Способ определения остаточного ресурса материала конструкции Советский патент 1983 года по МПК G01N3/32 G01N29/00 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала и элементов конструкций, а именно к способам определения остаточного ресурса М 1териала .конструкции.

Наиболее близким по технической 5 сущности рь достигаемому результату к предлагаемому является способ определения остаточного ресурса материала |шнструкции, заключающийся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно 15 близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала конструкции., 20

Согласно известному способу образец из материала конструкции и с концентраторами напряжений, имеющий такую же усталостную прочность, как и прочность -конструкции, подвер- 25 гают предварительной наработке, состоящей, например Х ресурса конструкции, так, чтобы он участвовал в напряженной схеме конструкции, при эксплуатации конструкциирегистрируют разруше-эр ние образца и вычисляют остаточный ресурс D материала конструкции по соотношению 3)о.у 1 - Т) . Для текущего определения остаточного ресурса конструкции при ее эксплуатации необходимо устанавливать образцы с различной наработкой и регистрировать разрушение каждого из образцов }.

Недостатком известного способа является большая трудоемкость определения остаточного ресурса в связи ,-40 с использованием нескольких образцов..

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости путем использования 06-45 разца, имеющего различную наработку в различных сечениях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения остаточного ресурса материала кон- rg струкции, заключающемуся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала кон- 60 струкции, используют образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец равномерно по длине рабочей части ультразвуко- 65

вые датчики и осуществляют предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении,-при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменениясГ от: остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, в исследуемом сечении конструкции устанавливают ультразвуковой контрольны датчик и в процессе эксплуатации кострукции сравнивают сигналы контролного датчика с сигналами датчиков образца, выявляют сечение образца, в котором значение сГ наиболее блико к изменению сигнала контрольного датчика, а остаточный ресурс материала конструкции в исследуег1ом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца.

При нагружении образца с линейно изменяющейся шириной рабочей части в различных сечениях образца имеют место различные напряжения, поэтому материал подвергают различной наработке. Сравнение состояния материала конструкции с различными состояниями материалаобразца после различных наработок дает возможность определить наработку в .материале конструкции.

На фиг.1 изображен образец для определения остаточного ресурса материала, конструкции; на фиг.2 - схема измерений сигналов с датчиков.

Способ осуществляют с.ледующим образом.

На образце 1, выполненном в виде пластинки из материала конструкции и имеющем линейно изменяющуюся ширину рабочей части, устанавливаю.т. . ультразвуковые датчики равномерно по длине в. различных сечениях ра- . бочей части. При ультразвуковом про звучивании образца измеряют сигнал с распространения ультразвуковых колебаний в материале, не подвергнутом нагружению. Затем образец подвергают предварительной циклической наработке по эксплуатационному режиму до разрушения образца в его наиболее слабом сечении 3 и при этом р егистрируют количество циклов нагружения и изменение сигналов датчиков 2. Во время наработки в различны сечениях образца имеют место различные напряжения. Наибольшее напряжение имеет место в наиболее слабом сечении 3, а в остальных сечениях рабочей части образца напряжения имеют меньшие значения. К моменту : разрушения величины накопленных усталостных повреждений в материале образца в сечениях его рабочей част различны. Поэтому и изменение cf си налов датчиков 2 различно в различных сечениях образца в момент разрушения по сравнению с сигналом cfp По результатам предварительной нара ботки устанавливают зависимость от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения. Для этого используют кривую усталости исследуемого материала. Остаточный ресурсматериала в сечениях образца определяют на ос новании гипотезы линейного суммирова ния усталостных повреждений. Затем образец 1 устанавливают на конструкцию BO3MOHjio близко к исследуемому сечению таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции. Для этого, например достаточно закрепить образец за захватную часть 4. Таким.образом, образец при эксплуатации конструкции находится в таких же климатических условиях, что и исследуемое сечение Это обстоятельство позволяет с. доста точной точностью регистрировать малые изменения сигналов датчиков 2 В исследуемом сечении V не показано) конструкции 5 устанавливают контрольный датультрозвуковойчик 6. в процессе эксплуатации конструкции 5 генератором 7 ультразвуковых импульсов через аттенюаторы 8 и 9 прозвучивают исследуемое сечение конструкции 5 и сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков 2 образца 1 измерителем 10 изменения сигналов акустических датчиков. В результате срав.нения выявляют сечение образца 1, в котором значение d наиболее близко к измене-; нию сигнала контрольного датчика. В момент сравнения остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца 1 . Использование изобретения позволяет уменьшить трудоемкость определения остаточного ресурса материала конструкции путем использования образца, у которого в различных сечениях материал характеризуется различным остаточным ресурсом , и за счет привлечения неразрушающего ультразвукового метода оценки изменения состояния материала.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНШ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИ заключающийся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характе ристикам исследуемой конструкции, вы полненный в виде пластинки из матери ала конструкции, подвергают предвари тельной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала конструкции, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что; с целью уменьшения трудоемкости путем использования образца, имеющего различную нара ботку в различных сечениях, используют образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец оавномеоно по длине оабочей части ультразвуковые датчики и осуществляют предварительную наработку по. эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении, при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменения rf от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, в исследуемом сечении .конструкции устанавливают ультрозвуковой контроль Л ный датчик и в процессе эксплуатации imm конструкции сравнивают сигналы конт- f рольнрго датчика с сигналами датчиков образца, выявляют сечение образца, в g котором эначениё cf наиболее близко к изменению сигнала контрольного датчика, а остаточный ресурс материгша конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу териала в выявленном сечении образца.: