Способ определения интегральных значений параметров напряженно-деформационного состояния тел Советский патент 1991 года по МПК G01B7/18 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения ийтегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел, например деталей машин, основанным на регистрации изменений в микроструктуре размещенного на исследуемом теле чувствительного покрытия из электропроводного материала, например электролитического металла.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение производительности.

На чертеже показаны примерные тари- ровочные графики, поясняющие предлагаемый способ.

На чертеже обозначены: кривая 1 - зависимость выбранного геометрического параметра микроструктуры Ад2 от амплитуды деформаций (напряжений) при нагружении

фиксированным числом циклов нагруже- ний, кривая 2 - тарировочная зависимость амплитуд циклических деформаций уа или напряжений аа от разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения Е. На поверхность исследуемого тела (ее участок) наклеивают покрытие из изменяющего под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала - медной гальванической фольги. Тело с чувствительным покрытием подвергают циклическому механическому нагружению определенным, достаточно большим числом циклов нагружемия. После этого, используя подходящий растворитель, снимают чувствитель- ьое покрытие с поверхности тела и наклеивают на ровную поверхность предметного стекла. Чувствительное покрытие (г предметном стекле подвергают механи- c-iitOH или электрохимической полировке, химическим травлением в растворе Грарда в контролируемых условиях выявляют его ликроструктуру. Затем визуально, с помощью оптического металлографического ::жроскопа оценивают изменения а микроструктуре, определяя степень наработки чувствительного покрытия, например, сравнением с эталонными фотографиями измененной микроструктуры: малая степень наработки - доля площадки, занимаемая растущими зернами на шлифе, Адд менее 0,2; средняя степень наработки 0,2 AAQ;

0,8; большая степень наработки 0,8

ААД 1,0; избыточная наработка - изменена вся микроструктура.

Чувствительное покрытие с таким образом выявленной и предварительно оцененной микроструктурой помещают в раствор электролита, например 0,1 моль/л раствора серной кислоты. Через фиксированный промежуток времени, например 60 с, по известной методике с использованием вы- сокоомного цифрового вольтметра измеряют разность электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения, в качестве которого используют, например, стеклянный электрод, что позволяет производить определения с точностью до 0,5 мВ и выше.

Интегральные значения амплитуд циклических деформаций или напряжений , действовавших на поверхности исследуемого тела при нагружении, определяют по тарировочной зависимости этих величин от разности электродных потенциалов между уествительным покрытием и электродом

сравнения Е (кривая 2) с учетом результатов предварительной оценки изменений геометрических параметров микроструктуры чувствительного покрытия. Например, при

избыточной наработке микроструктуры чув- ствительного покрытия и разности электродных потенциалов Е -38 мВ интегральное значение амплитуды деформаций на поверхности исследуемого тела, определяемое по кривой 2, составляетуа 1,48 103 ( Оз 243 МПа), при средней степени наработки и разности потенциалов Е -23 мВ уа 1,18 (0а 193 МПа).

Определение мест действия максимальных переменных деформаций и напряжений, предсказание мест вероятного появления усталостных трещин проводится по результатам определенных описанным образом интегральных значений амплитуд

деформаций и напряжений на отдельных участках поверхности исследуемого тела (на различные участки тела наклеивают полосы чувствительного покрытия или покрытие после нагружения разрезают на соответствующие части).

Тарировочную зависимость (кривую 2) получают, проводя измерения описанным способом с использованием чувствительного покрытия аналогичного качества, предварительно наработанного в усталостных механических испытаниях тем же числом циклов, что и в рабочих определениях. На специально подготовленном объекте по известной методике нагружение конического

испытательного образца из стали 45 проводили на машине усталостных испытаний. Число циклов нагружении N 1x10 .

Характер тарировочной зависимости интегральных значений амплитуд деформаций и напряжений от разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения обусловлен особенностями изменения микроструктуры чувствительного покрытия при механическом циклическом деформировании и пассивации чувствительного покрытия при химическом травлении.

Предлагаемый способ позволяет значи- тельно расширить диапазон интегральных значений параметров напряжен но-деформированного состояния тел при циклическом механическом нагружении, измеряемых путем регистрации изменений в микроструктуре размещенного на исследуемом теле чувствительного покрытия из электропроводного материала, при одновременном повышении производительности способа.

Формула изобретения

Способ определения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при циклическом механическом нагружении, заключающийся в том, что на поверхности тела размещают покрытие из изменяющего под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала, нагружают тело упомянутой нагрузкой, выявляют изменения микроструктурных характеристик покрытия и по

0

полученным данным определяют параметры напряженно-деформированного состояния тела, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и повышения производительности, после выявления и измерения микроструктурных характеристик покрытия поверхность покрытия приводят в контакт с электролитом, измеряют разность электродных потенциалов между покрытием и электродом сравнения и с учетом полученой величины разности потенциалов определяют искомый параметр напряженно-деформированного состояния тела.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при одновременном повышении производительности способа. Способ включает размещение на поверхности тела покрытия из изменяющегося под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала, циклическое механическое нагру- жение тела, выявление микроструктуры чувствительного покрытия после нагруже- ния, по изменениям в которой судят о параметрах напряженно-деформированного состояния тела. Новым в способе является то, что после выявления микроструктуры и предварительной визуальной оценки изменений ее геометрических параметров поверхность чувствительного покрытия приводят в контакт с электролитом, а о параметрах напряженно-деформированного состояния тела судят по результатам измерений разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием или его частью и электродом сравнения с учетом результатов оценки изменений геометрических параметров микроструктуры. Достижение положительного эффекта обеспечивается использованием предлагаемой комбинированной оценки реакции чувствительного покрытия на циклическое механическое нагружение. 1 ил. сл

1ЪО 250

10 210 &а,Ма