Способ определения напряженного состояния материала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик р1,949487 ф

//- Ъ.

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 150479 (21) 2755298/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 070882. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 070882 (иjм.кл

0 01 М 29/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1 за УД б20.179. .16(088.8) (72) Автор изобретения

В.Н. Максимов

»

Таганрогский радиотехнический институт иф,"ф

1, з т}::",, :1, с..Й. Калмыкова. " : (71) Заявитель

"ЛИС ТНЬ. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть исполь зовано для определения остаточных и рабочих механических напряжений в поверхностных слоях твердых тел с поМощью упругих волн.

Известен способ измерения напряжений в твердых телах, заключающийся в том, что измеряют скорость распространения ультразвуковых продольных и различно поляризованных сдвиговых волн в исследуемом материале и по изменению этой скорости судят о напряжении в твердом теле (1).

Однако способ имеет низкую точность измерения, связанную с тем, что изменение скорости распространения упругих волн, вызванное напряжением, соизмеримо с изменениями, вызванными неравномерностью структуры материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения напряженного состояния материала, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают упругую поверхностную волну, принимают ее в различных направлениях от точки возбуждения, фиксируют параметры этой волны и по ним судят о направлении в контролируемом иэделии (2).

5 Недостатком способа является низкая точность измерения иэ-эа влияния на скорость распределения поверхностной упругой волны режимов механотермической обработки изделия. ð Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения напряженного состояния материа-. ла, заключающемуся в том, что в,контролируемом изделии возбуждают упругую поверхностную волну, принимают ее в различных направлениях от точки возбуждения, фиксируют параметры этой волны и по ним судят о напряжении в контролируемом изделии, возбуждают упругопластичную волну, при которой в контролируемом изделии появляются необратимые пластические деформации, измеряют амплитуду этой волны и по разнице между пределом текучести исследуемого материала и амплитудой волны определяют напряжение в твердом теле.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

949487

Формула изобретения

Составитель Г. Федоров

Редактор О. Юрковецкая Техред Т. Фанта КорректорИ. 1I1ycxa

Заказ 5737/31

Тираж 88 7. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Возбуждают в малом участке контролируемого иэделия мощную упругоплас.тичную поверхностную волну конечной амплитуды, например, с помощью инертной массы, которую разгоняют до определенной скорости и затем 5 ударяют индентором по поверхности контролируемого иэделия. Затем в различных направлениях от точки возбуждения принимают эту волну и измеряют ее амплитуду. Максимальная амплитуда упругопластической волны определяется пределом текучести материала GT, а также величиной и знаком механических внутренних напряжений (Уо, действующих по данному направлению распространения волны.

Так, например, если материал сжат до 00= максимальная амплитуда

R волны, распространяющейся по данному направлению, будет равна

=б- — Gp =0,55> а для волны разряжения — 1,5 GT . Если же возбуждающий импульс имеет большую величину, вначале будет происходить пластическое деформирование материала при напряжениях, равных R, а затем распространение упругой волны такой же амплитуды. Измеряя амплитуду волн, распространяющихся от участка возбуждения по разным направлениям, можно определить величину напряжений, имеющихся в материале. Предел текучести бт, величину которого необходимо знать, можно легко определить одним из имеющихся способов. Регистрация упругопластической волны мо- 35 жет осуществляться приемниками различных конструкций: пьезоэлектрических, тензометрических, конденсаторных и т.д. Сигнал с приемников поступает на блок регистрации параметров при- 40 нятой упругопластичной волны, где фиксируют ее форму, амплитуду и другие параметры.

Способ измерения напряжений в твердых телах позволяет с повышенной степенью точности определять истинные значения напряжений. При этом полностью устраняются погрешности, вызванные неравномерностью и анизотропией структуры, различиями режимов механотермической обработки иэделий. Кроме того, так как относительные изменения регистрируемого параметра значительно больше, то может быть использована аппаратура меньшего класса точности.

Способ определения напряженного состояния материала, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают упругую поверхностную волну, принимают ее в различных направлениях от точки возбуждения, фиксируют параметры этой волны и по ним судят о напряжении в контролируемом изделии, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, возбуждают упругопластичную волну, при которой в контролируемом изделии появляются необратимые пластические деформации, измеряют амплитуду этой волны и по разнице между пределом текучести исследуемого материала и амплитудой волны определяют напряжение в твердом теле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 466443, кл. G 01 N 29/04, 1972.

2. Патент США Р 3812709, кл. 73-67.5,.1974 {прототип).