SU1026036A1

SU1026036A1 - Structure material residual resource determination method

Info

Publication number: SU1026036A1
Application number: SU792789281A
Authority: SU
Inventors: Марк Иосифович Гуревич; Виктор Петрович Ивашкевич; Борис Анатольевич Конюхов; Борис Семенович Перельман; Александр Ефимович Розенталь; Александр Леонидович Углов; Виктор Васильевич Соколов; Виктор Иванович Унылов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4806; Горьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Нормализации В Машиностроении
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1983-06-30

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНШ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИ заключающийс в том, что образец, эквивалентный по усталостным характе ристикам исследуемой конструкции, вы полненный в виде пластинки из матери ала конструкции, подвергают предвари тельной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определ ют остаточный ресурс материала конструкции, о т л и ч а ю щ и и с тем, что; с целью уменьшени трудоемкости путем использовани образца, имеющего различную нара ботку в различных сечени х, используют образец с линейно измен ющейс шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец оавномеоно по длине оабочей части ультразвуковые датчики и осуществл ют предварительную наработку по. эксплуатационному режиму до разрушени образца в наиболее слабом сечении , при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменени rf от остаточного ресурса материала образца в различных сечени х после разрушени , образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напр женной схеме конструкции, в исследуемом сечении .конструкции устанавливают ультрозвуковой контроль Л ный датчик и в процессе эксплуатации imm конструкции сравнивают сигналы конт- f рольнрго датчика с сигналами датчиков образца, вы вл ют сечение образца, в g котором эначениё cf наиболее близко к изменению сигнала контрольного датчика , а остаточный ресурс материгша конструкции в исследуемом сечении определ ют по остаточному ресурсу териала в вы вленном сечении образца.:A METHOD FOR DETERMINING THE RESIDUAL RESOURCE OF THE MATERIAL CONSTRUCTION is that a sample equivalent in fatigue characteristics of the structure under study, made in the form of a plate from the construction material, is subjected to a preliminary working time, is placed on the structure as close as possible to the section under study and in its operation, the surface of the structure under study is placed in the structure as close as possible to the studied section and in its operation. the material resource of the sample is determined by the residual resource of the material of the structure, that is, with; In order to reduce the workload by using a sample having different workings in different sections, a sample with a linearly varying width of the working part is used, prior to operating time, ultrasonic sensors are mounted on the sample along the length of the working part and the preliminary work is done. the operating mode until the sample is destroyed in the weakest section, the change in sensor signals is recorded and the dependence of their change rf on the residual life of the sample material in different sections after destruction is established, the sample is mounted on the structure so that it does not participate in the stressed circuit design , in the studied section of the structure, an ultrasonic control L sensor is installed and, during the operation of the imm structure, they compare the signals from the control sensor to samples of the sample sensors, the sample cross section is revealed, in which the value cf is closest to the change in the signal of the control sensor, and the residual life of the material structure in the section under study is determined by the residual life of the material in the detected section of the sample .:

Description

Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств материала и элементов конструкций, а именно к способам определени остаточного ресурса М 1териала .конструкции.The invention relates to the study of the strength properties of the material and structural elements, and specifically to methods for determining the residual life of the M 1 material of the structure.

Наиболее близким по технической 5 сущности рь достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ определени остаточного ресурса материала |шнструкции, заключающийс в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно 15 близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определ ют остаточный ресурс материала конструкции ., 20The closest to the technical essence of the achieved result to the proposed is a method for determining the residual resource of the material, which means that the sample equivalent in fatigue characteristics of the investigated structure, made in the form of a plate made of the material of the structure, is subjected to preliminary development, is placed on the structure it is possible that 15 is close to the cross section under study and during its operation the residual resource of the material is determined by the residual life of the sample material and., 20

Согласно известному способу образец из материала конструкции и с концентраторами напр жений, имеющий такую же усталостную прочность, как и прочность -конструкции, подвер- 25 гают предварительной наработке, состо щей , например Х ресурса конструкции , так, чтобы он участвовал в напр женной схеме конструкции, при эксплуатации конструкциирегистрируют разруше-эр ние образца и вычисл ют остаточный ресурс D материала конструкции по соотношению 3)о.у 1 - Т) . Дл текущего определени остаточного ресурса конструкции при ее эксплуатации необходимо устанавливать образцы с различной наработкой и регистрировать разрушение каждого из образцов }.According to a known method, a sample from a material of construction and with stress concentrators having the same fatigue strength as the strength of the structure is subjected to a preliminary development of, for example, the X life of the structure, so that it participates in the stress structure , during the operation of the structure, the destruction-ernie of the sample is registered and the residual resource D of the material of the structure is calculated by the ratio 3) O. 1 - T). For the current definition of the residual life of the structure during its operation, it is necessary to install samples with different operating time and record the destruction of each of the samples}.

