Способ определения остаточных напряжений в поверхностном слое детали

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения остаточных напряжений. Цель - повышение достоверности определения остаточных напряжений путем учета динамичности нагружения. Жестко закрепляют один конец образца-свидетеля и устанавливают на его другом конце тензодатчик. Воздействуют на образец-свидетель гидродробеструйной обработкой и по показаниям тензодатчика строят I и II гармоники напряжений. Определяют разность между средними пиковыми значениями амплитуд II и I гармоник и среднее значение амплитуды I гармоники напряжений в образце-свидетеле. С учетом полученных величин определяют коэффициент динамичности напряженности образца, а остаточные напряжения определяют по тарировочной зависимости коэффициента динамичности от уровня напряжений. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателестроении для повышения несущей способности высокоформированных дизелей.

Цель изобретения - повышение достоверности при определении остаточных напряжений.

На фиг. 1 представлена схема исследования динамического нагружения и остаточных напряжений в поверхностном слое образца-свидетеля при гидродробеструйной обработке (ГДО). Схема включает жесткое закрепление одного конца образца-свидетеля 1, установленного в камере гидродробеструйной установки ГДЭУ-5 и односторонне обработанного виброударно шарами из сопла 2. На противоположной неупрочненной стороне наклеивают рабочий R и компенсационный K тензодатчики, включенные в усилитель 3 тензостанции 8АНЧ-ТМ. Преобразованный сигнал динамической деформации (напряженности) регистрируют на шлейфовом осциллографе 4 марки Н-115. Схему питают от блока 5 питания.

На фиг. 2 в качестве примера достижения и доказательства положительного эффекта представлена осциллограмма динамических напряжений 1 в консольном образце-свидетеле в процессе ГДО. Перед проведением исследований рабочий тензодатчик R тарируют на специальном приспособлении с заданием прогиба пластины микрометром и контролем его по индикатору. Затем консольный образец-свидетель устанавливают в камеру установки ГДЭУ-5 и перед началом ГДО на осциллограмму записывают исходную нулевую линию 3. Включают установку ГДЭУ-5, осуществляют одностороннюю ГДО консольного образца-свидетеля с одновременной записью тензодатчиком R первой и второй гармоник сигнала. Выключив установку ГДЭУ-5 на осциллограмму записывают вторую нулевую линию 2 и проводят повторную тарировку рабочего тензодатчика R.

Уровень динамики нагружения образца-свидетеля в процессе ГДО, оцениваемый коэффициентом динамичности K_д, определяют из отношения K_д = 1 + f/F, где f - разность между средними значениями пик амплитуд II и I гармоник; F - среднее относительное значение амплитуды первой гармоники напряжений в пластине, например согласно осциллограмме по фиг. 2 K_д = 1 + +6,6/33 = 1,2, т. е. изменение амплитуды вибрационного нагружения в консольном образце-свидетеле от ГДО достигает 20 % , что необходимо учитывать при оценке уровня остаточных напряжений σ_xx^o, которые в образце-свидетеле при ГДО определяются по тарировочной зависимости К_д от σ_xx^o.

В результате использования изобретения достоверность повышается на 20 % при погрешности измерительной аппаратуры в 10 % . Повышение достоверности позволяет внести коррективы в оценку остаточных напряжений и наметить мероприятия по увеличению усталостной прочности детали путем поверхностного пластического деформирования, что создает высокий экономический эффект. (56) О полосных разрушениях зубьев шестерен. Шнеерсон Л. М. и др. Повышение износостойкости и срока службы машин. АН. СССР/Киев: Из-во, 1960, т. 2, с. 262-265.

Авторское свидетельство СССР N 898257, кл. G 01 B 5/30, 1979.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ДЕТАЛИ , заключающийся в том, что жестко закpепляют один конец обpазца-свидетеля, на дpугом конце устанавливают тензодатчик, осуществляют вибpоудаpную одностоpоннюю обpаботку обpазца-свидетеля и pегистpиpуют показания тензодатчика, по котоpым судят об остаточных напpяжениях, отличающийся тем, что, с целью повышения достовеpности пpи опpеделении остаточных напpяжений, осуществляют гидpодpобестpуйную обpаботку обpазца-свидетеля, pегистpиpуют пpи обpаботке пеpвую и втоpую гаpмоники сигнала тензодатчика, опpеделяют pазность между сpедними пиковыми значениями амплитуд втоpой и пеpвой гаpмоник и сpеднее значение амплитуды пеpвой гаpмоники сигнала, по котоpым опpеделяют коэффициент динамичности напpяженности обpазца-свидетеля, а остаточные напpяжения опpеделяют по таpиpовочной зависимости коэффициента динамичности от уpовня остаточных напpяжений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2