DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.271118.47.365

Фрактальний аналіз балової системи

V. N. Volchyuk

Анотація


Постановка проблеми. Балову оцінку структури металів застосовують для контролю їх якості. Однак вона є напівкількісною оцінкою. Робота присвячена пошуку альтернативних методик оцінювання зеренних структур металів. Матеріали та методика. Досліджувалася балова шкала зерен структур металів згідно з ГОСТ 5639 із застосуванням фрактального формалізму. Результати експерименту. Встановлено підвищення фрактальної розмірності границь зерен при зменшенні розмірів зерна (бал 1 ‑10 для основної шкали). Це зумовлено підвищенням сумарної довжини границь зерен, яка у дрібнозернистої сталі більша, ніж у крупнозернистої, а значить, і заповнюваність простору границями зерен більша, що викликає збільшення їх фрактальної розмірності аж до топологічної розмірності площини 2. Висновки. Проведено аналіз балової системи зерен структур металу згідно з ГОСТ 5639. Зміна фрактальної розмірності залежно від бала зерна свідчить про їх чутливість і надає можливість використовувати фрактальну розмірність як кількісну оцінку структури металу дляи контролю його якості.


Ключові слова


фрактальна розмірність; метал; бал зерна металу; ферит; перліт; мартенсит

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Dubrov Yu., Bolshakov V. and Volchuk V. Puti identifikatsii periodicheskikh mnogokriterial'nykh tekhnologiy [Ways of periodic identification of multi-criteria Technology]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2015, 236 p. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu. I. Identifikatsiya mnogoparametricheskikh, mnogokriterial'nykh tekhnologiy i puti ikh prakticheskoy realizatsii [Multiparameter identification, multicriteria techniques and ways of their implementation]. Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2013, no. 4. pp. 5-11. (in Russian).

Mishutn А., Kroviakov S., Pishev O. and Soldo B. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures. Technical Journal, 2017, vol. 11, no. 3, pp. 121-124. Available at: https://hrcak.srce.hr/186657

Kroviakov S., Mishutin A. and Pishev O. Management of the Properties of Shipbuilding Expanded Clay Lightweight Concrete. International Journal of Engineering & Technology. 2018, sp.iss. 3, vol. 7, no. 2, pp. 245-249.

Kroviakov S. and Mishutn A. Production technology of modified expanded clay lightweight concrete for floating structures. The Scientific Journal of Cihan University. Sulaimanyia. 2017, vol. 1, no. 4, pp. 2-10.

Bol'shakov V.I., Lauhin D.V. and Ivantsov S.V. Vliyaniye struktury austenita i produktov yego raspada na kvazikhrupkoye razrusheniye vysokoprochnogo tolstolistovogo prokata dlya stroitel'stva [Influence of austenite structure and its decay products on the quasi-brittle fracture of high strength plate for building construction]. Stroitel'stvo, materialovedenie, mashynostroenie [Building, materials science, mechanical engineering]. PDABA [Pridnepros’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2016, no. 89, pp. 30–36. (in Russian).

Bobyr S.V. and Bol’shakov V.I. Modeli i kharakteristiki preryvistogo prevrashcheniya austenita v zhelezouglerodistykh splavakh [Models and Characteristics of Discontinuous Transformation of Austenite in Iron–Carbon Alloys]. Uspehi Fiziki Metallov [Progress in Physics of Metals]. 2014, vol. 15, no. 3, рp. 145-172. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/UPhM_2014_15_3_4 (in Russian).

Volchuk V. M. K primeneniyu fraktal'nogo formalizma pri ranzhirovanii kriteriyev kachestva mnogoparametricheskikh tekhnologiy [On the Application of Fractal Formalism for Ranging Criteria of Quality of Multiparametric Technologies ]. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii [Metal Physics and Advanced Technologies]. 2017, vol. 39, no 3, рp. 949-957. Available at: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. (in Russian).

Volchuk V., Klymenko I., Kroviakov S., Orešković M. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism. Tehnički glasnik - Technical Journal. 2018, vol. 12, no. 2, рр. 93-97.

Bolshakov V. I., Volchuk V. M. and Dubrov Yu. I. Osnovy organizatsii fraktal'nogo modelirovaniya [Fundamentals of fractal modeling]. Kiev: Akademperiodika, 2017, 170 p. (in Russian).

