vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2018-20-5-101-110vestniktgasu-476Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ СТАЛЬНОМ СТЕРЖНЕ НА ОСНОВЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МЕТОДОМ КОРРЕЛЯЦИИ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙDEFORMATION DISTRIBUTION DURING MECHANICAL TESTS OF CYLINDRICAL STEEL ROD USING DIGITAL IMAGE CORRELATIONПляскинА. С.PlyaskinA. S.

канд. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

Plyaskinandrei@mail.ruКлопотовА. А.KlopotovA. A.

докт. физ.-мат. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

klopotovaa@tsuab.ruПотекаевА. И.PotekaevA. I.

докт. физ.-мат. наук, профессор

634050, г. Томск, пр. Ленина, 36

DSc, Professor

36, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia

Potekaev@spti.tsu.ruКошкоБ. О.KoshkoB. O.

магистрант

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Student

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

koshkobogdan@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университет, Национальный исследовательский Томский государственный университетРоссияTomsk State University of Architecture and Building National Research Tomsk State UniversityRussian FederationНациональный исследовательский Томский государственный университетРоссияNational Research Tomsk State UniversityRussian Federation20182910201805101110Copyright © Пляскин А.С., Клопотов А.А., Потекаев А.И., Кошко Б.О., 20182018Пляскин А.С., Клопотов А.А., Потекаев А.И., Кошко Б.О.Plyaskin A.S., Klopotov A.A., Potekaev 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/476

Представлены результаты исследования in situ эволюции полей деформаций при сжатии цилиндрических стальных стержней на мезо- и макромасштабном уровнях методом корреляции цифровых изображений. Установлена эволюция распределений локализованных областей деформации на поверхности при сжатии цилиндрических стальных стержней на II и III стадиях. Выявлено, что изменение деформационных картин на поверхности при сжатии цилиндрических стальных стержней коррелирует со стадиями на деформационных кривых «напряжение – деформация» и отражает смену механизмов деформации. Исследования динамических параметров сжатых цилиндрических стержней показали, что с ростом сжимающих напряжений наблюдается нелинейное увеличение значений частот собственных колебаний образцов, которое коррелирует со стадиями на деформационной кривой.

This paper presents in situ investigations of the deformation field distribution during compression of cylindrical steel rods at meso and macroscale levels using digital image correlation. The distribution of localized deformation areas on the surface is studied during compressive tests of cylindrical steel rods at stages II and III. It is shown that the change in the deformation patterns on the surface during the compression of cylindrical steel rods correlates with the stress-strain curves and reflects the change in the deformation mechanisms. A study of the dynamic parameters of compressed cylindrical rods shows that with increasing compressive stresses a nonlinear increase is observed in the eigen-frequency of the samples, which correlates with stages on the deformation curve.

