RU1796963C

RU1796963C - Method for determining rate of flaw development in structure

Info

Publication number: RU1796963C
Application number: SU914916576A
Authority: RU
Inventors: Владимир Егорович Михайлов
Original assignee: Институт Физико-Технических Проблем Севера Со Ан Ссср
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1991-01-18
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам определени скорости развити повреждений в элементе конструкции, Целью изобретени вл етс повышение достоверности определени скорости развити повреждений в элементе конструкции с остаточными напр жени ми. Из материала конструкции изготовл ют образец-свидетель , имеющий концентратор напр жений, образец-свидетель предварительно деформируют в кондукторе дл наведени остаточных напр жений, равных уровню остаточных напр жений в опасной области, кондуктор с образцом-свидетелем закрепл ют на участке конструкции, испытывающем аналогичные с опасной областью рабочие напр жени , по скорости развити повреждений в образце-свидетеле суд т о скорости развити повреждений в элементе конструкции. 1 ил. ел сThe invention relates to the study of the strength properties of materials, and in particular to methods for determining the rate of development of damage in a structural member. The aim of the invention is to increase the reliability of determining the rate of development of damage in a structural member with residual stresses. A test specimen having a stress concentrator is made from the material of the construction, the test specimen is pre-deformed in the conductor to induce residual stresses equal to the level of residual stresses in the hazardous area, the conductor with the test specimen is fixed on the construction site experiencing similar to hazardous area, the working voltage, according to the rate of development of damage in the witness specimen, judges the speed of development of damage in the structural member. 1 ill. ate with

Description

Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам определени усталостной долговечности элементов конструкций.The invention relates to the study of the strength properties of materials, and in particular to methods for determining the fatigue life of structural elements.

Известно несколько способов оценки усталостной долговечности элементов конструкций ..Several methods are known for evaluating the fatigue life of structural elements ..

Общим недостатком этих способов вл етс то, что они не учитывают вли ни остаточных напр жений на долговечность элемента конструкции.A common disadvantage of these methods is that they do not take into account the effect of residual stresses on the durability of the structural member.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности вл етс способ определени скорости развити повреждений в детали, по которому на нагружаемой поверхности детали закрепл ют образец-свидетель, имеющий концентратор напр жений, подвергают его нагружениюClosest to the proposed method in technical essence is a method for determining the rate of development of damage in a part, by which a witness specimen having a stress concentrator is fixed on the loaded surface of the part, subjected to loading

аналогично нагружению поверхности детали и по скорости развити повреждений суд т о скорости развити повреждений в детали.similarly to the loading of the surface of the part and the rate of development of damage, the rate of development of damage in the part is judged.

Недостатком известного способа также вл етс невозможность учета вли ни остаточных напр жений на долговечность элемента конструкции.A disadvantage of the known method is also the impossibility of taking into account the effect of residual stresses on the durability of the structural element.

Цель изобретени - повышение достоверности определени скорости развити повреждений в элементе конструкции с остаточными напр жени ми.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the rate of development of damage in a structural element with residual stresses.

.Изобретение иллюстрируетс чертежом .. The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже изображен элемент-свидетель 1. закрепленный на кондукторе 2 и установленный на элементе 3 конструкции.The drawing shows a witness element 1. mounted on the jig 2 and mounted on the structural element 3.

