RU2508527C2 - Способ определения механических напряжений в сварном изделии - Google Patents
Способ определения механических напряжений в сварном изделии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2508527C2 RU2508527C2 RU2012110848/28A RU2012110848A RU2508527C2 RU 2508527 C2 RU2508527 C2 RU 2508527C2 RU 2012110848/28 A RU2012110848/28 A RU 2012110848/28A RU 2012110848 A RU2012110848 A RU 2012110848A RU 2508527 C2 RU2508527 C2 RU 2508527C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- zone
- diameter
- controlled
- product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварке, в частности к способам определения деформаций и напряжений при сварке металлических конструкций и их последующей эксплуатации преимущественно из углеродистых и низколегированных сталей, и может быть использовано при изготовлении и техническом обследовании сварных конструкций в любых отраслях промышленности. Сущность: в качестве контролируемой зоны выбирают участок изделия, находящегося под нагрузкой, нагревают участок, создавая в нем пластическую деформацию. Измерение размера контролируемой зоны производят датчиками перемещения до и после нагрева, и по изменению ее размера судят о напряженном состоянии металла до начала нагрева. Диаметр зоны нагрева выбирают из условия A=(1,3-5,0)d, где d - диаметр зоны нагрева, А - диаметр базы измерения контролируемой зоны. Технический результат: повышение достоверности оценки прочности и ресурса сварных конструкций путем экспериментального определения их напряженного состояния. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Способ определения механических напряжений в сварном изделии
Область техники
Изобретение относится к сварке, в частности, к способам определения деформаций и напряжений при сварке металлических конструкций и их последующей эксплуатации преимущественно из углеродистых и низколегированных сталей и может быть использовано при изготовлении и техническом обследовании сварных конструкций в любых отраслях промышленности.
Уровень техники
Существует ряд механических методов определения напряжений. Эти методы основаны на принципе упругой разгрузки объема металла при его освобождении от остаточных напряжений путем разрезки. Измеряя деформации, возникающие при разрезке, можно вычислить остаточные напряжения по формулам теории упругости (Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. «Теория сварочных деформаций и напряжений» - М.: Машиностроение, 1984, стр.110-111).
Большинство этих методов оценки напряженного деформированного состояния являются разрушающими (повреждающими) и трудоемкими, к тому же они пригодны для использования только в лабораторных условиях. При сварке ответственных конструкций это недопустимо.
Известен метод зондирующей лунки в сочетании с голографической интерферометрией. Он прост в исполнении и, вследствие малости диаметра и глубины отверстия, часто может быть отнесен к числу неразрушающих или слабо разрушающих методов («Технологические напряжения в сварных соединениях» / Г.Н. Чернышев, А.Л. Попов, А.А. Антонов и др. Москва, Издательство МГОУ, 2004, стр.16-27).
Недостатками этого способа являются довольно большая и трудоемкая предварительная подготовка и сложность в расшифровке полученных интерферометрических картин.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату к заявляемому изобретению является способ определения механических напряжений в металле, включающий измерение деформаций, возникающих в контролируемой зоне в результате ее нагрева (а.с. СССР №238851, кл. G01L 1/06).
Недостатками этого способа являются сложность предварительной подготовки изделий к контролю, трудоемкость операции нагрева для всего изделия и недостаточность получаемой информации о напряженном состоянии изделия.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение способа - повышение достоверности оценки прочности и ресурса сварных конструкций путем экспериментального определения их напряженного состояния.
Поставленная задача решается тем, что заявляемый способ обеспечивает локальный нагрев изделия в процессе его работы, в результате чего происходят пластические деформации, зависящие от исходных напряжений, которые определяют ресурс работы изделия на данном участке.
Способ определения механических напряжений в изделии включает измерение деформаций, возникающих в контролируемой зоне в результате ее нагрева. Причем в качестве контролируемой зоны выбирают участок изделия под нагрузкой. Нагревом этого участка создают в нем пластическую деформацию. Измерение размера контролируемой зоны производят до и после нагрева и по изменению ее размера судят о напряженном состоянии металла до начала нагрева. Диаметр зоны нагрева d выбирают из условия A=(1,3-5,0)d, где А - диаметр базы измерения контролируемой зоны.
