Способ определения остаточной циклической долговечности материала

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ЦИКПИЧЕСКСЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛА , заключающийся в том,что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала контролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения остаточной долговечности пьезокерамики: на ранних стадиях усталостных повреждений, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия комплексную диэлектрическую проницаемость в течение времени, составляющего 3-10% от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости, и при амплитуде циклической нагрузки, сос8 тавляющей 1,05-1,15 ограниченного предела вьшосливости материала. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что регистрируют релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости.

COOS СОВЕТСКИХ

OIWW

РЕСПУБЛИК

ЗсЮ G 01 N 3 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН н автонсномм саицетвъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪ9 (21) 3540946/25-28 (22) 13.01.83 (46) 23.06.84.Бюл. У 23 (72) В.А.Кузьменко, Г.Г.Писаренко и В.К.Хаустов (71) Институт проблем прочности

АН Украинской ССР (53) 620.178.311.4(088.8) (56) 1. Школьник Л.М. Скорость тре.щин-и живучесть металла. M., "Металлургия", 1973, с. 53-54.

2. Там же, с. 54-61 (прототип) ° (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛА,заключающийся в том,что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала контролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства,SU„„10992 5 А материала изделия и судят о6 остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения остаточной долговечности пьезокерамнки: на ранних стадиях усталостных повреждений, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия комплексную диэлектрическую проницаемость в течение времени, составляющего 3-10Х от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости, и при амплитуде циклической нагрузки, составляющей 1,05-1, 15 ограниченного предела выносливости материала.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что регистрируют релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости.

1099235

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала, д именно к способам определения остаточной циклической долговечности материала. 5

Известен способ остаточной циклической долговечности материала, заключающийся в том, что в образце материала возбуждают механические колебания, измеряют частоту собственных колебаний и по ее .изменению после циклического нагружения материала судят об остаточной циклической долговечности (13.

Недостатком такого способа являет- 15 ся невозможность его использования для определения остаточной циклической долговечности малогабаритных образцов материала и изделий из него.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения остаточной циклической долговечности материала, заключающийся в том, 1 что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала конт- 30 ролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания.

В известном способе регистрируют электрический импеданс материала 21, Недостатком известного способа является низкая точность определения остаточной долговечности пьеэокерамики на ранних стадиях усталостных повреждений, связанная с тем, что размеры дефектов структуры пьезокерами- 45 ки малы.

Целью изобретения является повьппение точности определения остаточной долговечности пьезокерамики на ранних стадиях усталостных повреждений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения остаточной циклической долговечности материала, заключающемуся в том, что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала "контролируемого изделия иэ такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия комплексную диэлектрическую проницаемость в течение времени, составляющего 3-10% от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости, и при амплитуде циклической нагрузки, составляющей 1,05-1,15 ограниченного предела выносливости материала.

Кроме того, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости.

Это позволяет регистрировать изменение циклических свойств с большой чувствительностью на начальной стадии образования дефектов.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец материала, принимаемый за эталонный, подвергают усталостному нагружению и регистрируют число циклов нагружения.,Периодически, вплоть до разрушения образца, регистрируют комплексную диэлектрическую проницаемость испытуемого материала, воздействуя при этом на образец напряжением, составляющим 1,05-1,15 предела выносливости материала, в течение времени, составляющего 3-10Х от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости.

При увеличении амплитуды нагружения увеличивается повреждаемость, вносимая в материал, а при уменьшении амплитуды трудно фиксировать изменения диэлектрической проницаемости.

Значение ограниченного предела выносливости для исследуемого материала берут из справочных данных или определяют путем дополнительного проведения стандартных испытаний.

Согласно предлагаемому способу может регистрироваться релаксационная характеристика мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости.

По результатам испытаний эталонно

ro образца устанавливают зависимость

Составитель М.Кузьмин

РедактоР Р.Цицика ТехРед O.цеце КорректоР В.Синицкая

Заказ 4364/36 Тираж 823 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

3 10992 комплексной диэлектрической проницаемости и релаксационной характеристики мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости от числа циклов нагружения, которые принимают за меру циклической поврежденности материала.

У контролируемого изделия из такого же материала при указанных значенйях напряжения и времени воздействия регистрируют комплексную пиэлектрическую проницаемость и релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости и по имеющимся эталонным зависимостям определяют соответствующее число циклов нагружения. Остаточную циклическую долговечность вычисляют как разность между числом циклов, которое эталонный образец выдерживает до разрушения, и найденным числом циклов.

Пример. Остаточную циклическую долговечность пьезокерамического материала ЦТБС-3 определяли для об35 4 разца размером 100 18 10 мм, который был предварительно подвергнут воздействию эксплуатационной нагрузкой.

При эталонном испытании и при испытании контролируемого изделия циклическое нагружение осуществляют с амплитудой 3-85 МН/м длительностью

12,5 10 циклов нагружения. Возбуждают колебания в образце за.счет собственного пьезоэффекта с частотой возбуждения 17,6 кГц. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости и ее релаксационной характеристики проводили на измерителе Р5010. Для этого

f после нагружения образца возбудитель ь колебаний выключают и производят измерение комплексной диэлектрической проницаемости.

Изобретение позволяет повысить точность определения остаточной долговечности пьезокерамики на ранних стадиях усталостного повреждения за счет регистрации параметров, чувствительных к образованию усталостных дефектов.