RU2435155C2 - Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness - Google Patents
Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435155C2 RU2435155C2 RU2010105102/28A RU2010105102A RU2435155C2 RU 2435155 C2 RU2435155 C2 RU 2435155C2 RU 2010105102/28 A RU2010105102/28 A RU 2010105102/28A RU 2010105102 A RU2010105102 A RU 2010105102A RU 2435155 C2 RU2435155 C2 RU 2435155C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- residual stresses
- stresses
- hardness
- level
- material hardness
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области общего машиностроения, в частности к способам определения остаточных напряжений в изделиях при их изготовлении и последующей эксплуатации.The invention relates to the field of general engineering, in particular to methods for determining residual stresses in products during their manufacture and subsequent operation.
Известны способы определения остаточных напряжений с использованием тензорезисторов, устанавливаемых в зонах контроля, см. Биргер И.А. Остаточные напряжения. - М.: Машгиз, 1963, 232 с. Они обладают высокой точностью и позволяют получить данные по напряженно-деформированному состоянию (НДС) материала в локальных зонах изделия. Недостатком этих способов является их высокая трудоемкость и стоимость. Данные способы относятся к разрушающим методам исследований, что ограничивает возможности их использования.Known methods for determining residual stresses using strain gages installed in control zones, see I. Birger Residual stresses. - M.: Mashgiz, 1963, 232 p. They are highly accurate and provide data on the stress-strain state (VAT) of the material in the local areas of the product. The disadvantage of these methods is their high complexity and cost. These methods relate to destructive research methods, which limits the possibilities of their use.
На практике часто используют неразрушающие способы контроля НДС металла. Они менее трудоемки и обладают меньшей точностью. Среди этих способов наибольшее распространение получил магнитно-шумовой способ контроля, см. Инструкцию по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов. РД 12-411-01. Госгортехнадзор России, 2001 г. Магнитно-шумовой способ контроля основан на использовании корреляционных зависимостей между магнитными характеристиками материала и уровнем остаточных напряжений.In practice, non-destructive methods for controlling the metal VAT are often used. They are less labor intensive and less accurate. Among these methods, the most widely used magnetic noise control method, see the Instructions for diagnosing the technical condition of underground steel gas pipelines. RD 12-411-01. Gosgortekhnadzor of Russia, 2001. The magnetic-noise control method is based on the use of correlation dependencies between the magnetic characteristics of the material and the level of residual stresses.
Магнитно-шумовой способ контроля обладает следующими недостатками:Magnetic noise control method has the following disadvantages:
а) Тарировка измерительных приборов должна производиться в специализированных центрах.a) Calibration of measuring instruments should be carried out in specialized centers.
б) Для каждого прибора существуют индивидуальные тарировочные таблицы (по маркам сталей), эти таблицы не пригодны для других приборов этого типа.b) For each device there are individual calibration tables (for steel grades), these tables are not suitable for other devices of this type.
в) Магнитные свойства одних и тех же марок сталей могут изменяться в достаточно широких пределах, в связи с чем точность измерений невелика.c) The magnetic properties of the same steel grades can vary within a fairly wide range, and therefore the measurement accuracy is small.
Технической задачей изобретения является разработка способа определения остаточных напряжений по характеристикам твердости конструкционных сталей. Преимуществом заявляемого способа является возможность оперативного контроля уровня остаточных напряжений в материале конструкции или изделия в заводских условиях в процессе их изготовления, а также в условиях эксплуатации. При этом в качестве измерительных приборов могут быть использованы переносные твердомеры ударного и статического действия.An object of the invention is to develop a method for determining residual stresses by the hardness characteristics of structural steels. An advantage of the proposed method is the possibility of operational control of the level of residual stresses in the material of the structure or product in the factory during their manufacture, as well as in operating conditions. Moreover, portable hardness testers of shock and static action can be used as measuring instruments.
Принцип использования характеристик твердости материала при оценке уровня остаточных напряжений в металле основан на том, что при измерении твердости происходит пластическое деформирование материала в зоне его контакта с индентором измерительного прибора. При этом исходное напряженно-деформированное состояние материала (наличие или отсутствие остаточных напряжений) оказывает влияние на характер этих деформаций и, в конечном итоге, на регистрируемые значения твердости.The principle of using the characteristics of the hardness of the material in assessing the level of residual stresses in the metal is based on the fact that when measuring hardness, plastic deformation of the material occurs in the zone of its contact with the indenter of the measuring device. In this case, the initial stress-strain state of the material (the presence or absence of residual stresses) affects the nature of these strains and, ultimately, the recorded values of hardness.
Для пояснения существа заявляемого способа определения остаточных напряжений по характеристикам твердости материала на чертеже представлен график изменения твердости металла в локальных зонах призматического образца 50×75×500 мм, нагружаемого по схеме 4-точечного изгиба (низколегированная сталь, σ02=640 МПа). Измерения твердости проводили в зоне максимальных растягивающих напряжений и на боковой поверхности образца, в зонах растягивающих и сжимающих напряжений. Как видно из графика, наблюдается хорошая корреляция между уровнем растягивающих и сжимающих напряжений в различных зонах нагружаемого образца и регистрируемыми значениями твердости.To explain the essence of the proposed method for determining the residual stresses according to the characteristics of the hardness of the material, the drawing shows a graph of the change in the hardness of the metal in the local zones of the prismatic sample of 50 × 75 × 500 mm, loaded according to the 4-point bending scheme (low alloy steel, σ 02 = 640 MPa). Hardness measurements were carried out in the zone of maximum tensile stresses and on the side surface of the sample, in zones of tensile and compressive stresses. As can be seen from the graph, there is a good correlation between the level of tensile and compressive stresses in different zones of the loaded sample and the recorded values of hardness.
