Способ неразрушающего контроля деталей при циклических нагружениях

Способ неразрушающего контроля деталей при циклических нагружениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушаемому контролю деталей при циклических нагружениях и позволяет повысить достоверность путем устранения погрешности, связанной с наличием внутренних напряжений детали. Возбуждают резонансные колебания образцов, по значениям амплитуд колебаний и числа циклов нагружения находят амплитудные зависимости декремента затухания образцов. О предел я ют области, в которых значения декремента затухания колебаний соответствуют трем характерным областям: образцам с максимальной выносливостью , образцам с макродефектами и образцам с дефектами, связанными с нарушением технологии. Образцы с низкими значениями декремента колебаний подвергают термообработке до достижения декремента эталонной величины. О дефектах судят с учетом результатов, полученных после термообработки. 2 ил. Чо е

СОЮЗ СОВЕ TCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630135/28 (22) 03.01.89 (46) 30.12.91. Бюл. N 48 (71) Центральный научно-исследовательский дизельный институт (72) В.П.Прозоров, В.Н.Платонов, M.M.Ãóëèíà, С.С.Петров, В.Г.Деркаченко, Ю.В,Михайлов и

Т.Н.Рыжова (53) 620 178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1285343, кл. G 01 М 3/32, 1984, (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ (57) Изобретение относится к неразрушаемому контролю деталей при циклических нагружениях и позволяет повысить достоИзобретение относится к металлургии, в частности к исследованию прочностных свойств материалов, а более конкретно — к способам неразрушающих испытаний материалов на сопротивление усталости при циклических нагрузках.

Известен способ испытания материалов, заключающийся в том, что образец нагружают на резонансной частоте, измеряют величину затухания собственных свободных колебаний материала образца, по которой судят о внутренних напряжениях, примесях, величине зерна и т.п.

Существенным недостатком такого способа является то, что он может быть использован только для выбраковки деталей.

Известен также способ определения циклической прочности материала, осно„„59„„1702238 А1 верность путем устранения погрешности, связанной с наличием внутренних напряжений детали. Возбуждают резонансные колебания образцов, по значениям амплитуд колебаний и числа циклов нагружения находят амплитудные зависимости декремента затухания образцов. Определяют области, в которых значения декремента затухания колебаний соответствуют трем характерным областям: образцам с максимальной выносливостью, образцам с макродефектами и образцам с дефектами, связанными с нарушением технологии. Образцы с низкими значениями декремента колебаний подвергают термообработке до достижения декремента эталонной величины. О дефек- З тах судят с учетом результатов, полученных после термообработки. 2 ил. ванный на определении зависимости декремента колебаний материала детали (конструкции) и материала образца от числа циклов нагружения и последующего определения циклической прочности детали путем сравнения декрементов колебания материала детали и образца.

Существенным недостатком укаэанного способа является необходимость испытания дополнительных образцов, что увеличивает продолжительность испытания. K недостаткам способа следует отнести и то. что зависимость декремента колебаний образца и готового изделия от количества циклов нагружения не имеет четко выраженной границы, предшествующей моменту разру. шения образца

Целью изобретения является повышение достоверности путем устранения погрешности, связанной с наличием остаточных внутренних напряжений.

Это достигается тем, <Т в известном способе неразрушающего контроля деталей при циклическом нагружении, включающем нагружение детали на резонансной частоте, определение декремента затухания собственных свободных колебаний, ло которым судят о качестве материала детали, декремент затухания собственных свободных колебаний забракованных, но исправимых деталей повышают до уровня декремента годных деталей путем, например, повторной термообработки:

На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2— графики амплитудных зависимостей декремента затухания колебаний образцов, полученные экспериментальным путем, Устройство содер>кит возбудитель I механических колебаний, усилитель 2 мощности, датчик 3, усилитель 4 сигнала., испытуемый образец 5, оптическую микрометрич8скую трубу 6 и счет".Yii< I импульсов.

Способ реализуется следующим образом. С помощью возбудителч механических колебаний возбуждают колебания резонансной частоты испытуемого образца, при этом амплитуду колебаний, B следовательно, уровень напряжений в образце контролируют с помов1ью оптической микрометрической трубь, 6, а число импульсов колебаний — по счет:.ику импульсов.

Затем по зафиксированным значениям амплитуд колебаний и числу циклов нагружения определяют амплитудную зависимости декремента затухания колебаний, по которым

cTposIT кривые амплитудной зависимости.д8кремента затухания колебаний образцов (фиг.2). На графике шрихпунктирной линией

ПОказэна зона перехода амплитудно неза висимой области внутреннего трения в амплитудно-зависимую зону.

Математическое ожидание положения точки перехода от амплитудно-независимого внутреннего трения к амплитудно-зависимому характеризуется определенным уровнем значения декремента колебаний д . Для образцов (деталей) с неислравимыф

-.ь., Ф ми дефектами д з, для годных деталей д 2 и

Ф для деталей с исправимыми дефектами д 1 .

Эти значения декрементов образуюттри характерные Области, Обозначенны8 на фиг,2 соответственно Il; Ii u i. При этом область i характеризуется низкими значениями декремента колебаний образцов и соответственно малой выносливостью. Эта область характерна для образцов (деталей), изготовленных с нарушением технологии, налри5 мер режима термической обработки, нарушением геометрических размеров и т.л. Эти виды дефектов относятся к группе ислравимых.

Область II характерна для деталей с

10 максимальной выносливостью, т.е. годным деталям, область Ill — для деталей с макродефектами (трещины, неметаллические включения и др.), которые не могут быть исправлены, 15 Пример . Проведены испытания партии образцов из стали марки АН — 300.

При этом часть образцов была изготовлена с незначительными отклонениями режима термической обработки, вторая часть образ20 цов — с механическими дефектами (трещинами в различных местах) и нормальные образцы, Испытания проводились на стенде, конструктивная схема которого представлена на фиг,1. По результатам испытаний построе25 на кривая амплитудной зависимости декремента затухания по каждому образцу (фиг,2).

При этом декремент затухания колебаний определяется по формуле:

1 А1

30 д= !!и где А1 — начальная амплитуда колебаний;

AN — конечная амплитуда колебаний;

N — количество циклов нагружения эа время уменьшения амплитуды с А1 до AN, 35 Численные значения предела выносливости материала определялись по,формуле

K д — 1=

N 1 где д — 1 — предел выносливости;

К вЂ” коэффициент, зависящий от материала образца (детали), вида обработки и т.д.

N — база испытаний (например, N = 10

4г циклов)

Затем образцы 1, 2, 3, 4 с низкими значениями декремента колебаний, находящиеся в области 1, были подвергнуты дополнительной (повторной) термической

0 обработке, т.е. нагреву до температуры

1100 С, выдержке 10 ч и охлаждению на воздухе.

Амплитудная зависимость декремента колебаний этих образцов после термообработки представлена на фиг,2 кривыми 1, 2, 1 1

55 31 41

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля деталей при циклических нагружениях, заклю.чающийся в том, что партию деталей

".702238, ид

Составитель А. Грунина

Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 4537 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нагружают на резонансной частоте и определяют их декременты затухания колебаний и по отличию декрементов затухания колебаний партии деталей от эталонной величины судят о дефектах деталей нар i ии, o т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности путем устранения погрешности, связанной с наличием остаточных внутренних напряжений, детали, декремент затухания колебаний которых ниже эталонной величины, подвергают термообработке

5 до достилст и "вм х декрементов затухания эталонной величины, с учетом которого судят о дефектах.