Способ определения остаточных напряжений Советский патент 1958 года по МПК G01M13/00 G01L1/24 

Изобретение относится к способу определения остаточных напряжений, в частности, в деталях машин и поковок, основанному на применении подобных оптических «ли тензометрических моделей.

Отличительная особенность описываемого способа заключается в том, что на модели последовательными ступенями выполняют проточки или надрезы, затем нагружают ее на каждой ступени по поверхности проточек или надрезов силами, соответствующими напряжениям, снимаемым с натурной детали.

Особенность эта обеспечивает возможность определения остаточных напряжений в деталях сложной конфигурации.

На фиг. 1 в качестве примера изображена схема наклейки датчиков на первой проточке и разрезки поковки ротора при определении осевых остаточных напряжений, на фиг. 2 - схема составной модели поковки ротора и на фиг. 3-поперечный разрез этой модели.

Предложенный способ определения остаточных напряжений предусматривает разрезку напряженной детали и измерение деформаций.

Разрезка детали проводится наиболее удобными формами проточек или надрезов, так как установление соотношений между снимаемыми остаточными напряжениями и возникающими при этом деформациями и перемещениями, измеряемыми тензометрами или приборами для замера перемещений, не ограничивается только расчетными формулами, но достигается более широкими возможностями, которые дают измерения на моделях.

Например, в поковке 1 (фиг. 1) ротора, при определении осевых остаточных напряжений по среднему сечению, делаются две кольцевые проточки на определенную глубину. Измерение деформаций п юизводится датчиками 2 сопротивления, наклеенными на поверхности ротора по окружности данного сечения. Таких проточек по сечению последовательно делается несколько. Ближе к поверхности, где существует градиент напряжений, эти проточки делаются чаще, а ближе к середине, где

Хо 116036- 2 -

напряжения распределяются более равномерно, их делают реже. Паследовательность выполнения проточек обозначена на схемах римскими цифрами. На каждом этапе разрезки натурной поковки замеряют деформации и в результате получают эпюру деформаций по установленным тензометрам в зависимости от места проточки. С помощью оптической модели 3 (фиг. 2 и 3), геометрически подобной натурной поковке во всех стадиях ее разрезки и нагружаемой поверхностными силами, соответствующими снимаемым остаточным папряжениям, определяют в зависимости от поверхностных сил по всему объему модели напряжения, а также и деформации в местах установки тензодатчиков в натурной поковке. В приведенном в качестве примера случае модель выполнена из оптически неактивного прозрачного материала с оптически активным диаметральным слоем 4, так что достаточно иметь одну модель, в которой последовательно делаются проточки, геометрически подобные проточкам в натурной поковке, и производиТ|СЯ иагружение по кольцевым поверхностям. Стрелками Л и Б на фиг. 2 и 3 изображены прилагаемые внешние силы и направление просвечивания. По измерениям, полученным на модели для каждого этапа разрезки, путем пересчета получают искомые численные зависимости между измеряемыми на натурной детали деформациямИ, получаемыми при разрезке или снятии 1слоев и снимаемыми в ней при этом остаточными напряжениями.

Предмет изобретения

Способ определения остаточных напряжений, в частности, в деталях машин и поковок, основанный на применении геометрически подобных оптических или тензометрических моделей, отличающийся тем, что, с целью определения остаточных напряжений в деталях сложной конфигурации, на модели последовательными ступенями выполняют проточки или надрезы,с последующим нагружением модели на каждой ступени по поверхности проточек или надрезов силами, соответствующими снимаемым с натурной детали напряжениям.