Способ определения тангенциальных напряжений в ферромагнитном материале Советский патент 1990 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к контроль- ко-из-мерительной технике и может быть использовано при определении остаточных напряжений в ферромагнитных материалах .

Цель изобретения - повышение точности определения напряжений в материалах с неравномерным распределением этих напряжений за счет получения возможности определения зон с максимальными и минимальными остаточными напряжениями.

Способ осуществляется следующим образом.

Из объема исследуемого материала,, как правило это детали в виде трубы

или круглого пруткаs вырезают кольцевой образец. Вдоль поверхности по образующей кольца перемагничивают локальные зоны материала магнитным полем, близким к физическому насыщению. В этих же локальных зонах. измеряют ЭДС магнитного шума, возникающего в процессе перемагничивания. Операции перемагничивания и регистрации ЭДС магнитного шума могут быть выполнены с помощью известных приборов для регистрации шумов Баркгаузена. Для каждой зоны измерения регистрируют вели- чину ЭДС магнитного, шума и фиксируют зоны с экстремальными значениями ЭДС шума. Проводят разметку кольцевого

сл

sl

00 Јь

образца. Для этого на противоположной зоне с экстремумом ЗДС шума стороне кольца отмечают сечение для разрезки. По обе стороны от этого сечения нано- сят метки, например, с помощью прибора для контроля твердости ТК-2. Измеряют расстояние между метками. В зависимости от задачи определения типа напряжений проводят разрезку кольца в одном из намеченных сечений. Снова измеряют расстояние между метками и по величине этой разности расстояний по известным соотношениям определяют величину остаточных напряже- ний. Причем для определения максимальных растягивающих напряжений на поверхности кольца разрезку кольца проводят по сечению, расположенному напротив зоны с максимальной величиной ЭДС магнитного шума, а для определения максимальных сжимающих напряжений разрезку кольца проводят по сечению, расположенному напротив зоны с минимальной величиной ЭДС магнитного шума

П р и м е р. Проводят измерения тангенциальных напряжений в кольцевых образцах, вырезанных из одного и того же прутка стали ЭП-836 ВД в состоянии поставки. Кольца имеют следующие размеры: наружний диаметр 40 мм; внутренний диаметр 24 мм; толщина 3 мм. Измерение ЭДС магнитного шума проводят с помощью прибора ЛФС-ЗА. На кольцах через равные расстояния по часо- вой стрелке отмечено 12 зон. Для каждой зоны регистрируются значения ЭДС магнитного шума. Значение ЭДС в этих зонах для двух образцов приведены в таблице.

Образец 2 разрезан по зоне 12. Эта зона расположена прямо противоположно зоне с максимальными значениями ЭЦС магнитного шума (76 ед., зона 6). Разность расстояний &12 между точка- ми разрезки до и после разрезки составляет 0,09 мм.

Образец 1 разрезан по зоне 9. Эта зона расположена на прямо противопо- ложно зоне с минимальными значениями ЭДС магнитного шума (67 ед., зона 3) . Разность расстояний &1 между точками измерения до и после разрезки кольца составляет 0,019 мм.

Расчет тангенциальных напряжении проводят с использованием сротноше- ния .„ „ . г 41lMlh U

где &1 - разность расстояний между метками до и после разрезки кольца;

Ь - разность наружного и внутреннего радиусов кольца; Е - модуль упругости материала; R - средний радиус кольца. Из этого соотношения видно, что величина напряжений прямо пропорциональна Ы. Данные измерений ul и U1.2. на образцах из одного и того же участка прутка показывают, что величина 6 при этом может различаться примерно в пять раз, В связи с тем, что известными способами место разрезки не регламентируется, то ошибка определения величины может быть значительной. Проведение аналогичных измерений с другими образцами показывают, что значения б , определенные по известным способам, могут различаться в 10 и более раз.

Формула изобретения

Способ определения тангенциальных напряжений в ферромагнитном материале заключающийся в вырезке плоского Кольца из объемного материала, разрезке кольца в одном сечении и регистрации значения разности расстояний между точками на кольце, расположенными по разные стороны от плоскости сечения разрезки, до и после разрезки, по которой определяют величину напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения напряжений в материале с неравномерным распределением этих напряжений, перемагничивают локальные зоны перец разрезкой кольца и регистрируют распределение ЭДС магнитного шума вдоль образующей кольца, а разрезку кольца осуществляют по сечению, диаметрально противоположному зонам, соответствующим максимальному значению ЭДС при определении максимальных растягивающих напряжений и минимальному значению ЭДС при определении максимальных сжимающих напряжений.

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для определения остаточных напряжений в этих материалах. Целью изобретения является повышение точности оценки уровня остаточных напряжений за счет определения оптимальных мест разрезки колец с неравномерным распределением напряжений. Из объема материала вырезают кольцевой образец. С помощью магнитошумовой аппаратуры определяют экстремальные зоны ЭДС магнитного шума на поверхности кольца. Проводят разметку кольца, при этом наносят на кольце метки в местах, прямо противоположнных зафиксированным зонам с экстремумами ЭДС магнитного шума. Измеряют расстояние между метками. Проводят разрезку кольца так, чтобы сечение разрезки было между этими метками. Снова проводят измерение расстояния между метками. Определяют разность расстояний между метками до и после разрезки и по величине этой разности вычисляют величину тангенциальных напряжений. 1 табл.