Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях

Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием сигналов акустической эмиссии и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки. Цель изобретения -- повыщение точности за счет измерения .мгновенных параметров усталостных трещин. Для выявления эталонного соотношенля .между сигналами акустической эмиссии и коэффициента интенсивности напряжения или деформации нагружают эталонный образец до достижения трещиной в нем критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному щагу усталостных бороздок в трещине определяют коэффициент интенсивности напряжений или деформаций. После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжений или деформаций и сигналы акустической эмиссии, по которым с учетом эталонного соотно1нения судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии. 1 ил. (О сл ОС ьс о ее сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВС ;. -": Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "и

Н А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3769488/25-28 (22) 05.07.84 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) А. А. Шанявский и Д. А. Троенкин (53) 620.179.16(088.8) (56) Hutton, P. I L Kurtz P. J. Acoustic

emission and estimation of lo significamce in reactor pressure boundaries. Period.

Insp. Pressurized Compon., со — í:., London, 12 — 14 Oct., 1982. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ИЗДЕЛИЯХ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием сигналов акустической эмиссии и может быть использовано для контроля усталостных трещин

ÄÄSUÄÄ 1320735 А ) в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки. Цель изобретения - — повышение точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин. Для выявления эталонного соотношения между сигналами акустической эмиссии и коэффициента интенсивности напряжения или деформации нагружают эталонный образец до достижения трещиной в нем критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному шагу усталостных бороздок в трещине определяют коэффициент интенсивности напряжений или деформаций. После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжений пли деформаций и сигналы акустической эмиссии, по которым с учетом эталонного соотношения судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии. ил.

1320735

Изобретение относится к неразрушающему контролю, основанному на эффекте акустической эмиссии, а именно к способам определения кинетических параметров усталостных трещин, и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки.

Целью изобретения является повышение точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин.

На чертеже представлена зависимость суммарной акустической эмиссии от скорости роста усталостных трещин, от коэффициентов интенсивности напряжений и деформации в изделии, поясняющая сущность способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала для эталонной зависимости указанных параметров. циклически нагружают эталонный образец до достижения трещиной критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному шагу усталостных бороздок определяют скорость роста трещин, коэффициентов (интенсивности) напряжения и деформации.

Коэффициент К интенсивности напряжений и коэффициент Ке интенсивности деформации определяют для каждого дискретного уровня величины шага усталостных бороздок

К6 =6 1% v (t);

K — — ЯЮе v(t), где — номинальное напряжение нагрузочного цикла;

Š— относительная деформация образца в переменном цикле; — длина трещины;

У(1)-поправочная функция на конечные размеры образца.

Для получения эталонного соотношения определяют любое значение К, или К;„а далее по соотношению й/А. = (К /K ° )™ где к,ц)(;„— определенное предыдущее последующее значение коэффициента интенсивности напряжений либо деформаций; — соответствующие дискретные уровни изменения шага усталостных бороздок;

m — показатель степени, равный 2 для начальной стадии стабильного роста усталостной трещи ны и — 4 для второй стадии. определяют весь возможный спектр дискретных уровней коэффициентов интенсивности напряжений и деформаций. В результате устанавливают однозначное соотношение: скорость роста усталостной трещины коэффициенты интенсивности напряжений и деформаций.

После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжения или деформации и сигналы акустической эмиссии. По ним с учетом эталонной зависимости судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии.

При контроле объекта, испытывающего циклическое воздействие, измеряют выбранный параметр акустической эмиссии. В зависимости от выбранного параметра акустической эмиссии измерения могут проводить ся либо непрерывно, либо дискретно. Измеренную величину параметра акустической эмиссии используют для нахождения текущих кинетических параметров усталостной трещины контролируемого объекта с помощью полученных на эталонных образцах соотношениях, связывающих значения параметров акустической эмиссии со скоростью роста усталостной трещины, и скорость роста усталостной трещины с коэффициентами интенсивности напряжений и деформаций.

PT„axe = 46- g /E

5

Для получения дополнительной информации о других текущих кинетических параметрах усталостной трещины можно использовать известные соотношения механики разрушения для определения длины усталостной трещины, соответствующей моменту измерения параметров акустической эмиссии, величину раскрытия усталостной трещины по соотношению где РТ„,„—,относительное максимальное перемещение берегов трещины в цикле нагружения; б — м аксим альное действующее напряжение в цикле;

a. — длина трещины;

F †моду упругости.

Таким образом, как следует из приведенного примера, при неразрушающем контроле с помощью акустической эмиссии реальных конструкций оказывается возм ожным по изменению выбранного параметра акустической эмиссии получить информацию о кинетике роста усталостной трещины.

Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности неразрушающего контроля за счет возможности определения кинетических параметров контролируемого объекта по текущим значениям непрерывно или дискретно измеряемого параметра акустической эмиссии, что позволяет судить о мгновенных значениях ско1320735

Формула изобретения

Kg 10 " Б

К М0а 1Я

Фаэр щ

Огсз п

5 10

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор А. 11льин

3а каз 2654/48 Тираж 776 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г11чоектная, 4 з ростей роста в отличии от прототипа, где кинетический параметр определяется за выбранный временной интервал непрерывного измерения суммарной акустической эмиссии, что позволяет судить лишь об усредненных скоростях роста усталостной трещины за выбранный временной интервал.

Кроме того, расширяются технические возможности за счет использования любой характеристики акустической эмиссии в отличие от прототипа, где используется только суммарная акустическая эмиссия, и образцов из любого материала, совпадающего по классу с материалом контролируемого объекта, что позволяет ограничиться выявлением одного эталонного соотношения.

Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трсщин в изделиях, заключающийся в их циклическом нагружении и измерении сигналов акустической эмиссии, от.гинагощийея тем, что, с целью повышения точности за счет измерения мгновенных параметров vcталостных трещин, измеряют интенсивность

10 напряжений или деформаций в изделии в процессе нагружения, а о контролируемых параметрах судят по соотношению сигналов акустической эмиссии и деформации или интенсивности напряжений с учетом зависимости этих величин для эталонного изделия.