Способ определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений конструкционных материалов

 

Изобретение относится к области контроля трещинообразования в материалах акустикоэмиссионным методом и может быть использовано для определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений при циклических испытаниях образцов материалов с трещинами. Целью изобретения является повышение точности определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений за счет определения скорости роста трепшны, соответствующей искомому коэффициенту интенсивности напряжений. Образец нагружают циклически, обеспечивая продвижение трещины в каждом цикле, i при этом устанавливают зависимость приращения суммы импульсов в цикле от скорости роста трещины, дискретно уменьшают амплитуду нагрузки и с учетом относительного числа циклов, в которых зарегистрировано продвижение трещины по сигналам акустической эмиссии, определяют скорость роста трещины, при ее снижении до уровня, соответствующего пороговому значению, испытания прекращают. I (П ьэ сд й со sj

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

И.:СНУ ЬЛИН

ÄÄSUÄÄ 1254377 А t (50 4 С О1 N 29 04

5 ь1,":" Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " 3

К АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГОВОГО . ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ

НАПРЯЖЕНИЙ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (21 ) 386273 7/25-28 (22) 05.03.85 (46) 30.08.86. Бюл. Р 32. (71) Рижский Краснознаменный инсти.тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) M.Ä.Áàíoâ, Е.А.Коняев, В.П.Павелко, А.И.Урбах, В.М.Григорьев и А.A.Êînäðàòüåâ (53) 620.179.16(088.8) (56) Расчет и испытания на прочность в машиностроении, методы механических испытаний металлов. Определение характеристик сопротивления развитию трещины (трещинастойкости) при циклическом нагружении: Методические указания. Государственный Комитет стан-дартов СССР, Всесоюзный НИИ но нормализации в машиностроении АН УССР, Львов, 1979, с. 6-24.

Авторское свидетельство СССР

У 1035464, кл. G 01 N 29/04, 1983. (57) Изобретение относится к области контроля трещинообразования в материалах акустикоэмиссионным методом и может быть использовано для определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений при циклических испытаниях образцов материалов с трещинами. Целью изобретения является повышение точности определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений за счет определения скорости роста трещины, соответствующей искомому коэффициенту интенсивности напряжений. Образец нагружают циклически, обеспечивая продвижение трещины в каждом цикле, . Я при этом устанавливают зависимость приращения суммы импульсов в цикле от скорости роста трещины, дискретно р уменьшают амплитуду нагрузки и с учетом относительного числа циклов, в которых зарегистрировано продвижение трещины по сигналам акустической эмиссии, определяют скорость роста . Я трещины, при ее снижении до уровня, (д соответствующего пороговому значению, ф испытания прекращают. Crel

1254377 с трещинами.

Целью изобретения является повышение точности определения порогового IQ значения коэффициента интенсивности напряжений за счет определения скорости роста трещины, соответствующей искомому коэффициенту интенсивности напряжений.

Способ определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений осуществляется следующим образам.

Образец из ко»струкцианного мате-риапа с наведенной усталост»ой трещиной »nãðóë:ают циклически с заданной асимметрией цикла. Амплитуду нагруз ки при ее изгпеггении от Р,„,„до Р„„,, даэ»ачают из соображений об<-спечения трегщинаобраэавания за ограниченное количество циклов нагружения, при этом выполняется условие надрастания трещины в каждом цикле нагрузки (подрастание трещины контролируют оптическим методом), выбирают соответствующую чувствительность акустика-эмиссионной аппаратуры, регистрирующую акустическую эмиссию (ЛЭ) в каждом цикле нагружения.

В процессе нагружения образца измеряют изменение длины трещины dг,, например, с использованием оптического устройства с ценой деления

С,01ч мм, а также приращение суммы импульсов ЛЭ в течение заданного числа циклов»аГpужeния Ь U Скорость роста трещины Ч определяют по формуd1/ ле V=-=. По полученным результатам

Ьп получают зависимость значений суммы

ЬЯ импульсов АЭ в цикле N = — от саот3 an ветствуюпгих значений скорости роста трещины V. После установления зави-1 симости 7=С(Б„,) производят ступенчатое сниже»ие амплитуды внешней нагрузки, устраняя переходные режимы.

