Способ определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений конструкционных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к контролю трещннообразования в материалах акустико-эмиссионпым методом и может быть использовано для определения Порогового значения коэффициента интенсивности напряжений при циклических испыганиях образцов материалов с трещинами.

Целью изобретения является повьпие нис точности определения порогового значения коэ М ициента интенсивности напряжений за счет определения скороти роста трегдины, сбответствующей искомому коэффицие:Нту интенсивности .напряжений. ..

Способ определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений осуществляется следующим образом.

Образец из конструкционного материала с наведенной усталостной трещиной Harpy)j;aiOT циклически с,заданной асимметрией . Амплитуду нагруз- ки при ее изменении от Р„ед Я° ««tc назначают из соображений обесгхече- ния трёщинообразования за ограниченное количество циклов нагружения, i ,пр,и этом выполняется условие подрастания трещины в каждом цикле нагрузки (подрастание трещины контролируют оптическим методом), выбирают соответствую1цу р чувств}1тельно5ть акустико-эмиссионной аппаратуры, регистрирующую акустическую эмиссию (ЛЭ) в каждом цикле нагру/кения.

В процессе нагружения образца измеряют изменение длины трещины iE, например, с- использованием оптического устройства с ценой деления С,014: мм, а также приращение суммы импульсов ЛЭ в течение заданного числа циклов нагруя;ения uU. Скорость роста трещины V определяют по формуле

V

йп

По полученным результатам

получают зависимость значений сум1- Ы

UN импульсов А в цикле N|.- от соответствующих значений скорости роста трещины V. После установления завиНа этом испытания прекращают с фиксацией соответствующего значен амплитуды нагрузки Ар, а пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины

симости V(N,,) производят ступен.ча- определяют по формуле , М др-тГ

тое снижение амплитуды вцешнеи нагрузки, устраняя переходные-.режимы. Величина нового значения амплитуды нагрузки выбирается из условия поддержания роста трещины, контролируе- .мого по сигналам лЭ. Но мере сниже- raiH нагрузки замедляется скорость р.оста трещины и рост ее происходит

55

где Г - длина трещины; М - геометри ческий безразмерный фактор.

Таким образом, данный способ поз воляет повысить точность определени порогового нп т.ения коэффициента ин тенсив.ности напряжений за счет ступенчатого снижения нагрузки при исп таниях, регистрации по сигналам АЭ

уже не в каждом цикле нагрузки. Значение микроскорости при этом не соответствует- макроскорости роста трещины.. Численные значения м.икроскорос- ти роста трещи.ны при последовательном ступенчатом снижении ампл.нтуды нагрузки определяют по значениям N с использованием установленной paiiee зависимости (Mi,.), экстраполируя зав.исимость в область малых скорос- те.й. При этом в процессе нагру:«ения образца на каждом реализуемом уровне внешней нагрузки фиксируют также относительную длительность периода роста трещины, т.е. отношение числа циклов нагружения, в которых происходит подрастание трещины, к числу циклов, в которых рост трещины не происходит. За факт роста трещины в отдельном цикле нагрузки принимают наличие сигналов АЭ, параметры которых, например амплитуда сигналов АЭ, регистрируют быстродействующим самописцем. Знач.ения Nj. , соответствующие каждому 5 отдельному пику амплитуды сигнала АЭ и используемь.1е для определения значений микроскорости, регистрируют электронно-счетным, прибором, например 43-33. Значения макроскорости роста трещины на отдельных участках нагружения определяют по формуле

,, ,. Д п (

V :у. -. рд2 у накроскорость

Д П + U П

роста трещины (определяетс.я с использованием зависимости (N,.); дп число циклов нагруже} ия, в которых происходит рост трещины; -число циклов нагружения, в которых рост трещины не происходит. Снижение амплитуды нагрузки производят до тех пор, пока значение макроскорости V не достигнет величины, соответствующей определению порогового значения коэффициента интенсивности напряжений..

На этом испытания прекращают с фиксацией соответствующего значения амплитуды нагрузки Ар, а пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины

0

5

0

5

определяют по формуле , М др-тГ

определяют по формуле , М др-тГ

где Г - длина трещины; М - геометрический безразмерный фактор.

Таким образом, данный способ позволяет повысить точность определения порогового нп т.ения коэффициента ин- тенсив.ности напряжений за счет ступенчатого снижения нагрузки при испытаниях, регистрации по сигналам АЭ

.циклов, в которых наблюдается рост трещины, и определения порогового эначения скорости роста трещины.

Ф о р м ул а изобретения

Способ определения порогового значения коэ(фи11;иента интенсивности напряжений конструкционных материалов, заключающийся в том, что нагружают иикличес.ки образец с трещиной, регистрируют нагрузку, длину трещины и сумму импульсов акустической эмиссии, о т л и ч а ю щи и с я , что, с целью йовыщения точности, об- ;разец нагружают с постоянной амплитудой внешней нагрузки, обеспечивагоРедактор М.Циткина Заказ 4713/47

Составитель К.Хнлков

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

2543774

щей продвижение трещины в каждом цикле, при этом устанавливают зависимость приращения суммы импульсов в цикле от скорости роста трещины, 5 дискретно уменьшают амплитуду, нагрузки и по значениям соответствующих приращений суммы импульсов с использованием установленной зависимости и с учетом относительного числа цик- 10 лов, в которых зарегистрировано продвижение трещины по сигналам акустической эмиссии, определяют скорость роста трещины, при ее снижении до .уровня, соответствующего пороговому J5 значению коэффициента интенсивности напряжений, испытания прекращают.

Изобретение относится к области контроля трещинообразования в материалах акустикоэмиссионным методом и может быть использовано для определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений при циклических испытаниях образцов материалов с трещинами. Целью изобретения является повышение точности определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений за счет определения скорости роста трепшны, соответствующей искомому коэффициенту интенсивности напряжений. Образец нагружают циклически, обеспечивая продвижение трещины в каждом цикле, i при этом устанавливают зависимость приращения суммы импульсов в цикле от скорости роста трещины, дискретно уменьшают амплитуду нагрузки и с учетом относительного числа циклов, в которых зарегистрировано продвижение трещины по сигналам акустической эмиссии, определяют скорость роста трещины, при ее снижении до уровня, соответствующего пороговому значению, испытания прекращают. I (П ьэ сд й со sj