Способ определения величины механических напряжений

 

О ll И С А Н И Е ()466443

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13,04.72 (21) 1772147/25-28 (51) М. Кл. 6 01п 29/04 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.04.75. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 30.10.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) У (К 620.179.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Авербух, В. М. Бобренко, А. А. Чичугов и P. М. Матвеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ т, T(o - Ьт, + 7

Способ относится к исследованиям механических свойств изделий ультразвуковыми методами, Известны способы определения величины механических напряжений в нагружаемых деталях с односторонним доступом, заключающийся в возбуждении в деталях импульсов продольных и поперечных упругих колебаний, приеме отраженных от дна детали импульсов, и определении изменения времени распространения ультразвуковых колебаний.

Недостатком этих способов является необходимость определения изменения базы прозвучивания при напряжении от деформирования или невозможность проведения измерений на изделиях типа цилиндра, нагруженного по сечению.

С целью определения напряжений в широком диапазоне величин деформаций по предлагаемому способу определяют время распространения импульса продольных и поперечных ультразвуковых колебаний до и после приложения нагружающего усилия, находят относительные изменения времени распространения импульсов продольных и поперечных ультразвуковых колебаний, определяют разность между относительными изменениями времен распространения, и по полученной разности судят о величине механических напряжений.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит измеритель 1времепных интервалов, формирующее устройство 2, импульсный дефектоскоп 8, ультразвуковой датчик 4 продольных или сдвиговых волн (или комбинированный для одновремешгого возбуждения и приема обоих типов ультразвуковых колебаний, шпильку 5, гайку б, фланец 7 крышки, тело 8 объекта (турбины или др.).

Требуется определить напряжения, возникающие в шпильке 5 после затяжки ее гайкой б.

Сущность способа заключается в следующем.

Известно, что скорость продольной волны изменяется как функция напряжения в случае совпадения направлений распространения и приложения усилия, а скорость сдвиговой волны с любым направлением плоскости поляризации в подобных случаях практически не меняется.

Предположим, что время Т,,пробега продольной волны после приложения усилия:

466443

Tiá+ Т: (2) где Т „— время пробега сдвиговой волны в изделии до приложения усилия;

AT — то же от изменения длины изделия (пути пробега ультразвуковых волн) при деформировании.

Относительное изменение времени пробега обоих тинов волн, по выражению (1) (3) ATt ЬТ:" (4) а по (2) и что

ЬТ = Т™=я, (5) где в — упругая относительная деформация изделия при нагружении. где 7 „— время пробега ультразвуковых волн в изделии до приложения усилия;

ЬТ, — приращение времени пробега от изменения скорости ультразвуковых волн как функции напряжения;

A 7 — то же от изменения длины изделия (пути пробега ультразвукоковых волн) при деформировании; а время Т сдвиговой:

Из (3, 4; 5) находим

AT = AT, — AT,. (6}

Зная соотношение AT, =- f,>, выясняем величину напряжений, возникающих.в изделии при приложении, например, растягивающего усилия.

10 Предмет изобретения

Способ определения величины механичесжих напряжений в нагружаемых деталях с односторонним доступом, заключающийся в 5 возбуждении в деталях импульсов продольных и поперечных упругих колебаний, приеме отраженных от дна детали импульсов и определении изменения времени распространения ультразвуковых колебаний, отличающийся

20 тем, что, с целью определения напряжений в широком диапазоне величин деформаций, определяют время распространения импульса продольных и поперечных ультразвуковых колебаний до и после приложения нагружаю25 щего усилия, находят относительные изменения времени распространения импульсов продольных и поперечных ультразвуковых колебаний, определяют разность между относительными изменениями времени распространения, и по полученной разности судят о величине механических напряжений, 466ИЗ

Составитель А. Азаров

Техред Т. Курилко

Редактор И. Бродская

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 901/1291 Изд. М 702 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5