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

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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 :

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

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

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

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

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

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.

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