СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ Российский патент 2009 года по МПК G01B21/18 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследования поверхности материалов и может быть использовано при определении глубины поверхностной трещины, имеющей дно.

Уровень техники

Известно техническое решение (Мелкумов А.Н., Пруткин В.П., Авезов И.Б., Мельник Т.А. «Влияние глубины деструкции на свойства сополимера стирола с α-метилстиролом при его атмосферном старении». Механика полимеров. 1976, №4. С.733-734), заключающееся в том, что для установления границ проникновения поверхностных микро- и макротрещин, появляющихся в результате старения полимера, проводилось послойное снятие на определенную глубину материала с облученной стороны образцов, шлифование поверхности каждого снятого слоя и исследование шлифов с помощью оптической микроскопии на наличие микро- и макротрещин. Недостатком указанного способа является большая трудоемкость.

Наиболее близким является техническое решение (Микроскоп измерительный растровый однообъективный ОРИМ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ю-33.25.905 ТО. 1980. С.5-10, 23-25), где методом муаровых полос определяют высоту микронеровностей или толщину пленки. Недостатком указанного способа является узкий диапазон измеряемых величин, находящийся в пределах десятков микрон.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является разработка простого способа определения глубины поверхностной трещины, имеющей дно.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в упрощении способа определения глубины поверхностной трещины, имеющей дно, и измерении трещины любой глубины.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение:

Ограничительные: исследование поверхности с трещинами с помощью микроскопа, микрофотографирование макро- и микротрещин.

Отличительные: микрофотографирование трещины перпендикулярно и под углом к поверхности образца с трещиной.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 и 2 приведены схематичный разрез трещины и схемы микрофотографирования трещины перпендикулярно и под углом.

Осуществление изобретения

Суть метода измерения глубины микротрещины поясняется фиг.1, 2, на которых показаны схематичный разрез микротрещины глубиной h и проекцией наклонной стенки трещины l₀. При микрофотографировании микротрещины перпендикулярно поверхности образца (фиг.1) величина проекции края микротрещины - l₀. При микрофотографировании микротрещины под углом φ (фиг.2) величина проекции края микротрещины - С_φ. Глубину микротрещины находят по формуле:

которая выводится следующим образом.

Из фиг.2 следует

Подставляя (1) в выражение (2), получим:

Из выражения (3) получим:

Таким образом, глубину поверхностной трещины любого размера, имеющей дно, можно определить по величинам проекций края микротрещины по фотографиям при микрофотографировании трещины перпендикулярно и под углом φ без послойного снятия материала, а использование микроскопа для измерения глубины трещины описанным способом повышает точность измерения.

Изобретение относится к области исследования поверхности материалов и может быть использовано при определении глубины поверхностной трещины любого размера. Сущность: для определения глубины трещины делают микрофотографию трещины перпендикулярно к поверхности образца и под углом ϕ. По найденным значениям l₀ и С_φ находят глубину трещины по формуле

где С_φ - величина проекции края трещины при микрофотографировании поверхности образца с трещиной под углом ϕ, l₀ - величина проекции края трещины при микрофотографировании поверхности образца с трещиной перпендикулярно к поверхности образца. Технический результат: упрощение измерения поверхностной трещины, имеющей дно, без послойного снятия материала, возможность осуществлять измерение глубины трещины любого размера, а использование микроскопа для измерения глубины трещины повышает точность измерения. 2 ил.

Способ определения глубины поверхностной трещины, имеющей дно, отличающийся тем, что определение глубины трещины находят по формуле

где l₀ - величина проекции края трещины при микрофотографировании трещины перпендикулярно поверхности образца, С_φ - величина проекции края трещины при микрофотографировании трещины под углом φ.