Бел»чин; нового значения амплитуды нагрузки выбирается из услсвия поддержания роста трещины, контролируемого По сигналам АЭ. 11о мере снижения нагрузки замедляется скорость роста трещи»ы и рост ее происходит в которых рост трещины не происходит.

За факт раста трещины в отдельном

20 цикле нагрузки принимают наличие сигналов А3, параметры которве, »аЗначения N, соответствующие каждому

25 отдельному пику амплитуды сигнала ЛЭ и используемые для определения з»ачений микраскорости, регистрируют электронно-счетным приборам, например ЧЗ-33. Значения макроскорости

Зо роста трещины на отдельных участках нагружения определяют по формуле

dn

V =V --; †вЂ, где V — макроскорасть

dn +Ьп

35 зованием зависимости V=f(N, ) an !! 7 .числа циклов нагружеггия, в которых происходит рост трещины; р и — число циклов нагружения, в которых рост трещины не происходит. Снижение ам" плитуды нагрузки производят до тех

I пор, пока значение макроскорости 7 не достигнет величины, соответствующей определению порогового значения каэффициента интенсивности напряжений.

На этом испытания прекращают амплитуды »агрузки dp, а пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений ЬК.11 в верпги»е трещины

50 определяют по формуле a K!I, =11 Ьр. Т, где 7 — длина трещины; 11 — геометрический безразмерный фактор.

Таким образом, данный способ поэ55 поооговога и".гения коэффициента инте»c»B»oc|.è »апряже»ий за счет стуИзобрете»ие относится к контролю трепги»аобразавания в материалах акустика-эмиссионным методом и может быть использовано для определения .порогогого значения коэффициента инте»сив»ости напряжений при цикличе —

Ф ких испытаниях образцов материалов

2 уже не в каждом цикле нагрузки. Значение микроскорости при этом не соответствует-макраскорости роста трещины. Численные значения микроскорости роста трещины при последователь»ом ступенчатом снижешш амплитуды нагрузки определяют по значениям И

r использованием уста»овленной ранее зависимости V=f(N, ), экстраполируя зависимость в область малых скоростей. 11ри этом в процессе нагружения образца на каждом реализуемом уровне внешней нагрузки фиксируют также относительную длительность периода роста трещины, т.е, отчошение числа циклов нагружеиия, в которых происходит подрастание трещины, к числу циклов, пример амплитуда сигналов АЭ, регистрируют быстродействующим самописцем. роста трещины (определяется с испольс фиксацией соответствующего значения

4 валяет повысить точность определения пенчатого снижения нагрузки при испытаниях, регистрации гга сигналам АЭ

Формула изобретения

Составитель К.Хилков

Техред A.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор М.Циткина

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4713/47

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 1 .циклов, в которых наблюдается рост трещины, и определения порогового

I значения скорости роста. трещины.

Способ определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений конструкционных материалов, заключающийся в том, что нагружают циклически образец с трещиной, регистрируют нагрузку, длину трещины и сумму импульсов акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, об" .разец нагружают с постоянной амплитудой внешней нагрузки, обеспечиваю254377 4 щей продвижение трещины в каждом цикле, при этом устанавливают зависимость приращения суммы импульсов в цикле от скорости роста трещины, 5 дискретно уменьшают амплитуду. нагрузки и по значениям соответствующих приращений суммы импульсов с использованием установленной зависимости и с учетом относительного. числа циклов, в которых зарегистрировано продвижение трещины по сигналам акустической эмиссии, определяют скорость роста трещины, при ее снижении до ,уровня, соответствующего пороговому значению коэффициента интенсивности напряжений, испытания прекращают.