Предлагаемый способ определения остаточных напряженки заключается в том, что уровень остаточных напряжений в локальных зонах на поверхности изделия оценивают по изменению регистрируемых значений твердости металла в этих зонах относительно исходных значений (при отсутствии напряжений).The proposed method for determining residual stresses is that the level of residual stresses in local zones on the surface of the product is estimated by the change in the recorded values of the metal hardness in these zones relative to the initial values (in the absence of stresses).
С учетом 2-осного напряженного состояния материала, для оценки уровня главных напряжений σ1ост и σ2ост, в зонах контроля делают параллельные надрезы, ориентированные под углом 90° по отношению друг к другу, глубиной до нескольких миллиметров. Пространственная ориентация надрезов должна учитывать технологические особенности изготовления изделий таким образом, чтобы геометрические оси надрезов совпадали с наиболее вероятным направлением действия главных напряжений. Надрезы разной ориентации в зонах контроля располагают так, чтобы они не оказывали взаимного влияния на результаты определения уровня остаточных напряжений, σ1ост и σ2ост. Остаточные напряжения определяют по корреляционным зависимостям σост=f(ΔH).Taking into account the 2-axis stress state of the material, in order to assess the level of principal stresses σ 1ost and σ 2ost , parallel incisions are made in the control zones, oriented at an angle of 90 ° to each other, to a depth of several millimeters. The spatial orientation of the notches should take into account the technological features of manufacturing products so that the geometric axis of the notches coincide with the most probable direction of action of the main stresses. The incisions of different orientations in the control zones are positioned so that they do not have a mutual influence on the results of determining the level of residual stresses, σ 1ost and σ 2ost . Residual stresses are determined by the correlation dependences σ ost = f (ΔH).
Преимуществом заявляемого способа является возможность оперативного контроля уровня остаточных напряжений в материале конструкции или изделия в заводских условиях в процессе их изготовления, а также в условиях эксплуатации. В качестве измерительных приборов могут быть использованы переносные твердомеры ударного и статического действия.An advantage of the proposed method is the possibility of operational control of the level of residual stresses in the material of the structure or product in the factory during their manufacture, as well as in operating conditions. As measuring instruments, portable hardness testers of shock and static action can be used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105102/28A RU2435155C2 (en) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105102/28A RU2435155C2 (en) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010105102A RU2010105102A (en) | 2011-08-20 |
| RU2435155C2 true RU2435155C2 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=44755470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010105102/28A RU2435155C2 (en) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2435155C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582229C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское производственное предприятие "ВАЛЬМА" | Installation for testing samples of metal welded and seamless pipes |
| RU2600518C2 (en) * | 2011-10-07 | 2016-10-20 | Эйрбас Оперэйшнз Лимитед | Method and apparatus for measuring residual stresses in component |
| RU2797771C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-06-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for determining residual stresses in a rib on a rigid base |
-
2010
- 2010-02-12 RU RU2010105102/28A patent/RU2435155C2/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600518C2 (en) * | 2011-10-07 | 2016-10-20 | Эйрбас Оперэйшнз Лимитед | Method and apparatus for measuring residual stresses in component |
| RU2582229C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское производственное предприятие "ВАЛЬМА" | Installation for testing samples of metal welded and seamless pipes |
| RU2797771C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-06-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for determining residual stresses in a rib on a rigid base |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010105102A (en) | 2011-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2435155C2 (en) | Procedure for determination of residual stresses by characteristics of material hardness | |
| Krivokrysenko et al. | Use of magnetic anisotropy method for assessing residual stresses in metal structures | |
| Zvirko et al. | Non-destructive evaluation of operated pipeline steel state taking into account degradation stage | |
| Tyutrin | Improving reliability of parts of mounted mower according to monitoring results by fatigue gauges from tin foil | |
| Efimov | Determination of tensile strength by the measured rock bending strength | |
| Drumond et al. | High cycle fatigue damage evaluation of steel pipelines based on microhardness changes during cyclic loads | |
| Bardakov et al. | Acoustic emission behaviour of over-reinforced concrete beams | |
| Drumond et al. | High cycle fatigue damage evaluation of steel pipelines based on microhardness changes during cyclic loads: part II | |
| RU2507514C1 (en) | Method to assess damage of structure material | |
| RU2308009C1 (en) | Method of measuring residual stress in articles made of ferromagnetic materials | |
| RU2654154C2 (en) | Method of determining the residual life of the pipelines | |
| Lunev et al. | Acoustic parameters as the material formability criteria | |
| Arifin et al. | Evaluating the contraction value of ferromagnetic material at early fatigue loading stage using magnetic flux leakage signature | |
| Davies et al. | Continuous creep damage monitoring using a novel potential drop technique | |
| Filinov et al. | The monitoring of technological stresses by the method of magnetic noise | |
| RU2570237C1 (en) | Method of determining viscosity of metallic materials | |
| Boutet et al. | Probabilistic prediction of fatigue life of cracked parts: Linear elastic fracture mechanics based approach | |
| Kevinly et al. | A study on monitoring multi-scale concrete members with coda-wave interferometry using embedded transducers | |
| RU2706106C1 (en) | Method of determining service life of steel articles | |
| RU2779974C1 (en) | Method for determining fatigue damage of metastable austenitic steels | |
| Kim et al. | Proposed fatigue damage measurement parameter for shot-peened carbon steel based on fatigue crack growth behavior | |
| Permyakov et al. | Combined diagnostics of oil and gas refinery equipment | |
| Muravyeva et al. | Change in the Acoustic and Elastic Properties of the Cylindrical Steel Specimens during the Tensile | |
| Jacobsson et al. | Experimental determination of spalling initiation in hard rock | |
| RU2685458C1 (en) | Method for determining strength characteristics of low-carbon steels |