Застосування методу фрактального аналізу до вивчення зміни властивостей металу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorШтофель, О. О.
dc.contributor.authorРабкина, М. Д.
dc.date.accessioned2020-04-21T07:34:30Z
dc.date.available2020-04-21T07:34:30Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe paper describes the application of fractal analysis on the structure of high quality structural steel grade 20K example (carbon content 0.16-0.24 %), which was used for the manufacture of shells of distillation columns. All experiments were carried out at a temperature of -50 ⁰C to +50 ⁰C. By the mark of steel, the properties of the sample do not change significantly, and therefore the error of the experiment is minimized. The method of fractal analysis in works on the assessment of the quality of metal products has proven itself as a new qualitative approach, which is based on the change of the structure of the metal and is invariant under different magnifications of the photograph of the structure of the sample. The method of fractal analysis can be applied to any type and class of metal, but in previous works, this metal is chosen with a predominantly ferrite-pearlite structure. The basis for the choice of ferrite-pearlite metals is the purpose of initiating a single approach to the study of a particular type of metal using a fractal approach. The results of different types of tests are analyzed and comparative characteristics of their fractal dimensions are given. The specimens were tested for short-term tensile and shock bending. Shock bending gives the most sensitive indication of the structural state of the metal, while the short-tensile test describes the energy changes. Fractal analysis has investigated the time curves at impact and the corresponding fracture surfaces. The basic conditions for initiating a crack are averaged stress - a certain energy barrier, after which the crack itself occurs, as well as the accumulated energy of the micro-voltages. In the paper it was suggested that the main role of the manifestation of anisotropy is determined by the propagation energy and is almost independent of the energy of crack origin. Thus, the comparison of fractal dimensions of the fracture curves with the corresponding fractal dimensions of the fracture surfaces showed that the effect of rolled anisotropy takes place only at the crack propagation stage.uk
dc.description.abstractruВ работе описывается применение метода фрактального анализа на примере структуры высококачественной конструкционной углеродистой стали марки 20К (содержание углерода 0.16-0.24 %), которая использовалась для изготовления обечаек ректификационных колонн. Все эксперименты проводились при температуре от 50 ⁰С до +50 ⁰С. По марочнику стали свойства образца меняются незначительно, следовательно, и погрешность эксперимента сводится к минимальной. Метод фрактального анализа в работах по оценке качества металлопродукции зарекомендовал себя, как новый качественный подход, который базируется именно на изменении структуры металла и является инвариантным при различных увеличениях фотографии структуры образца. Метод фрактального анализа может быть применен к любому типу и классу металла, но в предыдущих работах и этой, выбран металл преимущественно феррито-перлитной структуры. В основе выбора именно феррито-перлитных металлов лежит цель установления единого подхода методом фрактального анализа к изучению определенного типа металла. В работе проанализированы результаты различных типов испытаний, представлены сравнительные характеристики их фрактальных размерностей. Проведены испытания образцов на кратковременное растяжение и ударный изгиб. Ударный изгиб дает наиболее чувствительные показатели структурного состояния металла, в то время, как испытания на кратковременный растяжение описывают энергетические изменения. Методом фрактального анализа исследованы временные кривые при ударной нагрузке и соответствующие поверхности изломов. Основной причиной возникновения трещины является усредненное напряжение - определенный энергетический барьер, после которого и возникает трещина, а также накопленная энергия микронапряжений. В работе выдвинуто предположение, что основная роль проявления анизотропии определяется энергией распространения и почти не зависит от энергии зарождения трещины. Таким образом, сопоставление фрактальных размерностей кривых разрушения с соответствующими фрактальными размерностями поверхностей изломов показали, что влияние анизотропии проката имеет место только на стадии распространения трещины, энергия зарождения трещины практически не зависит от направления проката.uk
dc.description.abstractukВ роботі описується застосування методу фрактального аналізу на прикладі структури високоякісної конструкційної вуглецевої сталі марки 20К (вміст вуглецю 0.16-0.24 %), яка використовувалась для виготовлення обичайок ректифікаційних колон. Всі експерименти проводились при температурі від -50 ⁰С до +50 ⁰С. За марочником сталі властивості зразка змінюються не суттєво, а отже і похибка експерименту зводиться до мінімальної. Метод фрактального аналізу в роботах з оцінки якості металопродукції зарекомендував себе, як новий якісний підхід, який базується саме на зміні структури металу і є інваріантним при різних збільшеннях фотографії структури зразка. Метод фрактального аналізу може бути застосований до будь якого типу та класу металу, але у попередніх роботах і в цій, обраний метал із переважно ферито-перлітною структурою. Підґрунтям вибору саме ферито-перлітних металів є мета започаткування єдиного підходу вивчення певного типу металу з використанням фрактального аналізу. У роботі проаналізовано результати різних типів випробувань, надані порівняльні характеристики їх фрактальних розмірностей. Проведено випробування зразків на короткочасний розтяг та ударний вигин. Ударний вигин дає найбільш чутливі показники щодо структурного стану металу, в той час, як випробування на короткочасний розтяг описує енергетичні зміни. Методом фрактального аналізу досліджено тимчасові криві при ударному навантаженні і відповідні поверхні зламів. Основними умовами започаткування тріщини є усереднене напруження – певний енергетичний бар’єр, після якого виникає тріщина, а також накопичена енергія мікронапружень. В роботі зроблено припущення, що основна роль прояву анізотропії визначається енергією розповсюдження і майже не залежить від енергії зародження тріщини. Таким чином, співставлення фрактальних розмірностей кривих руйнування з відповідними фрактальними розмірностями поверхонь зламів, показали, що вплив анізотропії прокату має місце лише на стадії розповсюдження тріщини, енергія зародження тріщини практично не залежить від напрямку прокату.uk
dc.format.pagerangeС. 28-33uk
dc.identifier.citationШтофель, О. О. Застосування методу фрактального аналізу до вивчення зміни властивостей металу / Штофель О. О., Рабкина М. Д. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2019. – Вип. 58(2). – С. 28-33. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.58(2).2019.189335
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32993
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2019, Вип. 58(2)uk
dc.subjectфрактальна розмірністьuk
dc.subjectанізотропія металуuk
dc.subjectповерхні руйнуванняuk
dc.subjectмеханічні випробуванняuk
dc.subjectfractal dimensionuk
dc.subjectanisotropy of a metaluk
dc.subjectsurface of destructionuk
dc.subjectmechanical testsuk
dc.subjectфрактальная размерностьuk
dc.subjectанизотропия металлаuk
dc.subjectповерхности разрушенияuk
dc.subjectмеханические испытанияuk
dc.subject.udc620.1: 54.03uk
dc.titleЗастосування методу фрактального аналізу до вивчення зміни властивостей металуuk
dc.title.alternativeApplication of the fractal analysis method to the study of changes in the metal propertiesen
dc.title.alternativeПрименение метода фрактального анализа к изучению изменения свойств металлаru
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-SPr_2019-58_P28-33.pdf
Розмір:
400.12 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 58(2)