DE892690C

DE892690C - Verfahren und Einrichtung zur UEberwachung des Dauer- bzw. Zeit-festigkeitszustandesferromagnetischer Materialien durch Bestimmung der AEnderung der magnetoelastischen Empfindlichkeit

Info

Publication number: DE892690C
Application number: DEG3849D
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Goebbels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-02-10
Filing date: 1942-02-10
Publication date: 1953-10-08

Description

Verfahren und Einrichtung zur Uberwachung des Dauer- bzw. Zeitfestigkeitszustandes ferromagnetischer Materialien durch Bestimmung der Änderung der magnetoelastischen Empfindlichkeit Die magnetoelastische Empfindlichkeit (Kurzbezeichnung me-Empfindlichkeit α) dynamisch beanspruchter ferromagnetischer Materialien bei Wechselstrommagnetisierung ändert sich mit der Lastwechselzahl. In den Abb. 1 und 2 sind als Beispiel angegeben die me-Empfindlichkeit α in Abhängigkeit von der Lastwechhselzahl z bzw. Betriebsdauer t verschiedener Materialien bei verschiedenen Beanspruchungen. Abb. 1 zeigt die αz-Charackteristik eines Konstruktionselementes aus einer Ni-Fe-Legierung; Kurve a bei Beanspruchungen unterhalb der Dauerfestigkeit; Kurve b bei Benspruchungen im Dauerfestigkeitsbereich.
Abb. 2 zeigt den αt-Verlauf eines dynamisch beanspruchten Konstruktionsteiles aus einem ausgeglühten Kohlenstoffstahl. Erfindungsgemäß wird nun die Änderung der me-Empfindlichkeit in der Weise zur Kontrolle des Festigkeitszustandes eines dynamisch beanspruchten Bauteiles benutzt, daß zunächst mittels eines ausgeführten Bauteiles unter den Betriebsbedingungen oder unter möglichst getreuer Nachbildung der Betriebsbedingungen dieses ermüdet wird, wobei je nach Beanspruchungsbereich ober- oder unterhalb der Dauerfestigkeit oder im Bereich der Zeitfestigkeit, nach mehr oder weniger vielen Lastspielen die me-Empfindlichkeit bei statischer Beanspruchung mittels einer gewissen konstant gehaltenen Last bestimmt wird. Die auf diese Weise gewonnene Charakteristik verläuft bei anderen gleichhartigen Konstruktionselementen gleichen Materials mit derselben mechanischen und thermischen Vorbehandlung bis zum gleichen Beanspruchungszustand durchaus ähnlich, so daß man also in der Lage ist, durch regelmäßige Feststellung der me-Empfindlichkeit zu beobachten, ob im Verlauf dear αt-Kurve Abweichungen von dem Normalverlauf auftreten. Diese Abweichungen vom Normalverlauf sind nur auf außergewöhnliche Beanspruchungsverhältnisse zurückführbar. Es ist also möglich, auf diese Weise festzustellen, ob das Konstruktionselement normalen Beanspruchungen unterworfen war oder ob Beanspruchungen aufgetreten sind, durch welche die Dauer- oder Zeitfestigkeit beeinflußt wird.
Zur Wahrung eindeutiger Verhältnisse wird, auch wenn die dynamische Benspruchung des Konstruktionselementes oberhalb der Elastizitätsgrenze liegt, die me-Empfindlichkeit statisch immer bei Benspruchungen innerhalb des elastischen Bereiches bestimmt. Zweckmäßig verwendet man dabei Gleichstromkompensationsschaltungen ähnlich der in Abb. 3 dargestellten, wobei der Ausschalg α des Instruments G gegenüber der Nullabgleichung (mittels Ra) im unbelastteten Zustand proportional ist der me-Empfindlichkeit, bei gleichem Wechselstromwiderstand der Magnetisierungswicklungen Rx und bei glecher Magnetisierungsstromstärke iM. Es ist vorteilhaft, die Magnetisierungswicklung auf einem Jochkörper anzubringen, der mit einfachen Mitteln, z. B. mittels eines Handgriffes (vgl. Abb. 4) oder mittels Klemmvorrichtungen, an dem zu untersuchenden Konstruktionsteil, in Abb. 4 eine Hohlwelle h, gehalten werden kann. Wesentlich für die Genauigkeit der Messung ist dabei, daß der Luftspalt zwischen Prüfkörper und Magnetisiierungsjoch immer möglichst klein oder zumindest immer gleichartig gehalten wird. Erfindungsgemäß wird dies einmal dadurch erreicht, daß die Enden r, s des Magnetisierungsjoches (s. Abb. 5) auswechselbar sind, so daß Ansatzstücke verschiedenster Gestalt angebracht werden können. Solche Ansatzstücke zeigen die Abb. 6, 7 und 8; Abb. 6 für einen Körper mit großem Krümmungsradius, Abb. 7 mit sehr kleinem Krümmungsradius, Abb. 8 für ebene Prüfkörper.
Bei Körpern mit rauher oder vielgestaltiger Oberfläche und zur Gewährleistung der Durchführung der Messungen an ein und derselben Stelle werden weitherin gemäß Erfindung besondere, bearbeitete Aufsatzstellen für das MAgnetisiierungsjoch vorgesehen.
Bei schwer oder nicht zugänglichen Stellen von Konstruktionselementen, z. B. Flugzeugtragflächenholm, wird die Bestimmung der me-Empfindlichkeit und damit die Überwachung des Beanspruchungszustandes an den verschiedensten Stellen erfindungsgemäß in der Weise durchgeführt, daß die Magnetisierungsjoche bzw. Wicklungen bei der Herstellung des Bauelementes fest eingebaut und mittels festverlegter Verbindungskkabel an einer leicht zugänglichen Stelle mit der Meßeinrichtung verbunden werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Überprüfung des Dauer-oder Zeitfestigkeitszustandes von ferromagnetischen Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels, einer in einem Wechselstromkreis liegenden Magnetisierungswicklung nach mehr oder weniger zahlreichen Lastwechseln die magnetoelastische Empfindlichkeit des ganzen oder eines Teils des Bauelementes bei statischer Belastung bei Beanspruchungen innerhalb des elastischen Bereiches bestimmt wird und die auf diese Weise gewonnene Charakteristik (me-Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Lastwechselzahl bzw. Betriesdauer) als Vergleichsbasis client für weitere gleichartig ausgeführte und hergestellte Bauteile.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklung auf einem Jochkörper angebracht ist, der mittels einfacher Hilfsmittel an dem zu untersuchenden Körper angebracht werden kann.
3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 un 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Jochkörper auswechselbare Endstücke anbringen lassen.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens entsprechend Anspruch I, 2 und 3, dadurch gekennzeichent, daß an dem zu utnersuchenden Bauteil besondere bearbeitete Aufsatzstellen für das Magnetisierungsjoch vorgesehen sind.
5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklungen bzw. Joche fest eingebaut sind.