<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestniktgasu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1607-1859</issn><issn pub-type="epub">2310-0044</issn><publisher><publisher-name>Tomsk State University of Architecture and Building</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31675/1607-1859-2024-26-2-194-203</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">SFQVOS</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestniktgasu-1743</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>STRUCTURAL MECHANICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Эволюция полей напряжений на поверхности муфтового соединения арматурных стержней при одноосной деформации растяжением</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Stress field evolution on rebar coupling connection at uniaxial tension</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Устинов</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ustinov</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Устинов Артем Михайлович, канд. техн. наук, доцент</p><p>634003, г. Томск, пл. Соляная, 2</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Artem M. Ustinov, PhD, A/Professor</p><p>2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk</p></bio><email xlink:type="simple">ustinov_a_m@tsuab.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Клопотов</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Klopotov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Клопотов Анатолий Анатольевич, докт. физ.-мат. наук, профессор</p><p>634003, г. Томск, пл. Соляная, 2</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anatoly A. Klopotov, DSc, Professor</p><p>2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk</p></bio><email xlink:type="simple">klopotovaa@tsuab.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пляскин</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Plyaskin</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Пляскин Сергей Андреевич, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой</p><p>634003, г. Томск, пл. Соляная, 2</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrey S. Plyaskin, PhD, A/Professor</p><p>2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk</p></bio><email xlink:type="simple">Plyaskinandrei@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Волокитин</surname><given-names>Г. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Volokitin</surname><given-names>G. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Волокитин Геннадий Георгиевич, докт. техн. наук, профессор</p><p>634003, г. Томск, пл. Соляная, 2</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Gennady G. Volokitin, DSc, Professor</p><p>2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk</p></bio><email xlink:type="simple">vgg-tomsk@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Томский государственный архитектурно-строительный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Tomsk State University of Architecture and Building</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>26</day><month>04</month><year>2024</year></pub-date><volume>26</volume><issue>2</issue><fpage>194</fpage><lpage>203</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Устинов А.М., Клопотов А.А., Пляскин А.С., Волокитин Г.Г., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Устинов А.М., Клопотов А.А., Пляскин А.С., Волокитин Г.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ustinov A.M., Klopotov A.A., Plyaskin A.S., Volokitin G.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1743">https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1743</self-uri><abstract><p>Актуальность. Муфтовые соединения арматуры для фиксации стыков в строительных конструкциях широко используются на практике, и, как следствие, необходима информация об особенностях распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения при деформационных воздействиях для получения расчетных зависимостей при эксплуатации таких арматурных соединений.Цель работы – исследование напряженно-деформированного состояния стыков арматурных стержней при растяжении, натурных узлов сопряжения элементов из арматурных стержней класса А500 методом бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы с использованием метода корреляции цифровых изображений, а также изучение влияния деформационного воздействия на микроструктуру из стали марки Ст20 методом просвечивающей электронной микроскопии.Результаты. В ходе испытаний получены деформационные кривые муфтового соединения арматуры в координатах «нагрузка − перемещение» и на основе их анализа выявлены три стадии: стадия I обусловлена упругой деформацией муфтового соединения; стадия II отражает стадию параболического упрочнения; стадия III соответствует стадии, предшествующей разрушению муфтового соединения.Анализ распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения методом бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы с использованием метода корреляции цифровых изображений показал, что в каждый момент времени пластическая деформация локализована в определенных зонах на образце. Выявлено, что эволюция распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения коррелирует со стадиями на деформационной кривой.Установлено, что значение податливости исследуемого муфтового соединения арматурных стержней класса А500СП, изготовленного из бесшовной горячедеформированной трубы с наружным диаметром 51 мм и внутренним диаметром до 32 мм из стали марки Ст20, при действии растягивающей продольной силы вызывает появление напряжения в нормальном сечении арматурного стержня σ02 = 500 МПа.Электронно-микроскопические исследования арматурной стали позволили установить, что при деформации растяжением при ɛ = 0–5 % наблюдается разрушение перлита, которое сопровождается дальнейшей поляризацией дислокационной структуры. Амплитуда внутренних напряжений полей увеличивается, и при деформации ɛ = 5 % дальнодействующие напряжения σд становятся больше, чем напряжения, вызванные «лесом» дислокаций σл. Показано, что основной вклад в величину дальнодействующих напряжений и её изменение при ɛ = 5 % вносит упругая составляющая, что способствует процессу образования микротрещин.