ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРИ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗРЫВ Кафедра «Конструирования приборов и установок» НИЯУ МИФИ Выполняли. - презентация

1 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРИ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗРЫВ Кафедра «Конструирования приборов и установок» НИЯУ МИФИ Выполняли учащиеся 11 класса лицея 1511 НИЯУ МИФИ: Варенцов Андрей Варенцов Андрей Чуприков Александр Чуприков Александр Научный руководитель: Сурин Виталий Иванович, к.н.т., доцент Сурин Виталий Иванович, к.н.т., доцент Конкурс «ЮНИОР» 2014

2 Введение В данной работе проводилась разработка измерительного устройства для диагностирование состояния материала при растяжении с помощью электро потенциального метода, а также проведение эксперимента на разрывной машине Р-5 с целью получения данных и дальнейшей их обработки.

3 Цели работы Разработка датчика электрофизической диагностики; Исследование неоднородной деформации; Исследование неоднородной деформации; Определение значения локальной деформации при растяжении образца из стали «АРМКО»; Определение значения локальной деформации при растяжении образца из стали «АРМКО»; Обработка и анализ результатов. Обработка и анализ результатов.

4 Определения Контактная разность потенциалов – разность потенциалов, возникающая при динамическом равновесии потоков электронов, установившаяся между двумя различными материалами при соприкосновении. Неоднородная деформация – Неоднородная деформация – деформация, характеризующая напряженное состояния материала, при котором его ограниченные объемы испытывают различные напряжения или деформации.

5 ЭТАПЫ РАБОТЫ 1. Разработка системы коммутации диагностируемого сигнала 1. Разработка системы коммутации диагностируемого сигнала Разработка схема коммутации. Изготовление печатной платы. Создание программы для коммутации входного сигнала в среде Arduino IDE. Рис 1 Фрагмент кода в среде Arduino IDE

6 2. Разработка системы позиционирования датчика Макетирование печатной платы для управления шаговым двигателем. Рис 3 Монтаж электронных компонентов Рис 2 Электронное устройство в сборе

7 3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ Разводка печатной платы в программной среде Altium Designer; Изготовление печатной платы методом ЛУТ. Рис 4 Изготовление печатной платы.Рис 5-6 Сверление отверстий в печатной плате.

8 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА Режим испытаний - растяжение до разрушения; Были выбраны образцы из нелегированной стали «АРМКО»; Проведена диагностика стали «АРМКО» электропотенциальный методом; Определение локальной деформации в области образования шейки. Рис 7 Начало деформации образца Рис 8 Наблюдение образования шейки Рис 9 Разрыв образца

9 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛИ «АРМКО» Марка: Классификация :Сталь электротехническая нелегированная Свариваемость:без ограничений. Применение:для применения в магнитных цепях электрических аппаратов и приборов CSiMnSPCu до до 0.3 до 0.03 до 0.02 до 0.3 Химический состав в % материала :

10 Механическая часть прибора Шаговый двигатель с помощью передачи винт- гайка двигает датчик вдоль исследуемого образца. Рис 10 модель прибора 1 2 1)Пошаговый двигатель 2)Винт

11 Эмм )Корпус установки 2)Игры 3)Зажимы 4)Исследуемый материал 3 Иглы, являющиеся первичными преобразователями, поджаты к образцу для обеспечения надежного электрического контакта. Рис 11

12 4. Проведение экспериментальных работ Эксперимент проводился на разрывной машине Р-5. Характеристики Р-5 Рис 12 Разрывная машина Р-5

13 4. Проведение экспериментальных работ Рис Проведение экспериментов на разрывной машине Р- 5

14 5. Обработка результатов Полученные данные были обработаны в программной среде Mathcad при помощи вейвлет- преобразований для выявления общего тренда сигнала. Были построены графики локальной деформации. Рис 16 Обработанный сигнал КРП при помощи вейвлет-преобразования

15 Заключение Разработано измерительное устройство для измерения КРП, термо-ЭДС, электро-сопротивления. Проведен эксперимент на разрыв материала. Определена локальная деформация в области образования шейки методом КРП. Получен график сигнала КРП обработанный при помощи вейвлет-преобразования. Возможные перспективы: o Изучение прочностных, пластических и ползучих свойств материалов o Возможность создания новых материалов с наилучшим качеством o Для разработки новых конструкций для «ТВЕЛа» и т.д.

16 Литература Сурин В.И., Евстюхин Н.А. Электрофизические методы неразрушающего контроля и исследования реакторных материалов. Учебное пособие. М: МИФИ, 2008, 167 с. 2. Морозов А.А., Сурин В.И., Батухтин Е.А., Зорина Т.Н. Информационное обеспечение электрофизического метода исследования поверхности материалов// Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ФГУП ВИМИ, 3, 2011 г., с Дубков Б.А., Сурин В.И., Бирюков А.П. Методы статистической обработки сигналов для функциональной электрофизической диагностике материалов и изделий// Сборник аннотаций работ 11-я Курчатовская молодежная научная школа, НИЦ «Курчатовский институт», 2013 г., с

17