Способ определения трехосных остаточных напряжений

 

ОЙИСдНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ оюэ Советских

Социалистических

Республик (11: 575471

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14.05.73 (21) 1921087/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.77 Бюллетень J437 (45} Дата опубликования описания 15.11.77 (5! ) М. Кл.

6 01 В 7/18

G O1 L 1/22

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Р ) УД1, (088. 8 ) (72) Автор . изобретения

О. Н. Михайлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОГ1РЕДЕЛЕНИЯ TPEXGCHbIX ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к механическим способам определения остаточных напряжений. Большинство этих способов основано на полном или частичном освобождении

1 объекта в зоне измерений от остаточных 5 иапряжений, aaxrpaMep, путем сверления отверстия (1), вырезания столбика (21 или резки на полосы и квадраты P).

И процессе освобождения указанной эоны от остаточных напряжений измеряют де- 10 формации, например, посредством тензореэисторов, заранее установленные в исследуемой зоне, и по измеренным деформациям, пользуясь уравнениями теории упругости, вычисляют остаточные напряжения. 15

Описанными способами можно измерять адноосные и двухосные остаточные напряжения °

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ определе- 20 ния трехосных остаточных напряжений внут ри тела, заключающийся в том, что в теле выполняют отверстие, вызывающее перерас пределение напряжений внутри тела, устанавливают в отверстие розетку или серик тензо-+ датчиков, осуществляют вторичное перераспределение напряжения путем пророки четырех прямолинейных канавок или одной кольцевой канавки, затем замеряют статическую деформацию стенок отверстия, соответствуюшую их разгрузке от напряжения, и по заме ренныти деформациям вычисляют первоначальные остаточные напряженная, пользуясь соответствукицими зависимостями между деформациями и напряжениями jC j.

Недостатком известного способа является трудоемкость операций вторичного перераспределения остаточного напряжения.

С целью снижения трудоемкости вторичного перераспределения остаточных напряжений, его осуществляют путем сверления параллельно отверстию с тенэодатчиками второго отверстия. При этом диаметр второго отверстия выбирают равным диаметру первого отверстия с расстоянием между осями отверстий, равным О 72 радиуса отверстий.

На чертеже показана схема расположения двух отверстий и тензодатчиков при определении остаточных напряжений в окрестности точки А.

Способ осуществляют следующим образом. Для определения:остаточных напряжеу o o ний g 6g, В в окрестности точки А внутри тела сверлят отверстие 1, радиусом i, так чтобы его ось Z совпадала с главным направлением а проходящая через точку А радиальная ось Х совпадала с главным направлением Gg . Ha чертеже такое положениь достигается при 9 = О. Диаметр отверстия ia

1 должен быть достаточным, чтобы в отверстии разместить необходимые датчики.

На стенках отверстия на уровне поперечного сечения, проходящего че)зез точку

A закрепляют тангенциальные датчики 2, Э 15 и осевой датчик 4, последний накладывают на датчик 2 или смещают несколько вдоль оси отверстия. Затем берут начальные отсчеты по датчикам. При этом нужно принимать во внимание, что напряженное сос- 20 тояние в окрестности точки A уже несколько искажено сверлением отверстия 1.:

Сверлят отверстие 5, так чтобы точка

А попала на его контур, а его ось пересекала ось g и была параллельна оси отверс- 2s тия 1. При помощи датчиков на стенках отверстия 1 измеряют деформации, соответствующие перераспределению напряженного состояния после сверления отверстия 5.

Толщина 1 стенки между отверстиями долж-30 на быть достаточно мала, (расстояние между осями отверстий 0,72 v< ), a диаметр отверстия 5 должен быть равен диаметру отверстия 1, чтобы деформации были того же порядка, как при полной разгрузке измерительного элемента.

Напряжения под датчиком и главные остаточные напряжения подсчитывают по формулам теории упругости.

Если направление главных напряжений 4О

P 0

b и 6 неизвестно, то симметрично датчику 3 закрепляют тангенциальный датчик 6. Расчетные формулы усложняются незначительно.

Точность измерений предложенным спо- 45 сабом может быть определена теоретически с использованием соответствующих решений теории упругости, а также путем экспериментального исследования распределения напряжений на стенках подобных отверстий на оптически активных моделях способами измерения фотоупругости или на тарировочных брусках с определенными отверстиями с помощью измерителей деформации (напряжений), подобных тем, которые используют в способе двух глубоких отверстий.

Формула изобретения

1. Способ определения трехосных остаточных напряжений внутри тела, заключающийся в том, что в теле выполняют отверстие, вызывакицее перераспределение напряжений, устанавливают в отверстие розетку или серию тензодатчиков, осуществляют вторичное перераспределение напряжений, измеряют деформации в .мес тах установки текзодатчиков и по измеренным деформациям вычисляют первоначальные остаточные напряжения, пользуясь соответствующими .зависимостями между деформациями и напряжециями, о т л и— ч а ю m и и с я ..кем, что, с целью снижения трудоемкостью вторичного перераопределения остаточных напряжений, его осуществляют путем сверления параллель но отверстию с тензодатчиками второго отверстия.

2.Способпоп. 1, отлич аю— шийся тем, что диаметр второго отверстия выбирают равным диаметру первого отверстия с расстоянием между осями отверстий, равным 0,72 радиуса отверстий.

Источники информации, принятые во внж мание при экспертизе:

1. Курносов Д. Г., Якутович М. В.

Измерение остаточных напряжений методом высверливания .отверстий. Заводская лаборатория № 11-12, 1946.

2. Цобкалло С. О., Васильев Д. М. с

Измерение остаточных напряжений путем вырезания столбика. Заводская лаборатория № 2, 1949.

3. Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения. М., Машрностроение, Ф I

1968, стр. 166.

4. Там, же, стр. 172-174.

575471

Составитель А. Васильев

Техред M. Ilyaa Корректор М. Демчук

Редактор Т. Орловская

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4

Заказ 4018/24 Тираж 907 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

11Э035, Москва, Ж 35, Раушскаи наб., д. 4/5