Способ контроля усталости материала

 

Союз Советских

Соцмалмстммесиих

Республик

ОП ИСАЙ ИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii939996 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.09.80 (2I ) 2982689/25-28 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (51) М. Кд.

501 М 3/32

3Ьаударстаонэ6 комитат

СССР ао аалам азобратенвй н открытки (53) УДК 620.

° 1 78.3 (088.8) Э.А.Кочаров и В.И. Рудь (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (S4) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкции, в частности к способам контроля усталости материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля усталости материала, по которому измеряют интенсивность зеркального отражения контролируемого участка по-, верхности испытываемого объекта и по изменению интенсивности зеркального от ражения судят об усталостном состоянии материала (1 ).

Недостатком известного способа яв ляется его низкая точность, так как он не позволяет фиксировать усталостные тре. щины длиной менее 0,2 мм и не дает возможности осуществлять контроль и >0 оценку накопления усталостных поврежденийе.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что одновременно с интенсивностью зеркального отражения измеряют также интенсивность диффузного отражения того же участка поверхности, измерения производят на длинах волн, соизмеримых с размерами начальных усталостных дефектов, подлежащих регистрации,и по соотношению интенсивностей зеркального и диффузного отражений судят об усталостном состоянии материала.

На чертеже изображена схема контроля усталости материала.

Способ осуществляется следующим образом.

На контролируемом участке испыты ваемого объекта подготавливают поверхность для измерения ее оптических свойств. В процессе нагружения объекта измеряют интенсивность 3 зеркального отражения и интенсивность 3q диффузного отражения. Измерения производят в ул трафиолетовом или близком к нему диапазоне длин волн монохрпматических лучей.

939996 4 ль| в электрические. Микроамперметры 6 с- регистрируют интенсивность отраженного сигнала. Предварительно измерив интенсивность падающего света, рассчитывают коэффициенты зеркального и диффузой ного отражений:. >то связано с.тем, что когда размеры микронеровностей отражающей поверхно ти малы по сравнению с длиной волны падающего света, то имеет место зер-.кальное отражение. Когда же размеры микронеровностей,соизмеримы с длин волны или превышают ее, то отражение света диффузно. B промежуточной ситуации имеет место смешанное отражение лучей, при котором часть падающего излу- 10 чени отражается зеркально, а часть— пиффузно. В связи с этим для повышения точности контроль выполняют на алинах волн, обеспечивающих регистрацию появления незначительных шероховатостей в виде экструзий, интрузий, сдвигов блоков и пр., связанных с накоплением усталостных повреждений в поверхностных слоях.

Для прогнозирования остаточной ра.— ботоспособности материала в процессе его эксплуатации предварительно измеряют интенсивности зеркального и диффузного отражений на эталонном образце, а затем сравнивают их параметры с параметрами отражений испытываемого образца. Поскольку для эталонного образца .построены диаграммы:изменений интенсивнос,тей от числа циклов нагружения, по значениям интейсивностей возможно установить как число циклов нагружения, котоI рые испытываемый образец выдержал, так и количество циклов нагружения, оставшееся до разрушения.

Измерения производят с помощью устройства, содержащего источник 1 света, подключенный к стабилизированному ио35 точнику 2 питания, фокусирующую систему, включающую оптический блок 3 с фильм ром 4, и систему регистрации, состоящую из двух вентильньц фотоэлементов 5

40 и микроамперметров 6. Для повышения чувствительности системы регистрации вместо вентильных фотоэлементов используют фотоэлектронные умножители, питаемые от высоковольтных стабилизирован45 ных,источников 7. Для автоматической выдачи разности (Д y- Qy) нли соотношения Д /3 используют блок 8 сравнения сигналов.

Коэффициенты зеркального и диффузного отражений с помощью предлагаемого устройства измеряют следующим образом; на последуемый образец 9 под определенным углом g направляют сфокусированный или параллельный пучок света интенсивностью 3р. После отражения от образца свет попадает в фотоэлементы 5, расположенные под углом g --P u фу ic 9, преобразующие световые сигнагде 0 и q. - интенсивности, соответственно, зеркальный и диф фузной составляющих отраженного от поверхности света, 3п — интенсивность падающего на поверхность света.

Блок 8 сравнения выдает либо разность (., ) либо отношение

С увеличением числа циклов усталост ного нагружения падает интенсивность зеркальной составляющей отражения и возрастает интенсивность диффузного отражения ilg . Эти изменения тем боль ше, чем меньше исходная шероховатость поверхности до циклических нагружений.

По соотношению 3 и 2 судят об усталостном состоянии материала, Предлагаемый способ позволяет прогнозировать начало разрушения деталей машин в эксплуатации и своевременно заменять детали, исчерпавшие работоспособность.

Формула из обретения

Способ контроля усталости материала-, по которому измеряют интенсивность зеркального отражения контролируемого учась ка поверхности испытываемого обьекта, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, одновременно с интенсивностью зеркального отражения измеряют также интенсивность диффузного отражения того же участка поверхности, измерения производят на длинах волн, соизмеримых с размерами начальных усталостных дефектов, подлежащих регистрации, и по соотношению интенсивностей зеркального и диффузного отражений судят об усталостном состоянии материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла. М., «Металлургия", 1973, с. 26 (прототип).

9309с)6

Составитель М. Кузьмин

Редактор М. Голаковски Техред А. Ач Корректор А. Грииенко

Заказ 4655/62 Тираж 887 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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