Способ исследования прочности покрытия Советский патент 1982 года по МПК G01N3/32 G01N19/04 

Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкций, в частности к способам исследования про чности покрытий, наносимых на лопасти винтов, турбин, насосов и другие дета ли гидравлического и судового оборудо вания. Известен способ исследования прочности материалов в условиях кавитационной эрозии, по которому кавитационное воздействие на образец осуществля ется одновременно с его растяжением 1. Недостатком этого способа является то, что статические нагрузки, которые прикладывают к образцу, не соответствуют реальным условиям. Наиболее близким к предлагаемому по техническому существу является способ исследования прочности покрытия, заключающийся в том, что образец с покрытием помещают в жидкой среде и нагружают образец в режиме высокочастотных колебаний. В известном способе образец погружают в водную среду и устанавливают влияние этой среды на прочность покрытия Г2}. Однако известный способ не предусматривает создания условий, в которых работают покрытия деталей гидравлического и судового оборудования. Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования покрытий деталей гидравлического и судового .оборудования. Указанная цель достигается тем, что образец помещают в проточную жидкую среду, а нагружение осуществляют в режиме, обеспечивающем возникновение гидродинамической кавитации. Кроме того, используют образец в виде диска с покрытием, нанесенным на обе его плоскости, помещают его в среду так, чтобы контакт со средой был лишь по одной из плоскостей, и по разности параметров разрушения покрытий с каждой из плоскостей оценивают влияние кавитации на прочность покрытия. На фиг. 1 изображена схема испытания образца в виде стержня; на фиг. 2 - крепление образца в виде балки при-испытании; на фиг. 3 схема испытания образца в виде диска с покрытием, нанесенным на обе его плоскости. . Способ осуществляют следующим образом. В обмотку магнитострикционного вибратора 1 от источника 2 подается переменный ток, частота которого выбирается равной резонансной частоте механической системы устройства, и постоянный ток для выбора рабочей точ ки на магнитострикционной характеристике вибратора 1, генератор 3 управля ет частотой и амплитудой переменного тока через усилитель t. Образец 5 с покрытием 6 закрепляют на концентраторе 7 и. размещают в емкости 8 с проточной средой 9. Вдоль оси вибратора 1 создают механические колебания, котоыре приводят к нагружению образца с покрытием объемными силами инерции, а также к возникновению больших местных скоростей в пот.оке движущейся жидкости, в результате чего происходит локальное понижение давления ниже критического значения и возникает гид родинамическая кавитация. При испытании образца, выполненного в виде стержня, покрытие находится под действием сдвига, а подложка - в одноосном напряженном состоянии. При испытании образца, выполненного в виде балки, покрытие находится при нормальном отрыве, а подложка - в одноосном напряженном состоянии. При испытании образца, выполненного в виде диска, покрытие на верхней части диска находится при нормальном отрыве, а подлой ка - в плоско-напряженном состо янии (фиг. 3). Покрытие на нижней части диска подвержено тем же механическим нагрузкам, но без влияния ка витационной эрозии, что позволяет определить преобладающие неблагоприятные факторы воздействия на покрытие при его разрушении. Таким образом, можно получить всевозможные сочетания уровней напряженного состояния основы, сил сдвига и отрыва покрытия, а уровня кавитации, что дает возможность рассчитывать влияние различных нагрузок и учитывать их при отработке свойств покрытий. Формула изобретения 1.Способ исследования прочности покрытия, заключающийся в том, что образец с покрытием помещают в жидкой среде и нагружают образец в режиме высокочастотных колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования покрытий деталей гидравлического и судового оборудования, образец помещают в проточную жидкую среду, а нагружение осуществляют в режиме, обеспечивающем возникновение . гидродинамической кавитации. 2.Способ по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что используют образец в виде диска с покрытием, нанесенным на обе его плоскости, помещают его в среду так, чтобы контакт со средой был лишь по одной из плоскостей, и по разности параметров разрушения покрытии с каждой из плоскостей оценивают влияние кавитации на прочность покрытия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Георгиевская Е. П. Кавитационная эрозия гребных винтов. Л., Судостроение, .1978, с. 11-21. 2.Ляшенко Б. А. и др. Особенности усталостного разрушения стали при высокочастотном нагревании. - Проблемы прочности, 1969,W 6, с. 17-2 (прототип) .

65

г:

/77/7/. 1

Y//7/////

г

Фиг. /

Фиг. 2.

ф1/г. J