Существующие устройства для исследования прочности металлов не позволяют проводить измерения при различной жесткости нагружающей системы. Это ограничивает объем данных о характеристиках материала, что впоследствии может привести к сильной деформации или разрушению конструкции.
– Недостатком существующих аналогов является то, что они не могут определять свойства материалов при изменениях жесткости нагружающей системы. В отличие от них, наша разработка позволяет исследовать характеристики сплавов и прогнозировать их работоспособность с учетом жесткости нагружения. Наше устройство дает возможность передачи нагрузки в виде растяжения на образец металла с регулируемой жесткостью в диапазоне от 5 до 120 кН/мм.
Чтобы получить точные характеристики материала, мы использовали видеофиксацию с помощью двух видеокамер, – рассказывает одна из
разработчиков, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики Пермского Политеха, кандидат физико- математических наук Татьяна Третьякова.
Съемка образца проводилась с частотой от 0,1 до 100 Гц под углом от 60 до 90 градусов. Управление процессом происходило с помощью компьютера и контроллера, на который поступали данные с датчиков нагрузки и перемещения образца. В это время видеоизображение обрабатывал второй компьютер, оснащенный программной системой анализа с помощью метода корреляции цифровых изображений
Чтобы подтвердить эффективность работы нового устройства, ученые провели серию экспериментов с цилиндрическим образцом из алюминий-магниевого сплава в Центре экспериментальной механики Пермского Политеха. Предварительно они нанесли на материал контрастное покрытие, а также провели настройку и калибровку камер видеосистемы. Затем исследователи приложили к образцу минимальную нагрузку и с постоянной скоростью увеличивали ее до
высоких значений. Система регистрировала изменения на поверхности образца. В результате ученые получили диаграммы, анализ которых подтвердил наличие прерывистого пластического деформирования.
Данные эксперимента полностью совпали с теоретическими знаниями об этом сплаве.
В процессе испытаний ученые использовали оборудование Центра экспериментальной механики: универсальную двухосевую сервогидравлическую испытательную систему и бесконтактную видеосистему.
Ученые полагают, что устройство будет востребовано авиационной и автомобильной отраслях, а также строительстве, в частности в производстве металлических фюзеляжей и авиадвигателей, элементов корпуса машин и кровли зданий.
Исследователи уже получили патент на изобретение. Разработка была реализована при поддержке гранта РНФ.X