Недостатком известного способа вл етс больша трудоемкость определени остаточного ресурса в св зи ,-40 с использованием нескольких образцов ..The disadvantage of this method is the great complexity of determining the residual resource in connection, -40 using several samples.

Цель изобретени - уменьшение трудоемкости путем использовани 06-45 разца, имеющего различную наработку в различных сечени х.The purpose of the invention is to reduce the labor intensity by using 06-45 samples having different production times in different sections.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени остаточного ресурса материала кон- rg струкции, заключающемус в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции , выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке , размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определ ют остаточный ресурс материала кон- 60 струкции, используют образец с линейно измен ющейс шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец равномерно по длине рабочей части ультразвуко- 65The goal is achieved by the fact that according to the method of determining the residual life of the material of the structural structure, which consists in the fact that a sample equivalent in fatigue characteristics of the studied structure, made in the form of a plate made of the construction material, is subjected to preliminary development, placed on the structure as close as possible to the studied the section and during its operation, the residual life of the sample material is determined by the residual life of the structure material; a sample with linear variation is used. eys width of the working part, to operating time of the provisional set on the specimen uniformly over the length of the working part 65 ultrasonic

вые датчики и осуществл ют предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушени образца в наиболее слабом сечении,-при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменени сГ от: остаточного ресурса материала образца в различных сечени х после разрушени , образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал в напр женной схеме конструкции, в исследуемом сечении конструкции устанавливают ультразвуковой контрольны датчик и в процессе эксплуатации кострукции сравнивают сигналы контролного датчика с сигналами датчиков образца, вы вл ют сечение образца, в котором значение сГ наиболее блико к изменению сигнала контрольного датчика, а остаточный ресурс материала конструкции в исследуег1ом сечении определ ют по остаточному ресурсу материала в вы вленном сечении образца.sensors and carry out preliminary operating time for the operating mode until the sample is destroyed in the weakest section, while registering the change in the sensor signals and determining the dependence of their change in SG on: the residual life of the sample material in different sections after the destruction, the sample is installed on the structure in this way In order to prevent him from participating in the stressful design scheme, an ultrasonic test sensor is installed in the studied section of the construction and during operation of the structure with The control sensor signals are equal to the sample sensor signals, the sample cross section is revealed, in which the value of CG is most sensitive to the change in the signal of the control sensor, and the residual life of the construction material in the test cross section is determined by the residual material resource in the detected cross section of the sample.

При нагружении образца с линейно измен ющейс шириной рабочей части в различных сечени х образца имеют место различные напр жени , поэтому материал подвергают различной наработке . Сравнение состо ни материала конструкции с различными состо ни ми материалаобразца после различных наработок дает возможность определить наработку в .материале конструкции.When a sample is loaded with a linearly varying width of the working part, different stresses occur in different sample sections, so the material is subjected to different operating time. Comparison of the state of the material of the structure with different states of the material of the sample after various developments makes it possible to determine the operating time in the material of the structure.

На фиг.1 изображен образец дл определени остаточного ресурса материала , конструкции; на фиг.2 - схема измерений сигналов с датчиков.Figure 1 shows a sample for determining the residual life of a material, structure; figure 2 - diagram of the measurement signals from the sensors.

Способ осуществл ют с.ледующим образом .The method is carried out in the following way.

