Вильдеман В.Э. Исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях

Пермский национальный исследовательский
политехнический университет
ЦЕНТР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕХАНИКИ
Вильдеман В.Э.
Исследования свойств материалов
при сложных термомеханических воздействиях
на базе Центра экспериментальной механики
ПНИПУ
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
О Б Щ А Я Х А РА К Т Е Р И С Т И К А , Ц Е Л Ь С О З Д А Н И Я
Создан в 2009 году для достижения целей ИОП в рамках национального проекта
«Образование», пополнялся в дальнейшем за счет средств Национального
исследовательского университета
Обеспечение эффективного использования уникального,
Основная
дорогостоящего оборудования для проведения
фундаментальных и прикладных исследований, повышения
цель
качества образования и подготовки научных кадров
Уникальный комплекс испытательных машин и измерительных систем признанных
мировых лидеров в отрасли испытания материалов для исследования механических
свойств материалов и элементов конструкций в широком диапазоне параметров
внешних воздействий
Опыт работы
̶ Выполнение проектов по постановлениям правительства, грантов РФФИ и ФЦП
̶ Сотрудничество с более чем 20 промышленными и научными организациями
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
ОСНАЩЕННОСТЬ
9 испытательных машин:
сервогидравлические (2), электромеханические (3),
электродинамические (2), ударная (1),
сервоэлектрическая ТМУ (1)
14 экстензометров:
осевые, двухосевые,
двухосевые растяжениекручение,
высокотемпературные,
беcконтактные видео
Испытательное
оборудование
Бесконтактная трехмерная
видеосистема анализа
деформаций Vic-3D
Более 20 специальных
устройств (захваты и
приспособления):
для испытаний волокон,
тканей, композитов,
конструкций
Акустико-эмиссионная
система Vallen AMSY-6
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
1. Сервогидр. испытательная система Instron 8801;
Квазистатические испытания на растяжение, сжатие, изгиб;
нагрузка до ±100 kН; скорость от 0,1 мм/мин до 240 мм/сек;
испытания на усталость с различной формой цикла и частотой до
30 Гц;
испытания на малоцикловую усталость,
трещиностойкость,
циклическую трещиностойкость;
трехзонная высокотемпературная печь
от +300 до +1000ºС.
Квазистатические испытания на растяжение,
сжатие, кручение, изгиб и комбинированное
нагружение;
усилие до ±100 kН; момент до ±1000 Нм;
скорость от 0,1 мм/мин до 240 мм/сек;
произвольная форма цикла с частотой до 30 Гц
2. Сервогидр. двухосевая испыт. система Instron 8850
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
3. Электромеханическая испытательная
система Instron 5882;
Квазистатические испытания на растяжение, сжатие,
изгиб;
осевая нагрузка до ±100 кН;
скорость от 0,001 до 500 мм/мин;
термокамера: −100 до +350ºС,
бесконтактный видеоэкстензометр
Instron AVE
Квазистатические испытания на
растяжение, сжатие, изгиб;
регистрация усилия: ± 0,05 Н до 5 кН;
скорость от 0,001 до 3000 мм/мин;
бесконтактный видеоэкстензометр
Instron AVE
4. Электромеханическая испытательная
система Instron 5965;
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
5. Электродинамическая система Instron ElectroPuls
E3000;
Квазистатические испытания на растяжение, сжатие, изгиб;
осевая нагрузка до ±2,1 кН; в динамическом режиме до ±3кН;
скорость от 0,05 до 200 мм/мин;
циклические воздействия
с произвольной формой волны
с частотой до 200 Гц;
термокамера: -70 до +350ºС
Квазистатические испытания на растяжение,
сжатие, изгиб, кручение, комбинированные
растяжение-сжатие с кручением;
усилие до ±10 kН; момент до ±100 Нм;
циклические воздействия с произвольной
формой волны с частотой до 100 Гц;
скорость от 0,05 до 200 мм/мин;
термокамера: -70 до +250ºС.
