SU1249314A1 - Способ определени остаточных напр жений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, основанной на использовании электрических тензометров сопротивлени  дл  определени  остаточных напр жений методом травлени . Цель изобретени  - повышение точности и снижение трудоемкости определени  остаточных напр жений путем наложени  на чашу весов последовательно дискретных грузов, выполненных в виде калиброванных по весу микрошариков, и травлени  образца каждый раз до восстановлени  положени  равновеси  коромысла весов. Остаточные напр жени  определ ют по показани м датчика деформации образца и числу дискретных грузов в чаше весов. Весь процесс определени  напр жений автоматизирован , управление наложением грузов и расчет выходных параметров осуществл ют с помощью микропроцессора, что повышает точность эксперимента и снижает его трудоемкость. 1 ил. $ (Л 1C со 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной гехнике и может быть использовано дл  определени  оетаточнь х напр жений при непрерывном т)авлении образцов носле различных видов обработки.

Цель изобретени  -- повышение точности и снижение трудоемкости процесса определени  остаточных напр жений за счет упрощени  измерени  массы образца.

На чертеже изображено устройство дл  реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит аналитии.еские весы , состо Н1.ие из коромысла 1, стойки 2, арретира 3 и грузика 4. Коромысло 1 весов установлено на ножевых опорах 5 стойки 2 и фиксируетс  в горизонтальном положении с помощью арретира 3. На правом плече KopoMbic. ia 1 весов, распо;1агаемом над ванной 6 с растворо.м травлени , копсо.лы{о закреплен с помощью нижнего кронштейна 7 контролируемый образец 8. Нижпий кроп- 7 имеет воз.можпость перемешатьс  вдоль коромыс,ла весов. На этом же н.пече коромысла весов с помощью верхнего кронштейна 9 консольно установлен .чатчик 10 деформации образца, выполненный в виде нластинки толндиной 0,2-0,3 мм, на которой с обеих сторон устапов;1ены датчики 11 де- формации, в качестве KOTOpi rx исно.ль.зованы гензодатчики. Датчик 10 св зан с контролируемым образцом 8 с помощью посто ппого магнита 12 или зажима. На ripai oM нлече коромысла 1 весов устапов.чена с возможностью перемещени  но его длине чаи.а 13 . У1Я сбора дискретных | рузов, po.ib которых выполн ют калиброванные микрслпарики 14, поступающие из за|-рузочного устройства 15.

Грузик 4, размен1енный на .левом нлече коромысла 1 весов, пре.тназпачеп .чл  урав- новец иваии  правого плеча копомыс.ла со всеми закрепленными на нем э.лементамп. Коромыс.ло весов снабжено датчиком 16 положени , папример. в виде фотоэлектрп- чеекого преобразовател  с экраном 17. Между осветителем 18 и фотодал чиком 19 этого преобразовател  на торце левого плеча ко- ромыс,ла установлен экран 17 sToi o нреобра- 30 в а тел  . Фотоэл е ктр и ч е с к н и п рео б р а з о в а - тель управл ет через компаратор 20 (пороговое устройство, собранное на онерацион 1ых усилител х 140УД2) работой электропрнво- да 21 загрузочного устройства 15, при перемещении штока которого нроизводптс  сброс одпого шарика 14 по направл юидему желобу 22 в чашу 13.

Регистрационна  аппаратура вк.лючает в себ  микроэвм 23, к которой подк;моче1П)1 выходы дал чиков 1 1 де()ор.мации н компара- гора 20, а л акже вход цифропечатаюшего устройства (ЦПУ) 24. Подключение дал чи- ков де()0рмации к микроЭВМ 25 осу|цеств- л етс  через аналого-цифровой преобразо- ватель (АЦП) 25. МикроЭЕ5М 23 работает по заданной программе определепи  остаточных напр жений.

5

0 5 -

о

г

5

Способ осун;ествл ют следующим образом .

Коромыело 1 фиксируетс  в горизонтальном положении арретиром 3. На кронп1тей- не 7 крепитс  исследуе.мый образец 8, а на кронн1тейне 9 - датчик 10 с предварительно наклеенными датчиками 11. Кронштейн 7 фиксируетс  на коромысле в соответствии с длиной образца 8 так, что при опускании кронштейна 9 пакопечник датчика 10 в виде посто нного магнита 12 касаетс  ферро.маг- нитной н ты 26, приклеенной к образцу. При контакте датчика 10 с образцом 8 происходит их незначительный изгиб, а на табло АЦП 25 высвечиваютс  соответствующие численные значени  этой деформации. Дл  приведени  промежуточного элемента и образца в нейтральное ноложение плавно перемещают кронн1тейп 9 до по влени  нулей на табло .