VI юVI y

оabout

:Ч О IOJ: W ABOUT IOJ

,На конструкции предварительно определ ют опасную область, где наиболее часто образуютс усталрстные трещины. В этой области определ ют уровень остаточных напр жений, например, рентгенострук- турным анализом, Из того же материала, что и исследуема конструкци изготовл ют .элемент-свидетель с концентратором напр жений , который обеспечивает идентичность напр женного состо ни рабочей части образец-свидетел с напр женным состо нием опасной области конструкции при эксплуатации конструкции. Элемент- свидетель закрепл ют на кондукторе с помощью болтов 4. Кондуктор с образцом-свидетелем деформируют так, что в рабочей части элемента-свидетел действуют напр жени , равные остаточным напр жени м в опасной области конструкции . Затем кондуктор с образцом-свидетелем закрепл ют с помощью сварных швов 5, The hazardous area where fatigue cracks most often form is predefined on the structure. In this area, the level of residual stresses is determined, for example, by X-ray diffraction analysis. A witness element with a stress concentrator, which ensures the identity of the stress state of the working part of the witness specimen, is made from the same material as the structure under study. the stress state of the hazardous area of the structure during operation of the structure. The witness element is fixed to the conductor using bolts 4. The conductor with the witness specimen is deformed so that stresses equal to the residual stresses in the hazardous area of the structure are applied to the working part of the witness element. Then the conductor with the witness specimen is fixed using welds 5

на исследуемом участке конструкции, испытывающем аналогичные с опасной областью рабочие напр жени .in the studied section of the structure, which experiences working stresses similar to those in the hazardous area.

Во врем эксплуатации конструкции периодически осматривают образец-свидетель и устанавливают зависимость скорости развити в нем повреждений от длительности эксплуатации конструкции.During the operation of the structure, a test specimen is periodically inspected and the dependence of the rate of development of damage in it on the duration of operation of the structure is established.

Дл определени скорости развити повреждений в элементе конструкции и прогнозировани развити повреждений после заданной наработки сравнивают состо ние элемента конструкции с состо нием образца-свидетел и по зависимости, установленной дл элемента-свидетел , определ ют скорость развити повреждений в элементе-свидетеле .In order to determine the rate of development of damage in a structural member and to predict the development of damage after a given operating time, the state of the structural member is compared with the state of the witness sample and the rate established for the witness element is used to determine the rate of development of damage in the structural member.

Использование изобретени позволит избежать непредвиденных разрушенийThe use of the invention will avoid unforeseen damage.

конструкций под действием суперпозиции остаточных и рабочих напр жений.structures under the action of a superposition of residual and working voltages.

Формул а изобретени Способ определени скорости развити повреждений в конструкции, по которому образец-свидетель из материала конструкции с концентратором на рабочем участке закрепл ют через кондуктор на исследуемом участке конструкции и по скорости накоплени повреждений в образце суд т о скорости накоплени повреждений в конструкции , о т л и :ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени достоверности путем учета вли ни остаточных напр жений, предварительно определ ют уровень остаточных напр жений в исследуемом месте конструкции, кондуктор выполн ют в виде двух пластин, концентратор выполн ют так, что концентраци напр жений компенсирует вли ние жесткости св зи образца свидетел с кондуктором, в рабочей части образца-свидетел при закреплении его вместе с кондуктором на исследуемом участке конструкции обеспечивают остаточные напр жени , равные предварительно определенным , а длина А рабочего участка образца свидетел /длина I базы креплени плаетйн кондуктора и характерный размер L исследуемого участка конструкции в направлении деформировани св заны соотношением А /I - 1/L. SUMMARY OF THE INVENTION A method for determining the rate of development of damage in a structure by which a test specimen from a material of a structure with a concentrator in a work area is secured through a conductor in a test area of the structure and the rate of damage accumulation in the sample is used to determine the rate of damage accumulation in the structure, and, in particular, in order to increase reliability by taking into account the influence of residual stresses, the level of residual stresses in the studied place of the structure is preliminarily determined , the conductor is made in the form of two plates, the concentrator is made so that the stress concentration compensates for the stiffness of the bond of the witness specimen with the conductor, in the working part of the witness specimen, when securing it together with the conductor in the studied section of the structure, they provide residual stresses equal to the predetermined ones, and the length A of the working section of the witness specimen / length I of the base for fastening the guide cone and the characteristic size L of the investigated section of the structure in the direction of deformation are associated with elations A / I - 1 / L.

АAND

-&- &