Способ исследования анизотропии эксплуатационно-технологических свойств объектов

Изобретение относится к области исследования эксплуатационно-технологических свойств токопроводящих конструкционных материалов и может быть использовано для определения анизотропии их физико-механических характеристик, формируемой на этапах изготовления и эксплуатации различных изделий, работающих под нагрузкой. Сущность: осуществляют последовательное взаимонаправленное физико-техническое воздействие на диагностируемый участок токопроводящего материала и/или изделия и определяют разность в результатах данных воздействий. В качестве физико-технического воздействия используется электрический ток, который пропускается через диагностируемый объект в противоположных направлениях и определяется величина соответствующего падения напряжения на заданной базе, для которой вычисляется электросопротивление материала, а затем, по разнице между результатами измерений оценивают степень анизотропии материала между токоподводящими электродами. Технический результат заявленного решения заключается в повышении оперативности и снижении трудоемкости определения характеристик анизотропии токопроводящих материалов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области исследования эксплуатационно-технологических свойств объектов, в частности, из токопроводящих конструкционных материалов и может быть использовано для определения анизотропии их физико-механических характеристик, формируемой на этапах изготовления и эксплуатации различных изделий, работающих под нагрузкой.

Известен способ определения механических свойств материалов, изложенный в патенте на изобретение RU 2543673 «Способ определения механических свойств материалов», G01N 3/08, 2015.

Изобретение относится к области определения прочностных свойств металлов и их сплавов путем приложения растягивающих нагрузок к стандартным плоским или круглым образцам исследуемых металлов, геометрические размеры которых регламентируются ГОСТ 10006-80. Сущность: осуществляют осевое растяжение плоских и круглых образцов с фиксированной скоростью деформации, при определенной температуре испытаний. Коэффициент динамической вязкости металлов и эффективную энергию разрушения определяют по формулам: для плоского и круглого образца, используя значения предела прочности, предела текучести, относительного удлинения металлов при растяжении стандартных образцов, скорости деформации, при которой растягивается образец, модуля Юнга и скорости звука продольных волн в металле. Технический результат: возможность при исследовании конструкций из металла под действием реальных нагрузок и скоростей деформаций вплоть до разрушения основывать прогноз по эксплуатационной надежности выбранного материала на основании количественных оценок ряда параметров. В данном методе для определения параметров анизотропии исследуемых материалов необходимо увеличение количества реверсивных испытаний соответствующих образцов. Это сопровождается ростом трудоемкости и стоимости данного способа, так как необходимо осуществлять нагружение значительного числа образцов, изменяя их координирование относительно захватов испытательного устройства для получения статистически достоверных результатов по определению анизотропии.

К наиболее близким к заявляемому способу определения анизотропии эксплуатационно-технологических свойств объектов относится способ испытания пар трения на износостойкость, изложенный в авторском свидетельстве на изобретение SU 1370520 «Способ испытания пар трения на износостойкость», G01N 3/56,1988.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при изготовлении изделий, содержащих различные пары трения. В указанном способе фрикционная анизотропия поверхностных слоев определяется путем их истирания и оценивания полученных результатов, т.е. после проведения прямых износостойких испытаний посредством истирания поверхности исследуемого образца в различных направлениях. Цель изобретения, связанная с повышением информативности износостойких испытаний, достигается тем, что в результате истирания поверхности объекта исследования определяется направление максимальной износостойкости.

Недостаток указанных способов заключается в значительной трудоемкости испытаний, обусловленной необходимостью приложения, испытательных воздействий в течение определенного времени и измерения реальных эксплуатационно-технологических характеристик образцов для получения технического результата. Эти обстоятельства в целом существенно снижают оперативность испытаний и повышают их стоимость, сужают класс исследуемых материалов и изделий, из-за ограничений на применение данных способов лишь на соответствующих этапах жизненного цикла продукции, главным образом на этапе технической подготовки производства.

