Исследование методами неразрушающего контроля процесса накопления структурной поврежденности при усталостном разрушении сварных соединений с применением новейших подходов цифровой обработки данных.

Современные расчеты и моделирование не могут в полной мере оценить остаточный ресурс элементов конструкций, т.к. не учитывают неоднородность структуры металла и исходных механических характеристик, фактически, при этом ошибки в расчетах достигают 200%, что является обычным. В сварных соединениях имеется сильная структурная неоднородность в зоне термического влияния и остаточные напряжения, что значительно осложняет понимание процесса разрушения и тем более расчеты. Известно, что определенным стадиям разрушения при статическом и циклическом деформировании металлов соответствуют определенные этапы эволюции микроструктуры, например, изменение дислокационной структуры, образование грубых полос скольжения, фрагментация зерен, образование микротрещин и т.д. Исследование эволюции микроструктуры можно проводить с помощью структурно чувствительных методов неразрушающего контроля и современных методов цифровой обработки изображений.Данный проект направлен на поиск закономерностей изменения акустических параметров, электромагнитных свойств и микроструктурных характеристик конструкционных сталей при циклическом деформировании с целью разработки неразрушающего способа определения поврежденности на ранней стадии разрушения при силовом воздействии.Исследование микроструктуры, в том числе характеристик грубых полос скольжения, будет на оптическом микроскопе и растровом электронном микроскопе. Исследование акустических характеристик будет проводиться эхо-импульсным методом на высокоточном измерительном акустическом комплексе, что позволит провести прецизионные измерения времен распространения продольных и поперечных упругих волн и рассчитать скорости, акустическую анизотропию, коэффициент Пуассона. Применение вихретокового метода позволит выявить изменения электромагнитных характеристик материала. Исследование процесса эволюции микроструктуры на поверхности материала будет проводиться по изображениям микрошлифов с помощью передовых методов цифровой обработки с применением теории клеточных автоматов, метода нейросетевого анализа и положений из скейлинговых, фрактальных и перколяционных теорий. Будет использован оригинальный алгоритм нейросетевой классификации изображений поврежденной микроструктуры поверхности, отличающийся модифицированной архитектурой сверточной нейронной сети.Проведение совместных металлографических, ультразвуковых и вихретоковых исследований позволяет учесть комплекс структурных изменений на поверхности, в приповерхностном слое и в объеме материала, и получить более полную информацию о фактическом состоянии циклически деформируемых металлических сплавов, в том числе имеющих структурную неоднородность, связанную с локальным термическим воздействием.Успешное выполнение проекта позволит заложить фундаментальные основы для разработки методик ранней диагностики состояния металлических конструкций конкретных промышленных объектов, что значительно снизит ошибку прогнозирования.