Способ определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных объектах оптическими методами. Целью изобретения является расширение класса нгследуемых объектов и повышение точности ja счет устранения механической обработки поверхности исследуемого объекта. Предварительно на объект наносят плоское выравнивающее покрытие, содержащее клеевой и зеркальный слои. После чего освещают объект пучком монохроматического излучения и фиксируют распределение интенсивности в отражен ном пучке, по которому судят о характеристических величинах полей напряжений. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 11/16

ГОСУДАРСТВЕН1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ",С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4604421/28 (22) 09,11.88 (46) 15.03.91. Бюл. N. 10 (71) Институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В. А. Жилкин, В. П. Тырин и Л. А. Шеффер (53) 531.781.2(088.8) (56) Herman R., Holroyd N.Т.Н. — Materials

science und Englneerlng, 1985, ч. 76, р. 119 — 126. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ВБЛИЗИ ВЕРШИН ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию напряженного состояния деталей и конструкций с трещинами оптическими методами, и может быть использовано для определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных обьектах.

Цель изобретения — расширение класса исследуемых объектов и повышение точности за счет устранения механической обработки поверхности исследуемого объекта.

На чертеже представлена оптическая схема для реализации способа.

Схема содержит источник 1 монохроматического излучения, коллиматор 2, линзу 3 с фокусным расстоянием f, исследуемый объект 4 с выравнивающим покрытием 5, экран

6 иэ матированного стекла и фотоаппарат 7.

Способ осуществляется следующим образом.

;,5U ы 1634996 А1 определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных объектах оптическими методами. Целью изобретения является расширение класса сследуемых объектов и повышение точности а счет устранения механической обработки поверхности исследуемого объекта. Предварительно на объект наносят плоское выравнивающее покрытие, содержащее клеевой и зеркальный слои. После чего освещают объект пучком монохроматического излучения и фиксируют распределение интенсивности в отраженном пучке, по которому судят о характеристических величинах полей напряжений, 1 ил.

На объект 4 с трещинами наносят покрытие 5, одержащее клеевой и зеркальный слои, Порядок нанесения следующий: на фотопластинку со шлифованной стеклянной подложкой со стороны эмульсии в вакууме напыляется тонкий слой алюминия или вольфрама, полученная таким образом зеркальная пластина приклеивается к поверхности объекта. После полимеризации клея фотопластинка вместе с эмульсией отрывается, а выравнивающий зеркальный слой остается на поверхности объекта.

Выравнивание обеспечивается за счет того, что клеящее вещество полимеризуется между неровной поверхностью объекта и плоской (шлифованной) стеклянной пластинкой, на которую нанесен зеркальный слой. В качестве клея рекомендуется использовать компаунды;на основе эпоксидных смол холодного от вердения типа

ЭД-5 или ЭД-20. Рекомендуемый состав компаундов, мас, ч.:

1534996

Эг)оксидная смола 100

Отвердитель ПЭПА 10-12

I1ластификат0р-дибутилфлолат 4-8

Адгезия таких компаундов к металличе<.,),0л1у зеркальному слою выше, чем зеркаль. ого сл0я к clåêf)ffifffoй пластинке, Поэтому л;егаллический зеркальный слой остается

1)а поверх)1ости исследуемого обьекта поc/l0 удаления стекля)1ной пластинки.

Гопщи))а клеевого слоя должна быть миlllif1алы1о возможной для того, чтобы обеспечи гь идентичность искривления

;10р)40)1).)10го слоя и поверхности обьекта в

IlI)()LI0l. нагружения, При использовании уf;0a;fffifffx компаундов толщина клеевого с;и) долж) а быть не л1енее 50 мкм, если

l)l)f::j)iI1fI0 11аносится при 15 — 25ОС, и не ме :.. 30 .)км, 00.)и ко:)пау))д предварительно .); г) II,;If) 50-60 С. Уменьшение толщины, i 0 ого c!:.: 1 приводит к с)1ижению качесткл отРа l! Ji );0Г0 ПОКРЫТИЯ ИЗ-За ПОЯВЛЕНИЯ

, -..;:,,,)пью.. усгог и Moc1111 fx отслоений. 1 )Оуел):,II толщина покрытия (30-50 мкм) об. г)10 1)1наетсч калибровочными прокладI

Пучок снега от л10нохроматического ucf0,ника 1, Iiaffpflf ep лазера, превращается (: и; ралllåëûff:Ié с помощью коллиматора 2, злгем и сходящийся с помощью линзы 3, 1)оправляется на обьект 4 исследования с г)лк1)ытиел1 5, пад малым углом наблюдается на акра) не 6 отраженная от обьекта картина, кг апач фиксируется фотоаппаратом 7.

II) фотографиях с учетом увеличения

t)змpря)0т f 00fIåTри 4еcKиp. характеристики

)0!i0l)f, пяте)1 с огибающими их линиями

00нь1ше)1))ой освещенности и, используя со0 i 1)етс4 ву10гцие математические зависимо;. и, 110дсчитыва)от характеристические пели)l1)lû полей напряжений вблизи вер)ьи)1 трещиl1, Б частном случае для эталонного образца с боковой тре)ци)4ой, растянуто о в на1.5t i!0)

ifl0afI;fff,f, хаг);ктеристической величиной в

01)еделах упругих деформаций является коз<4 фицне)1т и)1тенсивности напряжений К1.

И.,,Cp)I!I 1)а фотографии поперечный диал г:)Г) nf;II«и повышенной ocsefqefffioc v, К1 . 1),"4< !!0 ОП РPДОЛ И ГЬ ПО ф0РМУЛЕ

1671 Е D 5

2, мР )" 3.16 ) где Zo — расстояние от средней плоскости образца до экрана; с — толщина образца;

Е, v — модуль упругости и коэффициент

Пуассона материала;

А — коэффициент увеличения оптической схемы;

Q — 2

jl =, гДЕ ЕГ1-21:

2г

Zf — расстояние от средней плоскости линзы 3 до средней плоскости образца;

0 — поперечный диаметр линии повыи)енной освещенности.

Таким образом, способ позволяет повысить точность измерения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин за счет нанесения плоского выравнивающего покрытия, состоящего иэ клеевого и зеркального слоев, при этом исключается ошибка в определении характеристических величин, возникающая из-эа искривления поверхности образца при полировке; расширить область применения способа эа счет распространения его на материалы, не поддающиеся полировке, и на реальные конструкции с эксплуатационными трещинами; уменьшить трудоемкость метода за счет исключения операции полировки.

Формула изобретения

Способ определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных обьектах, заключа10щийся в том, что формируют плоскую зеркальную поверхность в окрестности трещины, освещают поверхность пучком монохроматического излучения, фиксируют распределение интенсивности в отраженном пучке и по параметрам распределения интенсивности рассчитывают характеристические величины полей напряжений, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов и повышения точности, формирование поверхности осуществляют путем нанесения не нее плоского выравнивающего покрытия, содержащего клеевой и зеркальный слои.

1634996

Составитель В. Бахтин

Редактор Л. Пчолинская Техред M,Moðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 747 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производ".твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101