Способ определения момента образования и скорости роста усталостной трещины Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразру- шающёму контролю металлических материалов акустико-эмиссионным методом и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях в процессе их эксплуатации или испытаний.

Целью, изобретения является повышение точности и достоверности определения момента образования и скорости роста усталостных трегцин за счет выделения сигналов акустической эмиссии (АЭ) усталостной трещины в момент ее раскрытия в каждом цикле на- гружения.

На фиг.1 представлена диаграмма нагрузка - перемещение берегов надреза для образца с надрезом до появления усталостной трещины; на фиг.2 - диаграмма нагрузка - перемещение берегов надреза для образца с надрезом при появлении усталостной трещины в надрезе; на фиг.З - диаг-рамма амплитуда сигналов АЭ - перемещение берегов надреза.

Способ определения момента образования и скорости роста усталостной трещины осуществляется следующим образом.

Образец с поверхностным надрезом (или конструкция с концентратором напряжений) подвергается циклическому нагружению. С поверхности образца принимают сигналы АЭ, для чего используют аппаратуру АЭ, например прибор АВН-Ш. Измеряют .величину нагрузки, соответствующую моменту прихода каждого сигнала АЭ. Момент образования усталостной трещины определяют по появлению в каждом цикле при возрастании нагрузки регулярно повторяющихся сигналов АЭ при оди .наковой нагрузке в цикле.

На фиг.2 и 3 эти сигналы соответствуют точке перегиба диаграммы нагрузка - перемещение берегов надреза. По изменению положения этих сигналов на участке возрастания нагрузки устанавливают факт роста трещины, а по скорости изменения положения сигналов АЭ определяют скорость роста трещины, что дает возможность прогнозировать начало нестабильного роста усталостной трещины. В соответствии с эффектом закрытия трещин при смыкании трещины ее берега ока

0

5

зываются под воздействием напряжений сжатия, которые вызваны наличием на поверхностях трещины остаточных пластических деформаций, возникающих в результате разрушения материала в ее вершине. Для размыкания берегов трещины напряжения сжатия должны быть скомпенсированы внешним усилием. В соответствии с этим график, изображенный на фиг.2, имеет вид ломанной линии. В точке В внешняя нагрузка уравновешивает остаточные напряжения сжатия, далее с ростом нагрузки трещина начинает раскрываться. При на- 5 грузке, соответствующей точке перегиба на фиг.2, регистрируются сигналы АЭ в каждом цикле наг-ружения.

Таким образом, предлагаемый способ повышает точность и достоверность контроля усталостных трещин за счет выделения регулярно повторяющихся в каждом цикле при одинаковой нагрузке сигналов АЭ, что позволяет выделять сигналы АЭ усталостной трещины на фоне акустических помех, вызванных трением и проскальзыванием изделий в местах его закрепления и приложения нагрузки.

Формула изобр.е тения

Способ определения момента образования и скорости роста усталостной трещины, заключающийся в том, что нагружают конструкцию циклической на5 грузкой, принимают сигналы акустической эмиссии, по которым определяют момент образования и скорость роста усталостной трещины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, измеряют величину нагрузки, соответ- ствующую моменту прихода каждого сигнала акустической- эмиссии, момент образования усталостной трещины определяют по появлению регулярно по- вторяюи№1хся сигналов при одинаковой нагрузке в каждом цикле нагружения, факт рост трещины устанавливают по уменьшению величины нагрузки, соот0 ветствующей моменту прихода регулярно повторяющихся сигналов акустической эмиссии в каждом цикле нагружения, а скорость роста усталостной трещины определяют по скорости изменения величины этой нагрузки в процессе роста TpeiiiuFfbi.

0

0

5

5

Перемвщемие SepetoS надреза Фм.1

f

Редактор Г.Волкова

Составитель И.Ардашева Техред М.Ходанич

Заказ 1966/42 Тираж 777Подписное

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

Корректор О.Тигор

Изобретение относится к неразрушающему контролю акустико-змисси- онным методом и может быть использовано для контроля усталостных трещин. Цепью изобретения является повышение точности и достоверности определения момента образования и скорости роста усталостных трещин за счет вьщеления сигналов акустической эмиссии (АЭ) усталостной трещины в момент ее раскрытия в каждом цикле нагружения. В соответствии с эффектом закрытия трещины для размыкания берегов трещины напряжения сжатия должны быть скомпенсированы внешним усилием. При циклическом нагруже- нии конструкции с усталостной трещиной при нагрузке, соответствующей раскрытию трещины, генерируются сигналы АЭ, повторяющиеся ,в каждом цикле нагружения. Это позволяет вьщелить сигналы АЭ усталостной трещины на фоне акустических помех. 3 ил. (Л to