На образце 1, выполненном в виде пластинки из материала конструкции и имеющем линейно измен ющуюс ширину рабочей части, устанавливаю.т. . ультразвуковые датчики равномерно по длине в. различных сечени х ра- . бочей части. При ультразвуковом про звучивании образца измер ют сигнал с распространени ультразвуковых колебаний в материале, не подвергнутом нагружению. Затем образец подвергают предварительной циклической наработке по эксплуатационному режиму до разрушени образца в его наиболее слабом сечении 3 и при этом р егистрируют количество циклов нагружени и изменение сигналов датчиков 2. Во врем наработки в различны сечени х образца имеют место различные напр жени . Наибольшее напр жение имеет место в наиболее слабом сечении 3, а в остальных сечени х рабочей части образца напр жени имеют меньшие значени . К моменту : разрушени величины накопленных усталостных повреждений в материале образца в сечени х его рабочей част различны. Поэтому и изменение cf си налов датчиков 2 различно в различных сечени х образца в момент разрушени по сравнению с сигналом cfp По результатам предварительной нара ботки устанавливают зависимость от остаточного ресурса материала образца в различных сечени х после разрушени . Дл этого используют кривую усталости исследуемого материала . Остаточный ресурсматериала в сечени х образца определ ют на ос новании гипотезы линейного суммирова ни усталостных повреждений. Затем образец 1 устанавливают на конструкцию BO3MOHjio близко к исследуемому сечению таким образом, чтобы он не участвовал в напр женной схеме конструкции. Дл этого, например достаточно закрепить образец за захватную часть 4. Таким.образом, образец при эксплуатации конструкции находитс в таких же климатических услови х, что и исследуемое сечение Это обсто тельство позвол ет с. доста точной точностью регистрировать малые изменени сигналов датчиков 2 В исследуемом сечении V не показано ) конструкции 5 устанавливают контрольный датультрозвуковой чик 6. в процессе эксплуатации конструкции 5 генератором 7 ультразвуковых импульсов через аттенюаторы 8 и 9 прозвучивают исследуемое сечение конструкции 5 и сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков 2 образца 1 измерителем 10 изменени сигналов акустических датчиков . В результате срав.нени вы вл ют сечение образца 1, в котором значение d наиболее близко к измене-; нию сигнала контрольного датчика. В момент сравнени остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определ ют по остаточному ресурсу материала в вы вленном сечении образца 1 . Использование изобретени позвол ет уменьшить трудоемкость определени остаточного ресурса материала конструкции путем использовани образца , у которого в различных сечени х материал характеризуетс различным остаточным ресурсом , и за счет привлечени неразрушающего ультразвукового метода оценки изменени состо ни материала.On sample 1, made in the form of a plate made of a material of construction and having a linearly varying width of the working part, is set. . ultrasonic sensors uniformly in length various sections of their ra-. bachy With ultrasonic sounding of the sample, the signal from the propagation of ultrasonic vibrations in the material not subjected to loading is measured. The sample is then subjected to a preliminary cyclic operating time for the operating mode until the sample is destroyed in its weakest section 3, while registering the number of loading cycles and changing the signals of the sensors 2. During the working time, different stresses occur in different sample sections. The highest voltage takes place in the weakest section 3, and in the remaining sections of the working part of the sample the voltages are lower. By the time of: destruction of the accumulated fatigue damage in the sample material in the cross sections of its working part are different. Therefore, the change in cf of the sensors 2 sensors is different in different sections of the sample at the time of destruction as compared to the cfp signal. According to the results of the preliminary design, the dependence on the residual resource of the sample material in various sections after destruction is established. To do this, use the curve of fatigue of the material under study. The residual material in the sample sections is determined on the basis of the linear summation or fatigue damage hypothesis. Then, sample 1 is mounted on the BO3MOHjio structure close to the section under study so that it does not participate in the tight design scheme. For this, for example, it is sufficient to fix the sample by the gripping part 4. Thus, the sample during operation of the structure is in the same climatic conditions as the section under study. This circumstance allows with. sufficient accuracy to register small changes in the signals of sensors 2 In the section under study V is not shown) of construction 5 establish a control datultransochchik 6. during operation of construction 5 the generator 7 of ultrasonic pulses through attenuators 8 and 9 sound the studied section of construction 5 and compare signals of the control sensor with signals sensors 2 of sample 1 by meter 10 changes in the signals of the acoustic sensors. As a result of comparison, a section of sample 1 is revealed, in which the value of d is closest to the change; control sensor signal. At the time of comparison, the residual resource of the material of construction in the section under study is determined by the residual resource of the material in the detected section of sample 1. The use of the invention makes it possible to reduce the laboriousness of determining the residual life of the material of construction by using a sample in which the material has a different residual resource in different sections and by invoking a non-destructive ultrasonic method for assessing the change in the state of the material.

Claims

The METHOD FOR DETERMINING THE RESIDUAL RESOURCE OF THE CONSTRUCTION MATERIAL is that the sample, equivalent in terms of the fatigue characteristics of the structure under study, made in the form of a plate of the material of the structure, is subjected to preliminary operating time, placed on the structure as close as possible to the section under study, and during its operation, the residual resource of the sample material is determined residual resource of the material of construction, which is due to the fact that; in order to reduce the complexity by using a sample having different operating times in different sections, a sample with a linearly varying width of the working part is used, ultrasonic sensors are installed on the end of the working part before the preliminary work, and the preliminary operating time is carried out according to. operational mode before the destruction of the sample in the weakest section, while recording the change in the sensor signals and establish the dependence of their changes tf on the residual resource of the sample material in various sections after failure, the sample is installed on the structure in such a way that it does not participate in the stressed structure the studied section of the structure, an ultrasonic control sensor is installed and during operation of the structure, the signals of the control sensor are compared with the signals of the sensor : Sample detected sample cross section in which the value of δ is closest to the signal change dates kdntrolnogo - '* snip and residual resource construction material in the test section is determined by a residual resource ma-Therians of the revealed in the sample section. = figure 1

..SU ,. 1026036