Розробка системи вимірювання деформації біметалевих пластин при температурних навантаженнях
Автор: Незабитовський Антон Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Об’єкт дослідження – вимірювання деформації біметалевих пластин при температурних навантаженнях. Предмет дослідження – технічні засоби (система) для вимірювання деформації біметалевих пластин при температурних навантаженнях. Мета дослідження: вивчення можливості використання засобів вимірювання деформації біметалевих пластин для підвищення їх якості при виготовленні та забезпечення точності задавання мікропереміщень у теплових механічних приводах. На сьогоднішній день біметалеві пластини мають широке застосування. Використання біметалевих пластин розвивається у двох напрямках: перший – перетворення теплової енергії у механічну дію, другий – захист металу, нестійкого до корозії, корозійностійким металом. В обох випадках є необхідність вимірювати деформації біметалевих пластин при температурних навантаженнях. Здатність біметалевих структур деформуватися під тепловим впливом можна використовувати з метою виготовлення мікроприводів, які дозволять проводити механічні маніпуляції в нано- та мікророзмірному діапазоні. Це актуально з огляду розвитку сучасних біотехнологій, медицини та мікротехніки. В магістерській роботі пропонується методика вимірювання та технічні засоби, які дозволять вимірювати деформації біметалевих пластин безконтактним способом. Запропонована система вимірювання теплових деформацій біметалевих пластин зможе мати високу чутливість та роздільну здатність в області вимірювання деформацій в мікрометровому діапазоні і мати широке застосування для різних наукових та технічних задач. При нагріві металевої пластини відбувається її теплове розширення. Теплове розширення зумовлює зміну геометричних розмірів пластини і воно залежить від властивостей використовуваного матеріалу даної пластини. Теплове 5 розширення відбувається у всьому об’ємі матеріалу, для пластини цікавим є лінійне розширення яке відбувається у її поздовжньому та поперечному напрямку. Зазвичай у біметалевих пристроях поздовжній напрямок суттєво перевищує поперечний тому до уваги береться саме поздовжнє лінійне розширення пластини. Таке розширення характеризується коефіцієнтом лінійного теплового розширення (?) металу, що використовується у біметалевому пристрої. Коефіцієнти лінійного теплового розширення мають різні значення для різних металів, для них характерна наявність лінійної залежності від температури в ділянці від 200 К до 1250 К (від – 73 оС до + 977 оС). Наявність лінійної залежності у вказаному діапазоні температур є важливою, оскільки біметалеві пластини переважно використовуються у температурному діапазоні що не перевищує межі від – 73 оС до + 977 оС. Величина коефіцієнту лінійного розширення та характер зміни є важливими при використанні в біметалевих пластинах. Для виготовлення біметалевих пластин, що забезпечують необхідну деформацію, використовують пару металів, які суттєво відрізняються своїми коефіцієнтами лінійного розширення, і мають необхідні фізичні характеристики що сприяють їх з’єднанню у виді біметалевої пластини, наприклад, сталь і латунь. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Виробництво біметалу від STEEL WORK [Електронний ресурс] / Офіційний сайт // ТОВ «Стіл Ворк». – 2019. – Режим доступу до ресурсу: https://steel- work.net/. 2. Головко Л.Ф., Романенко В.В. Aвтоматизований пристрій для лазерно- ливарного виготовлення біметалів. - В зб. «XVI Міжнародна науково-технічна конференція «Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта», 22-25 червня 2015 р., м. Одеса, Україна, - С. 121. 3. ДСТУ EN 12668-2:2015 Неруйнівний контроль. Характеристика і верифікація обладнання для ультразвукового контролю. Частина 2. 4. Мертенс, Дж.; Фіно, Е.; Тундат, Т.; Фабра, А.; Надаль, М.-Х.; Ейро, В.; Bourillot, E. Вплив температури та тиску на резонансну реакцію мікрокантилевера. Ultramicroscopy 2003, 97, 119.