Способ определения остаточного ресурса материала конструкции

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНШ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИ заключающийся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характе ристикам исследуемой конструкции, вы полненный в виде пластинки из матери ала конструкции, подвергают предвари тельной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала конструкции, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что; с целью уменьшения трудоемкости путем использования образца, имеющего различную нара ботку в различных сечениях, используют образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец оавномеоно по длине оабочей части ультразвуковые датчики и осуществляют предварительную наработку по. эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении , при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменения rf от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, в исследуемом сечении .конструкции устанавливают ультрозвуковой контроль Л ный датчик и в процессе эксплуатации imm конструкции сравнивают сигналы конт- f рольнрго датчика с сигналами датчиков образца, выявляют сечение образца, в g котором эначениё cf наиболее близко к изменению сигнала контрольного датчика , а остаточный ресурс материгша конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу териала в выявленном сечении образца.:

„„SU„„1026036 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

1 Л

РЕСПУБЛИК (5П 601К 3/32, G01 Н 29/00

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Рие.f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОВ КТЕНий И ОТНРЫТИй. (21). 2789281/25-28 (22) 31. 05. 79 (46).. 30. 06.83. Бюл. 9 24 (72) М.И.Гуревич, В.П.Ивашкевич, Б.A. Конюхов, Б.С.Перельман, A.Е. Розенталь, A. Л. Углов, В.В.Соколов и В.И.Унылов (93). 620.178.311.4 (088.8) -(56) 1. Нестеренко Г ° И. и др. Применение образцов-сигнализаторов для индикации накопления усталостных повреждений. Труды РИИГА, вып.104, Рига, 1967, с.14-30 (прототип). (54)(57) СПОСОБ OIIPEQEJIEHIK ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИИ заключающийся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки иэ материала конструкции, подвергают предварителвной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала ботку в .различных сечениях, используют, образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки чстанавливают на образец равномеоно по длине рабочей части ультразвуковые датчики и осуществляют"предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении, при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменения б от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, Q в исследуемом сечении .конструкции устанавливают ультрозвуковой контроль ный датчик и в процессе эксплуатации конструкции сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчико образца, выявляют сечение образца, в Я котором значение Д наиболее близко

102603б

Нзобретение относится к исследованию прочностных свойств материала и элементов конструкций, а именно к способам определения остаточного ресурса материала конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения остаточного ресурса материала конструкции, заключающийся в том, чso образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно 15 близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному Ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала конструкции, 20

Согласно известному способу образец из материала конструкции и с концентраторами напряжений, имеющий такую же усталостную прочность, как и прочность конструкции, лодвер- 25 гают предварительной наработке, состоящей, например Э ресурса конструкции, так, чтобы он участвовал в напряженной схеме конструкции„ при эксплуатации конструкции регистрируют разруше-З0 ние образца и вычисляют остаточный ресурс Э ос материала конструкции по соотношению p = 1 — Э . Для теоп кущего определения остаточного ресурса конструкции при ее эксплуатации необходимо устанавливать образцы с различной наработкой и регистрировать разрушение каждого из образцов(1).

Недостатком известного способа является большая трудоемкость определения остаточного ресурса в связи,40 с использованием нескольких образЦОВ.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости путем использования об-45 разца, имеющего различную наработку в различных сечениях.

Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу определения остаточного ресурса материала конструкции, заключающемуся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному

° ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала кон- á0 струкции, используют образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец равномерно по длине рабочей части ультразвуко- g5

1 вые датчики и осуществляют предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении, при этом регистрируют изменение сигналов датчиКов и устанавливают зависимость их изменения д от: остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, в исследуемом сечении конструкции устанавливают ультразвуковой контрольный датчик и в процессе эксплуатации конструкции сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков образца, выявляют сечение образца, в котором значение д наиболее близко к изменению сигнала контрольного датчика, а остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца.

При нагружении образца с линейно изменяющейся шириной рабочей части в различных сечениях образца имеют место различные напряжения, поэтому материал подвергают различной наработке. Сравнение состояния материала конструкции с различными состояниями материала образца после различных наработок дает возможность определить наработку в .материале конструкции.

На фиг.1 изображен образец для определения остаточного ресурса материала конструкции, на фиг.2 - схема измерений сигналов с датчиков.

Способ осуществляют следующим образом.

На образце 1, выполненном в виде пластинки из материала конструкции и имеющем линейно изменяющуюся ширину рабочей части, устанавливают. ультразвуковые датчики равномерно по длине в различных сечениях рабочей части. При ультразвуковом прозвучивании образца измеряют сигнал d распространения ультразвуковых колебаний в материале, не подвергнутом нагружению. Затем образец подвергают предварительной циклической наработке по эксплуатационному ðåжиму до разрушения образца в его наиболее слабом сечении З.и при этом

Регистрируют количество циклов нагружения и изменение сигналов датчиков 2. Во время наработки в различных сечениях образца имеют место различные напряжения. Наибольшее напряжение имеет место в наиболее слабом сечении 3, а в остальных сечениях рабочей части образца напряжения имеют меньшие значения. К моменту разрушения величины накопленных усталостных повреждений в материале

1026036

Составитель И.Кузьмин

Техред A. Бабинец

Корректор В. Бутяг а

Редактор A.Kypax

Заказ 4549/35 Тираж. 873 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГО КОмитЕта СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 образца в сечениях его рабочей части различны. Поэтому и изменение о сиг- налов датчиков 2 различно в различных сечениях образца в момент разрушения по сравнению с сигналом дс

Ilo результатам предварительной нара- 5 ботки устанавливают зависимость от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения. Для этого используют кривую усталости исследуемого мате- 10 риала. Остаточный ресурсматериала в сечениях образца определяют на основании гипотезы линейного:суммирования усталостных повреждений.

Затем образец 1 устанавливают на конструкцию возможно близко к исследуемому сечению таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции. Для этого, например, достаточно закрепить образец за захватную часть 4. Таким. образом, образец при эксплуатации конструкции находится в таких же климатических условиях, что и исследуемое сечение.

Это обстоятельство позволяет с. доста- точной точностью регистрировать малые изменения К сигналов датчиков 2

В исследуемом сечении не показано) конструкции 5 устанавливают ультрозвуковой контрольный датчик 6.

В процессе эксплуатации конструкции 5 генератором 7 ультразвуковых импульсов через аттенюаторы 8 и 9 прозвучивают исследуемое сечение конструкции 5 и сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков 2 образца 1 измерителем 10 изменения сигналов акустических датчиков. В результате сравнения выявляют сечение образца 1, в котором значение d наиболее близко к измене-. нию сигнала контрольного датчика.

В момент сравнения остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца 1

Использование изобретения позволяет уменьшить трудоемкость определения остаточного ресурса материала конструкции путем использования образца, у которого в различных сечениях материал характеризуется различным остаточным ресурсом, и за счет привлечения неразрушаюшего ультразвукового метода оценки изменения состояния материала.