Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2019, №01



2019 №01 (02)

DOI of Article 10.15407/tdnk2019.01.03

2019 №01 (04)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль №1, 2019, стр. 26-31
 

Новий метод та засоби фазозсувної інтерферометрії для відтворення і контролю еволюції поверхонь конструкційних матеріалів

Л.І. Муравський, Т.І. Вороняк, І.В. Стасишин

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України. 79060, м. Львів, вул. Наукова, 5. E-mail: murav@ipm.lviv.ua

Реферат:
Розроблено швидкісний метод трикрокової фазозсувної інтерферометрії з довільними фазовими зсувами опорного променя, який має низку переваг порівняно з відомими подібними методами фазозсувної інтерферометрії і, в першу чергу, не вимагає прецизійного калібрування фазозсувного пристрою та додаткової реєстрації опорного і предметного променів у інтерферометрі, а також забезпечує плавний зсув фази опорного променя. На основі методу трикрокової фазозсувної інтерферометрії створено експериментальний макет 3D профілометра, на якому апробовано нові методики відтворення рельєфу поверхні, екстрагування 3D шорсткості та хвилястості, встановлення найбільш імовірного місця старту втомної макротріщини у зразках алюмінієвого сплаву Д16Т із вирізами за циклічних навантажень та моніторингу еволюції поверхні зразків сталі У8 після наводнювання. Зокрема показано, що макротріщина з найбільшою імовірністю стартує на границі втомної зони передруйнування із того місця, де відбувається найбільший приріст шорсткості поверхні під час втомних навантажень. Під час дослідження впливу водню на рельєф поверхні зразків сталі У8 встановлено, що після насичення воднем її поверхня зазнає деформацій та на ній з’являються блістери. Під час виходу водню з матеріалу деформаційні зміни поверхні продовжуються, найінтенсивніші впродовж перших двох годин після наводнювання і суттєво сповільнюються через два тижні, а блістери збільшуються в розмірах та змінюють форму. Бібліогр. 12, рис. 6.
Ключові слова: фазозсувна інтерферометрія, опорний промінь, шорсткість поверхні, втомна макротріщина, блістери
 
Надійшла до редакції 19.02.2019
Підписано до друку 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.