Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающе- му контролю, основанному на эффекте акустической эмиссии, а именно к способам определения кинетических параметров усталостных трещин, и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки.

Целью изобретения является повыщение точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин.

На- чертеже представлена зависимость суммарной акустической эмиссии от скорости роста усталостных трещин, от коэффициентов интенсивности напряжений и деформации в изделии, поясняющая сущность способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала для эталонной зависимости указанных параметров, циклически нагружают эталонный образец до достижения трещи- ной критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному ща- гу усталостных бороздок определяют скорость роста трещин, коэффициентов (интенсивности) напряжения и деформации.

Коэффициент Кй интенсивности напряжений и коэффициент КЕ интенсивности деформации определяют для каждого дискретного уровня величины щага усталостных бороздок

Kd б{ V(I); Kg УЙ-У(Г),

t

где и - номинальное напряжение нагрузочного цикла;

- относительная деформация образца в переменном цикле; -длина трещины;

У(0-поправочная функция на конечные размеры образца.

Для получения эталонного соотношения определяют любое значение Ki или Kui,а далее по соотношению

(Ki/KuJ™,

где К1цКи,-определенное предыдущее или последующее значение коэффициента интенсивности напряжений либо деформаций; -соответствующие дискретные уровни изменения шага усталостных бороздок; тп - показатель степени, равный 2 для начальной стадии стабильного роста усталостной трещины и - 4 для второй стадии.

определяют весь возможный спектр дискретных уровней коэффициентов интенсивности напряжений и деформаций. В результате

5

0

5

0

5

устанавливают однозначное соотношение; скорость роста усталостной трещины - коэффициенты интенсивности напряжений и деформаций.

После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжения или деформации и сигналы акустической эмиссии. По ним с учетом эталонной зависимости судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии.

При контроле объекта, испытывающего циклическое воздействие, измеряют выбранный параметр акустической эмиссии. В зависимости от выбранного параметра акустической эмиссии измерения могут проводить ся либо непрерывно, либо дискретно. Измеренную величину параметра акустической ЭМИССИИ используют для нахождения текущих кинетических параметров усталостной трещины контролируемого объекта с по- мошью полученных на эталонных образцах соотношениях, связываюших значения параметров акустической эмиссии со скоростью роста усталостной трещины, и скорость роста усталостной трещины с коэффициентами интенсивности напряжений и деформаций.

Для получения дополнительной информации о других текущих кинетических параметрах усталостной трещины можно использовать известные соотношения механики разрущения для определения длины усталостной трещины, соответствующей моменту измерения параметров акустической эмиссии, величину раскрытия усталостной трещины по соотнощению

РТ

Махе

4 б - а /Е

0

5

0

где РТ„актОтносительное максимальное перемещение берегов трещины в цикле нагружения;

d -максимальное действующее напряжение в цикле; а -длина трещины; Е -модуль упругости. Таким образом, как следует из приведенного примера, при неразрушающем контроле с помощью акустической эмиссии реальных конструкций оказывается возможным по изменению выбранного параметра акустической эмиссии получить информацию о кинетике роста усталостной трещины.

Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности неразру- щающего контроля за счет возможности определения кинетических параметров контро- 5 лируемого объекта по текущим значения.м непрерывно или дискретно измеряемого параметра акустической эмиссии, что позволяет судить о мгновенных значениях скоростей роста в отличии от прототипа, где кинетический параметр определяется за выбранный временной интервал непрерывного измерения суммарной акустической эмиссии, что позволяет судить лишв об усредненных скоростях роста усталостной трещины за выбранный временной интервал. Кроме того, расширяются технические возможности за счет использования любой характеристики акустической эмиссии в отлиФормула изобретения

Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях, заключающийся в их циклическом нагружении и измерении сигналов акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин, измеряют интенсивность

чие от прототипа, где используется только напряжений или деформаций в изделии в

суммарная акустическая эмиссия, и образ-процессе нагружения, а о контролируемых

цов из любого материала, совпадающегопараметрах судят по соотношению сигнапо классу с материалом контролируемоголов акустической эмиссии и деформации или

объекта, что позволяет ограничиться выяв-интенсивности напряжений с учетом зависилением одного эталонного соотнощения.мости этих величин для эталонного изделия.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях, заключающийся в их циклическом нагружении и измерении сигналов акустической эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин, измеряют интенсивность

напряжений или деформаций в изделии в

Изобретение относится к неразрушаю- щему контролю с использованием сигналов акустической эмиссии и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки. Цель изобретения -- повы- щение точности за счет измерения .мгновенных параметров усталостных трещин. Для выявления эталонного соотношенля .между сигналами акустической эмиссии и коэффициента интенсивности напряжения или деформации нагружают эталонный образец до достижения трещиной в нем критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному щагу усталостных бороздок в трещине определяют коэффициент интенсивности напряжений или деформаций. После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжений или деформаций и сигналы акустической эмиссии, по которым с учетом эталонного соотно1нения судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии. 1 ил. (О сл ОС ьс о ее сл

аз/чокс

0,9 0,г OJ

1,2 2,63.0 5.5

5 Ю

KsMfJo

Редактор Н. Слободяник Заказ 2654/48

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, -4

Составнте.пь Л. Кондрыкинекая Техред И. ВересКорректор А. Ильин

Тираж 776Подписное