Способ определения интегральных значений параметров напряженно-деформационного состояния тел

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при одновременном повышении производительности способа. Способ включает размещение на поверхности тела покрытия из изменяющегося под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала , циклическое механическое нагружение тела, выявление микроструктуры чувствительного покрытия после нагружения, по изменениям в которой судят о параметрах напряженно-деформированного состояния тела. Новым в способе является то, что после выявления микроструктуры и предварительной визуальной оценки изменений ее геометрических параметров поверхность чувствительного покрытия приводят в контакт с электролитом, а о параметрах напряженно-деформированного состояния тела судят по результатам измерений разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием или его частью и электродом сравнения с учетом результатов оценки изменений геометрических параметров микроструктуры. Достижение положительного эффекта обеспечивается использованием предлагаемой комбинированной оценки реакции чувствительного покрытия на циклическое механическое нагружение. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4611369/28 (22) 01.12.88 (46) 23.02.91. Бюл. М 7 (71) Курганский машиностроительный институт (72) Е.И.Иванов и Т.А.Иванова (53) 531.781.2 (088.8) (56) Ерихов M.Ë. и др. Определение напряжений и деформаций в деталях машин методом гальванического меднения.

Качественная оценка микроструктуры наработанных датчиков деформаций. — Курган:

Машиностроительный институт, 1985 с, 8. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИPOBAHHOГО

СОСТОЯНИЯ ТЕЛ (57)Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при одновременном повышении производительности способа.

Способ включает размещение на поверхности тела покрытия из изменяющегося под

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел, например деталей машин, основанным на регистрации изменений в микроструктурв размещенного на « t- дуемом теле чувствительного покрйтия из электропроводного материала, например электролитического металла.

„„QU„„1629746 А1 действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала, циклическое механическое нагружение тела, выявление микроструктуры чувствительного покрытия после нагружения, по изменениям в которой судят о параметрах напряженно-деформированного состояния тела. Новым в способе является то, что после выявления микроструктуры и предварительной визуальной оценки изменений ее геометрических параметров поверхность чувствительного покрытия приводят в контакт с электролитом, а о параметрах напряженно-деформированного состояния тела судят по результатам измерений разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием или его частью и электродом сравнения с учетом результатов оценки изменений геометрических параметров микроструктуры. Достижение положительного эффекта обеспечивается использованием предлагаемой комбинированной оценки реакции чувствительного покрытия на циклическое механическое нагружение. 1 ил, Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение производительности. ааее3

На чертеже показаны примерные тарировочные графики, поясняющие предлагаемый способ.

На чертеже обозначены; кривая 1 — зависимость выбранного геометрического параметра микроструктуры АА от амплитуды деформаций (напряжений) при нагружении

1629746

55 фиксированным числом циклов нагружений, кривая 2 — тарировочная зависимость амплитуд циклических деформаций

g> или напряжений О> от разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения Е, На поверхность исследуемого тела (ее участок) наклеивают покрытие из изменяющего под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала — медной гальва;- ической фольги. Тело с чувствительным г|окрытием подвергают циклическому механическому нагружению определенным, достаточно большим числом циклов нагружения. После этого, используя подходящий растворитель, снимают чувствительное покрытие с поверхности тела и наклеивают на ровную поверхность предметного стекла. Чувствительное покрытие :а предметном стекле подвергают механи,с=;сой или электрохимической полировке, химическим травлением в растворе Грарда в контролируемых условиях выявляют его микроструктуру, Затем визуально, с помощью оптического металлографического

:. гикроскопа оценивают изменения в микроструктуре, определяя степень наработки чувствительного покрытия, например, сравнением с эталонными фотографиями измененной микроструктуры; малая степень наработки — доля площадки, занимаемая растущими зернами на шлифе, Адц менее

0,2; средняя степень наработки 0,2 < Ад <

< 0,8; большая степень наработки 0,8 <

< Ад < 1,0; избыточная наработка — изменена вся микроструктура.

Чувствительное покрытие с таким образом выявленной и предварительно оцененной микроструктурой помещают в раствор электролита, например 0,1 моль/л раствора серной кислоты. Через фиксированный промежуток времени, например 60 с, по известной методике с использованием высокоомного цифрового вольтметра измеряют разность электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения, в качестве которого используют, например, стеклянный электрод, что позволяет производить определения с точностью до 0,5 мВ и выше.

Интегральные значения амплитуд циклических деформаций или напряжений 0>, действовавших на поверхности исследуемого тела при нагружении, определяют по тарировочной зависимости этих величин от разности электродных потенциалов между

-1увствительным покрытием и электродом

45 сравнения Е (кривая 2) с учетом результатов предварительной оценки изменений геометрических параметров микроструктуры чувствительного покрытия. Например, при избыточной наработке микроструктуры чувствительного покрытия и разности электродных потенциалов Е = — 38 мВ интегральное значение амплитуды деформаций на поверхности исследуемого тела, определяемое по кривой 2, составляет уа = 1,48 10 (Оа = 243 МПа), при средней степени наработки и разности потенциалов Е = -23 мВ

) а = 1,18 10 (Oà = 193 МПа).

Определение мест действия максимальных переменных деформаций и напряжений, предсказание мест вероятного появления усталостных трещин проводится по результатам определенных описанным образом интегральных значений амплитуд деформаций и напряжений на отдельных участках поверхности исследуемого тела (на различные участки тела наклеивают полосы чувствительного покрытия или покрытие после нагружения разрезают на соответствующие части), Тарировочную зависимость (кривую 2) получают, проводя измерения описанным способом с использованием чувствительного покрытия аналогичного качества, предварительно наработанного в усталостных механических испытаниях тем же числом циклов, что и в рабочих определениях, На специально подготовленном объекте по известной методике нагружение конического испытательного образца из стали 45 проводили на машине усталостных испытаний.

Число циклов нагружений N = 1х10 . б

Характер тарировочной зависимости интегральных значений амплитуд деформаций и напряжений от разности электродных потенциалов между чувствительным покрытием и электродом сравнения обусловлен особенностями изменения микроструктуры чувствительного покрытия при механическом циклическом деформировании и пассивации чувствительного покрытия при химическом травлении.

Предлагаемый способ позволяет значительно расширить диапазон интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при циклическом механическом нагружении, измеряемых путем регистрации изменений в микроструктуре размещенного на исследуемом теле чувствительного покрытия из электропроводного материала, при одновременном повышении производительности способа.

1629746

Формула изобретения

О.о

О.Ф ог

170 790 210 ЯЖ7

13 N 15 M .1gэ

03 10 11 2

Составитель Е.Щелина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор И.Горная

Заказ 431 Тираж 381 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

Способ определения интегральных значений параметров напряженно-деформированного состояния тел при циклическом механическом нагружении, заключающийся в том, что на поверхности тела размещают покрытие из изменяющего под действием циклического механического деформирования свои микроструктурные характеристики электропроводного материала, нагружают тело упомянутой нагрузкой, выявляют изменения микроструктурных характеристик покрытия и по полученным данным определяют параметры напряженно-деформированного состояния тела, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и

5 повышения производительности, после выявления и измерения микроструктурных характеристик покрытия поверхность покрытия приводят в контакт с электролитом, измеряют разность электродных потен10 циалов между покрытием и электродом сравнения и с учетом полученой величины разности потенциалов определяют искомый параметр напряженно-деформированного состояния тела.