Способ определения вида остаточных сварочных напряжений



Способ определения вида остаточных сварочных напряжений
Способ определения вида остаточных сварочных напряжений
Способ определения вида остаточных сварочных напряжений
G01N1/00 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2687528:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к способу определения вида остаточных сварочных напряжений и может быть использовано при проектировании, производстве и контроле сварных конструкций. На лицевой и обратной стороне сварного соединения выявляют картины полей траекторий главных напряжений. По сгущению траекторий главных напряжений определяют местоположения концентраторов остаточных напряжений. Затем полученные картины полей с лицевой и обратной сторон совмещают в соответствии с их расположением на сварном соединении и в совмещенном положении «на просвет» сравнивают между собой. При совпадении местоположений концентраторов и направлений траекторий с обеих сторон относят вид напряженного состояния к двухосному, а при несовпадении - к трехосному. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области сварки, а именно к расчетным, расчетно-экспериментальным и экспериментальным способам определения остаточного напряженного состояния (НС) в сварных соединениях и может быть использовано при проектировании, производстве и контроле сварных конструкций.

На настоящий момент сведений о способах точного определения видов напряженного состояния после сварки по доступным источникам не обнаружено.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение долговечности, коррозионной стойкости сварных изделий, стабильность их геометрических форм, снижение склонности к трещинообразованию.

Технический результат достигается тем, что в способе определения вида остаточных сварочных напряжений на лицевой и тыльной (обратной) стороне сварного соединения выявляют картины полей изостат (траекторий главных напряжений), в полях по сгущению изостат определяют местоположения концентраторов остаточных напряжений, затем картины полей с лицевой и тыльной сторон совмещают в соответствии с их расположением на сварном соединении, в совмещенном положении «на просвет» сравнивают между собой и при совпадении местоположений концентраторов и направлений траектории с обеих сторон относят вид напряженного состояния к плоскому (двухосному), а при несовпадении - к объемному (трехосному) далее расчетное или экспериментальное определение напряжений проводят, учитывая установленный вид напряженного состояния.

На основании патентного поиска, проведенного по доступным источникам информации, отличительных признаков, указанных в формуле предполагаемого изобретения не обнаружено.

В связи с этим данное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия».

Пример осуществления способа. Выполняли определение вида НС в сварном образце неразрушающим, физическим магнитоупругим методом (МУМ), характеризующимся высокой производительностью и сравнительной простотой методик и аппаратуры.

Использовали монофазный магнитоупругий измеритель механических напряжений ИМН-4М (разработка Воронежского государственного технического университета, ведущий конструктор Юршин А.Н.). Основные технические характеристики прибора следующие: предел измерений ±σ пропорциональности; величина базы измерений датчика - 5 мм; приведенная к пределу текучести погрешность измерения для двухосного напряженного состояния - 7…15%; погрешность угломерного устройства ±2 градуса; рабочая частота - 1000 Гц.

Характер силового поля остаточных напряжений (ОН) в сварных соединениях раскрывают изостаты, представляющие собой систему из двух семейств взаимно перпендикулярных кривых и . Вдоль них действуют соответственно наибольшие σ1 и наименьшие σ2 главные напряжения [Устинов Ю.Ф., Семыкин В.Н., Калинин Ю.И., Ульянов А.В. Выявление с помощью изостат напряженного состояния металлических конструкций строительных машин // Механизация строительства, 2009. №6. С. 8-11]. МУМ позволяет определять касательные к изостатам с помощью входящего в состав измерителя магнитоупругого датчика, оборудованного несложным угломерным устройством. Собственно изостаты вычерчивают по касательным, определяемым в узлах координатной сетки, нанесенной на поверхность сварного соединения [Кучер А.Т., Семыкин В.Н. Совершенствование методики и аппаратуры для определения остаточных сварочных напряжений магнитоупругим способом // Сварочное производство, 1995. №10. С. 32-33].

В качестве образца взяли стыковое сварное соединение двух пластин Ст3 с габаритами 200×100×10 мм каждая. Сварку производили штучными электродами УОНИ 13/55 (ГОСТ 9466-75) диаметром 3 мм в два прохода на стандартном режиме. Особенность: если смотреть с лицевой стороны образца, первый проход выполняли в направлении слева направо, а второй - справа налево. После первого прохода образцу дали остыть до комнатной температуры. Видимых сварочных дефектов соединение не имело. Усиление шва не снимали.

На лицевую и тыльную сторону образца, под будущие измерения, наносили координатную сетку с ячейками 10×10 мм. Всего узлов координатной сетки с каждой стороны получили по 304. Время измерений в одной точке (узле) <1 минуты. Затраты времени на обе стороны до 9 часов. Все измерения производились одним оператором. На основе полученного массива значений углов по авторской методике строили траектории напряжений, показывая на фигурах наибольшие главные сплошными линиями, а наименьшие главные штриховыми. Положения горизонтальных линий координатной сетки обозначили 1-1, 2-2, …, 16-16 и для лицевой и для тыльной сторон, а вертикальных линий - буквами А-А, Б-Б, …, У-У для лицевой стороны и буквами У'-У', Т'-Т' …, А'-А' для тыльной. Во избежание перенасыщенности на фиг. 1 и фиг. 2 линии сетки не прочерчивали.

Поле изостат с лицевой стороны образца представляет фиг. 1. Концентратор ОН в нем (участок, где сгущаются траектории) расположен в условном прямоугольнике ограниченном линиями: Д-Д слева, Л-Л справа, 5-5 сверху, 14-14 снизу. Эпицентр концентратора несимметричен относительно оси шва, что встречается не часто, и связано, в данном случае, с асимметричным расположением приспособления, фиксировавшего образец в ходе сварки второго прохода. Геометрия концентраторов воспроизводит геометрию температурных полей в образце на момент стабилизации («застывания») изостат при понижении температуры до ≈345°C для стали Ст3 [Семыкин В.Н., Кучер AT. Определение температуры стабилизации изостат // Современные проблемы сварочной науки и техники. Тез. докл. Международн. науч.-техн. конф. Донской гос.техн. ун-т. Ростов-на-Дону, 1993. С. 81-82]. При этом изостаты наименьших главных напряжений повторяют форму изотерм, а наибольших совпадают, с линиями теплового потока.

Концентратор на лицевой стороне смещен на 6…30 мм левее вертикальной оси образца (линии К-К), что естественно при направлении Vсв справа налево и «отставании» концентратора от точки, в которой прекращается воздействие сварочной дуги. На большей части площади образца преобладают поперечные относительно оси шва напряжения, в самом шве изостаты проходят вдоль него.

Траектории с тыльной стороны образца (фиг. 2) в основном сформировало температурное поле первого прохода. Поле изостат здесь близко к классическому для стыкового соединения с длиной шва 200 мм. Концентратор компактен, плотно примыкает к шву и занимает условный прямоугольник, ограниченный линиями: П'-П' слева, К'-К' справа, 6-6 сверху, 11-11 снизу и смещен влево на 30 мм относительно вертикальной осевой линии К'-К'. В целом, как и с лицевой стороны, преобладают поперечные относительно оси шва напряжения.

Далее картины полей траекторий совмещают по правилу: линии координатной сетки 1-1, 2-2, … 16-16 лицевой стороны с линиями 1-1, 2-2, … 16-16 тыльной стороны, линии А-А, Б-Б, … У-У лицевой стороны с линиями А'-А', Б'-Б', … У'-У' тыльной стороны.

Сравнение полей траекторий лицевой и тыльной сторон «на просвет» после их совмещения не показало совпадения положений концентраторов ОН определенных для лицевой и тыльной сторон образца. Их эпицентры разнесены на 36-60 мм. Направления траекторий также не совпадают. Это исключает признание НС плоским (двухосным) в данном стыковом сварном соединении толщиной 10 мм выполненном двумя проходами и, следовательно, НС в данном случае является объемным (трехосным). Количественные измерения в образце проводили экспериментальными методами эффективными для объемного напряженного состояния.

Способ может быть полезен:

1) для исключения ошибок при классификации вида напряженного состояния в образцах и реальных сварных изделиях;

2) для повышения точности расчетных и расчетно-экспериментальных методов определения напряжений, вызываемых сваркой;

3) для безошибочного, применительно к конкретному сварному соединению, выбора альтернативных экспериментальных методов контроля напряжений: ультразвукового, тензометрического, поляризационно-оптического, голографической интерференции и др.;

4) при выборе и отработке технологий сварки;

5) для определения вида напряженного состояния при суперпозиции (одновременном действии) напряжений от внешних (эксплуатационных) нагрузок с остаточными (внутренними) напряжениями.

Технико-экономический эффект предлагаемого способа заключается в повышении долговечности и усталостной прочности сварных изделий, стабильности их геометрических форм за счет оптимизации остаточного напряженного состояния, проектирования с точным знанием вида напряжений. Это снижает вероятность разрушений или деформаций, вызывающих заклинивания, биения, депланации деталей машин и механизмов.

Способ определения вида остаточных сварочных напряжений в сварном соединении, заключающийся в том, что на лицевой и обратной стороне сварного соединения выявляют картины полей траекторий главных напряжений, по сгущению траекторий главных напряжений определяют местоположения концентраторов остаточных напряжений, затем полученные картины полей с лицевой и обратной сторон совмещают в соответствии с их расположением на сварном соединении и в совмещенном положении «на просвет» сравнивают между собой, при этом при совпадении местоположений концентраторов и направлений траекторий с обеих сторон относят вид напряженного состояния к двухосному, а при несовпадении - к трехосному.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике исследования механических свойств материалов. Способ включает в себя подготовку стерильной плотной питательной среды (СППС, представляющей собой водный раствор с рН 7,2±0,3, содержащий 13-19 г/л агар-агара + 8-12 г/л сахарозы + 1,3-1,9 г/л NH4NO3 + 0,4-0,6 г/л KH2PO4 + 0,4-0,6 г/л NaH2PO4 + 0,6-0,8 г/л (NH4)2SO4 + 0,18-0,22 г/л Mg(NO3)2 + 0,05-0,07 г/л FeCl3 + 0,018-0,022 г/л CaCl2), подготовку плотной питательной среды с тестовыми микроорганизмами (МППС, состоящей из СППС с выращенной на ее поверхности сплошной колонией Rhodotorula sp.

Изобретение относится к материаловедению, а именно к определению устойчивости материалов к биодеградации. Для этого подготавливают образцы с тестируемыми материалами, стерильную жидкую питательную среду (СЖПС) и питательную среду с тестовыми микроорганизмами (МЖПС).

Изобретение относится к наглядным учебным пособиям и предназначено для использования в учебных и исследовательских лабораториях по теоретической, строительной механике, строительным конструкциям как в качестве наглядной демонстрации работы стержневых конструкций, так и в качестве моделей шарнирно-стержневых систем при проектировании зданий и сооружений, при изучении работы ферм.

Изобретение относится к технологиям упрочнения деталей авиационных двигателей с помощью дробеструйной обработки. Способ включает дробеструйную обработку поверхности контрольной пластины квадратной формы, изготовленной из материала обрабатываемой детали, измерение стрелы прогиба деформированной контрольной пластины.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к устройствам для прочностных испытаний конструкций. В способе осуществляется непрерывный анализ процесса изменения параметров первичных датчиков от уровня прилагаемой нагрузки и при выходе расчетного параметра любого датчика за область доверительного интервала, что может произойти в случае возникновения пластических деформаций, образования макротрещин или потери устойчивости элемента конструкции, происходит прекращение нагружения и фиксация положения конструкции на начальном этапе разрушения с сохранением целостности конструкции для экспресс-анализа или доработки.

Изобретение относится к оптическим способам измерения деформаций в области исследования механических свойств материалов, в частности инструментальных сталей и твердых сплавов, путем приложения сжимающих статических нагрузок.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам проведения геомеханических испытаний. Способ включает бурение скважины, внедрение в испытываемый грунт лопастей крыльчатки, создание в испытываемом грунте радиальных сжимающих напряжений, постоянных в течение опыта, приложение к лопастям крыльчатки ступенчато-возрастающего крутящего момента, фиксацию максимального крутящего момента, вызывающего предельные сдвиговые касательные окружные напряжения, повторение опыта на аналогичном участке при другом уровне сжимающих радиальных напряжений и определение по парам значений сжимающих и сдвигающих напряжений параметров прочности грунта - угла внутреннего трения и удельного сцепления, причем испытание производится в извлеченном из скважины керне, при этом радиальные сжимающие напряжения создаются путем обжатия боковой поверхности керна, а лопастная крыльчатка внедряется по центру испытываемого керна.

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия. Технический результат - установление границ поверхностного и внутреннего трещинообразования структурированной и нарушенной материальной среды под возрастающей нагрузкой в естественных условиях и под водой.

Изобретение относится к области диагностики транспортных средств и отдельных его узлов и предназначено для оценки остаточного и отработанного ресурса узлов. Способ технической диагностики и оценки остаточного и отработанного ресурса узлов транспортных средств заключается в установке на контролируемый узел тензодатчика, акселерометра, датчиков температуры и акустической эмиссии, подаче сигналов с указанных датчиков на вход нейронной сети, определяющей текущий уровень нагрузки на узел, расчете показателя информационной энтропии и определении остаточного ресурса узла на основании известного показателя информационной энтропии, а также полученных данных об уровне нагрузки на узел.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для прогнозирования остаточного ресурса деталей и элементов конструкций с помощью рентгенографического контроля на этапе их изготовления и эксплуатации в различных областях промышленности и техники, например машиностроении.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ дифференциальной диагностики грибовидного микоза от хронических дерматозов, включающий проведение у больного конфокальной лазерной сканирующей микроскопии наиболее инфильтрированного участка кожи, выявление патоморфологических признаков и балльную оценку их степени выраженности, характеризующийся тем, что определяют F – суммарный диагностический индикатор указанных патоморфологических признаков по формуле , где p1 – эпидермальная деструкция (от 0 до 3 баллов); р2 – микроабсцессы Потрие (от 0 до 1 балла); р3 – присутствие атипичных лимфоцитов в эпидермисе (от 0 до 3 баллов); р4 – присутствие атипичных лимфоцитов в дермо-эпидермальном соединении (от 0 до 3 баллов); р5 – потеря контура сосочков (от 0 до 3 баллов); р6 – присутствие атипичных лимфоцитов в дерме (от 0 до 3 баллов); и при значении F<5,8 диагностируют хронический дерматоз, при значении 5,9≤F≤6,8 – диагноз не уточнен, а при значении F≥6,9 – грибовидный микоз.

Изобретение относится к технике исследования механических свойств материалов. Способ включает в себя подготовку стерильной плотной питательной среды (СППС, представляющей собой водный раствор с рН 7,2±0,3, содержащий 13-19 г/л агар-агара + 8-12 г/л сахарозы + 1,3-1,9 г/л NH4NO3 + 0,4-0,6 г/л KH2PO4 + 0,4-0,6 г/л NaH2PO4 + 0,6-0,8 г/л (NH4)2SO4 + 0,18-0,22 г/л Mg(NO3)2 + 0,05-0,07 г/л FeCl3 + 0,018-0,022 г/л CaCl2), подготовку плотной питательной среды с тестовыми микроорганизмами (МППС, состоящей из СППС с выращенной на ее поверхности сплошной колонией Rhodotorula sp.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам дыма. Технический результат изобретения заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к прободержателю. Система (100, 200) для обработки биологической пробы (S), являющейся биопсийной, содержащая прободержатель (110, 210) и по меньшей мере один дополнительный компонент (120, 130, 150), причем прободержатель содержит трубчатый элемент (111, 211), при этом трубчатый элемент (111, 211) содержит стенку, которая состоит по меньшей мере частично из прозрачного материала, и каждый из упомянутого по меньшей мере одного дополнительного компонента (120, 130, 150) имеет направляющую (123, 132, 232, 152), которая может соединяться с по меньшей мере частью трубчатого элемента (111, 211) прободержателя (110, 210), отличается тем, что трубчатый элемент (111, 211) содержит область, где стенка является проницаемой для реагентов.

Изобретение относится к способам исследования материалов путем определения их химических свойств в жидком состоянии, например, с использованием спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Изобретение относится к области медицины, в частности к молекулярной онкологии, и предназначено для прогнозирования развития метастазов в печени у больных раком толстой кишки.

Изобретение относится к области медицины и медицинской диагностики. Раскрыт способ микроскопической диагностики качества спермы после седиментации эякулята, включающий отбор клеток из осадка эякулята (ОЭ), подготовку цитологических препаратов из отобранных клеток ОЭ с размещением на предметные стекла, высушивание и окрашивание препаратов, последующий подсчет количества, оценку различных типов клеток и сравнение с данными контрольной группы для получения заключения.

Изобретение относится к наборам для иммунохимического анализа антител и антигенов в препаратах крови и может быть использовано в медицинской диагностике. Раскрыт набор для мультиплексного иммунохимического анализа антител и антигенов в препаратах крови, включающий устройство в виде гребенчатой подложки с набором дискретно нанесенных на поверхности зубцов подложки реагентов захвата маркеров инфекционных заболеваний и дополнительно блокированной неспецифическими природными или синтетическими полимерами; емкость для проведения анализа, содержащую несколько рядов изолированных ячеек, выполненных с возможностью введения каждого зубца подложки в отдельную ячейку ванны; растворы для разведения образца и отмывок; конъюгат для детекции; встроенные положительный контроль и отрицательный контроль.

Изобретение относится к аналитической химии и метрологическому обеспечению средств измерений состава твердых и жидких веществ и материалов. Проводят определение катионов и анионов методом капиллярного электрофореза, затем измерение массовых долей примесей методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и определение массовой доли органического компонента и кристаллизационной воды методом термогравиметрии с дифференциально-сканирующей калориметрией с масс-спектрометрическим детектором.

Изобретение относится к технике отбора проб жидкотекучих продуктов горнообогатительных производств, отбора проб хвостовых абразивных промпродуктов обогатительных фабрик.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при проектировании и производстве сварных конструкций. Для определения ширины зоны концентраторов растягивающих остаточных сварных напряжений сваривают встык две стальные пластины швом, состоящим из двух участков.

Изобретение относится к способу определения вида остаточных сварочных напряжений и может быть использовано при проектировании, производстве и контроле сварных конструкций. На лицевой и обратной стороне сварного соединения выявляют картины полей траекторий главных напряжений. По сгущению траекторий главных напряжений определяют местоположения концентраторов остаточных напряжений. Затем полученные картины полей с лицевой и обратной сторон совмещают в соответствии с их расположением на сварном соединении и в совмещенном положении «на просвет» сравнивают между собой. При совпадении местоположений концентраторов и направлений траекторий с обеих сторон относят вид напряженного состояния к двухосному, а при несовпадении - к трехосному. 2 ил., 1 пр.

Наверх