6. Электродинамическая двухосевая система
Instron ElectroPuls E10000
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
7. Ударный стенд-копер CEAST 9350;
Энергия удара от 0,59 до 1800 Дж;
скорость удара от 0,77 до 24 м/сек;
высота падения груза (имитация) от 0,03 до 29.4 м;
падающий груз от 2.00 до 70.0 кг;
термокамера: −70 до +150ºС
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
8. Электромеханическая система Instron 5989;
Квазистатические испытания на
растяжение, сжатие, изгиб;
осевая нагрузка до ±600 кН;
скорость от 0,05 до 500 мм/мин;
набор приспособлений для
испытания композитов
ТМУ с индукционным нагревом и
воздушным охлаждением;
осевая нагрузка до ±100 кН;
частота до 2,5 Гц;
скорость от 1 мкм/час до 350
мм/мин
9. Сервоэлектрическая система (термомеханическая усталость) Instron 8862
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
8. Бесконтактная трехмерная видеосистема
анализа деформаций Vic-3D
две цифровые 1,4 и две 4,0 Мпкс камеры;
регистрация данных - до 15-20 фото/сек;
3-D анализ полей перемещений и
деформаций на поверхности методом
корреляции цифровых изображений
8 независимых каналов;
количество регистрируемых хитов в
секунду – 140000;
Набор АЭ датчиков:
AE144A (Ø 5 мм, 100-500 кГц)
AE105A (Ø 5 мм, 450-1150 кГц)
M31 (Ø 3 мм, 300-800 кГц)
9. Акустико-эмиссионная система
VALLEN AMSY-6
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
И С П Ы ТА Т Е Л Ь Н О Е О Б О Р УД О В А Н И Е
Информация о данном комплексе испытательных систем включена в каталог
уникальных систем и установок (УСУ), сформированный Департаментом
приоритетных направлений науки и технологий Минобрнауки России (2010 г.,
обновлен в 2011 г.) под наименованием:
УСУ «Комплекс современного оборудования для исследования
деформационных и прочностных свойств при квазистатических,
динамических, циклических и сложных режимах нагружений в широком
температурном диапазоне»
Комплекс оборудования аттестован, средства измерений поверены
В 2012 году ЦЭМ прошел процедуру аккредитации в Системе ГОСТ Р на
техническую компетентность и независимость проведения механических
испытаний материалов
Федеральной службой
по аккредитации
выдан аттестат
аккредитации
испытательной
лаборатории
№ РОСС
RU.0001.21ЧС98 от
27.04.2012 г.
Ежегодную проверку испытательных систем и измерительных приборов осуществляет
Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр
стандартизации, метрологии и испытаний в Пермском крае»
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
К А Д Р О В Ы Й С О С ТА В , К О Н К У Р Е Н Т Н Ы Е П Р Е И М У Щ Е С Т В А
Кадровый состав – 18 сотрудников, среди них докторов наук – 2,
кандидатов наук – 4, аспирантов – 6, магистрантов – 4.
•
Возможность проведения исследований материалов в широком
диапазоне скоростей, режимов и температур с определением
комплекса механических характеристик (модули упругости, прочность,
трещиностойкость, ударная вязкость, характеристики усталостной
долговечности и циклической трещиностойкости, температурные
зависимости …),
•
высокая точность контроля параметров и измерений,
•
возможность реализации близких к эксплуатационным сложных
режимов температурно-силового нагружения,
•
возможность
реализации комбинированных
воздействий
(квазистатика, циклическое нагружение, ударные воздействия …),
•
возможность выдачи заказчику официальных протоколов
установленного образца по результатам стандартных испытаний
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
Н А П Р А В Л Е Н И Я Ф У Н Д А М Е Н ТА Л Ь Н Ы Х И П Р И К Л А Д Н Ы Х
ИССЛЕДОВАНИЙ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ
ПРИ СЛОЖНЫХ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
 проведение стандартных испытаний и фундаментальных научных
исследований механического поведения материалов в широком температурном
диапазоне;
 определение деформационных и прочностных характеристик при
квазистатических, динамических и циклических нагружениях;
 определение характеристик циклической трещиностойкости и усталостной
долговечности;
 исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов
при сложном напряженном состоянии и сложном нагружении;
 изучение влияния сложных (близких к эксплуатационным) режимов
кинематического, силового или смешанного нагружения на механическое
поведение материалов;
 создание экспериментальных основ для создания новых математических
моделей накопления повреждений при пластическом деформировании,
усталости, ползучести и разупрочнении.
Центр экспериментальной механики ПНИПУ
ПУБЛИКАЦИИ
Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных
термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Третьяков, Т.В.
Третьякова и др. Под ред. В.Э. Вильдемана. — М.: Наука. Физматлит, 2012. —
204 с. (Монография)
Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований /
В.Э. Вильдеман, А.В. Бабушкин, М.П. Третьяков и др. Под ред. В. Э.
Вильдемана. — Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. — 165
с. (Учебное пособие)