Способ определения внутренних напряжений в объекте из поликристаллического материала Советский патент 1989 года по МПК G01B15/06 

1

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля внутренних напряжений и может быть использовано для определения суммы главных напряжений в кристаллических материалах с неизвестными параметрами свободной от внутренних напряжений кристаллической решетки.

Цель изобретения - повышение точности определения внутренних напряжений в объектах, для которых неизвестны параметры кристаллической решетки при отсутствии внутренних напряжений, путем изготовления дополнительного образца для механических испытаний из материала объекта, ступенчатого нагружения этого образца до появления пластических деформаций с одновременным облучением пучком рентгеновских лучей, регистрации нагрузки и определения параметров решетки и расчетом напряжений с учетом определенного на образце значения параметра кристаллической решетки при напряжении, равном пределу текучести.

Способ осуществляют следующим образом.

Из материала объекта изготавливают образец для механических испытаний, например толстостенное кольцо малой ширины. Кольцо разрезают

4 1

4Ь 4ь

05

F

вдоль образующей цилиндра, а в полученную прорезь вставляют клин, используемый для создания нагрузки на диаметрально противоположном участке кольца. Наносят две метки по разные стороны от прорези на примыкающих к прорези участках торцовой поверхности кольца.

На исследуемом участке цилиндрической поверхности кольца выбирают площадку для рентгеновского исследования структуры кристаллической решетки, например, с помощью дифрак- тометра, позволяющего регистрировать дифракционную кривую и находить параметры решетки при больших значениях брегговского угла дифракции и производить рентгенографирование. Измеряют расстояния между метками и расчитывают напряжения в кольце по известным формулам сопротивления материалов. Затем ступенчато увеличивают нагрузку вдвиганием клина в прорезь, повторно измеряют расстояния между метками и рентгенографически определяют параметр кристаллической решетки. Увеличивают нагрузку до нарушения пропорциональности между нагрузкой и параметрами кристаллической решетки, рассчитываемыми на основании полученных данных эксперимента. По этим данным определяют методом экстраполяции линейного участка зависимости напряжение- период решетки значение искомого параметра решетки для напряжения, равного пределу текучести. Значение периода решетки, соответствующего отсутствию в решетке внутренних напряжений, определяют по формуле

ао

1

..е-.

период свободной от внутренних напряжений кристаллической решетки; период кристаллииеской решетки при напряжении, равном пределу текучести; предел текучести материала, определенный по результатам нагружения образца; коэффициент Пуассона материала;

модуль упругости материала. нахождения параметра решетки, , свободного от внутренних

напряжений, сумму главных напряжений на исследуемом участке объекта определяют по формуле

Е

У

(ff,+(r,)

1 2- 1Ц я

0

5

0

5

5

0

5

0

5

где

(G,+G7

сумма главных напряжений в данной точке объекта; а - измеренный в данной

точке период кристаллической решетки материала.

Использование предлагаемого способа для неразрушающего контроля объектов позволяет более точно определять внутренние напряжения в материале, так как систематические погрешности измерения параметров кристаллической решетки при этом взаимно компенсируются, а используемые для расчета данные (кроме модуля упругости и коэффициента Пуассона) более точно отражают реальные свойства исследуемого материала. Формула изобретения

Способ определения внутренних напряжений в объекте из поликристал- 0 лического материала, заключающийся в том, что исследуемый участок поверхности объекта облучают пучком рентгеновских лучей, регистрируют дифракционную кривую, определяют положение выбранного дифракционного

максимума, а по нему - параметр решетки материала и по этим данным определяют сумму главных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения внутренних напряжений в объектах, для которых неизвестны параметры кристаллической решетки при отсутствии внутренних напряжений, дополнительно из материала объекта изготавливают образец для механических испытаний, подвергают его ступенчатому нагружению до появления пластических деформаций с одновременным облучением пучком рентгеновских лучей на каждой ступени, регистрацией нагрузки и определением параметров решетки находят параметр кристаллической решетки при напряжении, равном пределу текучести, и полученные значения параметров решетки используют при определении суммы главных напряжений на исследуемом участке поверхности объекта.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля напряжений и может быть использовано для пластических поликристаллических металлических материалов. Цель изобретения - повышение точности определения внутренних напряжений в объектах, изготовленных из материалов с неизвестными параметрами свободной от внутренних напряжений кристаллической решетки. Это достигается изготовлением дополнительного образца для механических испытаний из материала объекта, ступенчатым нагружением этого образца до появления пластических деформаций с одновременным облучением пучком рентгеновских лучей, регистрацией нагрузки и координат характерных точек дифракционной кривой и расчетом напряжений с учетом определенных на образце значений параметров кристаллической решетки при напряжении, равном пределу текучести. Предел текучести определяют по нарушению пропорциональности между напряжениями и деформациями или между напряжениями и параметром решетки.