vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-290Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONЭкспериментальные исследования упруго-пластической деформации клеевых соединений методом корреляции цифровых изображенийDigital Image Correlation of Elasto-Plastic Deformation of Adhesive BondingФедоровВиктор СергеевичFedorovViktor S.fvs_skzs@mail.ruКопаницаДмитрий ГеоргиевичKopanitsaDmitrii G.noemail@neicon.ruКлопотовАнатолий АнатольевичKlopotovAnatolii A.klopotovaa@tsuab.ruАбзаевЮрий АфанасьевичAbzaevYurii A.abzaev@tsuab.ruУстиновАртем МихайловичUstinovArtem M.artemustinov@bk.ruДанильсонАртем ИвановичDanil''sonArtem I.danilson_ai@mail.ruКошкоБогдан ОлеговичKoshkoBogdan O.koshkobogdan@mail.ruМосковский государственный университет путей сообщенияРоссияMoscow State University of Railway EngineeringRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation201721022018027997Copyright © Федоров В.С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А., Абзаев Ю.А., Устинов А.М., Данильсон А.И., Кошко Б.О., 20182018Федоров В.С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А., Абзаев Ю.А., Устинов А.М., Данильсон А.И., Кошко Б.О.Fedorov V.S., Kopanitsa D.G., Klopotov A.A., Abzaev Y.A., Ustinov A.M., Danil''son A.I., Koshko B.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/290

Приведены результаты экспериментальных исследований, полученных при использовании оптической измерительной системой VIC-3D, клеевых соединений сталь/угле­волокно на осевое и внецентренное растяжение, а также сдвиг. Проанализировано изменение распределения изополей деформаций в приповерхностных слоях клеевых соединений. Установлена корреляция между стадиями на деформационных кривых и картинами эволюции пространственных структурных элементов. В результате выявлено, что пространственные структурные элементы изменялись от хаотических, на упругой стадии деформирования, к локализованным, на упруго-пластических стадиях.

This paper presents experimental results obtained for axial, eccentric tension and shear tests for steel/carbon fiber adhesive bonding using VIC-3D digital optical system. A change of deformation isofields in the surface layers of the samples is shown in this paper. The correlation is detected between the stages on the deformation curves and evolution patterns of spatial structural elements. It is shown that spatial structural elements change from chaotic at the elastic stage to local at elastoplastic stage of deformation.

клеевое соединениенапряженно-деформированное состояниекорреляция цифровых изображенийуглеродная тканьстальadhesive bondingstress-strain statedigital image correlationcarbon fabricssteelReferencesСтруктура зерен поликристаллического агрегата мезо- и микроуровня, соотношение Холла - Петча и стадии деформационного упрочнения / Э.В. Козлов, Н.А. Конева, Н.А. Смирнов, Н.А. Попова, А.Н. Жданов. - Барнаул : Изд-во АГТУ, 2008. -76 с.Kozlov E.V., Koneva N.A, Smirnov N.A., Popova N.A., Zhdanov A.N. Struktura zeren polikristallicheskogo agregata mezo- i mikrourovnya, sootnoshenie Kholla-Petcha i stadii deformatsionnogo uprochneniya [The structure of polycrystalline grains at meso and micro level, Hall-Petch relationship and stages of strain hardening]. Barnaul: ASTU Publ., 2008. 76 p. (rus)Особенности переориентации кристаллической решетки и механизм локализации деформации в высокоазотистых аустенитных сталях в условиях их фазовой нестабильности в полях неоднородных напряжений / И.Ю. Литовченко, А.Н. Тюменцев, Ю.П. Пинжин [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т. 3. - № 3. - С. 5-14.Litovchenko I.Yu., Tyumentsev A.N., Pinzhin Yu.P., et al. Osobennosti pereorientatsii kristallicheskoi reshetki i mekhanizm lokalizatsii deformatsii v vysokoazotistykh austenitnykh stalyakh v usloviyakh ikh fazovoi nestabil'nosti v polyakh neodnorodnykh napryazhenii [Crystal lattice reorientation and deformation localization in high-nitrogen austenitic steels in terms of phase instability in nonuniform stress fields]. Fizicheskaya mezomekhanika [Physical Mesomechanics]. 