Способ определения повреждаемости материала изделий при циклическом нагружении Советский патент 1985 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относитсд к исследо- ванию прочностных свойств материалов элементов конструкций и изделий, а именно к способам определения повреждаемости материала изделий при цикли- ческом нагружении.

Известен способ определения повреяедаемости материала изделий при циклическом нагружении, основанньш на измерении при нагружении изделий суммы импульсов акустической эмиссии

Согласно известному способу момент образования повреждения в виде усталостной трещины определяют из анализа зависимости суммы импульсов акустической эмиссии от числа циклов наг15ужения на участке резкого возрастания интенсивности акустической эмиссии ij .

Недостатком известного способа HBЛяется низкая точность определения повреждаемости материала при программных нагружениях, когда амплитуда напряжений изменяется.

Цель изобретения - увеличение точности определения повреждаемости материала изделий при программных нагружениях.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения повреждаемости материала изделий при циклическом нагружении, основанному на измерении при нагружении изделий суммы импульсов акустической эмиссии регистрируют в начале испытания каждого i -го изделия при заданном напряжении количество 5;j импульсов акустической эмиссии в течение заданного кратковременного отрезка времени, испытывают группу изделий при различных, но фиксированных при нагружении амплитудах напряжений и устанавливают зависимость суммы S( импульсов акустической эмиссир до разрушения ц -го изделия от величины 5, , затем дополнительное изделие испытывают в ступенчатом режиме возрастающих значений амплитуд напряжений dj , соответствукяцих программному нагружанию, где J -номер этапа программного нагружения, dj - амплитуда напряжений на j-ом этапе, и определяют зависимость суммы 5l импульсов акустической эмиссии от напряжений di , с учетом которой судят о повреждаемости материала изделий.

Это позволяет учесть влияние различных этапов нагружения на кинетику

накопления повреждаемости материала изделий.

Способ осуществляют следующим образом.

Группу изделий испытывают на усталость при различных, но фиксированных при нагружении амплитудах (j напряжений, где 1 - номер испытуемого изделия. При этом регистрируют в начале испытания каждого i -го изделия при заданной амплитуде напряжений количество 5| импульсов акустической эмиссии в течение заданного кратковременного отрезка времени, порядка нескольких минут. Нагружение изделий осуществляют вплоть до их разрушения, при этом регистрируют сумму 5 импульсов акустической эмиссии до разрушения 1 -го.изделия и устанавливают зависимость Si ,(50д- испытуемой группы образцов.

Затем дополнительное изделие, взятое не из указанной группы, испытывают в ступенчатом режиме возрастанмцих значений амплитуд напряжений d; ,.со- ответствукщих программному нагружению. Для этого определяют на каждом 3 -ом этапе амплитуду jj напряжений, а последовательность нагружения дополнительного изделия выбирают такой, чтобы амплитуда напряжений последовательно увеличивалась. Это соответствует наиболее опасному режиму нагружения изделий.

При испытании дополнительного изделия регистрируют в начале испытания при каждой амплитуде ( напряжений количество Si импульсов акустической эмиссии в течение заданного кратковременного отрезка времени, используемого при проведенных испытаниях группы изделий. По результатам испытания дополнительного изделия устанавливают зависимость 5; f,,((jj) , учитывающую влияние возрастания ai-mитуды напряжений при испытании.

Для определения повреждаемости атериала остальных изделий при прогаммном циклическом нагружении измеяют при нагружении на каждом j -ом этапе сумму 5: импульсов акустической миссии за весь j -ьй этап нагружении, определяют для заданной на каждом тапе амплитуды и; напряжений значение Sj ) , определяют затем для найденных значений 5J величины 5 i (j) и определяют пов-реждаемость атериала изделий в результате программного нагружения как величину .. в тех случаях программных нагруже ний, когда происходит последовательное уменьшение амплитуды напряжений и проявляется эффект тренировки материала изделия, произведенная оценка обеспечивает повьшение запаса циклической прочности. Пример.конкретной реализации способа. Испытанию подвергали рабочую лопатку турбины. Нагружение осуществл ли в резонансном режиме по первой изгибкой форме колебаний на электро динамическом вибраторе. Напряжение определялись по величине амплитуды 684 колебаний, измеряемой с помощью оптического устройства. Нагружение осуществлялось в два этапа: 6, 350 МПа; (j 400 МПа. Время кратковременного измерения суммы 5, импульсов акустической эмиссии составляло 2 мин. В моменты разрушения повреждаемость /материала в, 5, составляла величины, близкие к единице (0,8-1,1). Изобретение позволяет повысить точность определения повреждаемости материала изделий при программных циклических нагружениях путем учета взаимного влияния различных этапов нагружения.

СПОСОБ ОПРВДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЛЩАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА ИЗДЕЛИЙ ПРИ ЦИКЛИ- . ВЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ, основанный на измерении при нагружении изделий суммы импульсов акустической эмиссии, о тличающийся тем, что, с целью увеличения точности при программных нагружеяиях, регистрируют в начале испытания каждого i -го изделия при заданном напряжении количество S импульсов акустической эмиссии в течение заданного кратковременного отрезка времени, испытьшают группу изделий при различных, но фиксированных при нагружении амплитудах напряжений и устанавливают зависимость суммы 5 импульсов акустической эмиссии до разрушения i -го изделия от величины 5 , затем дополнительное изделие испытывают в ступенчатом режиме возрастающих значений амплитуд напряжений J , соответствуюпщх программному нагружению, где j - номер этапа программного нагружения, (Л dj. - амплитуда напряжений на j -ом этапе, и определяют зависимость суммы 5; импульсов акустической эмиссии от напряжений dj , с учетом которой судят о повреждаемости материала изделий.