Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2019, №01



2019 №01 (02)

DOI of Article 10.15407/tdnk2019.01.03

2019 №01 (04)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль №1, 2019, стр. 26-31
 

Новый метод и средства фазосдвигающей интерферометрии для воспроизведения и контроля эволюции поверхностей конструкционных материалов

Л.И. Муравский, Т.И. Вороняк, И.В. Стасишин

Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко НАН Украины. 79060, г. Львов, ул. Научная, 5. E-mail: murav@ipm.lviv.ua

Реферат:
Разработан скоростной метод тришаговой фазосдвигающей интерферометрии с произвольными фазовыми сдвигами опорного луча, имеющий ряд преимуществ по сравнению с известными подобными методами фазосдвигающей интерферометрии и, в первую очередь, не требует прецизионной калибровки фазосдвигающего устройства и дополнительной регистрации опорного и предметного лучей в интерферометре, а также обеспечивает плавный сдвиг фазы опорного луча. На основании метода тришаговой фазосдвигающей интерферометрии создан экспериментальный макет 3D профилометра, на котором апробированы новые методики воспроизведения рельєфа поверхности, екстрагирования 3D шероховатости и волнистости, установления наиболее вероятного места старта усталостной макротрещины в образцах алюминиевого сплава Д16Т с вырезами при циклических нагрузках и мониторинга эволюции поверхности образцов стали У8 после гидрогенизации. В частности, показано, что макротрещина с наибольшей вероятностью стартует на границе усталостной зоны предразрушения с того места, где происходит наибольшее приращение шероховатости поверхности при усталостных нагрузках. При исследовании влияния водорода на рельеф поверхности образцов стали У8 установлено, что после насыщения водородом ее поверхность деформируется и на ней появляются блистеры. При выходе водорода из материала деформационные изменения продолжаются, причем наиболее интенсивные происходят в течение первых двух часов после гидрогенизации, и существенно замедляются через две недели, а блистеры увеличиваются в размерах и изменяют форму. Бибиогр. 12, рис. 6.
Ключевые слова: фазосдвигающая интерферометрия, опорный луч, шероховатость поверхности, усталостная макротрещина, блистеры
 
Надійшла до редакції 19.02.2019
Подписано к печати 06.03.2019

1. Schreiber H., Brunning J.H. (2007) Phase shifting interferometry. Optical Shop Testing. D. Malacara (Ed.). Hoboken, NJ, John Wiley & Sons. Chapter 14, рр. 547–666.
2. Лобанов Л.М., Муравський Л.І., Півторак В.А., Вороняк Т.І. (2017) Моніторинг напруженого стану елементів конструкцій з використанням електромагнітних хвиль оптичного діапазону. Т. 3. Технічна діагностика матеріалів і конструкцій. Довідн. пос. у 8-ми т. Назарчук З.Т. (ред.). Львів, Простір-М.
3. Schmit J., Creath K., Wyant J.C. (2007) Surface profilers, multiple wavelength, and white light interferometry. Optical Shop Testing. D. Malacara (Ed.). Hoboken, NJ, John Wiley & Sons, Chapter 15, рр. 667–755.
4. Muravsky L.I., Kmet’ A.B., Stasyshyn I.V. et al. (2018) Three-step interferometric method with blind phase shifts by use of interframe correlation between interferograms.Opt. Lasers Eng., 105, 27–34.
5. Ostash O.P., Panasyuk V.V. (2001) Fatigue process zone at notches. Int. J. Fatigue, 23, 7, 627–636.
6. Ostash O.P. (2006) New approaches in fatigue fracture mechanics. Materials Science, 42, 1, 5–19.
7. Muravsky L.I., Picart P., Kmet’ A.B. et al. (2016) Evaluation of fatigue process zone dimensions in notched specimens by two-step phase shifting interferometry technique. Opt. Eng., 55, 10, 104108 – 1–9.
8. Arola D., Williams C.L. (2002) Estimating the fatigue stress concentration factor of machined surfaces. Int. J. Fatigue, 24, 9, 923–930.
9. Suraratchai M., Limido J., Marbu C., Chieragatti R. (2008) Modelling the influence of machined surface roughness on the fatigue life of aluminium alloy. Ibid, 30, 12, 2119–2126.
10. Chan K.S., Tian J.W., Yang B., Liaw P.K. (2009) Evolution of slip morphology and fatigue crack initiation in surface grains of Ni200. Metall. Mater. Trans. A, 40, 11, 2545–2556.
11. Mitsushima S., Takakuwa Y., Nagasava K. et al. (2016) Membrane electrolysis of toluene hydrogenation with water decomposition for energy carrier synthesis. Electrocatalysis, 7, 2, 127–131.
12. Kanezaki T., Narazaki C., Mine Y. et al. (2008) Effects of hydrogen on fatigue crack growth behavior of austenitic stainless steels. Int. J. Hydrog. Energy, 33, 10, 2604–2619.