RU1829004C - Способ определени усталостной поврежденности материала конструкции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механическим испытани м, а именно к способам определени  усталостной поврежденности матери- ала. Цель изобретени  - повышение точности на стадии до образовани  трещины за счет повышени  чувствительности показател  поврежденности к уровню поврежденности, а также повышение достоверности за счет снижени  вли ни  поверх- ностного разрушени  на процесс накоплени  повреждений. На образцы-свидетели , закрепленные на нагружаемом образце , осуществл ют воздействие потоком излучени  при одном уровне напр жени , но разных уровн х поврежденности при разных наработках. По изменению скорости поверхностного разрушени  суд т о накоплении повреждений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области испытаний , а именно к способам определени  усталостной поврежденности материала.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности на стадии накоплени  повреждений до образовани  трещины за счет повышени  чувствительности показател  поврежденности к поврежденности.

На фиг. 1 показан объект испытани  с образцами-свидетел ми; на фиг.2 - участок образца-свидетел , на который осуществлено воздействие; на фиг. 3 - зависимость от наработки отношени  скорости разрушени  к начальному значению.

Устройство дл  реализации способа представл ет собой стандартную испытательную машину дл  циклического нагруже- ни  со средствами регистрации нагрузки и параметров напр женно-деформированного состо ни , снабженную средствами поверхностного разрушающего нагрева материалов и средствами измерени  глубины поверхностного разрушени .

Способ реализуетс  следующим образом .

Циклическому нагружению подвергают образец 1, в зоне 2 наибольшей скорости накоплени  повреждений установлены датчики 3 напр жений. Вне зоны 2 расположены образцы-свидетели 4 с концентраторами такими, что максимальные напр жени  в низ совпадают с максимальными напр жени ми в зоне 2. Материал образцов-свидетелей совпадает с материалом образца в зоне 2. Дл  контрол  одинаковости напр жений образца в зоне 2 и образцов-свидетелей на последних могут устанавливатьс  дополнительные датчики напр жений (на фиг.1-3 не показаны). По мере накоплени  повреждений в зоне 2 и таких же повреждеКЗ 4D О

о

|

ний у образцов-свидетелей (нагружение может быть программным или случайным) осу- ществл ют остановку циклического нагружени  при одном и том же уровне напр жений (лучше всего - при максимальном в цикле, если нзгружение гармоническое), осуществл ют одно и то же воздействие (т.е. воздействие одинаковой плотности мощности , длительности и т.д.) на очередной образец-свидетель и определ ют глубину поверхностного разрушени  в зоне 5, разделив которую на врем  воздействи , определ ют скорость v(cr, Опр ), где (7 - напр жение, 7пр-предельное напр жение. Поскольку напр жение посто нно, а предельное напр жение уменьшаетс  по мере накоплени  повреждений, скорость разрушени  увеличиваетс . На фиг.2 глубина разрушени  Д2 соответствует большей поврежденное™, чем глубина Л1. При увеличении уровн  напр жени  а чувствительность способа повышаетс . При гармоническом нагружении уровень напр жени  можно без дополнительной поврежденное™ материала увеличивать до максимального напр жени  в цикле. В результате строитс  зависимость скорости v, отнесенной к начальному значению VH в зависимости4 от наработки, что характеризует рост поврежденности материала .

Пример.

Нагружению подвергалс  образец органопластика при пульсирующем цикле на уровне напр жени  1,1 Oft на базе 100 тыс. циклов. Через каждые 10 тыс. циклов на очередной образец-свидетель из такого же органопластика осуществл лось воздействие излучением длительности 0,5 с при плотности мощности 300 Вт/кв. см при максимальном напр жении цикла. При втором воздействии (первое осуществл лось при нулевой наработке)скорость V/VH составила величину 1,2 и сохранила указанное значение при третьем и четвертом воздействи х, что соответствует равновесному участку процесса повреждений. При п том и шестом воздействи х скорость V/VH составила значени  соответственно 1,35 и 1,5. Разрушение имело место и при наработке 67 тыс. циклов (шестое воздействие осуществл лось при 65 тыс. циклов наработки). Таким образом, в представленном примере показатель поврежденности изменилс  на 50%, в то врем  как предельное напр жение уменьшилось всего на 11%.

Указанное обсто тельство позвол ет сделать вывод о повышении точности за вленного способа по сравнению с прототипом .

Claims (3)

1.Способ определени  усталостной по- врожденности материала конструкции, заключающийс  в том, что материал конструкции циклически нагружают и при разных уровн х наработки определ ют изменение предельного напр жени  относительно неповрежденного материала, по которому суд т о поврежденности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при определении поврежденности полимерных материалов на стадии накоплени  повреждений, на каждом уровне наработки при равных значени х напр жений осуществл ют поверхностное разрушение материала путем его поверхностного нагрева излучением и .определ ют изменение

скорости поверхностного разрушени , по которому суд т об изменении предельного напр жени .

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что поверхностное разрушение осуществл ют при максимальных значени х напр жений циклов.

3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что воздействие излучени  осуществл ют на образцы-свидетели с концентраторами , напр жени  из материала конструкций, закрепл емые на конструкции вне ее зоны максимальной скорости накоплени  повреждений , а концентратор напр жений в каждом образце-свидетеле выполн ют с коэффициентом концентрации, равным отношению напр жений в зоне максимальной скорости накоплени  повреждений и в зоне закреплени  данного образца-свидетел .

Г

/

Ь

4

J

X j

3г V

I

Фиг.1

«L

г J

Фиг, 1