Способ определения внутренних напряжений

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ поавт. св. № 327379, отличающийся тем, что, с цепью определения ввутреен нюс напряжений в различных соединешн ях, перед определением зависимости чао тоты собственных колебаннй от температуры снимают виутревиие напряжеввя и каждом элементе соединеиия, а соед няют элементы между собой по аадавньпл режимам..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

q g S 01 В 17/04 списочник изоврятКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Tел леротУрв ам/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61.) 327379 (21 ) 3229708/1 8-28 (22) 05.91.81 (46) 07.04.83. Бюл. № 13 (72) П. К. Я нышев и А. П. Янышев (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (53) 531.781.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 327379, кл. G 01 В 17/04, 1968 . (прототип) .

gy ь N

ЖЦЯР

„„ЯО„„Л 010466 A (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ по авт. сэ. № 327379, отличающийся тем, что, с целью определения виутреннх напряжений в различных соединениях, перед определением зависимости чаототы собственных колебаний от. температуры снимают внутренние напряжения в каждом элементе соединения, а соединяют элементы между собой по заданным режимам.

1О1О 66

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано, при определении величины напряжений, например, в сварном соединении двух деталей.

По основному авт. св. % 327379 известен способ определения внутренних напряжений, заключающийся в, том, что определяют экспериментально за зависимость частоты собственных колебаний объекта от температуры и определяют внутренние напряжения по величине отклонения полученной зависимости от линейной (1).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет определять ,. внутренние напряжения в сопряжениях деталей, например сварных. Это обусловле- >0 но тем, что части соединения имеют раз. личные физико-механические свойства и потому различные внутренние напряжения причем большое влияние на этот фактор оказывают физико-механические парамет- 5 ры исходных материалов частей соединения и технология их производства.

Известным способом нельзя вычислить с удовлетворительной точностью напряжение в сопряжении, так как система с внутренними напряжениями не подчиняется принципу суперпозиции. Белью изобретения является определение внутренних напряжений в различных соединениях.

Поставленная цель достигается тем, 35 что согласно способу определения внут- . ренних напряжений по частоте собственных колебаний контролируемого объекта,, в котором определяют зависимость ча тоты собственных колебаний объекта от

40 температуры и определяют внутренние напряжения по величине отклонения полученной зависимости от линейной, перец определением зависимости частоты собственных колебаний от температуры сни:- мают внутренние напряжения в каждом элементе соединения, а соединяют элементы между собой по заданным режимам.

Способ осуществляют следуюшим образом. 50

Изготовляют образцы из двух частей из контролируемых материалов с резьбой для разъемного крепления его на возбудителе колебаний, отжигают части образца до полного снятия внутренних на- 55 . пряжений, сопрягают части образца по контролируемым режимам, закрепляют образец на представляющий линейную систему возбудитель колебаний плотно без пластических деформаций, определяют внутренние напряжения в сопряжении, например, при продольных колебаниях свободно опертого стержня по формуле

Е гЛ (- . 1 ф4 Г где Е - модуль Юнга системы;

P — коэффициент Пуассона;

p / f. - относительное прирашение резонансного периода колебаний

Модуль Юнга системы определяется по формуле

E.434+E d ++E 4 + "я. 4, где Е„, - модуль Юнга первого из сопрягаемых материалов; Е - модуль Юнга второго из сопрягаемых материалов;

E> - модуль Юнга возбудителя колебаний; а ф. Д, - коэффициенты линейного расширения частей образца и возбудителя.

При равновесном состоянии внешнее (температурное) воздействие взаимно уравновешивается внутренними напряжениями, поэтому, чтобы найти абсциссу равновесного воздействия, проводят касательную к деформационной характеристике (зависимости периода резонансных колебаний от температуры) под углом к оси абсцисс температурной характеристики периода бездефектного тела. Если касательная будет смещена относительно равновесного воздействия, это внесет погрешность в определение внутренних напряжений.

Обе части образца изготовляют из материалов контролируемого изделия при сохранении их физических структур и частоты поверхности.

Соединяют части соединения тарированно сваркой, пайкой, свинчиванием и другими способами. Режимы соединения чаотей образца выдерживают полностью по заданному режиму контролируемого изде-: лия. Например, при диффузионном соеди- нении конструкционных материалов учитывают величину вакуума, напряжение сжатия соединяемых частей, температу« ру нагрева, время выдержки, скорость псьвышения и снятия температуры.

Возбудитель колебаний представляет собой линейную систему, т.е. любой отклик его пропорционален воздействию.

Если при закреплении образца будут внесены локальные практические деформации, то возникнут внутренние напряжения, и система будет нелинейной. Различные усилия закрепления образца в упругой

66 4 жимы полного снятия внутренних напряжений.

На фиг. 1 изображена зависимость резонансной частоты вынужденных колебаний соединения образец-возбудитель от температуры; на фнг. 2 - блок-схема для определения резонансных час от.

Устройство для определении внутрен них напряжений содержит генератор 1 сигналов, частотомер 2, милливольтметр.

3, возбудитель 4 колебаний, магнитострикиионный преобразователь 5 и обра зен 6.

35 3 40 45 9 52 60 2 оС 22 1 . 28

3, мкс 1 37,1 3 137,1 5 1 37,20. 1 37,26 1 37,35 137,46 . 1 37,60

По полученным данным строят деформанионную кривую (фиг. 1), по которой определяют внутренние нйприжения в сопряжении .

1", ЬС 2 10 009 = р : = Ю

43,8 кгlмм ".

Использование предлагаемого .способа позволяет значительно повысить точность измерения внутренних напряжений в со пряжении и достичь воспроизведения параметров, так как контролируемое тело приводитоя в безДефектное исходное сбо46; той низе

3 10104 области будут изменят,ь резонансную чаототу соедйнения образец - возбудитель . колебаний. При этом относительное при«ращение .нелинейности сохраняет постоянное значение. S

В качестве детерминированного воздействия используют приращение температур (0-.50 С). Чтобы обеспечить равномерное распределение температуры по объ-. ему соединения, дают выдержку времени 10 до тех пор, пока,не прекратится прираще ние контролируемого параметра (резо- нансной частоты).

Режимы обжига образна дли полного снятия внутренних напряжений определяют И следующим образом.

Берут несколько образцов, измеряют резонансные частоты их вынужденных ко лебаний, отжигают их при постоянных режимах и одном из них переменном (тем 20 пература нагрева), измеряют их резонанс ные частоты, вычисляют приращение частоты каждого образца и строят зависи мость приращения частот частей образцов от изменения температуры. Макси- 23 мальное приращение частот при мини мальной температуре отжига совместно с принятыми режимами определяет реПример. Изготовляют образец из двух сонрягаемых частей, снимают полностью внутренние напряжения в частях образна, сопрягают части образца диффузионным соединением в вакууме по контролируемым режимам и закрепляют . образец плот.но без пластических деформаций с возбудителем капебаний. Изменяют температуру соединения и измеряют его резонансную частоту, по которой строят зависимость периода резонансных ко лебаний системы от температуры (данные прйведены в таблице) .

1010466

«

Составитель Н. Долгова

Редактор Н. Джуган Техред M.Òåïåð Корректор И. Шулла

Заказ 2466/30 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4