Задачами изобретения являются:

1. Повышение оперативности в оценке эксплуатационно-технологической анизотропии свойств исследуемых конструкционных токопроводящих материалов, связанной с их физико-механическими характеристиками.

2. Обеспечение возможности оценки анизотропии свойств материалов по объему исследуемого образца или изделия в процессе их изготовления или эксплуатации.

3. Обеспечение возможности оценки анизотропии эксплуатационно-технологических свойств конструкционных материалов и изделий из токопроводящих материалов с помощью простых в изготовлении, автономных и малогабаритных технических устройств на всех этапах жизненного цикла продукции.

Технический результат, обеспечивающий осуществление указанных задач, заключается в использовании для измерения анизотропии электротехнических характеристик исследуемого объекта из токопроводящих материалов.

Указанный технический результат достигается способом исследования анизотропии эксплуатационно-технологических свойств объектов, заключающимся в последовательном физико-техническом воздействии на диагностируемый участок объекта в различных направлениях, измерении физико-технических параметров указанного участка в этих направлениях и количественном установлении различий результатов этих измерений, по которым судят об анизотропии, причем, в качестве указанного физико-технического воздействия используют воздействие на диагностируемый участок объекта электрического тока, пропускаемого через диагностируемый участок объекта в двух противоположных направлениях, а в качестве физико-технических параметров указанного участка измеряют электро-физические параметры этого участка, при этом, в противоположных направлениях на диагностируемый участок объекта воздействуют одинаковым по величине электрическим током.

В качестве электро-физических параметров измеряют падение напряжения на диагностируемом участке в каждом направлении, по которым вычисляют электросопротивления указанного участка в этих направлениях и по разнице величин электросопротивлений судят о степени анизотропии материала объекта.

Полярность приложения напряжения к токопроводящим электродам изменяется в процессе исследования как минимум один раз.

Принципиальным физико-техническим положением, на котором основан способ исследования анизотропии физико-механических и других эксплуатационно-технологических свойств токопроводящих материалов, является экспериментальное доказательство влияния наличия структурной анизотропии свойств испытуемого (исследуемого) объекта на величину его электросопротивления при пропускании электрического тока в двух противоположных направлениях. В качестве базового объекта диагностических исследований, удовлетворяющего требованию однозначного определения влияния анизотропии свойств материала на величину его электросопротивления, была выбрана медная проволока (медный провод) из материала M1. Данный объект диагностического исследования получается методом холодного пластического деформирования (волочением), осуществляемым в одном осевом направлении, которое характеризуется соответствующими коллинеарными векторами направленности этих деформаций. Поэтому при пропускании тока одинаковой величины через проволоку (провод) в двух взаимопротивоположных направлениях, т.е. при реверсе измерительного электротока, фактор влияния векторной анизотропии свойств материала, подвергнутого направленному деформированию, в случае его наличия, будет четко определяться по соответственной разнице в результатах измерения падения напряжения и, следовательно, электрического сопротивления.

Итоговые результаты экспериментов после статистической обработки более 500 измерений представлены в табл. 1 (фиг. 1).

Важно заметить, что в экспериментах разность в электросопротивлениях отчетливее появилась при большем значении измерительно тока (300 мА). При малой «энергетической» концентрации свободных электронов (ток 200 мА), электросопротивление как бы не чувствует анизотропию физико-механических свойств.

