Устройство для определения остаточных напряжений при плоском напряженном состоянии

Устройство для определения остаточных напряжений при плоском напряженном состоянии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<н905666 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 030877 (21) 2514782/18-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень ¹6

Дата опубликования описания 150232

Р М К з

G 01 L 1/12

G 01 В 7/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретениИ и открытий (33) УДК 531. 781. 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Н.Овсеенко, А.E.Áîðèñoãëåáñêèé и В.В.Е есии-- . - - Г

1 1

Ф ъ :

Научно-производственное объединение по технологии машиностроения р . :- 1

f

1 и

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПЛОСКОМ НАПРЯЖЕННОМ

СОСТОЯНИИ

Изобретение относится к измерению механических напряжений и может быть использовано для контроля остаточных напряжений в ответственных деталях машин, для которых предусматривается изготовление из материала детали дополнительных эталонных образцов, подвергаемых испытаниям на одноосное растяжение.

Известно устройство для определения остаточных напряжений при плос ком напряженном, состоянии, содержащее четыре электромагнитных датчика, расположенных диаметрально в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и устанавливаемых на поверхности детали, и регистрирующую аппаратуру 11).

Однако это устройство применимо только в тех случаях, когда допускается метод разрушающего контроля, а точность, обеспечиваемая этим Устройством, невысока, так как в процессе сверления отверстий искажается напряженное состояние всей детаЛи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения остаточных напряжений при плоском напряженном состоянии в металлических деталях, содержащее искатель с двумя электромагнитными датчиками, ориентированными во взаимно-перпендикулярных направлениях, и нуль-индикатор, соединенный с выходами датчиков (2"„.

Однако и это. устройство не,обеспечивает высокой точности измерения остаточных напряжений вследствие того, что при плоском напряженном состоянии зависимость между деформациями и напряжениями нелинейна, а выходные сигналы датчиков нелинейно связаны с измеряемой деформацией.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем,что устройство снабжено двумя идентичными каналами преобразования сигналов, каждый из которых содержит компенсационный электромагнитный датчик, устанавливаемый на эталонном образце из материала контролируемой детали, механизм одноосного нагружения эталонного образца, датчик линейных деформаций образца, усилитель, соединенный с выходом датчика линейных деформаций, делитель напряжения, соединенный с выходом усилителя, схему сложения, один вход которой соединен с

ЗО выходом усилителя, а другой вход—

905666

65 с выходом делителя другого канала, и регистратор, и дополнительным нуль-, индикатором, а выходы основного и компенсационного датчиков каждого из каналов подключены к одному из нуль-индикаторов.

На чеРтеже пРеДставлена блок ма устройства.

Устройство содержит искатель 1 с двумя рабочими электромагнитными датчиками 2 и 3, образованными соответственно измерительными обмотками 4 и 5 и возбуждающими обмотками 6 и 7, расположенными так, что ось одного датчика перпендикулярна оси другого датчика, два идентичных канала преобразования сигналов, включающие соответственно два компенсационных электромагнитных датчика 8 и 9 с измерительными обмотками 10 и 11 и возбуждающими обмотками.12 и 13, устанавливаемые на эталонных образцах 14 и

15 из материала контролируемой детали, дна механизма 16 и 17 одноосного нагружения эталонного образца, например, винтового типа, два датчика 18 и 19 линейных деформаций, например, тензометрического типа, два усилителя 20 и 21, соединенных с выходами датчиков 18 и 19, два делителя 22 и

23 напряжения, соединенных каждый с выходом одного из усилителей 20 и 21, два нуль-индикатора 24 и 25, включенные каждый между изглерительными об— мотками одного электромагнитного датчика искателя и одного компенсацион— ного электромагнитного датчика, две схемы 26 и 27 сложения сигналов, соединенные своигли входами соответственно с выходом усилителя одного канала и выходом делителя другого канала, два регистратора 28 и 29, соединенные с выходами схем 26 и 27 сложения сигналов, и генератор 30 питания датчиков 2,3,8 и 9, соединенный с возбуждающими обмотками 6,7,12 и

13.

Устройство работает следующим образом.

Искатель 1 с датчиками 2 и 3 устананливают на поверхности контролируемой металлической детали, а датчики

8,9,18 и 19 соответственно на эталонных образцах 14 и 15, имеющих ту же структуру металла, что и контролируемая деталь, но не имеющих остаточных напряжений.

На возбуждающие обмотки 6,7,12 и

13 Датчиков 2,3,8 и 9 подают напряжеиие переменного тока от генератора

30 При этом в измерительных обмотках 4,5,10 и 11 всех электромагнитных датчиков возникают сигналы, величина которых зависит от химического состана, структуры и неличины остаточных напряжений в образцах 14 и 15 и детали. Поскольку обмотки рабочих и компенсационных датчиков включены встречно, нуль-индикатор каждой цепи

1О

40 отклоняется на величину, соответствующую разнице сигналоз рабочего и компенсационного датчиков и обусловлен— ную разницей только остаточных напря— жений в образцах и детали, так как химический состав и структура образцов и детали одинаковые.

С помощью механизмов 16 и 17 одноосного нагружения осуществляют последовательно деформацию образцов

14 и 15 до установки нуль †индикаторов 24 и 25 в нулевое положение.При этом датчики 18 и 19 линейной деформации эталонных образцов создают сигналы, пропорциональные возникшим в эталонных образцах 14 и 15 деформациям их кристаллической решетки.Эти деформации соответствуют деформациягл кристаллической решетки детали. Однако созданные в образцах напряжения не соответствуют действительным значениям напряжений в детали, поскольку не учтена нелинейность влияния напряжений на деформации кристаллической решетки вследствие плоского напряженного состояния. Усиленные усилителями 20 и 21 сигналы поступают каждый на вход одной из схем 26 и 27 сложения, а на другой вход поступает ослабленный делителем 22 или

23 сигнал от усилителя другого канала. Благодаря этому сигналы на выходе схем сложения соответствуют" истинныгл значениям остаточных напряжений в детали, а регистраторы 28 и 29 фиксируют действительные значения остаточных напряжений.

Достоверность опредения остаточных напряжений с помощью предложенного устройства обеспечит надежный контроль ответственных деталей машин, например корпусов реакторов, а также будет способствовать увеличению срока их эксплуатации за счет возможности более точной регламентации величины остаточных напряжений в поверхностном слое.

Формула изобретения

Устройство для определения остаточных напряжений при плоском напряженном состоянии в металлических деталях, содержащее искатель с двумя электромагнитными датчиками, ориентированными во взаимно-перпендикулярных направлениях, и нуль-индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изглерений, оно снаб><ено двумя идентичными каналами преобразования сигналов, каждый из которых содержит компенсационный электромагнитный датчиК, устанавливаемый »а эталонном образце из материала KDHTpo>IHp) детали, механизм одноосного нагружения эталонного образца, да.тчик линейных деформаций образца, усилитель, 905666

Составитель Н .Тимошенко

Редактор M.Uèòêèíà Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Билак

Заказ 351/57 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 соединенный с выходом датчика линейных деформаций, делитель напряжения, соединенный с выходом усилителя, схему сложения, один вход которой соединен с выходом усилителя, а другой вход — с выходом делителя другого канала, и регистратор, и дополнительным нуль-индикатором, а выходы основного и компенсационного датчиков каждого из каналов подключены к одному из нуль-индикаторов.

Ис точ ни к и и н формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCP

9 446622998822, кл. G 01 В 7/24, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 120357, кл. G 01 В 7/24, 1955 (прототип).