Способ определения механических напряжений в детали

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля механических напряжений в деталях и может быть использовано при экспресс-анализе картины распределения напряжений в детали под действием нагрузки, имитирующей эксплуатационную нагрузку. Цель изобретения - ускорение процесса определения механических напряжений в деталях одной партии изготовления. Это достигается установкой датчиков деформации и температуры на первую деталь, воздействием на все детали в течение заданного времени эксплуатационной нагрузкой заданной амплитуды, изменяющейся по синусоидальному закону в обе стороны от исходного уровня, соответствующего отсутствию нагрузки на деталь, измерением по истечении времени приложения нагрузки в диапазоне инфракрасного излучения энергетической светимости поверхности остальных деталей партии, по которой определяют температуру их поверхности, и определением механических напряжений в них с учетом соотношений между напряжениями и температурой поверхности на первой детали. Энергетическую светимость поверхности деталей в партии измеряют с помощью тепловизора, что позволяет оперативно вести контроль картины распределения механических напряжений в таких деталях, как, например, трубы, шланги, рессоры, рамы, кузова, диски колес автомобилей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1490459 А 1 (51) 4 (O 1 В 7 ) 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГНКТ CCCP (21) 4 153085/25-28 (22) 22,08.86 (46) 30.06.89. Бюл. М - 24 (75) Ю.ll.Бусаров, В.Б.Черкунов, ° Б.В.Малеин и С.В.Малеин (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 158718, кл. G Ol В 7/18, 1962.

Авторское свидетельство СССР

h» 853424, кл. С 01 В 7/16, 1978 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к методам неразрушающего контроля механических напряжений в деталях и может быть использовано при экспресс-анализе картины распределения напряжений н детали под действием нагрузки, имитирующей эксплуатационную нагрузку.

11ель изобретения — ускорение процесса определения механических напря жений в деталях одной партии изготовления. Это достигается установкой датчиков деформации и температуры на

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля механических напряжений в деталях и может быть использовано при экспресс-анализе картины распределения напряжений в детали под действием нагрузки, имитирующей эксплуатационную нагрузку.

Целью изобретения является ускорение процесса определения механических напряжений в деталях одной партии иэготонления, что достигается перную деталь, воздействием на все детали в течение заданного нремени. эксплуатационной нагрузки заданной амплитуды, изменяющейся по синусоидальному закону н обе стороны от исходного уровня, соответствующего отсутствию нагрузки на деталь, измерением по истечении времени приложения нагрузки в диапазоне инфракрасного излучения энергетической светимости поверхности остальных деталей партии, ло которой определяют температуру их поверхности, и определением механических напряжений н них с учетом соотношений между напряжениями и температурой поверхности ня C

Я перной детали. Энергетическую светимость поверхности деталей в партии измеряют с помощью тепловизора, что позволяет оперативно нести контроль С картины распределения механических напряжений в таких деталях, как, например, трубы, шланги, рессоры, ° и б рамы, кузова, диски колес автомобилей. 1 ил. сО установкой датчиков деформации и температуры на первую деталь, воздействием на все детали в течение заданного времени эксплуатационной нагрузкой заданной амплитуды, изменяющейся ло синусоидальному закону в обе стороны от исходного уровня, соответствующего отсутствию нагрузки на деталь, измерением по истечениии времени приложения нагрузки в диапазоне инфракрасного излучения энергетичес1490459 кой светимости поверхности остальных деталей партии, по которой определяют температуру их поверхности, и определением механических напряжений н них с учетом соотношений между напряжениями и температурой поверхности на первой детали.

На чертеже представлены зависимости между напряжениями и температурой поверхности на образцах в форме прямоугольного параллелепипеда, отличающихся только толщиной.

Способ осуществляют следующим об10 разом. 15

На первую деталь в партии устанавливают датчики информации и температуры, например тензо- и терморезисторы. Затем на деталь воздействуют н течение заданного времени эксплуатационной нагрузкой заданной амплитуды, изменяющейся по синусоидальному закону в обе стороны от исходного уровня, соответствующего отсутствию нагрузки на деталь. Если де- g5 таль нагружена н реальных условиях эксплуатации только статической нагрузкой, то нагрузка этой же амплитуды и создается с помощью соответствующего силонозбудителя переменной 30 синусоидальной нагрузки, например, вибростенда или вибратора. Если же эксплуатационная нагрузка является сочетанием статической и знакопеременной нагрузок, т,е. например, 35 пульсирующей нагрузкой, то н качестве амплитуды нагрузки, прикладываемой к детали, используют ее максимальное значение. В результате проведения указанных испытаний первой детали получают экспериментальные соотношения между рассчитанными по величине деформации напряжениями и температурой поверхности детали н соответствующей точке. Для примера на чер45 теже приведены графики укаэанных зависимостей для консольно закрепленных балок прямоугольного поперечного сечения, отличающихся друг от друга только толщиной, 50

После испытания первои детали

1остальные детали н партии подвергают воздействию такой же нагрузки в течение такого же заданного времени.

При этом поверхность каждой детали

55 нагревается эа счет выделения в виде тепла части поднодимой энергии колебаний. Рассеивание энергии колебаний в материале за счет гистерезиса материала детали однозначно связано с амплитудой действующих на данном участке механических напряжений, вследствие чего и температура поверхности оказывается однозначно связанной с механическими напряжениями.

Для ускорения процесса определения механических напряжений, в частности при определении картины распределения напряжений по поверхности детали, для остальных деталей партии измеряют энергетическую светимость поверхности сразу по истечении времени приложения нагрузки, например, с помощью тепловизора. Способ допускает и повышение чувствительности при исследовании механическHx напряжений малой амплитуды, для чеro прикладываемая нагрузка на деталь может быть увеличена по амплитуде в требуемое число раз при условии, что не будет превышен предел пропорциональности материала.

Использование способа для экспресс-анализа картины распределения механических напряжений в таких деталях, как трубы, шланги, рессоры, раж1, кузова, диски колес автомобилей, позволяет оперативно контролировать качество этих иэделий при их изготовлении. формула и з о б р е т е н и я

Способ определения механических напряжений в детали, заключающийся н том, что на исследуемую деталь устанавливают датчики деформации и температуры, воздействуют на деталь эксплуатационной нагрузкой и измеряют распределение деформаций и температур, по которым определяют механические напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью ускорения процесса определения механических напряжений в деталях одной партии изготовления, датчики pehopмации и температуры устанавливают на первую деталь, на все детали воздействуют в течение заданного времени эксплуатационной нагрузкой заданной амплитуды, изменяющейся по синусоидальному закону в обе стороны от исходного уровня, соответствуюнего отсутствию нагрузки на деталь, на остальных деталях по истечении времени приложения нагрузки изме1490459

773

0 20 М Ю 80 100 re /Ю б1МПо1

Составитель Н,Тимошенко

Редактор О.Спесивых Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 3739/44 Тираж 683 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ряют энергетическую светимость поверхности в диапазоне инфракрасного излучения, по которой определяют температуру поверхности, и ло результатам измерения температуры поверхности на остальных деталях партии определяют механические напряжения в них с учетом соотношений между напряжениямии и те мпер а туро й;по в е рхно с ти на первой детали.