Способ контроля усталостной повреждаемости элементов конструкции Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств элементов конструкции, а именно к способам контроля усталостной повреждаемости с помощью образцов-свидетелей.

Цель изобретения - повышение чувствительности .

На фиг. 1 представлены первые следы скольжения на поверхности образца-свидетеля после N 10000 циклов нагружения, наблюдаемые в оптический металлографический микроскоп; на фиг. 2 - следы скольжения после N 40000 циклов нагружения; на фиг. 3 состояние поверхности образца-свидетеля на стадии, предшествующей появлению усталостной трещины после N 120000 циклов.

Способ осуществляется следующим образом.

На испытуемый элемент конструкции устанавливают образец-свидетель, выполненный в виде пластины постоянной толщины из монокристалла, который ориентируют так, что направление деформации элемента конструкции совпадает с направлением минимальной усталостной прочности монокристалла. Например, образец-свидетель выполнен из монокристалла алюминия в виде пластинки размерами 20 х 5 х 0,5 мм. Наибольшей чувствительности к циклическим деформациям у монокристалла алюминия соответствует кристаллографическая ориентация с суммарным факСЛ

ас о к

00

тором Ымида S в пределах 2-2,2. который определяют по формуле

s Is

где S - факторы Ымида возможных систем скольжения типа 110 и 111.

Монокристалл алюминия получают из технически чистого алюминия способом критической деформации и последующего отжига. Образец-свидетель прикрепляют с помощью клея к исследуемому элементу конструкции из сплава Д16АТВ так, что направление наибольшей чувствительности образца к циклическим деформациям совпадают с направлением деформации элемента. Затем элемент конструкции подвергают циклическому нагружению пульсирующим циклом с амплитудой напряжений 100 МПа. Контроль за усталостной поврежденностью элемента конструкции в процессе нагружения осуществляют по изменению состояния поверхност образца-свидетеля, наблюдаемому в оптический металлографический микроско (фиг. 1-3).

Выполнение образца-свидетеля из монокристалла позволяет избежать упрочняющего влияния границ зерна в поликристаллическом материале и тем самым повысить его чувствительность к циклическим нагрузкам. При

5

0

0

мочение монокристалла определи ориентировки уменьшает характг для поликристалла рассеяние т характеристик усталости образца-свидетеля, как интенсивность процессов упрочнения и разупрочнения в процессе циклических нагрузок, число циклов до появления первых следов скольжения, число циклов до появления первых микротрещин и тем самым позволяет точно определять ранние стадии усталостного повреждения элементов конструкции .

Формула изобретения

Способ контроля усталостной повреждаемости элементов конструкции, заключающийся в том, что на испытываемый элемент устанавливают образец- свидетель, выполненный в виде пластины постоянной толщины из материала конструкции, нагружают элемент циклической нагрузкой и по изменению структуры образца-свидетеля определяют повреждаемость, отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувствительности, используют пластину, выполненную из монокристалла, который ориентируют так, что направление деформации элемента конструкции совпадает с направлением минимальной усталостной прочности монокристалла.

Изобретение относится к способам контроля усталостной повреждаемости элементов конструкции с помощью образцов-свидетелей и позволяет повысить чувствительность за счет выполнения образца-свидетеля из монокристалла, ориентации которого в направлении деформации элемента конструкции соответствует минимальной усталостной прочности монокристалла. Образец-свидетель выполняют в виде пластинки постоянной толщины, которую с помощью клея прикрепляют к элементу конструкции. При накоплении усталостных повреждений в конструкции на поверхности образца появляются следы скольжения, которые наблюдают в оптический металлографический металлографический микроскоп. Интенсивность и количество следов скольжения зависят от накопленного повреждения в элемент конструкции. 3 ил.

Фиг1

2 -L