После этого поверхности образца, кроме пижпей плоскости, а также поверхности датчика 10, .магнита 12 н нижнего кронштейна 7, погружаемые в раствор травлени , зап1ишаютс  от ег О воздействи  слоем пара- фппа. Далее образец 8 погружают в ванну 6 с )аствором трав.лени , коромысло 1 весов освобождают от арретира 3, а иравое плечо коромысла уравновегнивают с номощью грузика 4 до совмещени  стрелки 27, установленной на оси оноры 5, с указателем О, размеп1енны.м на стойке 2.

Данное равновесное состожше фиксируют датчиком 16 равновеси , сигнал с которого вводитс  и запоминаетс  микроЭВМ 23. При тако.м положении коромысла 1 по ко- мапде с датчика 16 равновеси  через компаратор 20 производ т сброс в чашу 13 дискретного груза - микрошарика 14. .Масса Н1арика должна быть равна массе мате- риа.ла образца, удал емой с его поверхности ;1л  достижени  заданной глубины, на которой необходимо определить остаточные напр жени .

Одновременно с помещением шарика в чашу весов через ванну пропускают апод- Hbn i ток травлени  и осуществл ют этим методом удаление поверхностных слоев образца . По мере удалени  поверхностных слоев нравое плечо коромысла постепенно выходит из электролита, а левое опускаетс  вни.з В результате измен етс  величина светового потока, поступающего через отверстие экрана 17 от осветител  18 на фото- .чатчик 19. В измерительной сети фотодатчика 19 возникает переменный электрический гигпа.л, нронорцнопальный ве.личине удален- п(м-о юверхностного сло  образца 8.

Когда с новерхности образна удален слой :5адапной толщины, коромысло 1 весов возвращаетс  в равновесное положение, т. е. совпадает с исходным, до травлени . Этот люмент оп ть фиксируют датчиком 16 положени , сигнал с которого, а также с датчика 1 деформации ввод т в микроЭВМ 23.

Одновременно, в момент равновеси  коромысла весов в чашу 13 помещают следующий микрошарик 14 и повтор ютс  все описанные операции. Процесс травлени  осуществл ют до тех пор, пока с поверхности образца не удален требуемый слой, величина которого обычно составл ет 0,1 -0,5 мм.

При каждом положении равновеси  коромысла весов сигналы с датчиков равновеси  и деформации, несущие информацию о толщине стравленного сло  и дефор.мации оставшейс  части образца, ввод т в мнкро- ЭВМ, котора  производит на основании эти.х данных расчет остаточных напр жений.

Предлагаемый способ позвол ет повысить точность определени  остаточных напр жений за счет повышени  точности измерени  ТОЛП1ИНЫ стравленного сло  образца методом взвещивани . Используемые дл  измерени  дискретные грузы, шарики, калиб рованы по массе с высокой точностью. Кроме того, способ обладает высокой чувствительностью при измерении малых деформаций образцов, позвол ет повысить производительность процесса за счет одновременного измерени  деформации и толщины стравленного сло  образца с последующей обработкой результатов измерени  на микроЭВМ

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   определени  остаточных напр жений , заключающийс  в том, что образец помешают в травильную ванну, в процессе травлени  периодически измер ют массу и деформацию образца и по этим данным 0 определ ют остаточные напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и снижени  трудоемкости определени  остаточных напр жений, образец закрепл ют с датчиком деформаций на коромысле весов, запоминают положение равновеси  коромысла весов в начальный момент травлени , на чашу весов помещают первый дискретный груз, стравливают материал образца до восстановлени  положени  равновеси , измер ют деформацию образца и повтор ют операции наложени  грузов, травлени  и измерени  деформаций в достигнутом положении равновеси  до полного стравливани  исследуемого сло , а величину остаточных напр жений определ ют с учет ом числа помещенных на чашу весов грузов.

   /7

   Ш1

   Составитель Н. Тимошенко

   Редактор М.Б.панарТехред И. ВересКорректор М. Шароши

   Заказ 4222/39Тираж 670По.аписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий

   113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4