деформация сжатиемстальные стержнидеформационные кривыелокализация пластической деформацииcompressive deformationsteel roddeformation curvelocalized plastic deformationReferencesРиз П.М. Деформация стержней, закрученных и слабоизогнутых в ненапряженном состоянии // Труды ЦАГИ. 1940. Вып. 471. 27 с.Riz P.M. Deformacija sterzhnej, zakruchennyh i slaboizognutyh v ne naprjazhennom sostojanii [Deformation of rods, twisted and slightly bent in the non-stressed state]. Trudy TsAGI. 1940. No. 471. 27 p. (rus)Биценко К.Б., Граммель Р. Техническая динамика // ГТТЛ. 1952. Т. 2. 220 с.Bicenko K.B., Grammel' R. Tehnicheskaja dinamika [Technical dynamics]. GTTL. 1952. V. 2. 220 p. (rus)Меерович И.И. Распределение напряжений в компрессорных лопатках при колебаниях. М.: Оборонгиз, 1961. 108 с.Meerovich I.I. Raspredelenie naprjazhenij v kompressornyh lopatkah pri kolebanijah [Stress distribution in compressor blades due to oscillations]. Moscow: Oborongiz, 1961. 108 p. (rus)Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. 444 с.Timoshenko S.P. Kolebanija v inzhenernom dele [Oscilations in engineering studies]. Moscow: Nauka, 1967. 444 p. (rus)Биргер И.А., Пановко Я.Г. Прочность, устойчивость, колебания: Т. 1–3. М.: Машиностроение, 1968.Birger I.A., Panovko Ja.G. Prochnost', ustojchivost', kolebanija [Strength, stability, fluctuations]. V. 1–3. Moscow: Mashinostroenie, 1968. (rus)Хронин Д.В. Теория и расчет колебаний в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 412 с.Hronin D.V. Teorija i raschet kolebanij v dvigateljah letatel'nyh apparatov [Theory and calculation of oscillations in aircraft engines]. Moscow: Mashinostroenie, 1970. 412 p. (rus)Воробьев Ю.С., Шорр Б.Ф. Теория закрученных стержней. Киев: Наук. думка, 1983. 188 с.Vorob'ev Ju.S., Shorr B.F. Teorija zakruchennyh sterzhnej [Theory of twisted rods]. Kiev: Naukova Dumka, 1983. 188 p. (rus)Биргер И.А. [и др.]. Расчет на прочность деталей машин: справочник. М.: Машиностроение, 1993. 640 с.Birger I.A., et al. Raschet na prochnost' detalej mashin: Spravochnik [Handbook on strength analysis of machine parts]. Moscow: Mashinostroenie, 1993. 640 p. (rus)Kopanitsa D.G., Ustinov A.M., Potekaev A.I., Klopotov A.A., Marchenko E.S. Condensed-state physics changes in the stress-strain states of subsurface layers of steel during loading // Russian Physics Journal. 2018. V. 60. № 9. Р. 1577–1585.Kopanitsa D.G., Ustinov A.M., Potekaev A.I., Klopotov A.A., Marchenko E.S. Condensed-state physics changes in the stress-strain states of subsurface layers of steel during loading. Russian Physics Journal. 2018. V. 60. No. 9. Р. 1577–1585.Ustinov A., Klopotov A., Potekaev A., Plevkov V., Marchenko Е. Evolution of the reinforced I-beam strain state // MATEC Web of Conferences. 2018. 143. 01017.Ustinov A., Klopotov A., Potekaev A., Plevkov V., Marchenko Е. Evolution of the reinforced I-beam strain state. MATEC Web of Conferences. 2018. V. 143. P. 01017.Устинов А.М., Клопотов А.А., Потекаев А.И., Абзаев Ю.А., Плевков В.С. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев углепластика при осевом растяжении методом корреляции цифровых изображений // Известия Алтайского государственного университета. 2018. № 1. С. 58–69.Ustinov A.M., Klopotov A.A., Potekaev A.I., Abzaev Ju.A., Plevkov V.S. Jeksperimental'noe issledovanie naprjazhenno-deformirovannogo sostojanija poverhnostnyh sloev ugleplastika pri osevom rastjazhenii metodom korreljacii cifrovyh izobrazhenij [Experimental study of stressstrain state of carbon fiber surface layers with axial tension using digital image correlation]. Izvestija Altajskogo gosudarstvennogo universiteta. 2018. No. 1. Pp. 58–69. (rus)Федоров В.С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А. [и др.]. Экспериментальные исследования упруго-пластической деформации клеевых соединений методом корреляции цифровых изображений // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 2. С. 79–97.Fedorov V.S., Kopanica D.G., Klopotov A.A., et al. Jeksperimental'nye issledovanija uprugoplasticheskoj deformacii kleevyh soedinenij metodom korreljacii cifrovyh izobrazhenij [Digital image correlation of elasto-plastic deformation of adhesive bonding]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 2. Pp. 79–97. (rus)Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Панин А. В, Моисеенко Д.Д. Природа локализации пластической деформации твердых тел // Журнал технической физики. 2007. T. 77. Вып. 8. C. 62–70.Panin V.E., Egorushkin V.E., Panin A.V, Moiseenko D.D. Priroda lokalizacii plasticheskoj deformacii tverdyh tel [The nature of localized plastic deformation of solids]. Zhurnal tehnicheskoj fiziki. 2007. V. 77. No. 8. Pp. 62–70. (rus)Конева Н.А., Тришкина Л.И., Потекаев А.И., Козлов Э.В. Структурно-фазовые превращения в слабоустойчивых состояниях металлических систем при термосиловом воздействии. Томск: НТЛ, 2015. 344 с.Koneva N.A., Trishkina L.I., Potekaev A.I., Kozlov Je.V. Strukturno-fazovye prevrashhenija v slaboustojchivyh sostojanijah metallicheskih sistem pri termosilovom vozdejstvii [Structure and phase transformation in weakly stable states of metallic systems under thermal exposure]. Tomsk: NTL, 2015. 344 p. (rus)

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