Способ определения механических напряжений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/24 

Изобретение относится к средствам измерения механических напряжений и деформаций с помощью средств, использующих магнитоупругий эффект.

Целью изобретения является повышение точности путем сравнения выходного сигнала от приложенной заданной нагрузки с сигналом от механических напряжений в детали.

На фиг. 1 приведена схема устройства для осуществления данного способа; на фиг. 2 и 3 - зависимость сигнала перемагничивания цилиндрической магнитной пленки от величины перемаг- ничивающего поля, поясняющая способ.

Устройство содержит цилиндрическую магнитную пленку 1 на проволоке-подложке 2, блок 3 контроля, к входам которого электрически подключены кон- цы проволоки-подложки 2, блок 4 натяга, механически соединенный с одним из концов проволоки-подложки 2, второй конец которой граничит с участком пленки 1, жестко связанным с кон- тролируемым изделием 5 с помощью клеевого слоя 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Приклеивают участок пленки 1 дли- ной . к поверхности контролируемой детали 5. Нагружают деталь, при этом часть пленки 1, жестко связанная с деталью 5, испытывает равную с ней деформацию на длине 1 . Пленку 1 пе- ремагничивают циркулярным магнитным полем переменного тока, протекающего по проволоке-подложке 2, при этом пе- ремагничивание каждого участка пленки 1 происходит скачком при величине напряженности магнитного поля, равной коэрцитивной силе HC соответствующего участка (фиг. 2). Растяжение участка пленки 1, жестко связанного с деталью, приводит к изменению коэрци- тивной силы этого участка за счет магнитострикционной связи магнитных и механических свойств, в результате чего перемагничивание приклеенного участка пленки 1 и свободного ее участка происходит при напряженностях полей HC| и НС2 (фиг. 2), что регистрируется блоком 3 контроля.

С помощью блока 4 натяга растягивают неприклеенный к изделию участок пленки 1 и регистрируют величину растягивающего усилия Р, при котором поля перемагничивания НГ) и НС7 приклеенного и нсприклеенного участков

5 Q

5

пленки 1 становятся одинаковыми, что свидетельствует об одинаковой степени упругой деформации этих участков. По величине определенного усилия Р определяют с учетом известных модулей упругости проволоки-подложки 2 и материала детали величину механичес- .ких напряжений в детали.При наличии не- однородности механических напряжений на детали перемагничивание приклеенного участка происходит не при конкретной величине магнитного поля, а в диапазоне полей, величина которого определяется разбросом механических напряжений. При этом на каждом из участков диапазона полей, в котором происходит перемагничивание (фиг. 3, участки I, II, III), площадь под кривой сигнала от перемагничивания пропорциональна перемагничиваемому объему пленки 1 и соответственно длине участка пленки 1, имеющего коэрцитивную силу на соответствующем участке I, II или III диапазона полей. Таким образом определяют величины напряжений на определенной длине контролируемого участка изделия. Увеличивая число участков от трех (как на фиг. 3) до большего количества, можно повысить точность определения градиента напряжений, знак которого, как правило, бывает известен.

Формула изобретения

Способ определения механических напряжений, заключающийся в том, что на поверхности исследуемой детали закрепляют пленочный элемент из магнито- стрикционного материала, нагружают деталь, воздействуют на пленочный элемент переменным магнитным полем и измеряют параметры пленочного элемента, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности путем сравнения выходного сигнала от приложенной заданной нагрузки с сигналом от механических напряжений в детали, в качестве пленочного элемента используют цилиндрическую магнитную пленку на проволоке-подложке, пленочный элемент закрепляют на поверхности детали на ограниченной длине, меньшей длины пленочного элемента, к свободной части пленочного элемента прикладывают растягивающее усилие заданной последовательно возрастающей величины, измеряют параметры за516312Ы

крепленной и свободной частей пленочного элемента, регистрируют величину растягивающего усилия в момент совпадения выходных сигналов с обеих

частей пленочного элемента и по этой величине с учетом площади поперечного сечения проволоки-подложки определяют механические напряжения.

Изобретение относится к средствам измерения механических напряжений и деформаций с помощью средств, использующих магнитоупругий эффект. Целью изобретения является повышение точности за счет сравнения выходного сигнала от приложенной заданной наФиг Л грузки с сигналом от механических напряжений в детали. Для этого на детали закрепляют цилиндрическую магнитную пленку 1 на проволоке-подложке 2, пленку закрепляют на детали не по всей длине. Воздействуют на пленку переменным магнитным полем, к свободной части пленочного элемента прикладывают растягивающее усилие. Измеряют параметры закрепленной и свободной части и величину растягивающего усилия в момент совпадения выходных сигналов с обеих частей пленочного элемента и с учетом площади поперечного сечения проволоки-подложки определяют механические напряжения. 3 ил. 1 (Л

-н

сг

-н

сг

Ф«.-з

н

С2

Н

Фиг. 2