DE534158C

DE534158C - Method for determining the direction and measuring the surface tension on structural parts

Info

Publication number: DE534158C
Application number: DEM97527D
Authority: DE
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1926-12-21
Filing date: 1926-12-21
Publication date: 1931-09-23

Description

Verfahren zur Feststellung der Richtung und zum 1Vlessen der Oberflächenspannung an Konstruktionsteilen Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, an Konstruktionsteilen, insbesondere an Formübergangsstellen bei Schubstangen, Kurbelwellen, Motorgehäusen, Motorzylindern u. dgl., die Oberflächenspannung nach Richtung und Größe festzustellen.Method of determining direction and measuring surface tension on structural parts The invention is concerned with the task of structural parts, especially at shape transition points on push rods, crankshafts, engine housings, Motor cylinders and the like to determine the surface tension according to direction and size.

Es ist in der Materialprüfung bekannt, zur Feststellung der Formänderung (Dehnung) eines Materials auf die Oberfläche eines für die Prüfung besonders hergerichteten Probestabes oder einfacher Maschinenteile Instrumente aufzusetzen, welche die Änderung in der Meßlänge unter entsprechender Last anzeigen. Hierher gehören u. a. die bekannten Instrumente von Martens und Bauschinger. Solche Instrumente sind an den Enden der Meßstrecke mit Schneiden o. dgl. versehen, die in das Material des Probestabes eingedrückt werden. Die Längenänderung der Meßstrecke wird unter entsprechender Übersetzung mittels eines Zeigers auf einer Skala angezeigt, oder es wird auch, z. B. bei dem Martensschen Spiegelapparat, die Ablenkung eines reflektierten Lichtstrahles festgestellt, der auf einen am Instrument angebrachten und sich bei Längenänderung drehenden Spiegel geworfen wird.It is known in materials testing to determine the change in shape (Elongation) of a material on the surface of a specially prepared for the test Test rods or simple machine parts to put instruments on, which the change Display in the measuring length under the corresponding load. This subheading includes the known Martens and Bauschinger instruments. Such instruments are at the ends of the The measuring section is provided with cutting edges or the like, which are pressed into the material of the test rod will. The change in length of the measuring section is under the appropriate translation indicated by means of a pointer on a scale, or it is also, e.g. B. at the Martens mirror apparatus, the deflection of a reflected light beam detected, on a mirror attached to the instrument and rotating when the length changes is thrown.

Bei allen diesen Materialprüfungsverfahren i'st entweder die Richtung der Spannung bekannt, so daß das Instrument in dieser Richtung aufgesetzt und der Höchstwert gemessen werden kann. Wenn dies jedoch, wie in vielen Fällen, insbesondere aber bei Teilen mit verwickelter Formgebung und starken Ouerschnittsübergängen, nicht der Fall ist, gab es bisher keine Möglichkeit der sicheren Messung der höchsten Spannung, denn durch die bisher bekannt gewordenen, besonderen Hilfsmittel (z. B. Erzeugung der Darfschen Oxydschicht) konnte der Verlauf nur bei Beanspruchungen über die Elastizitätsgrenze hinaus festgestellt werden. Die größte Formänderung bei Beanspruchung über der Elastizitätsgrenze- liegt aber in fast allen Fällen nicht an der dynamisch, sondern an der statisch höchstbeanspruchten Stelle. Außerdem wird in diesen Fällen stets das zur Feststellung des Spannungsverlaufs dienende Stück durch den Versuch unbrauchbar.In all of these material testing methods, either direction is the rule the voltage known, so that the instrument is placed in this direction and the Maximum value can be measured. However, if this is the case, as in many cases, in particular but for parts with an intricate shape and strong cross-sectional transitions, is not the case, there has previously been no way of reliably measuring the highest Tension, because the special aids that have become known so far (e.g. Creation of the Darf's oxide layer), the course was only able to undergo stress can be determined beyond the elastic limit. The biggest change in shape if the load is above the elastic limit - this is not the case in almost all cases at the dynamic, but at the most statically stressed point. Also will in these cases always the piece used to determine the stress curve unusable by the attempt.

Hier setzt die Erfindung ein, die ermöglicht, an jeder beliebigen Stelle eines nach dem Versuch wieder zu verwendenden Konstruktionsteiles, z. B. in den Hohlkehlen einer Kurbelwelle oder an den Ausbuchtungen einer Pleuelstange, wo mit den bisherigen Mitteln eine Messung nicht möglich war, die größte Oberflächenspannung unter normaler Belastung nach Richtung und Größe festzustellen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Oberfläche des Konstruktionsteiles mit einer Masse überzogen, die bei Beanspxuchungen unterhalb der Elastizitätsgrenze des Konstruktionsmaterials quer zum jeweiligen Spannungsverlauf -reißt. Auf solche Weise ist dann zunächst die Richtung des Spannungsverlaufes festgestellt. Weiterhin kann erfindungsgemäß zur alleinigen Befestigung des'-zur Messung benötigten.Meßinstrumentes, das an den Enden der Meß'strecke aufgeklebt -wird,. die.Über= zugsinasse als Klebemittel dienen. Es ist zwar schon früher vorgeschlagen worden, Dehnungsinstrumente aufzukleben. Dies geschieht hierbei jedoch nur zum Zwecke-pro=.. visorischer Anbringung. Vor Aufbringen der Last werden aber. dann die Schneiden dieser Instrumente in der üblichen Weise an die Oberfläche des Probestücks gepreßt. -Bei dem zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens benötigten Meßinstrument ist dies nicht erforderlich.This is where the invention comes in, which makes it possible to work on any Place a construction part to be used again after the experiment, e.g. B. in the fillets of a crankshaft or on the bulges of a connecting rod, where a measurement was not possible with the previous means, the greatest surface tension to be determined under normal load according to direction and size. To this end according to the invention, the surface of the construction part is coated with a mass, those with stresses below the elastic limit of the construction material at right angles to the respective tension curve - tears. In such a way then is first determined the direction of the voltage curve. Furthermore can according to the invention for the sole attachment of the measuring instrument required for measurement, which is glued to the ends of the measuring section. die.Über = Zugsinasse as an adhesive to serve. Admittedly, it has already been proposed to glue on stretching instruments. In this case, however, this is only done for the purpose of providing a visual attachment. before Applying the load will be though. then cutting these instruments in the usual Way pressed against the surface of the specimen. -At the execution of the present This is not necessary for the measuring instrument required for the procedure.

