. 1, рис. 3.
Ключові слова: зварні конструкції, неруйнівний контроль, напру-
ги розтягнення, електричний опір, контактно-резистивний метод
V. M. KISLITSYN, S. A. VORONIN
E. O. Paton Electric Welding Institute of the NASU
11 Kazimir Malevich str., Kyiv-150, E-mail: office@paton.kiev.ua
EVALUATION OF MECHANICAL STRESSES IN METAL
USING CONTACT RESISTANCE METHOD
The results of carried investigation were used for determination
of linear dependence of electric resistance of steel on tensile loads
within the elastic deformation limits. Possibility of registration
of moment of metal transfer to plastic deformation area was
determined using the contact resistance method. Ref. 12, Table
1, Figures 3
Keywords: welded structures, non-destructive testing, tensile stresses,
electric resistance, contact resistance method
Поступила в редакцию 21.03.2017
|