2000. V. 3. No. 3. Pp. 5–14. (rus)Новая мода мезоуровня деформации и переориентации кристаллической решётки механизмами локальных фазовых превращений в полях напряжений / А.Н. Тюменцев, И.Ю. Литовченко, Ю.П. Пинжин, А.Д. Коротаев [и др.] // Вопросы материаловедения. - 2002. - № 1 (29). - С. 314-335.Tyumentsev A.N., Litovchenko I.Yu., Pinzhin Yu.P., Korotaev A.D., et al. Novaya moda mezourovnya deformatsii i pereorientatsii kristallicheskoi reshetki mekhanizmami lokal'nykh fazovykh prevrashchenii v polyakh napryazhenii [New mode of meso-level deformation and crystal lattice reorientation by local phase transformation in stress fields]. Voprosy materialovedeniya [Inorganic Materials: Applied Research]. 2002. No. 1 (29). Pp. 314–335 (rus)Панин, В.Е. Многоуровневая модель деформируемого поликристалла. Проблема Холла - Петча / В.Е. Панин, Д.Д. Моисеенко, Т.Ф. Елсукова // Физическая мезомеханика. - 2013. - Т. 16. - № 4. - С. 15-28.Panin V.E., Moiseenko D.D., Elsukova T.F. Mnogourovnevaya model' deformiruemogo polikristalla. Problema Kholla-Petcha [Multilevel model of deformed polycrystal. Hall-Petch problem]. Fizicheskaya mezomekhanika [Physical Mesomechanics]. 2013. V. 16, No. 4. Pp. 15–28. (rus)Новый механизм локализации деформации в аустенитных сталях. II. Влияние двойникования на закономерности переориентации кристаллической решетки в полосах локализации деформации / А.Н. Тюменцев, И.Ю. Литовченко, Ю.П. Пинжин, А.Д. Коротаев [и др.] // Физика металлов и металловедение. - 2003. - Т. 95. - № 3. - С. 88-96.Tyumentsev A.N., Litovchenko I.Yu., Pinzhin Yu.P., Korotaev A.D., et al. Novyi mekhanizm lokalizatsii deformatsii v austenitnykh stalyakh. II. Vliyanie dvoinikovaniya na zakonomernosti pereorientatsii kristallicheskoi reshetki v polosakh lokalizatsii deformatsii [New mechanism of strain localization in austenitic steels. II. Twinning impact on crystal lattice reorientation in strain localization bands]. Fizika metallov i metallovedenie [Physics of Metals and Metallography]. 2003. V. 95. No. 3. Pp. 88–96. (rus)Масштабные уровни деформации и разрушения теплостойких сталей / П.О. Марушак, С.В. Панин, А.З. Студент, Б.Б. Овечкин. - Томск : ТПУ, 2013. - 236 с.Marushak P.O., Panin S.V., Student A.Z., Ovechkin B.B. Masshtabnye urovni deformatsii i razrusheniya teplostoikikh stalei [Scale levels of deformation and destruction of heat-resistant steels]. Tomsk: TPU Publ., 2013. 236 p. (rus)Влияние структурного состояния поверхностных слоев образцов технического титана на их усталостную долговечность и механизмы усталостного разрушения / В.Е. Панин, Т.Ф. Елсукова, Ю.Ф. Попкова, Ю.И. Почивалов, Сундер Рамасуббу // Физическая мезомеханика. - 2014. - Т. 17. - № 4. - С. 5-12.Panin V.E., Elsukova T.F., Popkova Yu.F., Pochivalov Yu.I., Sunder Ramasubbu. Vliyanie strukturnogo sostoyaniya poverkhnostnykh sloev obraztsov tekhnicheskogo titana na ikh ustalostnuyu dolgovechnost' i mekhanizmy ustalostnogo razrusheniya [Structural state impact of surface layers of commercial titanium on fatigue life and failure mechanisms]. Fizicheskaya mezomekhanika [Physical Mesomechanics]. 2014. V. 17. No. 4. Pp. 5–12. (rus)Панин, В.Е. Современные проблемы пластичности и прочности твердых тел / В.Е. Панин // Известия вузов. Физика. - 1998. - № 1. - С. 7-34.Panin V.E. Sovremennye problemy plastichnosti i prochnosti tverdykh tel [Modern problems of plasticity and strength of solids]. Izv. vuzov. Fizika [Russian Physics Journal]. 1998. No. 1. Pp. 7–34. (rus)Закономерности развития и локализации пластической деформации на поверхности металлических образцов в слоистом композите металл / клей / углеволокно / А.