Es hat sich herausgestellt, daß- diesen Anforderungen ein natürliches oder künstliches Harz am besten genügt: Es ist bekannt, daß z. B. Lacküberzüge im Lauf der Zeit springen und reißen, wenn die Unterlage, auf der sie angebracht sind, sehr viel elastischer oder sehr viel weniger elastisch ist als der getrocknete Lack. In ähnlicher Weise zeigt sich bei dem erfindungsgemäßen Harzüberzug eine Rißbildung, wenn der Konstruktionsteil der Beanspruchung unterworfen wird. Die Risse verlaufen natürlich quer zur Beanspruchungsrichtung.It has been found that these requirements are natural or artificial resin is best: It is known that z. B. paint coatings in Jump and tear over time if the surface on which they are attached is much more elastic or much less elastic than the dried varnish. Similarly, the resin coating according to the invention shows cracking, when the structural part is subjected to the stress. The cracks run of course across the direction of stress.

Nachdem die Belastung wieder aufgehoben ist, wird dementsprechend das Meßinstrument in der Richtung senkrecht zu den Rissen aufgeklebt und nun neu belastet.After the load is lifted again, it will be done accordingly the measuring instrument glued on in the direction perpendicular to the cracks and now new burdened.

Dazu ist es nötig, ein besonders kleines und außerordentlich leicht ansprechendes Instrument zu verwenden. Damit eine möglichst genaue Messung erfolgt und im besonderen auch zur Erzielung eines entsprechend kleinen Instruments soll die Meßstrecke verhältnismäßig kurz sein. Ihre dementsprechend kleine Längenänderung wird unter übersetzung durch den Zeiger auf einer Mikroskala. angezeigt. Zur Ablesung dieses immer noch absolut kleinen Weges auf der Skala dient ein Mikroskop, das an beliebiger Stelle aufgestellt sein kann. Das Instrument kann unter bekannten Verhältnissen geeicht und dann zur direkten Ablesung der Beanspruchung verwandt werden.For this it is necessary to have a particularly small and extremely light one appealing instrument to use. So that the most accurate measurement possible and in particular to achieve a correspondingly small instrument the measuring distance must be relatively short. Their correspondingly small change in length is translated by the pointer on a microscale. displayed. For reading This still absolutely small path on the scale is used by a microscope can be set up anywhere. The instrument can work under known conditions can be calibrated and then used for direct reading of the stress.

Nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, kleinste Längenänderungen an einer beliebigen Stelle der Oberfläche eines Konstruktionsteiles nach Richtung und Größe festzustellen, was bisher vielfach angestrebt aber noch nie gelöst wurde. Unter Benutzung des Verfahrens lassen sich die Spannungsverhältnisse der Konstruktionsteile unter ihren normalen Belastungsverhältnissen durch Ausführung entsprechender Versuche ermitteln, und zwar vor allem auch an denjenigen Stellen, wo eine Feststellung durch Rechnung nicht möglich ist. Auch kann das Verfahren u. a. z. B. dazu Verwendung finden, einen Konstruktionsteil mehrfach zu prüfen unter Abänderung seiner Form oder Abmessungen, um festzustellen, welche Änderungen in den Spannungen dadurch auftreten. -All diese Möglichkeiten der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeuten einen außerordentlichen Fortschritt in der Erfassung der tatsächlich auftretenden Spannungen, besonders auch an Stellen, die bisher allen solchen Versuchen unüberwindliche Schwierigkeiten boten. Damit sind den Konstrukteuren auf den verschiedensten Gebieten, besonders z. B. auch im Automobilbau, neue erfolgversprechende Wege eröffnet.According to this method according to the invention, it is possible to make the smallest changes in length at any point on the surface of a structural part by direction and size, which has been strived for so far but has never been solved. Using the method, the stress ratios of the structural parts can be determined under their normal load conditions by carrying out appropriate tests determine, especially in those places where a determination is made Invoice is not possible. The method can also be used, inter alia. z. B. use for this find to check a construction part several times while changing its shape or dimensions to determine what changes in the stresses this causes appear. -All these possibilities of using the method according to the invention represent an extraordinary advance in the recording of those actually occurring Tensions, especially in places that have so far been insurmountable for all such attempts Presented difficulties. This means that the designers in a wide variety of areas especially z. B. also in the automotive industry, new promising avenues opened up.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Procedure for determining the direction and to Measurement of surface tension on structural parts, especially at form transition points for push rods, crankshafts, engine housings, engine cylinders, etc., characterized in that that the affected places initially with a below the elastic limit of the construction material tearing mass that the construction part is then subjected to the desired load, the coating being transverse to the direction of stress Crack formation shows that after the load is removed, a measuring instrument is perpendicular to the course of the crack is applied with a particularly short measuring length, and that with repeated loading the occurring change in length using a transmission device known per se displayed on a microscale and read there through a microscope. z. procedure according to claim i, characterized in that the coating mass for the surface of the construction part as well as to identify the direction of the stress curve as is also used in a known manner for gluing the measuring instrument, for example by using natural or artificial resins.