Bol’shakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Fractals and properties of materials. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2016, 140 p. Available at: https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/tr/book/978-3-330-01812-9/fractals-and-properties-of-materials?search=Fractals

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Regularization of One Conditionally Ill-Posed Problem of Extractive Metallurgy. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2018, vol. 40, no. 9, pр. 1165-1171. Available at: https://DOI: 10.15407/mfint.40.09.1165

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Topologicheskiye i fraktal'nyye invarianty struktury dlya otsenki kachestva metalla [Topological and fractal invariants of a structure to assess the quality of a metal]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2017, no. 4, pp. 42-48. Available at: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.04.00. (in Russian).

Bol’shakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Puti primeneniya teorii fraktalov [Ways of applying the theory of fractals]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2016, 146 p. Available at: https://www.palmarium-publishing.ru/extern/listprojects. (in Russian).

Bol’shakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Razrabotka i issledovaniye metoda opredeleniya mekhanicheskikh svoystv metalla na osnove analiza fraktal'noy razmernosti yego mikrostruktury [Development and study of the method for determining the mechanical properties of a metal based on an analysis of the fractal dimension of its microstructure]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2004, no. 1, pp. 43–54. (in Russian).

Bol’shakov V.I., Dubrov Yu.I., Kryulin F.V. and Volchuk V.N. Sposib vyznachennya fraktal’noyi rozmirnosti zobrazhennya [Method for determining fractal dimensionality of an image]. Pat. no. 51439А, UA. MPK 7 G06K9/00, bulletin no. 11, 2002. Available at: http://uapatents.com/3-51439-sposib-viznachennya-fraktalno-rozmirnosti-zobrazhennya.html. (in Ukrainian).

Bolshakov V.I. and Volchuk V.N. Materialovedcheskiye aspekty primeneniya veyvletno-mul'tifraktal'nogo podkhoda dlya otsenki struktury i svoystv malouglerodistoy stali [Material science aspects of the use of wavelet and multifractal approach for assessing of the structure and properties of low-carbon steel]. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii [Metal physics and advanced technologies]. 2011, vol. 33, no 3, рp. 347-360. (in Russian).

Bol’shakov V. I., Volchuk V. N. and Dubrov Yu. I. K voprosu o postanovke zadachi identifikatsii fraktal'noy struktury metalla [Statement on the issue of the problem identification of fractal metal structures]. Visnyk Prydniprovs’koyi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2016, no. 5, pp. 35–39. Available at: http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/68905/63995. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Organizatsiya fraktal'nogo modelirovaniya [Organization of fractal modeling]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2018, no. 6, pp. 67-72. Available at: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.06.067. (in Russian).

Volchuk V.N. K voprosu o primenenii teorii mul'tifraktalov dlya otsenki mekhanicheskikh svoystv metalla [On the application of the theory of multifractals for the evaluation of the mechanical properties of a metal]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2014, no. 3, pp. 12–19. Available at: http://mtom.pgasa.dp.ua/article/view/12-19. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Дубров Ю. Пути идентификации периодических многокритериальных технологий на примере технологии производства прокатных валков : монография / Юрий Дубров, Владимир Большаков, Владимир Волчук. – Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2015. - 236 с.
  2. Большаков В. И. Идентификация многопараметрических, многокритериальных технологий и пути их практической реализации / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2013. - № 4(61). - С. 5–11.
  3. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures / А. Mishutn, S. Kroviakov, O. Pishev, B. Soldo // Tehnicki Glasnik/Technical Journal. - 2017. - Vol. 11. - № 3. - P. 121-124. – Режим доступу: https://hrcak.srce.hr/186657. - Проверено: 01.03.2019.
  4. Kroviakov S. Management of the Properties of Shipbuilding Expanded Clay Lightweight Concrete / S. Kroviakov, A. Mishutin, O. V. Pishev // International Journal of Engineering & Technology. - 2018. - Vol. 7. - № 3. - Spec. іss. 2. - Р. 245-249.
  5. Kroviakov S. О. Production technology of modified expanded clay lightweight concrete for floating structures / S. О. Kroviakov, A. V. Mishutn // The Scientific Journal of Cihan University – Sulaimanyia. - 2017. - Vol. 1. - Iss. 4. - Р. 2-10.
  6. Большаков В. И. Влияние структуры аустенита и продуктов его распада на квазихрупкое разрушение высокопрочного толстолистового проката для строительства / В. И. Большаков, Д. В. Лаухин, С. В. Иванцов // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2016. – Вып. 89 : Серия : Стародубовские чтения. – С. 30–36.
  7. Бобырь С. В. Модели и характеристики прерывистого превращения аустенита в железоуглеродистых сплавах / С. В. Бобырь, В. И. Большаков // Успехи физики металлов. - 2014. - Т. 15. - № 3. - С. 145-172. - Режим доступа: http://nbuv.gov.ua/UJRN/UPhM_2014_15_3_4. - Проверено: 01.03.2019.
  8. Волчук В. Н. К применению фрактального формализма при ранжировании критериев качества многопараметрических технологий  / В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии. - 2017. - Т. 39. - № 7. - С. 949-957. - Режим доступа: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. - Проверено: 01.03.2019.
  9. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism / Volodymyr Volchuk, Ievgenii Klymenko, Sergii Kroviakov, Matija Orešković // Tehnički glasnik / Technical Journal. - 2018. - Vol. 12. - № 2. - P. 93-97. – Режим доступа: https://hrcak.srce.hr/202359. - Проверено: 01.03.2019.

