Устройство для определения внутренних остаточных напряжений изделий Советский патент 1982 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к исследованию остаточных напряжений и может быть использовано для определения де формаций в конструкциях и деталях машин. Известно устройство для определения внутренних остаточных напряжений изделий, содержащее блок для создания напряженно-деформированного состояния поверхности изделия и измеритель деформации поверхности, выполненный в виде оптического поляриметра, определяющего изменения параметров фотоупругого слоя, нанесенного на поверхность изделия ГП. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения остаточных напряжений изде лий, содержащее автономный блок для создания напряженно-деформированного состояния, представляющий собой элек родвигатель, вращающий сверло об разования отверстий, и измеритель деформации поверхности изделия, выполненный в виде розетки тензодатчиков, наклеенной у границы зоны измерения t2. Общими недостатками известных устройств являются относительно невысокая точность измерения вследствие низкой разрешающей способности, а также сложность и трудоемкость измерений из-за необходимости осуществления операции наклеивания розетки тензодатчиков, ограничивающей область их применения. Кроме того, практически невозможно определять деформации у. изделий со сложной конфигурацией поверхности. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и расширение области применения. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения внутренних, остаточных напряжений изделий, содержащее блок для создания напряженно-деформированного состояния и измеритель деформации поверхности, снабжено объективом, измеритель деформации выполнен в виде голографического интерферометра, а блок для создания напряженно-деформированного состояния и объектив закреплены на корпусе интерфе|эометра так, чтобы ра бочая зона первого и фокус объектива совпали с геометрическим центром контролируемой зоны. На чертеже представлено устройство для определения внутренних остаточных напряжений изделий. В .корпусе 1 расположены блок 2 для создания напряженно-деформированного состояния, представляющий собой электродвигатель, вращающий сверло, перемещающийся в направляющих (на чертеже не показано) и измеритель деформации, выполненный в виде голографического интерферометра включающий лазер 3, светоделитель А, разделяющий луч лазера 3 на два пучка 5 и 6 соответственно предметный и опорный, установленные по ходу пуч ков микрообъективы 7 и 8, зеркала 9 и 10, объектив 11, фотопластинку 12, линзу 13 . Блок 2 для создания напря женно-деформированного состояния и объектив 11 закреплены на корпусе 1 так, чтобы рабочая зона блока 2 и фокус объектива 11 совпали с геометр ческим центром контролируемой зоны. Корпус 1 устройства установлен на поверхность изделия 1, Устройство для определения внутренних остаточных напряжений изделий работает следующим образом. Предметный пучок 5 после прохожде ния светоделителя , пройдя через микрообъектив 7, зеркало 9 линзу 13 попадает на изделие 1( в контролируемой зоне. Отразившись от изделия 1 и пройдя через объектив 11, он дости гает фотопластинки 12. Опорный пучок 6 зеркалом 10 и микрообъективом 8 также направляется на фотопластинку 12, где оба пучка интерферируют между собой. За время первой экспозиции на фотопластинке 12 регистрируется исходное состояние в контролируемой зоне изделия It. Затем блоком 2 для создания напряженно-деформированного состояния в контролируемой зоне высверливают отверстие диаметром от 1 до 2 мм на глубину от одного до трех диаметров отверстия, зависящую от вида материала, что в большинстве случаев не оказывает существенного влияния на работоспособность издеЛИЯ 14. После этого за время второй экспозиции на фотопластинке 12 регистрируется напряженно-деформированное состояние поверхности изделия 14 в контролируемой зоне. После обработки фотопластинки 12 наблюдают интерференционные полосы, по количеству которых определяют величину внутренних остаточных напряжений. Таким образом, использование предлагаемого устройства для определения внутренних остаточных напряжений изделий обеспечивает возможность измерения остаточных напряжений в конструкциях и деталях сложной конфигурации в реальных условиях, упрощает процесс измерения за счет исключения вспомогательных операций и повышает производительность измерения. Формула изобретения Устройство для определения внутренних остаточных напряжений изделий, содержащее блок для создания напряженно-деформированного состояния и измеритель деформации поверхности изделия, отли чающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и расширения области применения, оно снабжено объективом, измеритель деформации выполнен в виде голографического интерферометра, а блок создания напряженно-деформированного состояния и объектив закреп лены на корпусе интерферометра так, чтобы рабочая зона первого и фокус объектива совпали с геометрическим центром контролируемой зоны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Недосека А.Я., Пархоменко И.В., и др. Полуавтоматический прибор для измерения сварочных напряжений на поверхности изделий. - Автоматическая сварка, № 3, 1979, с. 8. 2. Михайлов О.Н. Измерение остаточных напряжений методом отверстий с помощью проволочных датчиков. Заводская лаборатория, т. 19, № 2, 1953, с. 23 (прототип).