Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Загальні роботи по техніці arrow Прилад для визначення мікромеханічних характеристик поверхневого шару матеріалів методами індентування та склерометрії
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Прилад для визначення мікромеханічних характеристик поверхневого шару матеріалів методами індентування та склерометрії

Анотації 

Закієв І.М. Прилад для визначення мікромеханічних характеристик поверхневого шару матеріалів методами індентування та склерометрії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2008.

   Дисертацію присвячено вирішенню актуальної проблеми визначення мікромеханічних характеристик локальних ділянок поверхневого шару матеріалів та виробів методами індентування та склерометрії на основі розробки багатофункціонального автоматизованого приладу та відповідного методичного забезпечення. Для забезпечення у приладі контролю та керування переміщеннями індентора розроблений електромагнітний навантажувач, призначений для перетворення сили електричного струму у механічне зусилля. Для вимірювання малих переміщень індентора розроблений індуктивний датчик, що має покращенні порівняльно з існуючими типами показники. Спроектований та випробуваний оригінальний диференціальний компенсатор шкідливих пружних зміщень конструктивних елементів приладу. Розроблено та апробовано спеціальне алгоритмічне та програмне забезпечення, яке призначене для керування режимами роботи електронних вузлів приладу, настроювання та тарирування каналу вимірювань, обробки, збереження та представлення даних вимірювання. . Розроблені методичні засади корекції діаграми вдавлювання з урахуванням особливостей початкового контакту, що забезпечує сталі значення нано- і мікротвердості при різних значеннях навантажування та глибини вдавлювання, а також на базі запропонованої моделі силового впливу на індентор розроблений метод визначення характеристики неоднорідності структурно-деформаційних властивостей матеріалу вздовж траси сканування, виключаючи вплив рельєфу поверхні.
   Ключові слова: мікро/нано індентування, склерометрія, мікромеханічні властивості, поверхневий шар, мікро/нано твердість.

Закиев И.М. Прибор для определения микромеханических характеристик поверхностного слоя материалов методами индентирования и склерометрии. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 – приборы и методы контроля и определения состава веществ. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2008.

   Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической задачи по определению микромеханических характеристик локальных участков поверхностного слоя материалов и изделий методами индентирования и склерометрии на основе разработки многофункционального автоматизированного прибора и соответствующего методического обеспечения.
   На основании анализа литературных источников установлено, что методология индентирования открывает широкие возможности изучения принципиально новых свойств материалов и контроля состояния их поверхностного слоя. Современные образцы приборов для индентирования обеспечивают очень высокую чувствительность по каналам измерения усилий и перемещений, они обладают высокой степенью автоматизации процессов управления, измерения, обработки и представления информации. Однако зарубежные образцы приборов для индентирования оснащены сложными системами защиты от внешних воздействий, имеют повышенные габаритные и весовые показатели, относительно узкий диапазон нагружения. В этой связи была разработана оригинальная конструкция универсального и малогабаритного прибора, реализующая непрерывное вдавливание и сканирование индентора в широком диапазоне усилий и перемещений (включая нанометровый), работающего в реальном масштабе времени, обладающего автоматизированной системой управления и обработки информации.
   Для обеспечения перемещений индентора разработано и конструктивно реализовано устройство (электромагнитный нагружатель) для преобразования силы электрического тока в механическое усилие. Отличительными особенностями разработанного нагружателя являются: широкий диапазон задаваемых усилий (до 30 Н); реализация бесконтактного нагружения; малая масса якоря; электромагнитное демпфирование вредных колебаний; линейная характеристика нагружения.
   Для измерения малых перемещений индентора разработан и конструктивно реализован индуктивный датчик, обладающий линейной характеристикой, большим выходным напряжением, малой чувствительностью к помехам и малым температурным дрейфом. Существенное повышение чувствительности измерений разработанным датчиком обеспечено соосным расположением плоских цилиндрических катушек с малым зазором (0,5 мм), что приводит к достаточно большому изменению индуктивности при малых перемещениях якоря.
   Чтобы исключить влияние на получаемые результаты вредных упругих смещений конструкции прибора, а также сейсмических воздействий спроектирован и опробован оригинальный компенсатор вредных смещений дифференциального типа, что позволило существенно упростить и облегчить конструкцию прибора, увеличить производительность операций испытаний. Применение дифференциального компенсатора позволяет точно идентифицировать начало касания индентором поверхности образца и адекватно производить отсчет глубины внедрения относительно его поверхности.
   Разработано и апробировано специальное алгоритмическое и программное обеспечение, которое предназначено для управления режимами работы электронных узлов, настройки и тарировки канала измерений, обработки, сохранения и представления данных измерений. Уровень автоматизации управления прибором, а также процессов регистрации, обработки и сохранения данных соответствует требованиям к многофункциональным приборам подобного класса.
   Разработан метод и реализована в программном обеспечении прибора соответствующая методика коррекции диаграммы внедрения с учетом особенностей начального контакта, заключающаяся в использовании вместо экспериментальной диаграммы внедрения квадратичной функции с коррекцией экспериментальных значений глубины внедрения. Использование данной методики обеспечивает постоянство значений нано- и микротвердости в регистрируемом диапазоне глубины внедрения и, соответственно, исключение явления масштабного эффекта твердости.
   На сновании предложенной модели силового воздействия на индентор разработан метод и реализована в программном обеспечении прибора соответствующая методика, позволяющая определять характеристики неоднородности структурно-деформационных свойств материала по трассе сканирования, исключая влияние рельефа поверхности. Данный подход, реализованный в разработанном приборе, открывает широкие возможности тестового диагностирования тонких поверхностных слоев конструкционных материалов методом царапания.
   На основании проведенных с использованием разработанного прибора испытаний получено, что данные по микромеханическим свойствам различных материалов соответствуют справочным значениям и аналогичным результатам, полученным другими авторами. Разработанный прибор обладает широкими возможностями контроля свойств различных веществ, в методиках которого реализуются процессы нагружения и измерения малых перемещений.
   Различные модификации разработанного прибора внедрены и используются для проведения научных исследований, инженерно-технических задач и в учебном процессе в ведущих научных организациях и университетах Украины: Институте электросварки им. Е. Патона и Институте проблем материаловедения им. И. Францевича НАН Украины, Национальном техническом университете Украины “КПИ”, Национальном авиационном университете.
   Ключевые слова: микро/нано индентирование, склерометрия, микромеханические свойства, поверхностный слой, микро/нано твердость.

Zakiev I.M. The instrument for determination of micro-mechenical characteristics of materials surface layer by methods of depth sensing indentation and scratch testing. – Manuscript.

Candidate’s thesis on speciality 05.11.13 – devices and methods control and matters composition determination. – National technical university of Ukraine “Kiev polytechnic institute”, Kiev, 2005.

   Thesis covers actual problem of determination of micro-mechenical characteristics on local areas of surface layer of materials and products by method of depth sensing indentation and scratch testing and problem solving on the ground of development multifunctional automated instrument and corresponding methodology. To provide indenter displacement was developed electromagnetic force actuator indented for transformation current into mechanical force. To measure indenter displacement with high resolution was developed high precision inductive sensor which has enhanced performance in comparison with existing ones. Designed and proved novel differential compensator of instrument constructional elements deflections. Designed and approved special algorithmic foundation and software for instrument controlling and calibrating, besides processing, saving and presentation of obtained data. Invented methodological foundation for load displacement diagram correction with a glance of initial contact features, this provides constant values of nano- and microhardness with different values of force and penetration depth and method of determination material inhomogeneity along scanning trace, without influence of surface profile.
   Key words: depth sensing indentation, scratch testing, micro-mechanical behaviour, surface layer, micro/nano hardness.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Прилад для визначення мікромеханічних характеристик поверхневого шару матеріалів методами індентування та склерометрії

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!