В нашем случае под термином «вектор электросопротивления», например, на плоскости, будем понимать разность между сопротивлениями при пропускании тока в условно прямом и обратном направлениях тестируемого на наличие у него анизотропии свойств проводника, т.е. при изменении полярности (реверсивном) приложенного к диагностируемому участку объекта исследования напряжения. Таким образом, изменяя направление движения заряженных частиц и измеряя разницу в электросопротивлениях этому реверсивному движению заряженных частиц, в частности электронов, в тестируемом образце можно оценивать физико-механические свойства изделия с возможностью фиксации тепловых и магнитных характеристик, работы выхода электронов и т.д. Тем самым заявляется приоритет на разработку нового очень технически простого и универсально-функционального инструмента исследования весьма сложных и тонких свойств и процессов в разных материалах, их изменений при различных видах физико-энергетических и технологических воздействий (направлении действия силовой деформационной нагрузки, проникающих излучений, вектора локального направления силовых линий и напряженности магнитного поля и т.д.). Кроме того, учитывая фактор времени этих воздействий, можно прогнозировать изменения служебных свойств тестируемого изделия, в частности определять кинетику изменения в топографии остаточных напряжений и интенсивность процессов деформационного старения материала под нагрузкой, а также оценивать его остаточный ресурс и степень поврежденности материала нагруженных конструктивных элементов. Оперативность использования патентуемого способа оценки анизотропии материалов по сравнению с реверсивно-фрикционными испытаниями на изностойкость, а также определения эрозионной стойкости исследуемой поверхности в противоположных направлениях при гидродинамическом воздействии гидроабразивной и чисто жидкостной высокоскоростной струи и характеристик скрайбирования - царапанья поверхности алмазным индектором, представлена в табл. 2 (фиг. 2). Результаты в табл. 2 получены путем хронометрирования времени на подготовку и проведение экспериментов. Причем низкая себестоимость и малая трудоемкость патентуемого способа создают возможность проведения многократных неразрушающих испытаний образца тестово-реверсивным током с целью повышения информативности и достоверности результатов анализа параметров его анизотропии.

1. Способ исследования анизотропии эксплуатационно-технологических свойств объектов, заключающийся в последовательном физико-техническом воздействии на диагностируемый участок объекта в различных направлениях, измерении физико-технических параметров указанного участка в этих направлениях и количественном установлении различий результатов этих измерений, по которым судят об анизотропии, отличающийся тем, что в качестве указанного физико-технического воздействия используют воздействие на диагностируемый участок объекта электрического тока, пропускаемого через диагностируемый участок объекта в двух противоположных направлениях, а в качестве физико-технических параметров указанного участка измеряют электро-физические параметры этого участка, при этом в противоположных направлениях на диагностируемый участок объекта воздействуют одинаковым по величине электрическим током.

2. Способ исследования по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электро-физических параметров измеряют падение напряжения на диагностируемом участке в каждом направлении, по которым вычисляют электросопротивления указанного участка в этих направлениях и по разнице величин электросопротивлений судят о степени анизотропии материала объекта.

3. Способ исследования по п. 1, отличающийся тем, что полярность приложения напряжения к токопроводящим электродам изменяют в процессе исследования как минимум один раз.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам визуализации методом магнитоиндукционной томографии. Способ включает в себя получение доступа к множеству результатов измерения характеристик катушки, полученных для образца с помощью одной катушки, которую возбуждают радиочастотной (РЧ) энергией от источника РЧ-энергии, при этом каждый из множества результатов измерения характеристик катушки получен с помощью одной катушки в одном из множества отдельных местоположений относительно образца и соотнесения данных о положении катушки с каждым из множества результатов измерения характеристик катушки.

Использование: для осуществления контроля протекания стадии поликонденсации в процессе производства алкидных лаков. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает нагрев рабочей смеси до температуры 240-245°С, контроль протекания стадии поликонденсации осуществляется посредством непрерывного измерения электрического сопротивления реакционной смеси в процессе нагрева путем пропускания через нее электрического тока с помощью встроенных в технологический трубопровод электродов, при достижении заданной величины электрического сопротивления, соответствующего заданному значению вязкости, нагрев реакционной массы прекращается, включается охлаждение и процесс останавливается.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения физических параметров материала, в том числе при экстремальных температурах и давлениях, например, устройство может быть применено для контроля сухости пара пароводяной среды.

