Способ определения остаточной циклической долговечности материала Советский патент 1984 года по МПК G01N3/32 

110 Изобретение относится к исследова jimo прочностных свойств материала, д именно к способам определения оста точной циклической долговечности материала. Известен способ остаточной циклической долговечности материала, заключающийся в том, что в образце материала возбуждают механические коле бания, измеряют частоту собственных колебаний и по ее изменению после циклического нагружения материала су дят об остаточной циклической долговечности Г 3. Недостатком такого способа являет ся невозможность его использования для определения остаточной циклической долговечности малогабаритных образцов материала и изделий из него. Наиболее близким к изобретению по технической сзтцности и достигаемому результату является способ определения остаточной циклической долговеч ности материала, заключакяцийся в том что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала контролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания В известном способе регистрируют электрический импеданс материала 2J Недостатком известного способа является низкая .точность определения остаточной долговечности пьезокерами ки на ранних стадиях усталостных повреждений, связанная с тем, что размеры дефектов структуры пьезокерамики малы. Целью изобретения является повьше ние точности определения остаточной долговечности пьезокерамики на ранних стадиях усталостных повреждений. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения остаточной циклической долговечности материала, заключающемуся в том, что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении оста5точной долговечности материала контролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия комплексную диэлектрическую проницаемость в течение времени, составляющего 3-10% от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости, и при амплитуде циклической нагрузки, составляющей 1,05-1,15 ограниченного предела выносливости материала. Кроме того, регистрируют при эта:Лонном испытании и испытании контролируемого изделия релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости. Это позволяет регистрировать изменение циклических свойств с большой чувствительностью на начальной стадии образования дефектов. Способ осуществляют следующим образом. Образец материала, .принимаемый за эталонный, подвергают усталостному нагружению и регистрируют число циклов нагружения.. Периодически, вплоть до разрушения образца, регистрируют комплексную диэлектрическую проницаемость испытуемого материала, воздействуя при этом на образец напряжением, составляющим 1,05-1,15 предела выносливости материала, в течение времени, составляющего 3-10% от долговечности материала при напряжении, равном огр аниченному пределу выносливости. При увеличении амплитуды нагружения увеличивается повреждаемость, вносимая в материал, а при уменьщении амплитуды трудно фиксировать изменения диэлектрической проницаемости. Значение ограниченного предела выносливости для исследуемого материала берут из справочных данных или определяют путём дополнительного проведения стандартных испытаний. Согласно предлагаемому способу может регистрироваться релаксационная характеристика мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости. По результатам испытаний эталонно го образца устанавливают зависимость комплексной диэлектрической проницаемости и релаксационной характеристики мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости от числа циклов нагружения, которые принимают за меру циклической поврежденности материала. У контролируемого изделия из такого же материала при указанных значениях напряжения и времени воздейстВИЯ регистрируют комплексную диэлектрическую проницаемость и релаксационкую характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости и по имеющимся эталонным зависимостям определяют соответствующее число циклов нагружения. Остаточную циклическую долговечность вычисляют как разность между числом циклов, которое эталонный образец выдерживает до разрушения, и найденным числом циклов. Пример. Остаточную циклическую долговечность пьезокерамического материала ЦТБС-3 определяли для об135 разца размером 100М8 10 мм, который был предварительно подвергнут воздействию эксплуатационной нагрузкой. При эталонном испытании и при испытании контролируемого изделия циклическое нагружение осуществляют с амплитудой 3-85 МН/м длительностью 12,5 10 циклов нагружения. Возбуждают колебания в образце за.счет собственного пьезоэффекта с частотой возбуждения 17,6 кГц. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости и ее релаксационной характеристики проводили на измерителе Р5010. Для этого после нагружения образца возбудитель колебаний выключают и производят измерение комплексной диэлектрической проницаемости. Изобретение позволяет повысить точность определения остаточной долговечности пьезокерамики на ранних стадиях усталостного повреждения за счет регистрации параметров, чувствительных к образованию усталостных дефектов.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ЦИКПИЧЕСКСЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛА, заключающийся в том,что предварительно проводят эталонные испытания материала на усталость с регистрацией его электрических свойств в зависимости от длительности нагружения, при определении остаточной долговечности материала контролируемого изделия из такого же материала регистрируют только электрические свойства материала изделия и судят об остаточной циклической долговечности материала изделия с учетом результатов эталонного испытания, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения остаточной долговечности пьезокерамики: на ранних стадиях усталостных повреждений, регистрируют при эталонном испытании и испытании контролируемого изделия комплексную диэлектрическую проницаемость в течение времени, составляющего 3-10% от долговечности материала при напряжении, равном ограниченному пределу выносливости, и при амплитуде циклической нагрузки, сос8 тавляющей 1,05-1,15 ограниченного предела вьшосливости материала. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что регистрируют релаксационную характеристику мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости.