Способ контроля трещинообразования в материале

„.Я0„„1035464 A

СОЮЗ СОНЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ago 0 01 Н 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И CAMPbfTHA

"«?», ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;" : .:,. : l . н ABTopcKohllv сВидетельстну (21) 3424484/25-28 (22) 15.04.82 (46) 15..08.83. Бюл. У 30 (72) В.й. Иванов, Г;Ю..Хлебййков, 1В, Н . Куранов и A. Н. Рябов (71).Научит -.nрoизводcтвeнноe объеди.-: нение по технологии машиностроения

ЦНИИТИАЮ (53) 620.178.311.4 (088.8) (56) 1. Иетодические указания. Расчет и испытания на прочность в машино-.. строении, методы механических испыта-ний металлов. Определение характери. - стик сопротивления развитию трещины (трещийостойкости)лри циклическом, нагружении,. Государственный комитет .стандартов СССР, Всесоюзный НИИ no . нормализации в машиностроении АН Уураинс»кой ССР, Львов, 1979, с. 6-24.

2. Акустическая эмиссия - новый

:метод неразрушающего контроля. Обзор

Н 516, И,, ЦАГИ, 1977, с. 62-68 (прототип). (54-) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТРЕЩИНООБ РАЗОВАНИЯ 8 ИАТТЕРИАЛЕ, основанный " на измерении параметров акустической эмиссии при,циклическом нагружении:образца материала, о т л и - . ч .а ю шийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей способа за счет определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины, в каждом цикле регистрируют величину нагрузки в.момент появления сйгналов акустической -эмиссии находят значение нагрузки, при которой количество сигналов акустической эмиссии максимально, и по не-, a му определяют пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины.

10351164

Изобретение относится к исследова- нию прочностных свойств материалов, а именно к способам контроля трещинообразования в материале.

Известен способ исследования трещинообразования в материале при циклическом нагружении образца, согласно которому образец с надрезом и с наведенной из вершины надреза усталостной трещиной циклически нагружают с посто-10 янной .амплитудой, визуально регистрируют при этом изменение длины трещины, дискретно уменьшают значение амплитуды нагрузки и определяют максимальное значение амплитуды, при ко- 15 тором трещина не изменяет свою длину в течение определенного количества циклов (1) .

Недостатком этого способа являются его большая трудоемкость и сложность, связанные со шлифованием боковой поверхности образца, нанесением на ней рисок для наблюдения за ростом трещины, с применением специальных нагружающих устройств, дискретно уменьшающих нагрузку на

5- 103, и с организацией длительных испытаний при различных значениях амплитуды нагружения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля трещинообразования в материале, основанный на измерении параметров акустической эмиссии при циклическом нагружении образца материала. Образец с надрезом и с наведенной из вершины надреза усталостной трещиной циклически нагружают с постоянной амплитудой, в качестве параметров трещинообразования регистрируют интенсивность акустической эмиссии от растущей усталостной трещины, по результатам испытаний при различных значениях частоты нагружения и коэффициентах асимметрии цикла определяют эмпирические контакты, которые входят в соотношения, связывающие коэффициент интенсивности напряжений К с интенсивностью акустической эмиссии 50 и на основании указанного соотношения за главные параметры контроля трещинообразования в материале принимают интенсивность акустической эмиссии и диапазон изменения коэффициента 55 интенсивности напряжени" f2) .

Недостатком этого способа являетcR невозможность определения порого1„0

100ют» е

100., 1

Ч

При выполнении приведенного условия длина трещины изменяется не более ваго значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины, которое соответствует ситуации, предшествующей росту трещины.

Цель изобретения — расширение фун ециональных возможностей способа за счет определения порогового значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины, Поставленная цель догтигается тем, что в способе контроля трещинообразования в материале, основанном на измерении параметров акустической эмиссии при циклическом нагружении образца материалов, в каждом цикле регистрируют величину нагрузки в момент появления сигналов акустической эмиссии, находят значение нагрузки, при которой количество сигналов акустической эмиссии максимально, и по нему определяют пороговое значение коэффициента интенсивности йа-) пряжений в вершине трещины.

На чертеже приведен график зависимости количества М сигналов акустической эмиссии от величины P нагрузки при циклическом асимметричном изменениии нагрузки во времени1 .

Способ осуществляют следующим образом.

Испытываемый образец с надрезом и с наведенной из вершины надреза усталостной трещиной длиной 1, нагружают циклически с заданной асимметрией цикла. Амплитуду А нагрузки при ее изменении от Р и„ до Р„„ назначают из условия обеспечения трещинообразования за ограниченное количество циклов нагружения. Во время нагружения образца измеряют изменение ьЬ длины трещины и параметры акустической эмиссии от растущей усталостной трещины, В качестве параметра акустической эмиссии регистрируют факт появления сигналов, характерных для скачка трещины. При этом в каждом цикле регистрируют величину нагрузки Р в момент появления сигналов акустической эмиссии.

После нагружения образца в течение, например И циклов вычисляют скорость ч роста трещины по формуле Ь(и )

V = и определяют колииестео циклов 1я, удовлетворяющих условию

10354б4

Составитель И. Кузьмин

Редактор И. Касарда Техред А.Бабинец Корректор В. Гирняк

Заказ 5818/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 чем на 13, а количество сигналов акустической эмиссии достаточно для статистической обработки результатов испытания. Для уН циклов нагружения устанавливают зависймость количества Й сигналов акустической эмиссииот величины нагрузки и по ней находят значение Р нагрузки, при которой количество сигналов акустической эмиссии максимально.

Значение P характеризует начало

+ процесса увеличения длины трещины, зависит от материала образца, длины трещины, формы и размеров образца и не зависит от величины А амплитуды прикладываемой циклическои нагрузки.

По значению Р определяют пороговое значение К коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины на основании известной формулы

К =МP WL где И вЂ” коэффициент, характеризующий

Форму и размеры образца.

Использование предлагаемого сйосоf0 ба позволяет определить пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений и, приняв его эа основной параметр контроля трещиностойкости материала, осуществлять оценку рабо15 тоспособности материала и.элементов конструкций.