Способ определения усталостной долговечности конструкции

 

Изобретение относится к области определения усталостного повреждения конструкций и может быть использовано для определения периода безопасной работы листовых конструкций с трещиной в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности определения усталостной долговечности конструкции за счет выполнения датчика, закрепляемого на конструкции , идентично чувствительному элементу , который предварительно тарируют . На конструкцию 1 прикрепляют предварительно оттарированный датчик 2, при тарировке которого используют чувствительный элемент из того же материала,- что и конструкция I с соблюдением механической и термической обработки, предварительно выращивают в нем исходную усталостную трещину Р(1, экспериментально определяют основную характеристику чувствительного элемента, закрепляют идентичный датчик 2 на конструкцию I, в процессе работы которой регистрируют в нем последующий рост трещины , устанавливают зависимость дли ны трещины от наработки t(t) и по полученным данным устанавливают усталостную долговечность конструкции 1 с момента зарождения в ней трещины до достижения ею критических размеров. 2 ил. (Л ю QD N9 фие.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСа БЛИН (51) 4 G 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3853576/25-28 (22) 14.02.85 (46) 15.02.87. Бюл. И 6 (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) А.А.Кондратьев и В.П.Павелко (53) 620.178.311(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 107957, кл. G 01 N 3/32, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 918816, кл. G 01 N 3/32, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к области определения усталостного повреждения конструкций и может быть использовано для определения периода безопасной работы листовых конструкций с трещиной в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности определения усталостной долговечности конструкции sa сЧет выполнения

„„SU„„1290142 A1 датчика, закрепляемого на конструкции, идентично чувствительному элементу, который предварительно тарируют. На конструкцию 1 прикрепляют предварительно оттарированный датчик

2, при тарировке которого используют чувствительный элемент из того же

I материала, что и конструкция 1 с соблюдением механической и термической обработки, предварительно выращивают в нем исходную усталостную трещину Ь, экспериментально определяют основную характеристику чувствительного элемента, закрепляют идентичный датчик 2 на конструкцию

f в процессе работы которой регистрируют в нем последующий рост трещины, устанавливают зависимость дли ны трещины от наработки Й(} и по полученным данным устанавливают усталостную долговечность конструкции

1 с момента зарождения в ней трещины до достижения ею критических размеров. 2 ил.

1 90142

= С(К),(2) B) 2221 () 55

Изобретение относится к области определения усталостного поврежде- ния элементов конструкций и может быть использовано для определения периода безопасной работы листовых 5 кинструкций с трещиной в процессе эксплуатаций.

Цель изобретения — повышение точности определения усталостной долговечности конструкции за счет выполнения датчика, закрепляемого на констпукпии идентичности чувствитель ному элементу, который предварительно тарируют.

На фиг. 1 изображена схема установки датчика на исследуемую конструкцию," на фиг. 2 — чувствительный элемент.

Способ осуществляют следующим образом. 20

В наиболее опасной части конструкции 1 прикрепляют предварительно оттарированный датчик 2, нагружают конструкцию 1, регистрируют изменение параметров датчика 2 и по полученным данным определяют усталостную долговечность конструкции 1. г

При тарйровке датчика 2 используют чувствительный элемент 3 (фиг.2) „30

1 изготовленный из того же материала, ;что и исследуемая часть конструкции с соблюдением механической и термической обработки и толщиной 8

0,2 + 1,0A где — толщина мате" риала конструкции. Подвергают чув-! ствительный элемент 3 предварительному циклическому нагружению с нагрузкой, меньшей средней нагрузке, дейст- . вующей на конструкцию 1 при эксплуатации, выращивают в чувствительном элементе 3 исходную трещину длинной

fu. (фиг; 2). Далее прикладывают к узлам крепления 4 чувствительного элемента 3 статическую нагрузку Р и измеряют их взаимное перемещение Ч, увеличивают длину трещины на 0,25—

0 5 и снова определяют перемещение.

Замеры выполняются до достижения трещиной конечной длины (к и по полученным данным. определяют основную

50 характеристику чувствительного элемента 3 — коэффициент К интенсивности напряжений в вершине трещины где E - модуль упругости материала чувствительного элемента, 2 — податливость чувствительного элемента.

Затем на конструкции 1 закрепляют датчик 2 с исходной трещиной, выполненный идентично чувствительному элементу 3, располагая его íà расстоянии 0,1 + 0,8 над поверхностью конструкции 1. В процессе нагружения конструкции 1 периодически регистрируют последующий рост трещины в датчике 2 и на основании полученной зависимости (наработки f(t)) определяют параметры С и IB уравнения (2), характеризующее сопротивление мате- . риала конструкции i росту усталостных трещин при реальном процессе нагружения где К вЂ” коэффициент интенсивности напряжений в вершине усталостной трещины на единицу .характерного напряжения Б в

K конструкции 1 (К = †)"

Далее определяют напряженно-деформированное состояние конструкции

1 с ожидаемой трещиной, определяют коэффициент К = r(f) интенсивности напряжений от длины ожидаемой трещины в конструкции 1 и, интегрируя уравнение (2), используя полученные параметры С и m устанавливают усталостную долговечность конструкции 1 с момента зарождения в ней трещины до достижения его критических размеров.

Предлагаемый способ позволяет заранее (до возникновения трещины), определить период безопасной работы конструкции 1 после появления в ней дефекта.

Формула изобретения

Способ определения усталостной долговечности конструкции, заключающийся в том, что в наиболее опасной части конструкции прикрепляют предварительно оттарированный датчик, нагружают конструкцию, регистрируют изменение параметров датчика и по полученным данным определяют усталостную долговечность конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, при та1290142

Составитель M.Ìåäâåäåâ

ТехРед H.Попович КоРРектоРГ.Решетник

Редактор А.Ревин

Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7892/38

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4 рировке датчика используют чувствительный элемент, изготовленный из того же материала, что и исследуемая часть конструкции с соблюдением механической и термической обработки, 5 подвергают чувствительный элемент предварительному циклическому нагружению с нагрузкой меньше средней нагрузки, действующей на конструкцию в эксплуатации, выращивают в нем 10 исходную усталостную трещину и регистрируют ее рост до достижения критической длины, периодически при статическом нагружении определяют коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины и по полученным данным определяют основную характеристику чувствительного элемента, затем на конструкции закрепляют датчик . с исходной трещиной, выполненный идентично чувствительному элементу,, в процессе нагружения конструкции периодически регистрируют последующий рост трещины в датчике, определяют параметры, характеризующие сопротивление материала конструкции усталостному разрушению, а полученные данные с учетом тарировочной характеристики чувствительного элемента используют при определении усталости долговечности конструкции с момента зарождения в ней трещины до достижения ею критических размеров