Способ определения двухосных остаточных напряжений в поверхностных слоях тела (его варианты)

 

Союз Советскин

Социалистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >953439

1 з. (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 16.01 81 (2l) 3238514/25-28 с присоединением заявки № (23)Приоритет

Опубликовано 23 ° 08. 82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08.82 (51) М. Кл.

G 01 В 5/30

3Ъоударствкнный камнтет

СССР ао делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 531 ° . 781. 2 (088. 8) Ф

О.Н. Михайлов ЬМСФЭНМ

ИПЧТМ1 -ц а

1, ьы;, 1 ;, -,,,м

Научно-исследовательский институт тяжел го м@н1иьк еущ нния

Производственного обьединения "Ура (72) Автор изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУХОСНЫХ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ ТЕЛА (ЕГО ВАРИАНТЫ) 1

Изобретение относится к механическим способам определения остаточных напряжений и может быть использовано для определения остаточных напряжений в образцах, заготовках, деталях машин, конструкциях и т.д, 5

Известен способ определения двухосных остаточных напряжений в поверхностном слое тела, при котором закрепляют на поверхности тела розет-, ку тензодатчиков,выполняют между датчиками отверстие или эквивалентное ему цилиндрическое углубление высотой 1,5-2 диаметра, измеряют деформации тела и по ним определяют остаточные напряжения (1 1.

Недостатками этого способа являются низкая точность определения остаточных напряжений при неравномерном их распределении по толщине слоя из- gp за усреднения значений напряжений rio

его толщине; снижение точности за счет малых. коэффициентов чувствительности датчиков при их большой базе и

2 при их удалении от отверстия; снижеwe точности за счет деформации резания при малом удалении датчиков от кромки отверстия или углубления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения двухосных остаточных напряжений в поверхностных слоях тела, при котором на поверхности тела за" крепляют группу датчиков деформации на окружности заданного диаметра, выполняют в центре этой окружности цилиндрическое углубление в несколько этапов, после каждого этапа измеряют деформации тела и по ним определяют остаточные напряжения (21.

Недостатками известного способа являются низкая точность определения остаточных напряжений при неравномерном их распределении по толщине слоя, так как при углублении отверстия дат" чики деформации быстро перестают изменять свои показания; снижение точности за счет малых коэффициентов

95343 чувствительности датчиков при их большой базе и при их удалении от отверстия; снижение точности за счет деформации резания при малом удалении датчиков от кромки отверстия.

Цель изобретения - повышение точности определения остаточных напряжений.

Поставленная цель по первому варианту достигается тем, что согласно 10 способу определения двухосных остатонных напряжений в поверхностных слоях тела, заключающемуся в том, что на поверхности тела закрепляют группу датчиков деформации по окружности 15 заданного диаметра, выполняют в центре этой окружности цилиндрическое углубление в несколько этапов, после каждого этапа измеряют деформации тела и по ним определяют остаточные напряжения, датчики располагают на раэноудаленных от центра окружностях и увеличивают диаметр углубления после нескольких этапов.

Поставленная цель по второму варианту достигается тем, что согласно способу определения двухосных остаточных напряжений в поверхностных слоях тела, заключающемуся в том,что на поверхности тела закрепляют группу датчиков деформации по окружности заданного диаметра, выполняют в центре этой окружности цилиндрическое углубление в несколько этапов, после каждого этапа измеряют деформации те-35 ла и по ним определяют остаточные напряжения, датчики располагают на разноудаленных от центра окружностях, выполняют углубление на всю толщину исследуемого слоя, а затем несколько раз увеличивают диаметр углубления на всей, толщине исследуемого слоя.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы выполнения цилиндрического углубления и расположения датчиков деформации 4з .по первому и второму вариантам способа соответственно.

Способ осуществляют следующим образом.

Для определения величины и направ- 1о ления главных расточных напряжений в поверхностном слое тела 1, на поверхности тела 1 закрепляют датчики

2-4 деформации, располагая их группами на разноудаленных от намеченного центра углубления окружностях.

Для датчиков с активной базой равной

9 мм расстояния от центра до этих

9 4 окружностей составляет: 7,5 мм для датчиков 2-ой группы, 24 мм - для

3-й группы и 36 мм — для 4-ой группы.