Дополнительно для повышения точности измерений количество датчиков перемещений должно быть не менее 3-х.
Кроме того, нагрев осуществляют концентрированными источниками тепла.
Для иллюстрации осуществления способа представлены чертежи, где на фиг.1 схематично показано устройство для осуществления способа (вид сбоку), на фиг.2 - вид сверху указанного устройства.
Устройство содержит источник нагрева (концентрированный источник тепла) 1, датчики перемещения 2-4, установленные на изделие 5, зону нагрева 6 диаметром d, базу измерения контролируемой зоны 7 диаметром А.
Осуществление изобретения
Способ осуществляют следующим образом. После установки устройства на поверхность изделия 5, с помощью датчиков перемещения 2-4 определяют начальные размеры базы измерения контролируемой зоны 7 с точностью до 1 мкм. После чего производят нагрев зоны 6 участка изделия 5 в процессе его работы. При этом в нагретой зоне 6 возникают сжимающие напряжения, вызванные сопротивлением не нагретой части изделия. Эти напряжения достигают предела текучести и приводят к пластической деформации укорочения в нагретой зоне 6. При остывании происходит следующее: область, испытавшая пластическую деформацию, сокращается, а окружающая ее зона конструкции препятствует этому сокращению, что вызывает остаточные растягивающие напряжения, достигающие в зоне 6 предела текучести и перемещения в точках изделия, окружающих зону 6. После полного остывания поверхности нагрева производят повторное измерение размеров базы измерения контролируемой зоны 7. По изменению размеров базы измерения контролируемой зоны 7 можно судить о напряженном состоянии металла до начала нагрева на данном участке поверхности изделия. Для определения всех компонент напряженного состояния у поверхности изделия количество датчиков перемещений 2-4 должно быть не менее трех, расположенных под углом друг к другу. Для точечного ввода теплоты и уменьшения размеров зоны нагрева 6 целесообразно использовать концентрированные источники тепла, такие как электрическая дуга, лазерный луч, трение вращающегося инструмента и т.п.
Диаметр зоны нагрева выбирают из условия A=(1,3-5,0)d, где d - диаметр зоны нагрева, А - диаметр базы измерения контролируемой зоны. Минимальньш диаметр базы измерения обусловлен тем, что база измерения контролируемой зоны должна находиться за пределами зоны пластической деформации, а увеличение максимального диаметра базы измерения нецелесообразно, так как перемещения точек поверхности изделия уменьшаются по мере удаления от зоны пластической деформации.
Таким образом, способ определения механических напряжений в изделии позволяет получить компоненты напряжений, возникших в процессе изготовления, в период эксплуатации, а также суммарный уровень технологических и эксплуатационных напряжений без повреждения или частичного разрушения исследуемой поверхности.
