Способ неразрушающего определения усталостного повреждения материалов

Способ неразрушающего определения усталостного повреждения материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки усталостного повреждения материала образца или элемента конструкции без их разрушения. Цель изобретения - упрощение определения усталостного повреждения материала за счет упрощения регистрации физического параметра, характеризующего это повреждение. Процесс циклического нагружения периодически прерывают . В перерывах вдавливают в материал заданным усилием индентор до образования отпечатка и развивающейся из него трещины. При вдавливании индентора измеряют параметры акустической эмиссии. При внедренном инденторе по параметрам акустической эмиссии определяют размер трещины и его принимают в качестве физического параметра , характеризующего усталостное повреждение материала. По изменению этого параметра судят об уста .лостном повреждении материала в процессе циклического нагружения. После измерения размера,трещины отводят индентор и устраняют отпечаток шлифованием поверхности образца или элемента конструкции. При определении усталостного повреждения полимерного материала полость отпечатка заполняют связующим составом. 3 з.п.ф-лы. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) 83 А1 (gg 4 G 01 N 3/32

"S r (, Ъы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbPHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3896319/25-28 (22) 11.05.85 (46) 07.03.87. Бюл. У 9 (72) Л.И.Пятыхин, И.И.Папиров и А.Г.Валько (53) 620.178.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 879383, кл. G 01 N 3/32, 1979. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАНМ11ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки усталостного повреждения материала образца или элемента конструкции без их разрушения.

Цель изобретения — упрощение определения усталостного повреждения материала за счет упрощения регистрации физического параметра, характеризующего это повреждение. Процесс цнклического нагружения периодически прерывают. В перерывах вдавливают в материал заданным усилием индентор до образования отпечатка и развивающейся из него трещины. При вдавливании индентора измеряют параметры акустической эмиссии. При внедренном инденторе по параметрам акустической эмиссии определяют размер трещины и его принимают в качестве физического параметра, характеризующего усталостное повреждение материала. По изменению этого параметра судят об уста.лостном повреждении материала в процессе циклического нагружения. После измерения размера, трещины отводят индентор и устраняют отпечаток шлифованием поверхности образца или элемента конструкции. При определении усталостного повреждения полимерного материала полость отпечатка заполняют связующим составом. 3 з.п.ф-лы.

1295283

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для неразрушающего определения усталостного повреждения материалов. 5

Цель изобретения — упрощение определения усталостного повреждения материала за счет упрощения регистрации физического параметра, характеризующего это повреждение.

Способ осуществляется следующим образом.

Материал образца или элемента конструкции циклически нагружают. Циклическое нагружение периодически прерывают и в перерывах вдавливают в материал индентор. Вдавливание осуществляют заданным усилием, т.е. усилие вдавливания одинаково для следующих друг за другом перерывов в нагружении. Вдавливание индентора осуществляют до образования отпечатка с развивающейся из него трещиной.

Размер трещины может определяться путем регистрации параметров акусти25 ческой эмиссии в процессе внедрения индентора, поскольку после ввода индентора размеры трещины изменяются на 20-30Х вследствие действия остаточных напряжений в материале.

Размер трещины принимают в качестве физического параметра, характери— зующего усталостное повреждение материала. По изменению этого параметра судят об усталостном повреждении 35 материала в процессе циклического нагружения. Выбор в качестве указанного параметра размера трещины упрощает регистрацию физического параметра при проведении неразрушающего контроля 40 усталости.

После измерения размера трещины отводят индентор и устраняют отпечаток шлифованием поверхности образца или элемента конструкции.

При определении усталостного повреждения полимерного материала после измерения размера трещины отводят индентор и заполняют полость отпечатка связующим составом полимера.

Устранение отпечатка позволяет устранить концентрацию напряжений в зоне отпечатка, которая может повлиять на работоспособность материала.

Пример. Испытания проводят на образцах из стали ВНС-2, вырезанных из баков самолетов, имеющих различные усталостные повреждения, которые соответствуют следующим значениям времени эксплуатации: 0; 500 и 100 ч. В качестве индентора используют алмазный индентор Виккерса. Значения нагрузки задают 500; 1000 и 1500 Н. При нагрузке 500 Н размеры трещины имеют большой разброс, а отпечатки после нагрузки 1500 Н трудно сошлифовывать, Поэтому для стали ВНС-2 наиболее, предпочтительна нагрузка 1000 Н. Энергия акустической эмиссии, по которой определяется размер трещины, составляет для эксплуатации при О, 100 и

1500 ч, соответственно 1,8 10

2,36 10 и 3,21 10 Вт. По размерам трещины при известных значениях нагрузки на индентор, модуля упругости и твердости материала определяют значения коэффициента интенсивности напряжений К„с, которые составляют соответственно 119,3; 90,2 и 65 МН/м

По результатам испытаний путем сравнения длины трещины с предельной длиной или равнозначного сравнения коэффициента К„ с его предельным значением оценивают усталостное повреждение и остаточный ресурс материала элемента конструкции.

Формула изобретения

1. Способ неразрушающего определения усталостного повреждения материалов, по которому материал образца или элемента конструкции циклически нагружают, периодически регистрируют физический параметр, характеризующий ус-— талостное повреждение материала, и по изменению этого параметра судят об усталостном повреждении материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения усталостного повреждения материала, циклическое нагружение периодически прерывают и в перерывах вдавливают в материал заданным усилием индентор до образования отпечатка с развивающейся из него трещиной, измеряют размер трещины и принимают его в качестве физического параметра, характеризующего усталостное повреждение материала.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что при внедрении индентора регистрируют параметры акустической эмиссии и по ним определяют размеры трещины.

3. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что после измерения размера трещины отводят индентар и

1295283

Составитель М.Кузьмин

Редактор Е.Папп Техред И.Ходанич Корректор М, Пожо

Заказ 611/50 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 устраняют отпечаток шлифованием поверхности образца или элемента конструкции.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при определении усталостного повреждения полимерного материала после измерения размера трещины отводят индентор и заполняют полость отпечатка связующим соста5 вом °