Способ оценки внутренних напряжений в образце Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к области акустических методов исследований материалов и может быть использовано для оценки внутренних напряжений в образце.

Целью изобретения является повышение информативности путем раздельной оценки пластической и упругой составляющих внутренних напряжений.

На чертеже представлены графики зависимости резонансной частоты от температуры Т измерений: 1 и 4 - образец со сжимающими и растягивающими напряжениями в исходном состоянии; 2 и 5 - образец со сжимающими и растягивающими напряжениями после стабилизирующего отжига; 3 - эталон без внутренних напряжений.

Способоценки внутренних напряжений в образце заключается в следующем.

Возбуждают в образце при фиксированной температуре Т0 упругие резонансные колебания и измеряют частоту fj резонансных колебаний образца. Осуществляют стабилизирующий отжиг образца. После отжига возбуждают в образце при той же температуре Т0 упругие резонансные колебания и измеряют частоту h резонансных колебаний образца. Затем в аналогичном образцу по форме и материалу эталоне без внутренних напряжений при той же температуре Т0 возбуждают упругие резонансные колебания и измеряют их частоту fa. Оценивают пластическую составляющую внутренних напряжений по разности частот с

ON 00 ГО О О Оч

учетом значения частоты fi и упругую составляющую внутренних напряжений по разности частот fo-f2 с учетом значения частоты ft

Способ оценки внутренних напряжений в образце осуществляют следующим образом.

В образце, например, из стали 40X13, выполненном в виде стержня диаметром 10 мм и длиной 120 мм, возбуждают продольные упругие колебания при Т0 20°С и изменяют их частоту до возникновения резонанса образца. Измеряют частоту резонанса fi 22196,71 Гц. Затем согласно технологии проводят стабилизирующий отжиг образца для снятия неупругих внутренних напряжений. После отжига в образце вновь возбуждают продольные колебания при Т0 20°С и измеряют частоту резонанса f2 22350,17 Гц. Отбирают эталон, аналогичный по форме и материалу образцу. Критерием эталона служит отсутствие внутренних, напряжений. Отбор осуществляют, например, по соответствию температурного коэффициента электрического сопротивления заданной величине OR 4,24 1/К. В эталоне возбуждают продольные упругие колебания при Т0 20°С и изменяют их частоту до возникновения резонанса эталона. Измеряют частоту резонанса f 22384,97 Гц. Величину внутренних напряжений (тоценивают по выражению

.

где а - эмпирический коэффициент (для металлов а 0,11);

Л f - разность измеренных частот;

Е - модуль упругости (при Т0 20°С для стали 40X13 Е 2,18 -104 кгс/мм2).

Для определения пластической составляющей On в качестве разности A f измеренных частот используется 1. он -1,82 кгс/мм .

Для определения упругой составляющей (fy в качестве разности Af измеренных частот используется Тз-т2, 0у -0,41 кгс/мм .

Таким образом получены пластическая

и упругая составляющая сжимающих внутренних напряжений: сг стп +оу -2,23 кгс/мм .

Измерения могут проводиться в широком температурном диапазоне, ограниченном линейной областью температурных деформаций образца. Пластическая релак- сирующая составляющая внутренних напряжений определяет стабильность

размеров и физических свойств во времени, т.е. технологию изготовления детали, а упругая составляющая внутренних напряжений определяет избыточные внутренние силы, т.е. рассеяние свойств конструкционного материала.

Формула изобретения

Способ оценки внутренних напряжений в образце, заключающийся в том, что возбуждают в образце при фиксированной температуре упругие резонансные колебания,

измеряют частоту fi резонансных колебаний и с ее помощью оценивают внутренние напряжения в образце, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности путем раздельной оценки пластической и упругой составляющих внутренних напряжений, осуществляют стабилизирующий отжиг образца, возбуждают в образце после отжига и эталоне без внутренних напряжений при той же фиксированной температуре резонансные колебания, измеряют соответствующие частоты f2 и fa резонансных колебаний, пластическую составляющую внутренних напряжений оценивают по разности частот f2-fi. а упругую

составляющую внутренних напряжений оценивают по разности частот fa-f2.

f 22WO

22200

fl

22150

22100

Изобретение относится к области акустических методов исследований материалов. Целью изобретения является повышение информативности путем раздельной оценки пластической и упругой составляющих внутренних напряжений. В образце возбуждают упругие колебания как до, так и после стабилизирующего отжига и измеряют частоты полученных резонансных колебаний. Упругие колебания возбуждают также в эталоне без внутренних напряжений и измеряют частоту полученного резонанса. С учетом значения частоты резонанса образца в исходном состоянии оценивают пластическую составляющую внутренних напряжений по разности частот резонанса образца до и после отжига и упругую составляющую внутренних напряжений по разности частот резонанса эталона и образца после отжига, 1 ил. сл С

15 20 25 30 35 W 45 To

r°t