Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом

Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение точности определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхности наклепом, благодаря прозвучиванию изделия поверхностными ультразвуковыми (УЗ) колебаниями различных частот и измерению времени их распространения. В результате обеспечивается послойное получение информации. В изделия излучают поверхностные УЗ колебания и принимают прошедшие в изделии заданную базу колебания первой частоты. Измеряют их время распространения и определяют разность этого времени с временем прохождения аналогичных УЗ колебаний на участке изделия без напряжений. Повторяют данные операции на других частотах в порядке их убывания. По результатам измерений на различных частотах с учетом глубины проникновения поверхностных УЗ колебаний на этих частотах в материал изделия определяют глубину залегания и величину остаточных напряжений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (111 (1)5 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21 ) 44561 70/25-28 (22) 28. 04.88 (46) 23.03.90. Бюл. Р 11 (72) В. Г. Саиткулов, В. А. Смирнов, М. С. Афанасьев, M. Х. Апеев и P С. Алеева (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

М 4138379, кл. С Ol М 29/00, 21. 10.86 °

Бобренко В. М., Вангели М. С.

Куценко А. Н. Акустические методы контроля напряженного состояния материала деталей машин. — Кишинев: Штиинца, 1981, с. 91 — 94. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ПАРАМЕТРОВ.

ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ, ПОДВЕРГНУТЫХ УПРОЧНЕНИЮ ПОВЕРХНОСТНЫМ

НАКЛЕПОМ (57) Изобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля. Цель изобретения — повьппение точности определения параметров остаточИзобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при определении параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, например при определении величины и глубины залегания поверхностных напряжений в деталях после виброударного упрочнения.

Целью изобретения является повьппение точности определения параметров остаточных напряжений за счет послой2 ных напряжений в Иэделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, благодаря проэвучиванию изделия поверхностными ультразвуковыми (УЗ) колебаниями различных частот и измерений времени их распространения. В ре зультате обеспечивается послойное получение информации. В изделия излучают поверхностные УЗ колебания и при-. нимают прошедшие в изделии заданную базу колебания первой частоты. Измеряют их время распространения и определяют разность этого времени с временем прохождения аналогичных УЗ колебаний на участке изделия беэ напряжений, Повторяют данные опреации на других частотах в порядке их убывания. По результатам измерений на различных частотах с учетом глубины проникновения поверхностных УЗ колебаний на этих частотах в материал изделия определяют глубину залегания и величину остаточных напряжений. 2 ил ., 1 табл. ного получения информации благодаря прозвучиванию изделия поверхностными колебаниями различных частот и измерении времени их распространения.

На фиг. представлена блок-,схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — эпюра остаточных напряжений в изделии, определенная в результате реализации способа.

Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, под1 552089

30

h„, (Нс h

»»" где ; д" ;

18

0,09

-4,5

-4,5

11,5

0,14

-8,1

-14,6

9,5

0,17

-8,8

-11,8

5

0,32

-8,1

-7,32

3,6

0,44

-5,2

+2,53

f, 11Гц

<<;, MM

6 Т», мкс

Gl — мкс

K" напив, вергнутых упрочнению поверхностным наклепом, э аключается н следующем. В изделии последовательно возбуждают поверхностные ультразвуковые колеба—

5 ния на частотах f„..., f;..., соблюдая условие f.;, ) f; > f,„Принимают прошедшие через один и тот же исследуемый участок изделия колебаний различных частот. Измеряют время распро- 10 странения принятых ультразвуковых колебаний и определяют разность h,T; времени распространения ультразвуковых колебаний частоты f" на исследуе( мом и неупрочненном участках изделия. 15

Находят произведение разности дТ; и глубины h; проникновения ультразвуковых колебаний частоты f< в материал

1 изделия. При каждом переходе с частоты f, на частоту f.; сравнивают зна — 20 чения д T;h, и д Т,, Ь;». По достижении частоты f, результаты измерений на которой удовлетворяют условию

6Т», lin — Дтп hn(О, заканчивают возбуждение поверхностных ультразвуковых колебаний. Глубину Н залегания и величину (э; остаточных напряжений в i-м слое определяют из выражений

l.(T;h; — ДТ;, h;,)

I hi -hi» величина остаточных напряжений в слое, расположенном

40 между глубинами h;., и h<., эмпирический коэффициент пропорциональйости; разность времени распространения. ультразвуковых ко- 45 лебаний частоты f на исследуемом и неупрочненном участках изделия; глубина проникновения поверхностных ультразнуковык

50 колебаний частоты в материал изделия; глубина залегания остаточных напряжений;

l,2,...,n — порядковый номер частоты f; возбуждаемых

5 колебаний при расположении частот в ряд н порядке убыСпособ определения параметров остаточных напряжений н изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, осуществляют следующим образом.