Claims (3)
1. Способ определения механических напряжений в изделии, включающий измерение деформаций, возникающих в контролируемой зоне в результате ее нагрева, отличающийся тем, что в качестве контролируемой зоны выбирают участок изделия, находящегося под нагрузкой, нагревают участок, создавая в нем пластическую деформацию, измерение размера контролируемой зоны производят датчиками перемещения до и после нагрева и по изменению ее размера судят о напряженном состоянии металла до начала нагрева, при этом диаметр зоны нагрева выбирают из условия A=(1,3-5,0)d, где d - диаметр зоны нагрева, А - диаметр базы измерения контролируемой зоны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество датчиков перемещения должно быть не менее 3.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев осуществляют концентрированными источниками тепла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110848/28A RU2508527C2 (ru) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Способ определения механических напряжений в сварном изделии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110848/28A RU2508527C2 (ru) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Способ определения механических напряжений в сварном изделии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012110848A RU2012110848A (ru) | 2013-09-27 |
RU2508527C2 true RU2508527C2 (ru) | 2014-02-27 |
Family
ID=49253687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012110848/28A RU2508527C2 (ru) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Способ определения механических напряжений в сварном изделии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2508527C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1180707A1 (ru) * | 1984-04-02 | 1985-09-23 | Предприятие П/Я Р-6378 | Способ определени остаточных напр жений в издели х |
SU1651150A1 (ru) * | 1989-02-01 | 1991-05-23 | Предприятие "Донтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" | Способ определени повреждаемости металла конструкции |
SU1840508A1 (ru) * | 1983-12-30 | 2007-05-10 | Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс" | Способ неразрушающего контроля прочности изделий |
US7884924B2 (en) * | 2006-11-29 | 2011-02-08 | Hitachi, Ltd. | Residual stress measuring method and system |
-
2012
- 2012-03-22 RU RU2012110848/28A patent/RU2508527C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1840508A1 (ru) * | 1983-12-30 | 2007-05-10 | Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс" | Способ неразрушающего контроля прочности изделий |
SU1180707A1 (ru) * | 1984-04-02 | 1985-09-23 | Предприятие П/Я Р-6378 | Способ определени остаточных напр жений в издели х |
SU1651150A1 (ru) * | 1989-02-01 | 1991-05-23 | Предприятие "Донтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" | Способ определени повреждаемости металла конструкции |
US7884924B2 (en) * | 2006-11-29 | 2011-02-08 | Hitachi, Ltd. | Residual stress measuring method and system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012110848A (ru) | 2013-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Meneghetti et al. | The use of the specific heat loss to analyse the low-and high-cycle fatigue behaviour of plain and notched specimens made of a stainless steel | |
US9702798B1 (en) | Method for evaluating fracture toughness using instrumented indentation testing | |
Verstraete et al. | Determination of CTOD resistance curves in side-grooved Single-Edge Notched Tensile specimens using full field deformation measurements | |
Suominen et al. | Residual stresses in welded components following post-weld treatment methods | |
Lewandowski et al. | Cracks growth in S355 steel under cyclic bending with fillet welded joint | |
Corigliano et al. | DIC-based structural strain approach for low-cycle fatigue assessment of AA 5083 welded joints | |
Arora et al. | Testing and assessment of fatigue life prediction models for Indian PHWRs piping material under multi-axial load cycling | |
Hacini et al. | Effect of impact energy on residual stresses induced by hammer peening of 304L plates | |
Chatzopoulou et al. | Low-cycle fatigue of fillet-welded steel plate connections | |
Yang et al. | Research on factors affecting fretting fatigue life of high‐temperature dovetail tenon | |
Hartweg et al. | Analysis of the crack location in notched steel bars with a multiple DC potential drop measurement | |
RU2508527C2 (ru) | Способ определения механических напряжений в сварном изделии | |
JP4061341B2 (ja) | ひずみ制御型超高サイクル疲労試験方法および疲労試験装置 | |
Chmelko et al. | In-time monitoring of fatigue damage | |
Lobanov et al. | Technology and equipment for determination of residual stresses in welded structures based on the application of electron speckle-interferometry | |
Dehkordi et al. | Study of the effective parameters on welding residual stress relaxation in aluminum cylindrical shells under cyclic pressure | |
Casavola et al. | Discussion on local approaches for the fatigue design of welded joints | |
Wang et al. | Stress intensity factor expression for center-cracked butt joint considering the effect of joint shape | |
Ovenden et al. | Real-time monitoring of wind turbine blade alignment using laser displacement and strain measurement | |
Wang et al. | Static test on failure process of tubular T-joints with initial fatigue crack | |
Haque et al. | SPR Characteristics Curve and Distribution of Residual Stress in Self‐Piercing Riveted Joints of Steel Sheets | |
Sahadan et al. | Assessing the magnetic flux leakage contraction parameters for the fatigue life prediction of SAE1045 steel specimens | |
JP2000234986A (ja) | 亀裂進展評価システムと方法 | |
RU2670217C1 (ru) | Способ измерения напряженно-деформированного состояния металлических конструкций без снятия статических нагрузок | |
Kamaya | Monitoring of inside surface crack growth by strain measurements of the outside surface: Application of multiple strain measurements technique to fatigue crack growth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190323 |