SU1580218A1

SU1580218A1 - Method of checking fatigue damage of structure member

Info

Publication number: SU1580218A1
Application number: SU884383976A
Authority: SU
Inventors: Елена Эмильевна Засимчук; Александр Иванович Радченко; Михаил Виталиевич Карускевич; Юрий Андреевич Лебедев; Владимир Игоревич Тарасевич
Original assignee: Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1990-07-23

Abstract

Изобретение относитс к способам контрол усталостной повреждаемости элементов конструкции с помощью образцов-свидетелей и позвол ет повысить чувствительность за счет выполнени образца-свидетел из монокристалла, ориентации которого в направлении деформации элемента конструкции соответствует минимальной усталостной прочности монокристалла. Образец-свидетель выполн ют в виде пластинки посто нной толщины, которую с помощью кле прикрепл ют к элементу конструкции. При накоплении усталостных повреждений в конструкции на поверхности образца по вл ютс следы скольжени , которые наблюдают в оптический металлографический металлографический микроскоп. Интенсивность и количество следов скольжени завис т от накопленного повреждени в элемент конструкции. 3 ил.The invention relates to methods for monitoring the fatigue damage of structural elements using witness specimens and improves sensitivity by making a single-crystal witness specimen whose orientation in the direction of deformation of the structural element corresponds to the minimum fatigue strength of a single crystal. The witness sample is made in the form of a plate of constant thickness, which is attached to the structural element with glue. With the accumulation of fatigue damage in the structure, slip traces appear on the surface of the sample, which are observed with an optical metallographic metallographic microscope. The intensity and amount of slip traces depend on the accumulated damage to the structural member. 3 il.

Description

Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств элементов конструкции, а именно к способам контрол усталостной повреждаемости с помощью образцов-свидетелей.The invention relates to the study of the strength properties of structural elements, and in particular to methods of monitoring fatigue damage using witness samples.

Цель изобретени - повышение чувствительности .The purpose of the invention is to increase the sensitivity.

На фиг. 1 представлены первые следы скольжени на поверхности образца-свидетел после N 10000 циклов нагружени , наблюдаемые в оптический металлографический микроскоп; на фиг. 2 - следы скольжени после N 40000 циклов нагружени ; на фиг. 3 состо ние поверхности образца-свидетел на стадии, предшествующей по влению усталостной трещины после N 120000 циклов.FIG. Figure 1 shows the first traces of slip on the surface of a witness sample after N 10,000 loading cycles, observed with an optical metallographic microscope; in fig. 2 - traces of slip after N 40000 loading cycles; in fig. 3 state of the surface of the witness sample at the stage preceding the appearance of a fatigue crack after N 120000 cycles.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

На испытуемый элемент конструкции устанавливают образец-свидетель, выполненный в виде пластины посто нной толщины из монокристалла, который ориентируют так, что направление деформации элемента конструкции совпадает с направлением минимальной усталостной прочности монокристалла. Например, образец-свидетель выполнен из монокристалла алюмини в виде пластинки размерами 20 х 5 х 0,5 мм. Наибольшей чувствительности к циклическим деформаци м у монокристалла алюмини соответствует кристаллографическа ориентаци с суммарным факСЛA sample witness, made in the form of a plate of constant thickness from a single crystal, is installed on the tested structural element, which is oriented so that the direction of deformation of the structural element coincides with the direction of the minimum fatigue strength of the single crystal. For example, the sample witness is made of a single-crystal aluminum plate-shaped with dimensions of 20 x 5 x 0.5 mm. The greatest sensitivity to cyclic deformations in an aluminum single crystal corresponds to a crystallographic orientation with a total facL

ас о кac o k

0000

тором Ымида S в пределах 2-2,2. который определ ют по формулеtorus Ymida S in the range of 2-2.2. which is determined by the formula

s Iss is

где S - факторы Ымида возможных систем скольжени типа 110 и 111.where S are the Imid factors of possible slip systems of type 110 and 111.

Монокристалл алюмини получают из технически чистого алюмини способом критической деформации и последующего отжига. Образец-свидетель прикрепл ют с помощью кле к исследуемому элементу конструкции из сплава Д16АТВ так, что направление наибольшей чувствительности образца к циклическим деформаци м совпадают с направлением деформации элемента. Затем элемент конструкции подвергают циклическому нагружению пульсирующим циклом с амплитудой напр жений 100 МПа. Контроль за усталостной поврежденностью элемента конструкции в процессе нагружени осуществл ют по изменению состо ни поверхност образца-свидетел , наблюдаемому в оптический металлографический микроско ( фиг. 1-3).Aluminum single crystal is obtained from technically pure aluminum by the method of critical deformation and subsequent annealing. The witness sample is attached with an adhesive to the D16ATB alloy structure under investigation so that the direction of the sample’s greatest sensitivity to cyclic deformations coincides with the direction of deformation of the element. Then the structural element is subjected to cyclic loading with a pulsating cycle with an amplitude of stresses of 100 MPa. The fatigue damage of the structural element during the loading process is monitored by changing the state of the surface of the witness sample observed in the optical metallographic micrograph (Fig. 1-3).

Выполнение образца-свидетел из монокристалла позвол ет избежать упрочн ющего вли ни границ зерна в поликристаллическом материале и тем самым повысить его чувствительность к циклическим нагрузкам. ПриMaking a single-crystal witness sample avoids the strengthening effect of the grain boundaries in the polycrystalline material and thereby increases its sensitivity to cyclic loads. With

5 five

00

мочение монокристалла определи ориентировки уменьшает характг дл поликристалла рассе ние т характеристик усталости образца-свидетел , как интенсивность процессов упрочнени и разупрочнени в процессе циклических нагрузок, число циклов до по влени первых следов скольжени , число циклов до по влени первых микротрещин и тем самым позвол ет точно определ ть ранние стадии усталостного повреждени элементов конструкции .Single crystal determination determines the orientation reduces the dispersion characteristics of a witness sample for a polycrystal, such as the intensity of hardening and softening processes during cyclic loads, the number of cycles before the first slip traces, the number of cycles before the first microcracks and thus precisely determine the early stages of fatigue damage of structural elements.

Claims

Invention Formula

The method of controlling the fatigue damage of structural elements, which consists of placing a witness sample, made in the form of a plate of constant thickness from the material of the structure, loads the element with a cyclic load, and the damage that differs from that, in order to increase the sensitivity, use a plate made of a single crystal, which is oriented so that the direction of deformation of the structural element coincides with by applying the minimum fatigue strength of the single crystal.

Fig1

2 -L