Голографический способ определения параметров напряженно- деформированного состояния объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров напряженно-деформированного состояния бандажированных валков. Целью изобретения является повышение информативности при исследовании бандажированных валков путем определения дефектов посадки бандажа на ось и степени искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния. Вначале получают голографическую интерферограмму, между экспозициями которой в центре темплета, вырезанного из центральной части валка в радиальном сечении, выполняют сквозное круглое отверстие. Определяют по интерферограмме оси главных напряжений дополнительного напряженного состояния Затем получают голографическую интерферограмму, между экспозициями которой на поверхностях темплета вытравливают идентичные полоски, и определяют по ней дефекты посадки бандажа на ось, степень искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния и его параметры. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 В 11/16, 9/021

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633375/28 (22) 06.01.89 (46) 07.01.91. Бюл. М 1 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В,П.Костюченко, B.Ã.Áàxòèí, Л.M.Ãëóхов, B,À,Íèêîëàåâ. О.Н,Перк, Т.А,Городнюк и Н.Ф,Городнюк (53) 531.781,2 (088.8) (56) Вест Ч. Голографическая интерферометрия,— M.; Мир, 1982. с. 8.1.

Там же, с. 164-196. (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

ОБЪЕ КТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров напряженно-реформированного состояния бандажированных валков. Целью изобретения является

Изобретение относится к измерительной технике, к определению параметров на- . п ряжен но-деформирован ного состояния бандажированных валков.

Цель изобретения — повышение информативности при исследовании бандажированных валков путем определения дефектов посадки бандажа на ось и степени искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния.

Способ осуществляют следующим образом, Из бандажированного валка вырезают в радиальном сечении темплет; Место вырезания выбирают в центральной части валка на расстоянии не менее величины диаметра

„„Я2„„1619018 Al повышение информативности при исследовании бандажированных валков путем определения дефектов посадки бандажа на ось и степени искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния, Вначале получают голографическую интерферограмму, между экспозициями которой в центре темплета, вырезанного из центральной части валка в радиальном сечении, выполняют сквозное круглое отверстие. Определяют по интерферограмме оси главных напряжений дополнительного напряженного состояния. Затем получают голографическую интерферограмму, между экспозициями которой на поверхностях темплета вытравливают. идентичные полоски, и определяют по ней дефекты посадки бандажа на ось, степень искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния и

его параметры. валка от его торцов. Это позволяет пренебречь при расчете объемного напряженного состояния валка концевыми эффектами, Толщину темплета выбирают меньше 1/5 величины диаметра валка, что позволяет считать напряженное состояние в темплете квазиплоским. При этом максимальная толщина темплета не должна превышать величины порядка 2 — 3 мм, что обусловлена возможностями вытравливания сквозных отверстий при электролитическом травлении, Темплет устанавливают в оптическую схему для получения голографических интерферограмм. Предлагаемый способ не предъявляет требований к конкретному выполнению схемы, поэтому она не приведена. Поверхность темплета освещают когерентным

1619018 излучением и получают двухэкспозиционnylo интерферограмму, между экспозициями которой выполняют в центре темплета сквозное круглое отверстие (методы, которыми выполняют отверстие, несущественны, это может быть травление, но по временным затратам рациональнее использовать сверление). На двухэкспозиционной интерферограмме наблюдают вокруг отверстия интерференционную картину, .полосы которой симметричны относительно двух осей. Эти оси совпадают с,осями главных напряжений, поэтому по двухэкспозиционной голограмме однозначно определяют положение осей главных напряжений в центре темплета. В центре темплета, а точнее на контуре отверстия, выполненного в центре, окружная компонента тензора остаточных . напряжений равна нулю, а радиальная компонента постоянна по контуру и поэтому не влияет на положение осей симметрии интерференционных полос, Положение осей симметрии, а следовательно, и положение осей главных напряжений обусловлено в центре только влиянием осевой несимметрии напряженно-деформированного состояния.

Эта несимметрия создается дополнительным напряженным состоянием, возникающим вследствие неравномерности обжвтия оси валка бандажом после посадки. Таким образом, определяют оси главных напряжений дополнительного напряженного состояния.

После этого темплет крепят в держателе по точкам, лежащим на линии, расположенный под углом 45 к упомянутым осям. Записывают на фоторегистраторе голограмму, производят нагружение темплета путем вытравливания на обеих поверхностях темплета полосок, идентичных по геометрическим параметрам. по расположению на поверхностях темплета, параллельных линии крепления и проходящих через круглое отверстие, вновь записывают на том же фоторегистраторе голограмму той же поверхности, Производят фотохимическую обработку полученной голографической интерферограммы, восстанавливают ее когерентным излучением и наблюдают голографическую интерферограмму, по которой определяют параметры напряженно-деформированного состояния объекта, при наблюдении голографической интерферограммы регистрируют наличие разрывов интерференционных полос, по которым определяют дефекты посадки бандажа на ось, и по углу отклонения линии изменения знака кривизны интерференционных полос от линии, перпендикулярной линии крепления, определяют степень искажения осевой

50 высвобождение и окружной компоненты, характеризующей осесимметричное напряженное состояние, и обеих компонент, относящихся к дополнительному напряженному состоянию, Происходит сложение деформаций и образуется результирующая интерференционная картина. Очевидно, что при отсутствии дополнительных напряжений интерференционная картина симметрична относительно линии, перпендикулярной линии крепления, а при отсутствии осесим5

45 симметрии напряженно-деформированного состояния, Вытравливание полосок, параллельных линии крепления, обусловлено следующим.

