Способ определения внутренних напряжений Советский патент 1983 года по МПК G01B17/04 

4i

Од О)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ поавт. св. № 327379, отличающийся тем, что, с цепью определения ввутреен нюс напряжений в различных соединешн ях, перед определением зависимости чао тоты собственных колебаннй от температуры снимают виутревиие напряжеввя и каждом элементе соединеиия, а соед няют элементы между собой по аадавньпл режимам..

reffne/fffm /tff Uka.f 10 Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано ,нри определении величины напряжений, например, в сварном соединении двух деталей., По основному авт. св. № 327379 известен способ определения внутренних напряжений, заключающийся в том, что определяют экспериментально за зависимость частоты собственных колеба ний объекта от температуры и определяю внутренние напряжения по величине отклонения полученной Зависимости от линейной ij. Недостатком известного способа явля ется то, что он не позволяет определять . внутренние напряжения в сопряжениях де талей, например сварных. Это обусловлено тем, что части соединения имеют раз личные физико-механические свойства и потому различные внутренние напряжени причем большое влияние на этот фактор оказывают физико-механическир парамет ры исходных материалов частей соединения и технология их производства. Известным способом нельзя вычислить с удовлетворительной точностью напряжение в сопряжении, так как сиот&ла с внутренними напряжениями не подчиняется принципу суперпозиции. Целью изобретения является определение внутренних напряжений в различных соединениях. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения внутренних напряжений по частоте собственных колебаний контролируемого объекта, в котором определяют зависимость частоты собственных колебаний объекта от температуры и определяют внутренние напряжения по величине отклонения полу ченной зависимости от линейной, перед определением зависимости частоты со&ственных колебаний от температуры снимают внутренние напряжения в каждом элементе соединения, а соединяют элеме ты между собой по заданным режимам. Способ осуществляют следующим образом. Изготовляют образцы из двух частей вз контролируемых материалов с резьбой для разъемного крепления его на возбудителе колебаний, отжигают части образца до полного снятия внутренних на: пряжений, сопрягают части образца по контролируемым режимам, закрепляют о разец на представляющий линейную систе му возбудитель колебаний плотно без пластических деформаций, определяют 62 внутренние напряжения в сопряжении, например, при продольных колебаниях свободно опертого стержня по формуле Л1 Г где Е .- модуль Юнга системы; / - коэффициент Пуассона; At/ZT относительное приращение резонансного периода колебаний.. Модуль. Юнга системы определяется по формулес J Р Р J .a.d. , .;..oL, где Ej, - модуль Юнга первого из сопрягаемых материалов; модрть Юнга второго из сопрягаемых материалов; модуль Юнга возбудителя-колебаний;,) коэффициенты линейного-расширения частей образца и возбудителя. При равновесном состоянии внешнее (температурное) воздействие взаимно уравновешивается внутренними напряжениями, поэтсыу, чтобы найти абсциссу равновесного воздействия проводят касательную к деформационной характеристике (зависимости периода резонансных колебаний от температуры) под углем к оси абсцисс температурной характеристики периода бездефектного тела. Если касательная будет смещена относительно равновесного воздействия, это внесет погрешность в определение внутренних напряжений... Обе части образца изготовляют из материалов контролируемого- изделия при сохранении их физических структур и частоты поверхности. Соединяют части соединения тарировавно сваркой, пайкой, свинчиванием и другими способами. Режимы соединения чаотей образца выдерживают полностью по заданному режиму контролируемого изде- . ЛИЯ. Например, при диффузионнсм соединении конструкционных материалов учитывают величину вакуума, напряжение сжатия соединяемых частей, температуру нагрева, время выдержки, скорость повышения и снятия температуры. Возбудитель колебаний представляет собой линейную систему, т.е. любой отклик его пропорционален воздействию. Если при закреплении образца будут внесень локальные практические деформации, то возникнут внутренние напряжения, и система будет нелинейной. Различные усилия закрепления образца в упругой 3io области будут изменять резонансную чао тоту соединения образец - возбудитель колебаний. При этом отнсКзвтепьное приращение .непинейности сохраняет постоявное значение./ В качестве детерминированного воздей ствия используют прщ ашение температур (0-.). Чтобы обеспечить равномер ное распределение температурят по об-tfiему соединения, дают выдержку времени до тех пор, пока .не прекратится прираще ние ковтропируемогЬ параметра (резонансной частоть). Режимы обжига образоа для полного снятия внутренних напряжений определяют следующим образом. Берут несколько образцов, измеряют резонансные частоты их вынужденных ко лебаний, отжигают их при постоянных режимах и одном из них переменном (тем пература нагрева), измеряют их резонано ные частоты, вычисляют приращение частоты каждого образца и строят зависимость приращения частот частей образцов от температуры. Максимальное приращение частот при минимальной температуре отжига совместно с принятыми режимами определяет реПо полученным даннь1м строят деформационную кривую (фиг. 1), по которой определяют внутренние н пряжения в сопря-жении

ir.l-. AS -.2-10

1 0,3

137;Г8 43,S кг/мм.

Использованию предлагаемого способа позволяет значительно повысить точность измерения внутренних напряжений в сопряжении и ДОСТИГ воспроизведения параметров, так как гюнтролируемое тело, приводится в безДефектвЬе ис Ёодвоб сбо:тояиие. ee жимы полного снятия внутренних напряжений. На фиг. 1 изображена зависимость резонансной частоты вынужденных к6п&баний соединения образеа-возйудитель р температуры; на фиг. 2 - блок-схема для определения резонансных частот. Устройство для определения внутре них наюфязкений содержит генератор .1 сигналов, частотомер 2, милливольтметр 3, возбудитель 4 колеб аний, магнит сгршшионный прёобразоватетоэ 5 н образец 6.Прим е р. Изготовляют образец из двух сопрягаемых частей, снимают полностью внутренние шпряж&ивя в частях образца, сопрягают части образца диффузионным соединение в вакууме по контролируемым режимам и закрепляют . образец плотно без пластических дефо1 маций с вс будителем колебавши. Изменяют те 1пературу соединения и vstAefatot его резонансную частоту,по которой строят зависимости периода резовавсных колебаний систе ш от те«(пёрату{я 1 (данные приведены в таблвше). .

4

HI