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Rebar coupling connections are widely used for joints, and it is necessary to get information about the stress field distribution on the coupling surface at uniaxial tension to characterize operation of such joints.Purpose: The aim of the work is to study the stress-strain state of rebar connections under tension, full-scale junctions of the type A500 rods, and the deformation influence on the steel microstructure of grade С1020.Methodology: Non-contact three-dimensional imaging system VIC-3D and digital image correlation and tracking for studying stress-strain state of rebar connection; transmission electron microscopy for studying the steel microstructure.Research findings: Load-displacement curves are suggested for the valve coupling, and three deformation stages are identified: 1) elastic deformation of the coupling connection, 2) parabolic hardening, 3) preceding the coupling connection destruction. The analysis of the strain field distribution on the coupling connection shows that at any time, plastic strain localizes in certain zones of the sample. The stress field evolution on the coupling connection correlates with the indicated deformation stages. The compliance of the rebar joint made of seamless hot-deformed tube with an outer and inner diameters 51 and 32 mm, respectively, made of С1020 steel grade, induces 500 MPa stress in the normal section of rebar under the tensile axial load.Value: It is shown that during uniaxial tension of 0 to 5 %, perlite fractures, which is accompanied by further polarization of the dislocation structure. The internal stress amplitude increases and at 5% tension, far-range stresses grow as compared with those induced forest dislocations. The main contribution to far-range stresses and their change at 5 % tension is made by the elastic component, that promotes to the microcrack formation.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>муфтовое соединение</kwd><kwd>деформация</kwd><kwd>деформационные поля</kwd><kwd>электронная микроскопия</kwd><kwd>оптическая система Vic-3D</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>coupling connection</kwd><kwd>deformation</kwd><kwd>strain field</kwd><kwd>electron microscopy</kwd><kwd>VIC-3D optical system</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации по проектам № FEMN-2023-0003 и №. FEMN-2022-0004.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">РД ЭО 0657-2006. Положение по применению механических соединений арматуры для железобетонных конструкций зданий и сооружений атомных станций.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Regulations on the use of mechanical rebar connections for reinforced concrete structures and nuclear power plants. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Марущак П.О., Панин С.В., Студент А.З., Овечкин Б.Б. Масштабные уровни деформации и разрушения теплостойких сталей / под ред. В.Ф. Пичугина. Томск : Изд-во ТПУ, 2013. 236 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Marushchak P.O., Panin S.V., Student A.Z., Ovechkin B.B. Deformation destruction of heat-resistant steels. Tomsk: TPU, 2013. 236 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. Москва : Наука, 1983. 280 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alyokhin V.P. Physics of strength and plasticity of surface layers of materials. Moscow: Nauka, 1983. 280 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Разумовский И.А. Развитие оптических методов механики деформируемого тела (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 10. С. 45–54.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Razumovsky I.A. Development of optical methods of deformable body mechanics (review). Zavodskaya lab. Diagnostics of materials. 2008; 74 (10): 45−54. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Третьякова Т.В. Особенности использования программного обеспечения VIC-3D, реализующего метод корреляции цифровых изображений, в приложении к исследованию полей неупругих деформаций // Вычислительная механика сплошных сред. 2014. Т. 7. № 2. С. 162–171.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tretyakova T.V. VIC-3D software for digital image correlation for inelastic deformations. Vychislitel'naya mekhanika sploshnykh sred. 2014; 7 (2): 162−171. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник ПГТУ. Механика. Пермь : Перм. ГТУ. 2011. № 2. С. 92–100.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tretyakova T.V., Tretyakov M.P., Wildeman V.E. Measurement accuracy evaluated by video system for analyzing displacement and deformation fields. Vestnik PGTU. Mekhanika. 2011; (2): 92−100. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ustinov A., Kopanitsa D., Potekaev A., Klopotov A. Distribution of local deformations on the near-surface layers and scale effects of low alloy steel specimens // AIP Conference Proceedings. 2015. V. 1683. 020233.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ustinov A., Kopanitsa D., Potekaev A., Klopotov A. Distribution of local deformations on the near-surface layers and scale effects of low alloy steel specimens. AIP Conference Proceedings. 2015; 1683. 020233.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kopanitsa D.G., Ustinov A.M., Potekaev A.I., Klopotov А.А., Kopanitsa G.D. Macro-carriers of Plastic Deformation of Steel Surface Layers Detected by Digital Image Correlation // Advanced Materials in Technology and Construction (AMTC-2015) AIP Conf. Proc. 1698, 030014-1–030014-8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kopanitsa D.G., Ustinov A.M., Potekaev A.I., Klopotov А.А., Kopanitsa G.D. Macro-carriers of plastic deformation of steel surface layers detected by digital image correlation. Advanced Materials in Technology and Construction. AIP Conf. Proc. 1698, 030014-1–030014-8.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов. Москва : Наука, 1992. 159 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova B.C. Synergetics. Strength and fracture of metal materials. Moscow: Nauka, 1992. 159 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Козлов Э.В., Попова Н.А., Игнатенко Л.Н., Теплякова Л.А. Субструктурные и карбидные превращения при пластической деформации в отпущенной хромоникелевой мартенситной стали // Известия вузов. Физика. 1992. № 12. С.25–32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kozlov E.V., Popova N.A., Ignatenko L.N., Teplyakova L.A. Substructural and carbide transformations during plastic strain of tempered chromium-nickel martensitic steel. Izvestiya vuzov. Fizika. 1992; (12): 25−32. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Козлов Э.В., Попова Н.А., Игнатенко Л.Н., Теплякова Л.А., Клопотов А.А. Закономерности субструктурно-фазовых превращений при пластической деформации мартенситной стали // Известия вузов. Физика. 1994. № 4. С. 52–60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kozlov E.V., Popova N.A., Ignatenko L.N., Teplyakova L.A., Klopotov A.A. Structure and phase transformations during plastic strain of martensitic steel. Izvestiya vuzov. Fizika. 1994; (4): 52−60. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Козлов Э.В., Попова Н.А., Игнатенко Л.Н., Теплякова Л.А., Клопотов А.А., Конева Н.А. Влияние типа субструктуры на перераспределение углерода в стали мартенситного класса в ходе пластической деформации // Известия вузов. Физика. 2002. № 3. С. 72–86.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kozlov E.V., Popova N.A., Ignatenko L.N., Teplyakova L.A., Klopotov A.A., Koneva N.A. Influence of substructure type on carbon redistribution in martensitic steel during plastic strain. Izvestiya vuzov. Fizika. 2002; (3):72−86. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