Использование: для определения состава флюида. Сущность изобретения заключается в том, что система для определения состава флюида включает: резервуарную систему для флюида, пробоотборный узел; и систему резонансного датчика, содержащую электрический резонансный преобразователь, подключенный к упомянутому пробоотборному узлу, причем система резонансного датчика измеряет значения действительной и мнимой частей спектра импеданса, ассоциированного с электрическим резонансным преобразователем, находящимся вблизи от флюида, и каждое измеренное значение действительной и мнимой частей спектра импеданса, ассоциированного с электрическим резонансным преобразователем, находящимся вблизи от флюида, независимо используется для определения состава флюида.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: импедансный датчик резонансного типа представляет собой многокатушечный индуктор с разомкнутым сердечником или без стального сердечника, содержащий по меньшей мере две катушки, одной из которых является катушка возбуждения с возможностью соединения по меньшей мере с одним источником переменного тока с качанием частоты, а другой катушкой является измерительная катушка с возможностью соединения по меньшей мере с одной системой обработки данных.

Изобретение относится к пищевой, фармакологической и другим отраслям промышленности и служит для определения периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке.

Изобретение касается способа оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями в процессе эксплуатации. Сущность способа заключается в том, что проводят поминутное растяжение с постоянной скоростью образцов синтетических нитей с одновременным воздействием электрическим током.

Изобретение относится к измерительной технике. Твердотельный электрохимический датчик определения парциальных давлений паров воды в произвольно выбранной газовой смеси согласно изобретению представляет собой один из элементов планарной структуры, изготавливаемой на пластине диэлектрика, такого как ситалл или поликор, содержит хлорсеребряные электроды, представляющие собой серебряные электроды произвольной топологической конфигурации, с неоднородным слоем из AgCl, сформированным электрохимическим методом на их поверхности, и контактные площадки для проводников внешней цепи, свободные от AgCl, и пластифицированный твердый электролит на поверхности электродов.

Предложена система (100) для измерения по крайней мере одного параметра раствора в контейнере (101). Контейнер (101) содержит раствор (101а).

Изобретение относится к синтезу островковых металлических катализаторов и углеродных нанообъектов и может быть использовано в промышленности для производства нанообъектов и наноструктурированных пленок.

Изобретение может быть использовано для определения характеристик эмульсии. Датчик согласно изобретению содержит электрический резонансный преобразователь, содержащий верхнюю обмотку и нижнюю обмотку, противоположными концами параллельно соединенную с конденсатором, при этом упомянутая верхняя обмотка обеспечивает возбуждение и обнаружение отклика нижней обмотки, при этом взаимная индукция верхней обмотки используется для снятия сигнала с нижней обмотки, при этом упомянутая взаимная индукция используется для измерения величин действительной и мнимой части спектров импеданса нижней обмотки, параллельной упомянутому конденсатору и упомянутой верхней обмотке, при этом упомянутые спектры импеданса определяют на основании электрического отклика от нижней катушки верхней катушке электрического резонансного преобразователя, когда упомянутая нижняя катушка находится рядом с эмульсией, и каждая из упомянутых измеренных величин действительной и мнимой части спектров импеданса нижней обмотки независимо используются для определения состава эмульсии. Изобретение позволяет повысить чувствительность, точность и скорость измерений. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области исследования эксплуатационно-технологических свойств токопроводящих конструкционных материалов и может быть использовано для определения анизотропии их физико-механических характеристик, формируемой на этапах изготовления и эксплуатации различных изделий, работающих под нагрузкой. Сущность: осуществляют последовательное взаимонаправленное физико-техническое воздействие на диагностируемый участок токопроводящего материала иили изделия и определяют разность в результатах данных воздействий. В качестве физико-технического воздействия используется электрический ток, который пропускается через диагностируемый объект в противоположных направлениях и определяется величина соответствующего падения напряжения на заданной базе, для которой вычисляется электросопротивление материала, а затем, по разнице между результатами измерений оценивают степень анизотропии материала между токоподводящими электродами. Технический результат заявленного решения заключается в повышении оперативности и снижении трудоемкости определения характеристик анизотропии токопроводящих материалов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх