Способ измерения длины развивающихся трещин в токопроводящих образцах и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 56144 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22.02.74 (21) 2ooo 767/25-28

2 (51) М. Кл.

С 01 В 7/18

С, О1 М 3/00 с присоединением заявки Ph

Государственный номнтет

Совета Министров СССР но делам изооретеннй н отнрытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15О678. Бюллетень л(н 22 (53) УДК 531. 781.2:

:539.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 1605.78 (72) т вторьо изобретения

В.M.Ìàðêo÷åâ, A.Ï.Áoáðèíñêèé и В.М.Кийко

P1) ЗаяяйтЕЛЬ Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ РАЗВИВАЮЩИХСЯ ТРЕЩИН

В ТОКОПРОВОДЯЩИХ ОБРАЗЦАХ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к изучению прочностных свойств, в частности к механическим испытаниям материалов, в процессе которых возникает необходимость регистрировать процесс роста 5 трещин, развивающихся под действием однократного, циклического или длительного статического нагружения в образцах и деталях машин из токопроводящего материала. Рост трещин можно ре- 10 гистрировать и в образцах из токонепроводящих материалов при условии,если на поверхность образцов каким-либо способом нанесен токопроводящий слой. Он может также найти применение lS при неразрушающем контроле иэделий (дефектоскопии) .

Известен способ, заключающййся в

° том, что пропускают электрический ток 3) через образец, устанавливают два измерительных зонда на одной эквнпотенциальной линии и определяют трещину по величине напряжения, которое возника ет в результате изменения расположе- 25 ния и формы эквипотенциальных линий тока. Устройство для осуществления указанного способа содержит источник питания, измерительные зонды, соединенные с регистратором. . 30

Однако в известном способе и уст35Ьйстве результаты измерений зависят от стабильности напряжения источника питания, а кроме того физические свойства исследуемого материала, а также условия испытаний влияют на величину напряжения на измерительных зондах.

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений, независимости результатов измерений от стабильности напряжения источника питания, температуры и электропроводности материала образца.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу фиксируют положение одного из зондов, по мере роста трещины перемещают другой зонд до тех пор, пока оба зонда будут находиться на одной эквипотенциальной линии, и измеряют величину перемещения, по которой судят об увеличении длины трещины.При этом устройство включает два измерительных зонда, соединенных с входом. усилителя, выход которого подключен к реверсивному электродвигателю, соединенному с механизмом перемещения одного из зондов, связанным с датчиком перемещения, к выходу которого подключен регистратор.

561441

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа. устройство содержит источник 1 питания, от которого ток подводят через контакты 2 и 3 к образцу 4, на котором установлены измерительные зонды

5 и б, соединенные с фазочувствительным усилителем 7 сигнала, его выход подключен к реверсивному электродви- !О гателю 8, соединенному с механизмом 9 перемещения, сигнал с которого поступает на датчик 10 перемещения и далее на регистратор 11.

Принцип измерения заключается в том, что от источника 1 питания через ! Г образец 4 пропускают ток. Возможно использование как постоянного, так и переменного тока, если скин-эффект не служит препятствием для эксперимента.

Ток к образцу 4 подводят через фиксированные контакты 2 и 3. В зоне исходной трещины, начальная длина которой равна E, на образце 4 в точке я устанавливают измерительный зонд 5, положение которого. фиксируют. Он может25 быть установлен, например, у кончика исходной трещины. На кромке образца 4 в точке Я устанавливают измерительный зонд б, который перемещается вдоль кромки благодаря подключенному к нему механизму 9 перемещения. Измерительный зонд б располагают на эквипотенциальной линии Й М ., проходящей через фиксированную точку я, в которой расположен зонд 5. Когда оба зонда 5 и 6 36 находятся на одной эквипотенциальной линии, напряжение между ними равно нулю. B этот момент отрезок Ящ(ЯЯ1РЦ1 однозначно определяет длину начальной трещины. увеличение длины трещины íà .(0 величину АE в направлении PQ приводит к смещению эквипотенциальной линии, проходящей через точку И, иэ положения ИМ в положение ЦМ . Для

I определения положения точки М зонд б перемещают вдоль кромки образца до тех пор, пока напряжение между зонд ми 5 и 6 снова не станет равным нулю.

Этот момент фиксируют. Величина перемещения зонда 6 <а величину Ь L слу50 жит мерой увеличения длины трещины на

А1 и регистрируется датчиком 10 перемещения и регистратороь 11, на один вход которого подается сигнал от датчика перемещения A 0, являющийся мерой изменения длины трещины, а на другой — сигнал И (Ф), где Ф вЂ” фактор нагрузки, числа циклов нагружения времени или какой-то другой величины, определяющий рост трещины.

При непрерывном росте длины трещи= ны устройство автоматически каждый раз возращает подвижный, электрически изолированный от корпуса устройства зонд б на эквипотенциальную линию, проходящую через фиксированную точку в которой расположен зонд 5, датчик 10 перемещения и регистратор 11 непрерывно регистрируют положение зонда б и тем самым обеспечивают автоматическое измерение длины развивающейся трещины.

Формула изобретения 1. Способ измерения длины развивающихся трещин в токопроводящих образцах, заключающийся в то;;, что через образец пропускают электрический ток и устанавливают два измерительных зонда на одной эквипотенциальной линии электрического поля, о т л и ч а ю шийся тем, что, с .целью повышения точности и стабильности результатов измерений, фиксируют положение одного из зондов, по мере роста трещины перемещают другой зонд до тех пор, пока оба зонда будут находиться на одной эквипотенциальной линии, и измеряют величину перемещения, по которой судят об увеличении длины трещины.

2,. Устройство для осуществления способа па п.1, включающее два измерительных зонда, соединенных со входом уси-. лителя, выход которого подключен к реверсивному электродвигателю, соединенному с механизмом перемещения одного из зондов, связанным с датчиком перемещения, к выходу которого подключен регистратор.

56)441

Составитель И.Балаян

Техред E. Давидович Корректор С. Гарасиняк

Редактор Е.Месропова

Филиал ППП Патент, .r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3197/48 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иЗобретений и открытиИ

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