При вытравливании идентичных полосок, проходящих через круглое отверстие, происходит частичная разгрузка окружной компоненты тензора остаточных напряжений по контуру полосок. По голографической интерферограмме можно определить распределение окружной компоненты по контуру полосок. Для этого по распределению окружной компоненты сначала определяют распределение радиальной компоненты в темплете, а затем рассчитывают компоненты объемного напряженного состояния в валке, т.е. вытравливание полосок позволяет определить параметры напряженно-деформированного состояния бандажированного валка, В результате вытравливания полосок происходит частичная разгрузка окружной компоненты, В случае осесимметричного напряженного состояния темплета его деформации симметричны относительно диаметральной линии, перпендикулярной полоскам. На линии крепления деформации отсутствуют, поэтому указанная линия должна быть параллельна полоскам. иначе нет симметрии.

Крепление темплета по линии, расположенной под углом 45 к осям главных напряжений дополнительного напряженного состояния, обусловлено следующим. Очелп видно, что при креплении под углом (где n = 0, 1, +.2, ...) одна из осей главных напряжений дополнительного напряженного состояния совпадает с направлением, по которому идет разгрузка окружной компоненты после вытравливания полосок, другая ось перпендикулярна этому направлению, и поэтому симметрия интерференционной картины не изменяется. Наибольшее воздействие дополнительного напряженного состояния на симметрию интерференционной картины происходит при расположении осей под углом 45 к полоскам, а следовательно, и к линии. крепления. При вытравливании полосок происходит одновременное

1619018

Составитель Б. Евстратов

Редактор Н, Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 36 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 метричного напряженного состояния — симметрична линии, расположенной под углом

45 к линии крепления. Таким образом, соотношение дополнительного и осесимметричного напряженных состояний (степень 5 искажения осевой симметрии) может быть охарактеризовано углом отклонения линии изменения знака кривизны интерференционных полос (она не эквивалентна линии симметрии, так как при добавлении 10 дополнительных напряжений симметрия не сохраняется, при отсутствии дополнительных напряжений указанная линия совпадает с линией симметрии) от линии, перпендикуля рной линии крепления. 15

Идентичность параметров полосок и их расположения обеспечивает отсутствие изгиба темплета при вытравливании.

Дефекты посадки бандажа на ось типа отсутствия адгезии определяют по разрыву 20 интерференционных полос на поверхности стыковки бандажа с осью, Разрывы полос означают, что в этом месте разгрузочные деформации бандажа и оси происходят независимо одна от другой, так как нет адге- 25 зии (сцепления) бандажа и оси.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении информативности при исследовании бандажированных валков путем определения 30 дефектов посадки бандажа на ось и степени искажения осевой симметрии напряженнодеформированного состояния.

Формула изобретения 35

Голографический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния объектов, заключающийся в . том, что поверхность объекта освещают когерентным излучением, записывают на фоторе- 40 гистратуре голограмму этой поверхности, производят нагружение объекта, вновь записывают на том же фоторегистраторе голограмму той же поверхности, наблюдают голографическую интерферограмму и по ней определяют. параметры напряженнодеформированного состояния обьекта, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности при исследовании бандажированных валков путем определения дефектов посадки бандажа на ось и степени искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния, в качестве исследуемого объекта выбирают темплет, вырезанный из бандажированного валка в радиальном сечении, перед записью голограммы поверхности темплета регистрируют голограмму этой поверхности, выполняют в центре темплета сквозное глухое отверстие и вновь регистрируют голограмму, по полученной двухэкспозиционной интерферограмме определяют положение осей главных напряжений в центре темплета, закрепляют темплет по точкам, лежащим на линии, расположенной под углом 45 к упомянутым осям нагружения, производят вытравливание на обеих поверхностях темплета полосок, одинаковых по геометрическим размерам и идентично расположенных на поверхностях темплета параллельно линии креплЕния и проходящих через круглое отверстие, при наблюдении голографической интерферограммы регистрируют наличие разрывов интерференционных полос, по которым определяют дефекты посадки бандажа на ось, и по углу отклонения линии изменения знака кривизны интерференционных полос от линии, перпендикулярной линии крепления, определяют степень искажения осевой симметрии напряженно-деформированного состояния,