10. Большаков В. И. Основы организации фрактального моделирования : [монография] / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров ; ГВУЗ "Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры". - Киев : Академпериодика, 2017. – 170 с.

11. Bol’shakov V. Fractals and properties of materials : monograph / V. Bol’shakov, V. Volchuk, Yu. Dubrov. - Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2016. - 140 p. – Режим доступа : https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/tr/book/978-3-330-01812-9/fractals-and-properties-of-materials?search=Fractals. - Проверено: 01.03.2019.

12. Bolshakov V. I. Regularization of One Conditionally III-Posed Problem of Extractive Metallurgy / V. I. Bolshakov, V. M. Volchuk, Yu. I. Dubrov // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. - 2018. - Vol. 40. - № 9. - Pр. 1165-1171. - Режим доступа : https://DOI: 10.15407/mfint.40.09.1165. - Проверено: 01.03.2019.

13. Большаков В. И. Топологические и фрактальные инварианты структуры для оценки качества металла / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. – 2017. – № 4. – С. 42–48. – Режим доступа : http://dopovidi-nanu.org.ua/ru/archive/2017/4. – Проверено: 01.03.2019.

14. Большаков В. Пути применения теории фракталов : монография / В. Большаков, В. Волчук, Ю. Дубров. – Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2016. – 156 с. – Режим доступу: https://www.morebooks.de/store/gb/book/%D0%9F%D1%83%D1%82%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B8-%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2/isbn/978-3-659-72264-6. – Проверено: 01.03.2019.

15. Большаков В. И. Разработка и исследование метода определения механических свойств металла на основе анализа фрактальной размерности его микроструктуры / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2004. – № 1. – С. 43–54.

16. Спосіб визначення фрактальної розмірності зображення : патент на винахід № 51439А : МКИ6 G06K9/00 / В. І. Большаков, Ю. І. Дубров, Ф. В. Криулін, В. М. Волчук. − № 2002042586 ; заявл. 02.04.2002 ; опубл. 15.11.2002, Бюл. № 11. – 4 с. - Режим доступу : http://uapatents.com/3-51439-sposib-viznachennya-fraktalno-rozmirnosti-zobrazhennya.html. – Проверено: 01.03.2019.

17. Большаков В. И. Материаловедческие аспекты применения вейвлетно-мультифрактального подхода для оценки структуры и свойств малоуглеродистой низколегированной стали / В. И. Большаков, В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии. - 2011. - Т. 33. - Вып. 3. - С. 347–360.

18. Большаков В. И. К вопросу о постановке задачи идентификации фрактальной структуры металла / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. пр. – Дніпропетровськ, 2016. –№ 5. – С. 35–39. - Режим доступу: http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/68905/63995. – Проверено: 01.03.2019.

19. Большаков В. И. Организация фрактального моделирования / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. - 2018. - № 6. - С. 67-72. – Режим доступу: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.06.067. – Проверено: 01.03.2019.

20. Волчук В. Н. К вопросу о применении теории мультифракталов для оценки механических свойств металла / В. Н. Волчук // Металознавство та термічна обробка металів. – 2014. - № 3. – С. 12–19. - Режим доступу: http://mtom.pgasa.dp.ua/article/view/12-19. – Проверено: 01.03.2019.



Коментарі цієї статті

Дивитися всі коментарі