SU1651151A1

SU1651151A1 - Способ оценки остаточного ресурса конструкции

Info

Publication number: SU1651151A1
Application number: SU894647394A
Authority: SU
Inventors: Александр Юрьевич Удовикин; Владимир Николаевич Сызранцев
Original assignee: Курганский машиностроительный институт
Priority date: 1989-02-17
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Изобретение относитс к механическим испытани м. Цель изобретени - повышение точности за счет исключени погрешностей, св занных с необходимостью определени напр женного состо ни в конструкции и нагружени разных образцов дл определени поврежденности и ее предельного значени . На конструкции после предварительной обработки закрепл ют датчики поврежденности и определ ют их показани после дополнительной наработки. На образцах из материала конструкции закрепл ют датчики до нагружени и после предварительной наработки и нагружают их при разных нагрузках. Характеристики поврежденности и предельную поврежденность определ ют на образце, на котором за дополнительную наработку поврежденность совпала с соответствующей поврежденностью конструкции . (Л

Description

Йзобретение относитс к механическим испытани м, к способам оценки остаточного ресурса конструкции.

Цель изобретени - повышение точности за счет исключени погрешностей, св занных с необходимостью определени напр женного состо ни в конструкции и нагружени разных образцов дл определени поврежденности и ее предельного значени .

Устройство дл реализации способа представл ет собой испытательную машину дл циклического нагружени конструкции и образцов.

Способ реализуетс следующим образом .

Используют датчики деформаций интегрального типа, которые закрепл ют на испытываемой конструкции после наработки ею в услови х эксплуатации известного числа циклов нагружени N,.. Затем испытани продолжают при тех же услови х нагружени в течение определенного числа циклов Ng, достаточного дл по влени реакции на датчиках , и регистрируют величину этой реакции R«. Показани датчиков служат характеристикой накоплени поврек- денности в материале конструкции или образца.

На втором этапе реализации способа осуществл ют испытани экспериментальных образцов, которые изготавливают из материала и по технологии исследуемой конструкции. До начала испытаний на рабочей поверхности образцов закрепл ют первую группу датчиков, аналогичных тем, которые

05 СП

ел

используют при испытании конструкции. Образцы испытывают при различных, но посто нных в процессе нагружени амплитудах напр жений (JQB течение Nw циклов нагружени . После этого на каждый из испытываемых образцов закрепл ют вторую группу датчиков и продолжают их испытани при тех же амплитудах напр жени (что и до закреплени датчиков второй группы, в течение того же числа циклов нагру- ж;ени No, что и конструкцию с закрепленными датчиками. После этого регистрируют величину реакции датчиков второй группы на каждом из испытываемых образцов и вы вл ют тот из них, На котором датчики второй группы имеют такую же реакцию R«, что и на датчиках, примен вшихс при испытании исследуемой конструкции. Это свидетельствует о том, что в процессе Испытаний на поверхности этого образца возникают такие же напр жени ( , что и на исследуемой конструк-

ЦИИ.

Однако дл осуществлени предлагаемого способа нет необходимости определ ть численное значение этого напр жени . Кроме того, на вы вленном таким образом образце регистрируют Показание R датчиков первой группы Которые подвергались испытанию вместе q образцом в течение (NH+N«) числа циклов нагружени .

На завершающем этапе реализации гредлагаемого способа данный образец продолжают испытывать при той же ам- гуштуде напр жений ( Д° по влени В нем микротрещин,после чего фиксируют число циклов N до этого момента И показани R датчиков первой группы Оценку остаточного ресурса конструкции осуществл ют на основании полученных значений N, R9 и R.

Количество циклов до исчерпани остаточного ресурса вычисл ют как разность (NM+Nrt). В относительных единицах остаточный ресурс оце- нивают по величинам K()/N или .

Реализацию предлагаемого способа осуществл ют в процессе стендовых испытаний зубчатых колес, изготовленных из стали 45 с параметрами Z Z2 «30, мм, , мм. Испы- Тани провод т при действии посто нного момента в течение тыс. циклов. Затем во впадины зубьев обо

5

0

5

5 0

5

0

5

0

их колес наклеивают датчики, изготовленные из медной фольги. Испытани продолжают до момента по влени реакции датчиков тыс. циклов регистрируют величину этой реакции, в качестве количественной характеристики реакции датчиков используют относительную площадь измененной структуры . В данном случае она составл ет Ц-12%.

Далее на образцы (5 шт.), изготовленные из той же партии стали 45, что и исследуемые зубчатые колеса, наклеивают датчики первой группы из той же фольги, что и датчики на зубчатых колесах. Образцы испытывают при различных, но посто нных в процессе нагружени амплитудах напр жений: СГ- - первый образец; Gq,- второй образец; ( третий образец; Оа4- четвертый образец; п тый образец в течение тыс. циклов нагружени . После этого на образцы наклеивают датчики второй группы и испытани продолжаютс в течение тыс. циклов нагружени .

Анализ реакции датчиков второй группы показывает, что реакци датV

чика, соответствующа , имеет место на третьем образце. На этом образце регистрируютс также показани датчиков первой группы R 20%. На завершающем этапе образец 3 испытывают при той же амплитуде напр жений (Гд.до по влени микротрещин, фиксируют число циклов до этого момента тыс. цшошв и показани датчиков первой группы . Количество циклов до исчерпани остаточного ресурса конструкции - --(700+150) 3015 тыс ч циклов, в относительных единицах К Ј 0,22;

S« f° 0,22.

В сравнении с известными предлагаемый способ оценки ресурса конструкции обеспечивает повышение точности получаемых результатов. Это преимущество достигаетс за счет использовани одного и того же образца как в процессе тарировочных, так и ресурсных испытаний,что исключает вли ние индивидуальных особенностей (шероховатость, несовершенство структуры , микроструктуры и т.п.) образцов , использующихс в одном и другом случа х, на показани датчиков.

516

Claims

Формула изобретени

Способ оценки остаточного ресурса конструкции, заключающийс в том, что конструкцию, подвергнутую предва- рительно циклической эксплуатационной нагрузке, циклически нагружают конструкцию испытательной нагрузкой, равной эксплуатационной, определ ют приращение значени характеристики поврежденности, нагружают с учетом приращени поврежденности конструкции партию образцов из материала конструкции до разрушени и определ ют значение характеристики поврежденности за суммарное число циклов эксплуатационного и испытательного нагруже- ний конструкции и предельное значение характеристики поврежденности,

0

5

1516

по отношению которых суд т об оста- точном ресурсе конструкции, отличающийс тем, что, с целью повышени точности за счет исключени погрешностей, св занных с необходимостью определени напр женного состо ни в конструкции и нагружени разных образцов дл определени поврежденности и ее предельного значени , нагружение образцов осуществл ют при разных уровн х циклической нагрузки , а дл определени отношени значени характеристики поврежденности к предельному значению используют приращение, характеристики поврежденности которого за число циклов испытательного нагружени совпадают с соответствующим приращением характеристики поврежденности конструкции.