На контролируемое изделие 1, например, лопасть вертолета из материала АВТ-1, упрочненную шариками на вибростенде по серийной технологии, в зоне измерений устанавливают наклонные призматические излучающий 2 и приемный 3 преобразователи. Генератор

4, частота которого регулируется модулятором 5, возбуждает излучающий преобразователь 2, Последний в свою очередь возбуждает в изделии 1 поверхностные ультразвуковые колебания, которые пройдя заданное расстояние по поверхности изделия l, поступают на приемный преобразователь 3.

С преобразователя 3 через усилитель 6 принятый сигнал поступает на измеритель 7 интервала времени, измеряющий время прохождения поверхностными ультразвуковыми колебаниями заданной базы (L = 42 мм) . Предварительно аналогичные измерения проводятся на отдельном куске изделия 1, используемом для изготовления образцов и. освобожденном путем стравливания в течение 2 ч от всех поверхностных на-. пряжений, в том числе и предварительных технологических напряжений. В иэделии 1 последовательно возбуждаются ультразвуковые колебания следующих частот, МГц: f» 18; f 11,5; Е 9,5;

f», 5; f 3,6, Для каждого значения частоты измеряют разницу ДТ времени прохождения базы L колебаниями на исследуемом участке и на участке, свободном от всех поверхностных напряжений. Кроме того, для каждой частоты определяют глубину h проникновения ультразвуковых колебаний. Результаты чзмерений приведены в таблице.

»««1 У 1»iT4 h< остаточные напряжения считают лежащими на глубине от 0,32 до 0,44 мм.

Глубина. залегания остаточных напряже1552089 6 ют их время распространения, находят произведение разности ДТ, времен распространения ультразвуковых колеба5 ний частоты f на исследуемом и не1 упрочненном участке изделия на глубину h; проникновения этих колебаний в материал изделия, по достижении частоты fz, при которой найденное отрицательное произведение больше произведения ДТд, h ñ÷èòàþò глубину залегания остаточных напряжений, лежащей между значениями Ь„ и Ья „ а величину 6- остаточных напряжений в

1 слоях„расположенных между значениями

h; и h; определяют из выражения ний определяется тем точнее, чем меньше разность h; — h,. По результатам измерений строится эпюра напряжений (фиг. 2).

Реализация предлагаемого способа позволяет определять параметры оста,точных напряжений со следующей точностью: величина остаточных напряжений !

5Х, глубина залегания максимальных остаточных напряжений 1ОХ, глубина наклепанного слоя 15 .

Способ определения параметров ос таточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, заключающийся в возбужении в изделии поверхностных ультразвуковых колебаний фиксированной частоты

f<, приеме прошедших через исследуемый участок изделия колебаний, измерении времени распространения принятых колебаний и определении парамет- 25 ров остаточных напряжений на основании сравнения измеренного времени с временем распространения поверхностных колебаний той же частоты на неупрочненном участке иэделия, о т — З0 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров остаточных напряжений, дополнительно возбуждают в изделии поверхностные ультразвуковые колебания других частот f; последовательно в порядке убывания частот, принимают прошедшие через тот же участок иэделия дополнительные колебания, измеряG—

20 где 5

ДЬ;

Формула.изобретения величина остаточных напряжений в з-м слое; эмпирический коэффициент пропорциональности; разность времен распространения ультразвуковых колебаний частоты f., на исследуемом и неупрочненном участках изделия; глубина проникновения поверхностных ультразвуковых колебаний частоты f., в материал иэделия;

1,2,3...,, n,... — порядковый номер частоты f; возбуждаемых колебаний. при расположении частот в ряд в порядке убывания.

1552089

ОФ N

Фиг 2

Составитель В. Гондаревский

Редактор И. Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор С. 1 1евкун

Заказ 326 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина,101