Разработка программы для автоматической генерации микроструктуры металлов на основе фотографий микрошлифов

Oleksii Moroz, Oleksii Vodka

Анотація


При розробці нових матеріалів, а також в процесі виготовлення деталей з металевих матеріалів, важливим етапом є вимір розміру зерна. Для проведення досліджень параметрів мікроструктури на механічні властивості матеріалів важливо мати можливість генерувати мікроструктуру з заданим розміром зерна. Для цього в роботі була створена комп'ютерна програма, яка аналізує методом січних розмір зерна матеріалу, а також на основі отриманих даних дозволяє моделювати нові мікроструктури за раніше отриманими статистичними параметрами зернистості. У програмі реалізовані методи обробки фотознімку, використаний алгоритм Вороного для генерації зернистості металу. Характеристики отриманої зернистої структури металу порівнювалася з результатами аналізу оригінальних фотознімків структури металу. Додаток розроблено з використанням програмної платформи .NET і мови програмування C #.

Ключові слова


микроструктура; диаграмма Вороного; размер зерна; .NET; C#.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Stali i splavy. Metody vyjavlenija i opredelenija velichiny zerna: GOST 5639-82, Izdatel'stvo standartov, 1994, pp. 45

ASTM E112-13 (2014) ‘Standard Test Methods for Determining Average Grain Size’, ASTM International, pp. 1–28. doi: 10.1520/E0112-13.1.4.

Lewis, A. C., Bingert, J. F., Rowenhorst, D. J., Gupta, A., Geltmacher, A. B. and Spanos, G. (2006) ‘Two- and three-dimensional microstructural characterization of a super-austenitic stainless steel’, Materials Science and Engineering: A, 418(1–2), pp. 11–18. doi: 10.1016/j.msea.2005.09.088.

Lewis, A. C. and Geltmacher, A. B. (2006) ‘Image-based modeling of the response of experimental 3D microstructures to mechanical loading’, Scripta Materialia, 55(1), pp. 81–85. doi: 10.1016/j.scriptamat.2006.01.043.

MADEJ, L., RAUCH, L., PERZYNSKI, K. and CYBULKA, P. (2011) ‘Digital Material Representation as an efficient tool for strain inhomogeneities analysis at the micro scale level’, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 11(3), pp. 661–679. doi: 10.1016/S1644-9665(12)60108-3.

Rauch, L. and Madej, L. (2010) ‘Application of the Automatic Image Processing in Modeling of the Deformation Mechanisms Based on the Digital Representation of Microstructure’, International Journal for Multiscale Computational Engineering, 8(3), pp. 343–356. doi: 10.1615/IntJMultCompEng.v8.i3.90.

Shan, Z. and Gokhale, A. M. (2004) ‘Digital image analysis and microstructure modeling tools for microstructure sensitive design of materials’, International Journal of Plasticity, 20(7), pp. 1347–1370. doi: 10.1016/j.ijplas.2003.11.003.

Martjushev, N. V. (2012) ‘Programmnye sredstva dlja avtomaticheskogo metallograficheskogo analiza’, Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. Obshhestvo s ogranichennoj otvetstvennost'ju ‘Izdatel'skij Dom ’Akademija Estestvozna-nija", (5).

Chichko, A. N., Sachek, O. A. and Lihouzov, S. G. (2010) ‘Programmnoe obespechenie i algoritmy dlja analiza izobrazhenij mikrostruktur perlitnyh stalej’, Programmnye produkty i sistemy, (4), pp. 123–127.

Litovchenko, S. V., Malyhina, T. V., Shpagina, L. O. and Shpagina, V. O. (2011) ‘Avtomatizacija analiza metallograficheskih struktur’, Vіsnik Harkіvs'kogo nacіonal'nogo unіversitetu іmenі V. N. Karazіna. Serіja : Matematichne modeljuvannja. Іnformacіjnі tehnologії. Av-tomatizovanі sistemi upravlіnnja, (16), pp. 215–223.

Aurenhammer, F. and Franz (1991) ‘Voronoi diagrams---a survey of a fundamental geometric data structure’, ACM Computing Surveys. ACM, 23(3), pp. 345–405. doi: 10.1145/116873.116880.

Fortune, S. (1987) ‘A sweepline algorithm for Voronoi diagrams’, Algorithmica. Springer-Verlag, 2(1–4), pp. 153–174. doi: 10.1007/BF01840357.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Cтали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна: ГОСТ 5639-82. – [Действителен от 1983.01.01]. – М.: Издательство стандартов. – 1994 – I, 45 c.

2. ASTM International // ASTM E112 Standard Test Methods for Determining Average Grain Size1 / ASTM Int'l // Center For Library Initiatives. – 2013. – P. 27.

3. Lewis A. C. Two- and three-dimensional microstructural characterization of a super-austenitic stainless steel / A. C. Lewis, J. F. Bingert, D. J. Rowenhorst[et al.] // Materials Science and Engineering: A. — 2006. — Vol. 418, No. 1–2. — P. 11–18.

4. Lewis A. C. Image-based modeling of the response of experimental 3d microstructures to mechanical loading / A. C. Lewis, A. B. Geltmacher // Scripta Materialia. — 2006. — Vol. 55, No. 1. — P. 81–85.

5. MADEJ L. Digital material representation as an efficient tool for strain inhomogeneities analysis at the micro scale level / L. MADEJ, L. RAUCH, K. PERZYNSKI, P. CYBULKA // Archives of Civil and Mechanical Engineering. — 2011. — Vol. 11, No. 3. — P. 661–679.

6. Rauch L. Application of the automatic image processing in modeling of the deformation mechanisms based on the digital representation of microstructure / L. Rauch, L. Madej // International Journal for Multiscale Computational Engineering. — 2010. — Vol. 8, No. 3. — P. 343–356.

7. Shan Z. Digital image analysis and microstructure modeling tools for microstructure sensitive design of materials / Z. Shan, A. M. Gokhale // International Journal of Plasticity. — 2004. — Vol. 20, No. 7. — P. 1347–1370.

8. Литовченко С. В. Автоматизация анализа металлографических структур / С. В. Литовченко, Т. В. Малыхина, Л. О. Шпагина, В. О. Шпагина // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія : Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління. — 2011. — No. 16. — P. 215–223.

9. Мартюшев Н. В. Программные средства для автоматического металлографического анализа / Н. В. Мартюшев // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — No. 5.

10. Чичко А. Н. Программное обеспечение и алгоритмы для анализа изображений микроструктур перлитных сталей / А. Н. Чичко, О. А. Сачек, С. Г. Лихоузов // Программные продукты и системы. — 2010. — No. 4. — P. 123–127.

11. Aurenhammer F. Voronoi diagrams---a survey of a fundamental geometric data structure / F. Aurenhammer, Franz // ACM Computing Surveys. — 1991. — Vol. 23, No. 3. — P. 345–405.

12. Fortune S. A sweepline algorithm for voronoi diagrams / S. Fortune // Algorithmica. — 1987. — Vol. 2, No. 1–4. — P. 153–174.




DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2016.46.88058

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.