Способ определения остаточных напряжений в боралюминиевой волокнистой композиционной одномерной структуре

Способ определения остаточных напряжений в боралюминиевой волокнистой композиционной одномерной структуре

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А1

СООЗ ССВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

УЕСПЬБЛИН () О 01 L 1/00

-;, ". Я.ЗН, Ilk (.6 1 гтрк - I L ;;, r, v

I,Д, г,,д

Ъ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНУЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4328568/10 (22) 18. 09.87 (46) 07.01.91. Бюп. Р 1 (71) Физико-т ехнический институт

AH БССР (72) А Е.Азаренко, В.В.Александров, А.Г Бакаев и И.Х.Чутаев (53) 531.871 (088.8) (56) Чутаев И.Х., Бакаев А.Г. Возможные виды остаточных напряжений в композиционных материалах. Известия

АН БССР. Сер. физ-.тех. наук 1988,,Р 4.

Портной К.И. и др. Структура и свойства композиционных материалов.

М., 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯ KI%IA В БОРАЛЮМИНИЕВОЙ ВОЛОКНИСТОЙ КОМПОЗИЦИОННОЙ ОДНОМЕРНОЙ

СТРУКТУРЕ (,57) Изобретение относится к области экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области . контроля остаточных напряжений, и может быть использовано для определения остаточных напряжений в волокнистой композиционной одномерной структур е.

Цель изобретения — снижение трудоемкости,- достигается удавлением

1 матричного материала в средней части исследуемого образца путем травления на заданной (базовой) дл не, измерением диаметров образца до и после

„.ЯЦ„„ЫВО7З

2 материалов, в частности для определения остаточных напряжений в волокнистых композ:и ионных материалах на металлической основе. Сущность изобретения заключается в удалении матричного материала в средней части образца методом травления и последующем измерении длины вытравленной части и максимального диаметра пучка волокон. Поспе травления пучок волокон в средней части увеличивется в диаметре за счет раз п цы в длинах между наружньгя и центральным BGJToIcнами. Приращение длины волокон после снятия остаточных напряжений определяется как разность между длиной вытравленной части образца и длиной дуги синусоиды, образованной наружными волокна ж. Остаточные напряжения определяются по Аормуле теории упругости по известным «ели шнам прира,щения длины волокон и модуля упругос1 ти волокон. 2 ил. травления, измерением длины вытравленной части.

После травления пучок волокон в средней части увеличивается в диаметре за счет разш цы в длинах между наружными.1 и центральными волокнами., Приращение длины волокон после снятия остаточных напряжений определяется как разность между базовой дли" ной образца и длиной дуги синусоиды, образованной наружными волокнами.

На Фиг.1 представлена схема, поясняющая способ; на фиг.2 — зависимость приращения 1, от амплитуды Р .

16! 9073!!ри изготовлении боралюминиевых прутков методом непрерывного литья вследствие перепада температуры в отливке при ее затвердевании в наружных волокнах возникают сжимающие напр яжения, а в центральных — ра стягивающие. Для опр еделения влияния технологических факторов на уровень остаточных напряжений и прутков выреза-

0 лис ь образцы длиной 140 мм и их концы на длине 20 мм покрывались эпоксидной смолой. Измерялся диаметр образца dо.Матрицу из алюминиевых сплавов вьггравливали в 202-ном растзоре щелочи NaOH. После этого определяли длину вытравленной части образца Ь и максимальный диаметр распушенного пучка вол :он dI (фиг.1).

Базовая длина Lo выбирается про- 20 извольно, однако оптимальным является соотношение Е,/<"p = 20...30. Это объясняется следующим. Вытравленная часть образца не имеет четко выраженных границ с нетравленными участками образца, поэтому для уменьшения относительной погрешности измерения длины нужно стремиться к увеличению последней. С другой стороны, увеличение 1. уменьшает поперечную жест о. кость вытравленных волокон и тем самым снижает точность измерения диаметра d!.

Используя значения d, d!и L, определяли приращение длины волокон по фор муле 1. = -Ь, где Ь -- длина наружных волокон.

Длина наружных волокон определялась как длина волны синусоиды дли«d — do 40 ной I, с амплитудой А = — — — — по

hop муле

Ц4

L = 4

dx.

Значение интеграла Лежандра второго рода определяется по таблицам йли методом чисп енног о интегрирования .

Для упрощения вычислений на фиг.2 представлена зависимость приращения

Д1, от амплитуды А на базе L, равной .100, 120 и 150 мм (кривые 1, 2 и 3 соответственно).

Остаточные напряжения определялись по формуле

Д?. Е ь

ocr -+ 21 где Š— модуль упругости волокон.

Таким образом, для образца с размерами do =4 ìì, d1= 7мм Lo

100 мм и модулем упругости волокон

Е = 4 10 ГПа длина наружных волокон

) L =- 100, 0555 мм, Д L = 0,0555 мм, 5 =- + 114 МПа. Точка К на графике (фиг.2) соответствует параметрам данного образца.

Фор мула из обр ет ения

Способ определения остаточных напряжений в боралюминиевой волокнистой композиицонной одномерной структуре, включающий удаление матрицы травлением, измерение размеров образца до и после травления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, травление производят в средней части образца, замеряют диаметр до и после травления и длину вьггравленной час-.и и по измеренным величинам определяют величину остаточных напряжений.

0,07

Составитель Н.Ивченко

Редактор В.Данко Техред Л.Сердюкова Корректор О,Кравцова

Заказ 38 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101