В каждую группу включают одинаковое число датчиков, например шесть. При этом углы между осями датчиков будут равны 0; 60; 120; 180; 240; 300 и

3600(фиг. 1).

Измеряют начальные показания датчиков. Затем в намеченном центре выполняют цилиндрическое углубление 5 диаметром 10 мм на глубину 12 мм в три этапа, равных 2,5; 5,8 и 12 мм соответственно.

Измеряют показания групп датчиков

2 и 3 после каждого этапа и по полученным деформациям определяют остаточные напряжения в этих трех слоях.

Затем увеличивают диаметр углубления до 32 мм и углубляют его поэтапно до 36 мм с этапами 8, 16, 24 и 36 мм. Измеряют показания групп датчиков 3 и 4 и по ним определяют напряжения в новых четырех слоях.

Затем увеличивают диаметр углубления до 48 мм и углубляют его поэтапно на 12, 24, 36 и 48 мм. Измеряют показания группы датчиков 4 и определяют напряжение в последних четырех слоях.

Толщину слоя, в котором определяют остаточные напряжения, можно увеличить, добавляя новые группы датчиков деформации.

Второй вариант способа осуществляют следующим образом. .На поверхности тела закрепляют группы датчиков деформации так же, как и в первом варианте способа (фиг. 2). Затем измеряют начальные показания датчиков. Выполняют цилиндрическое углубление 5 на всю толщину исследуемого слоя, равную 48 мм, диаметром 10 мм, углубляя его поэтапно до 2 5; 5, 8, 12, 16, 24, 36 и 48 мм.

t

После каждого этапа измеряют показания групп датчиков 2 и 3. Затем увеличивают диаметр углубления до

32 мм, снова поэтапно углубляют его до 48 мм, и измеряют после каждого этапа показания групп датчиков 3 и 4.

Снова увеличивают диаметр углубления до 48 мм, поэтапно углубляют его до

48 мм и после каждого этапа измеряют показания группы датчиков 4.

По измеренным деформациям опреде/ ляют двухосные остаточные напряжения.

5 953439 6

Предлагаемый способ и его варианты позволяют повысить точность определения двухосных остаточных напряжений в поверхностных слоях тел, распределенных неравномерно по сечению этих слоев, за счет возможности контроля и корректировки значений напряжений, полученных для одних и тех же слоев при углублениях разного диаметра.

Кроме того, они позволяют значительно 10 увеличить толщину суммарного контролируемого слоя.

Формула изобретения

1. Способ определения двухосных остаточных напряжений в поверхностных слоях тела, заключающийся в том, что на поверхности тела закрепляют группу датчиков деформации по окруж- 20 ности заданного диаметра, выполняют в центре. этой окружности цилиндрическое углубление в несколько этапов, после каждого этапа измеряют деформации тела и Ilo ним определяют оста- 5 точные напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-! ния точности определения, датчики располагают на разноудаленных от центра окружностях и увеличивают ди- зо аметр углубления после нескольких этапов.

2. Способ по и. 1, заключающийся в том, что на поверхности тела закрепляют группу датчиков деформации по окружности заданного диаметра, выполняют в центре этой окружности цилиндрическое углубление в несколько этапов, после каждого этапа измеряют деформации тела и по ним определяют остаточные напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, датчики располагают на разноудаленных от центра окружностях, выполняют углубление на всю толщину исследуемого слоя, а затем несколько раз увеличивают диаметр углубления на всей толщине исследуемого слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михайлов О.Н. Измерение остаточных напряжений методом отверстий с помощью проволочных да тчи ко в.

"Заводская лаборатория", 1 953 8 2 с, 215 221.

2. Суте В.. и Ванкромбрюгге P.

О ределение остаточных напряжений в и б слоя оях лежащих ниже поверхности. С

"Остаточные напряжения .в металлах и металлических конструкциях . П д

По ред. В.Р. Осгуда. N., "Иностранная литература", 1957, с. 360-362.

953439

Составитель В, Панкратьев

Редактор В, Иванова Техред (;...Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 6260/67

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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