Способ измерения осевых остаточных напряжений первого рода в ферромагнитных изделиях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик р1>970228

// « (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.04.81 (21) 3281395/18-21

Р М К з

G R 31/12 с присоединением заявки ¹â€”

Госуаарственный комитет

СССР но лелам изобретений и открытий (23) Приоритет($3) УДК 621. 317. . 44 (088. 8) Опубликовано Зс11082. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.1082 (72) Авторы иэобретения

В.A. Дубров, A..Þ. Фадеев и Е.Н. Зиборова украинский ордена Трудового Красного Знамени наумово=. (7! ) Заявитель исследовательский институт металлов (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВЫХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИИ

ПЕРВОГО РОДА В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к неразру-шающим электромагнитным методам определения механических напряжений и предназначено для определения знака и величины осевых остаточных напряжений на поверхности ферромагнитных изделий, например, горячекатаного полосового и сортового проката.

Известен способ определения осевых остаточных напряжений по степени магнитной анизотропии, обусловленной этими напряжениями. По этому способу контролируемый участок изделия намагничивают приставньм электромагнитом переменного тока.под углом .45о к направлению действия напряжения и измеряют ЭДС, наведенную в обмотке другого электромагнита, установленного между полюсами первого и под углом 90о к нему. По величине измеренной ЭДС судят об уровне напряжения (1).,Однако точность его недостаточна, так как степень магнитной аниэотропии, обусловленная напряжениями, зависит от химического состава материала н его структурного состояния °

Известен способ определения осевых остаточных напряжений в стальной канатной проволоке. По этому способу образец подвергают нагружению, строят зависимость магнитной характеристики образца от величины нагрузки и по абсциссе точки перехода криволинейной части зависимости ! в прямолинейную определяют максимальное значение осевых остаточных напряжений -f21.

Однако точность определения остаточных напряжений невысокая, так как точно определить точку перехода криволинейной части зависимости магнитной характеристики в прямолинейную, а следовательно, и нагрузку, соответствующую этому переходу, затруднительно. Кроме того, способ не применим в тех случаях, когда для осуществления указанного выше перехода образец необходимо деформировать в упругопластической области, в результате чего происходит релаксация остаточных напряжений и их перераспределение по поперечному сечению образца.

Способ нельзя испольэовать для определения поверхностных остаточных напряжений, когда они не совпадают с максимальными по сечению образца.

970228 о

E ост « бо, о

60. где

Цель изобретения — повышение точности, Цель достигается тем, что в способе определения осевых остаточных напряжений первого рода в ферромагнитных изделиях, основанном на изменении магнитной характеристики при деформации, создают осевые напряжения от внешней нагрузки, измеряют степень поверхностной магнитной анизотропии, при нулевом значении которой определяют величину напряжения от внешней нагрузки, и деформацию, измеряют остаточную деформацию, а остаточные напряжения определяют из соотношения где 6 с„ — остаточные напряжения; бо — напряжения от в нешней нагрузки, при нулевом значении степени поверхностной магнитной анизотропии;

Ео — деформация при нулевом значении степени поверхностной магнитной анизотропииу остаточная деформация.

На чертеже изображены зависимость степени поверхностной магнитной анизотропии от напряжения от внешней нагрузки 6 (кривая 1) и зависимость деформации контролируемого места от напряжения от внешней нагрузки 6 (кривая 2).

Изобретение может быть реализовано с помощью устройства, содержащего испытательную машину или любое другое нагружающее приспособление, датчик магнитной анизотропии, тензодатчик и измерительную аппаратуру.

Так например, для определения осевых остаточных напряжений первого рода на поверхности полосы зту полосу с приклеенным к ней тенэодатчиком сопротивления и прижатым датчиком магнитной анизотропии устанавливают на опоры испытательной машины или нагружающего приспособления и создают осевые напряжения от внешней нагрузки, например, при деформации чистым изгибом, уменьшающие степень поверхностной магнитной аннзотропии. При нулевом значении ЭДС датчика магнитной анизотропии, что соответствует нулевому значению сте пени поверхностной магнитной анизотропии, определяют в контролируемом месте величину напряжения от внешней нагрузки 6о путем деления изгибающего момента на момент сопротивления W полосы и с помощью тензодатчика измеряют деформацию бо .Затем снимают нагрузку и определяют остаточную деформацию Е . Подставляют эти значения 6о, Ео, Е„ в зависимость (1) и вычисляют остаточные напряжения. Первоначальная геометрическая форма возвращается полосе путем противоизгиба.

В способе момент равенства нулю степени поверхностной магнитной анизотропии при нагружении изделия определяется с большой точностью.

Поэтому с бс)пьшой точностью определяются необходимые для расчета остаточных напряжений по зависимости (1) значения напряжения от внешней

10 нагрузки и деформация, соответствующие укаэанному моменту, а следовательно, и сама величина остаточных напряжений. При этом на результаты определения не оказывают влияние химический состав ферромагнитного материала изделия и его структурное состояние, так как от этих факторов не зависит момент равенства нулю поверхностной магнитной анизор0 тропии при нагружении.

Кроме того, по сравнению с известными аналогичными решениями изобретение имеет то преимущество, что для его осуществления не надо

25 знать модуль упругости материала контролируемого изделия и точное значение коэффициента чувствительности тензодатчика. Необходимые для определения остаточных напряжений значения деформации контролируемого места Ео и Е„ можно измерять в относительных единицах. Это также повышает точность определения остаточных напряжений, так как на их расчетное значение не сказывается неизбежное отличие коэффициента тензочувствительности датчиков сопротивления используемой партии от указанного в сертификате.

Остаточные напряжения по данному

40 способу можно определять при любом их распределении по поперечному сечению и длине изделия. формула изобретения

Способ измерения осевых остаточ45 ных напряжений первого рода в ферромагнитных иэделиях, основанный на изменении магнитной характеристики при деформации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

Я) точности, создают осевые напряжения от внешней нагрузки, измеряют степень поверхностной магнитной анизотропии; при нулевом значении которой определяют величину напряжения от

55 внешней нагрузки, и деформацию, измеряют остаточную деформацию, а остаточные напряжения определяют из соотношения бо — остаточные напряжения; бо — напряжения от внешней нагрузки при нулевом значении степени поверх970228

Надрякение ВГ

Составитель А. Гуськов

Редактор М. Янович Техред М.Надь Корректор Н. Буряк

Заказ 8379/53 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ностной магнитной анизо- тропии;

Ер — деформация при нулевом .значении степени поверхностной магнитной анизотропии;

Е,, — остаточная деформация.

Ь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал Измерительная техниха, 1970, 9 10, с. 35-38 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 216345 кл. G 01 L 5/10, 1966.