Georgii Pisarenko

To estimate the degree of damage to a material subjected to cyclic loading at stresses above the endurance limit, a technique has been proposed for analyzing speckle images of the material surface at the stage of diffuse accumulation of fatigue damage using neural networks. The microdeformation density of the specimen surface was quantitatively estimated by non-contact speckle interferometry. In the process of loading, an image of speckle structure in the initial state and before fatigue crack nucleation with a certain periodicity was recorded. Two classes of images are distinguished for damage accumulation analysis. The first one is the images corresponding to damage accumulation up to 10% of durability, the second one – more than 90%. The configuration of the network after its training makes it possible to determine to which class the speckle-structure images of the material belong during the accumulation of fatigue damage.

У даній роботі для дослідження кіне-тики пошкодження зразків металоконструкцій вико-ристано метод, згідно з яким локальну зону поверхні контрольованого об’єкта сканують пружною хвилею, створюваною у матеріалі від резонансного високочас-тотного збудження стержневого п’єзодатчика, та ре-єструють зсув фаз внаслідок взаємодії зондувальної хвилі з пошкодженими локальними елементами стру-ктури зразка. Результати досліджень показали, що протягом циклічного навантажування полікристаліч-ний матеріал виявляє динамічну нестійкість структу-ри, характерну для багаторівневої дисипативної сис-теми, що виявляється у структурних змінах полікрис-талічного матеріалу, які визначають його граничний стан.Для визначення мікродеформаційного стану по-верхневого шару конструкційного матеріалу викорис-тано статистичний аналіз фрактальних властивостей нелокалізованого пошкодження на діаграмах зсуву фаз амплітуд напружень циклічного навантажування та механічних деформацій локальних елементів пове-рхні у точках контактної взаємодії з коливально сис-темою вібродатчика за послідовного сканування по-верхні матеріалу. Показник Херста H діаграми, що у подвійних логарифмічних координатах відповідає куту нахилу прямої (у радіанах), яка апроксимує діаг-раму, дозволяє зробити висновок про поточний стан фрактальної розмірности структури локальних на-пружень, а отже про ступінь хаотичності мікродефор-маційного стану поверхні конструкційного матеріалу внаслідок дії силового навантаження.З метою відстеження пошкодженості на ранніх стадіях експлуатації металоконструкції розроблено експериментально-інформаційну систему аналізу кількісних характеристик розсіяного пошкодження пружнопластичного матеріалу методом когерентно-оптичного сканування деформованої поверхні з виок-ремівністю 0,2 мкм/піксель.У результаті аналізу отриманих характеристик пошкодження поверхневого шару аустенітної сталі Х18Н10Т за монотонного розтягування встановлено, що закономірності розвитку мікропластичних дефор-мацій поверхні зразків виявляють властивості кореля-ційної зв'язку з кінетикою статистичних характерис-тик спекл-структури когерентного проміння, відбито-го від поверхні аналізованого об'єкта.