М. Устинов, Д.Г. Копаница, Б.О. Кошко, А.А. Клопотов // Материалы и технологии новых поколений в современном материаловедении : сб. трудов Международной конференции. - Томск : ТПУ, 2015. - С. 21-24.Ustinov A.M., Kopanitsa D. G., Koshko B.O., Klopotov A.A. Zakonomernosti razvitiya i lokalizatsii plasticheskoi deformatsii na poverkhnosti metallicheskikh obraztsov v sloistom kompozite metall / klei / uglevolokno [Development and localization of plastic deformation on metal surface in a layered composite metal/adhesive/carbon fiber]. Proc. Int. Sci. Conf. ‘Materials and Technologies of New Generation of Material Science’. Tomsk: TPU Publ., 2015. Pp. 21–24. (rus)Третьякова, Т.В. Особенности использования программного обеспечения VIC-3D, реализующего метод корреляции цифровых изображений, в приложении к исследованию полей неупругих деформаций / Т.В. Третьякова // Вычислительная механика сплошных сред. - 2014. - Т. 7. - № 2. - С. 162-171.Tret'yakova T.V. Osobennosti ispol'zovaniya programmnogo obespecheniya VIC-3D, realizuyushchego metod korrelyatsii tsifrovykh izobrazhenii, v prilozhenii k issledovaniyu polei neuprugikh deformatsii [VIC-3D software implementation for digital image correlation method used in inelastic deformation field]. Vychislitel'naya mekhanika sploshnykh sred [Computational Continuum Mechanics]. 2014. V. 7. No. 2. Pp. 162–171. (rus)Третьякова, Т.В. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций / Т.В. Третьякова, М.П. Третьяков, В.Э. Вильдеман // Вестник ПГТУ. Механика. - 2011. - № 2. - С. 92-100.Tret'yakova T.V., Tret'yakov M.P., Vil'deman V.E. Otsenka tochnosti izmerenii s ispol'zovaniem videosistemy analiza polei peremeshchenii i deformatsii [Evaluation of measurement accuracy using field and strain analysis video systems]. PNRPU Mechanics Bulletin. 2011. No. 2. Pp. 92–100. (rus)Distribution of local deformations on the near-surface layers and scale effects of lowalloy steel specimens / A. Ustinov, D. Kopanitsa, A. Potekaev, A. Klopotov // AIP Conference Proceedings. - 2015. - V. 1683. - 020233.Ustinov A., Kopanitsa D., Potekaev A., Klopotov A. Distribution of local deformations on the near-surface layers and scale effects of low-alloyed steel specimens. AIP Conference Proceedings. 2015. V. 1683. 020233.Эволюция структурных элементов деформации в приповерхностных слоях образов из низколегированной стали / Д.Г. Копаница, А.М. Устинов, А.И. Потекаев, А.А. Клопотов // Современные проблемы теории машин : материалы Третьей Международной заочной научно-практической конференции. - Новокузнецк : Изд-во СибГИУ, 2015. - С. 218-223.Kopanitsa D.G., Ustinov A.M., Potekaev A.I., Klopotov A.A. Evolyutsiya strukturnykh elementov deformatsii v pripoverkhnostnykh sloyakh obrazov iz nizkolegirovannoi stali [Evolution of structural elements of deformation in surface layers of low-alloyed steel]. Proc. 3rd Int. Sci. Conf. ‘Modern Problems of Theory of Machines and Mechanisms’. Novokuznetsk: SibGIU Publ., 2015. Pp. 218–223. (rus)Macro-carriers of plastic deformation of steel Surface layers detected by digital image correlation / D.G. Kopanitsa, A.I. Potekaev, A.A. Klopotov, G.D. Kopanitsa // Advanced materials in technology and construction (AMTC-2015) : Proceedings of the II All-Russian Scientific Conference of Young Scientists «Advanced Materials in Technology and Construction». - Volume number: 1698, 030014, 2016. - P. 030014-1-030014-8.Kopanitsa D.G., Potekaev A.I., Klopotov A.A., Kopanitsa G.D. Macro-carriers of plastic deformation of steel Surface layers detected by digital image correlation. Proc. 2nd All-Rus. Sci. Conf. of Young Scientists ‘Advanced Materials in Technology and Construction’. 2016. V. 1698. 030014. Pp. 030014-1–030014-8.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.