SU828811A1 - Способ определени внутренних напр жений - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийс  в том, что в исследуемом объекте вырезают участок поверхности и регистрируют деформацию на вырезанном участке, по которой суд т о внутренних напр жени х, отличающийс  тем, что, с целью повьЕиени  точности измерений, деформацию регистрируют по перемещению торца вырезанного участка.I

Description

Изооретение относитс  к изт ери-тельной технике. Известен способ определени : внутренних ргэпр женкй, заключающийс  в TOMj чти нагружают нсс;ледуемьй объек высверливают цилиндрическое отверсти H3h4epHio: деформацию поверзсности., заТе ; вые B pjiHxaioT кольцевое отверсгтзе 5;;oajCi:aji;oiW8 цилиндnичecкo fy вновь измер ют деформациюJ сравнивак т полу ченные значени  и по результатам сравнгин  суд т о BuyrpeiniHx капр жент-шх I 1 J. 1;едоста1кам1 д,ан 1о:го способа  вл ютс  сравнительно низка  точность 1;в заина  с тег-ч что пьюверлиЕ.апие гсоалспалыьос .пиидри геского и кольц :1юго отверстий затрагивает больший ooiiGM маГЁфиалл, чем, например одко гп кольцевого отверсти  5 н вь-сока  трудоемкость за счет необходимости сверлени  двух коаксиальных отверсти Наиболее близким к изобретению rio чвхнической су дностк и достигаемому иолож1ггел:ьномз эффекту  вл етс  спос об опре;:1;елеки  внутренних напр же1-1И  г;:-;;-; о1а:о:чг.йс  Б тон, что на исследуе мый участок поверх5 ости наклеивают тек г;одатч :сн „ в исследуемом об7;2;сте tbipasaioT участок поверхности р:чгчстри(1}1от деформации на :--мрез  н-чоь; у -1ксгке;, по которой суц т :;: Б лутренних напр жени х 2 j. г1едостатком данного способа  вл ютс  соачннтельнс низка  точность,, св занка  с теМ;, Чго этим способом решаетс  /олько плоско-напр женное состо ние и не может быть определенд вел1;чика третьей комю енты деформачий (и напр жений)„ нацравлеиюй пер пендикул рно к поверхности исследуемого объекта .Способ не позвол ет из мер ть напр жени  при кручении. Изме рение деформации (и напр жений) в объемах исследуемого объекта, расположсннык на различной глубине от поверхкости; . возможно только при определенкч: : предельньк соотношени х диа метра. Бь;резанного участка и глубины щели ( ри этом дл  определени  дефор маций внутренних об 5емов по показани м тензодатчиков5 размещенньж на торцевой поверхности вырезанногоучастка примен ют полученные экспериментальг;о градуировочные зависимос ти, внос щие дополнительные norpeniности ). Применение тензодатчиков существенно ограничивает возможность измерени  деформации малых объемов на участках зкачиге,г11) градиек-:-ов напр жений; а также при гговышенных темдтературах что таюке снижает точность Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. Эта цель достигаетс  тем, что деформацию регистрируют по перемещению торца вырезанного у-астка. Способ иллюстрируетс  чертежами, В исследуемом объекте 1 вырезают у- астки 2-4, На их торцах предварительно нанесены риски 5. Измепеми  провод тс  с помог;,ью прибора 6. Способ осуществл етс  следую11|;им образом iia исследуемон участке 2(3,4) нанос . т -тонкие риски 5„ например, с помо дыо алмазных игл либо другим способом обозначают 1 ачальные координаты о-гсчета неремеи1ений будущего торца вырезаемого участка 2(3,4)5 а затем с применением электроэррозионной или других видов обработки на заданную глубину в заданных направлени х прорезают кольцевые или призма-тические отверсти , отдел ющие от основного массива объекта 1 участки 2j3 или -i ,, вocнpинимaюш ie деформации материала и преобразую 1;ие их в перемещени  собственных торцон. по которьп- .-i по известньм формула:-; вычисл ют вну- ренние напр жени . На показан простсйшш случай, когда в результате высверливани  кольцевого отверс и  торец вырезанного участка 2, первоначально имевшего высоту .п , перемещаетс  вдоль координаты Z 5 на величину лZ, При одноосном напр женном состо нии перемещение dZ на базе f, определ ет напр жение , действуюп.ее в ма териале в направлении оси Z , На фиг, 2 и 3 показан случай, когда торец вьфезанного участка 2 перемещаетс  в направлении оси Z и наклон е-тс  на угол СС , нричем риски 5 на торце смг даютс  относительно своих первоначальных координат X и Y па величину ii X и лУ В зтом случае имеегг место градиент напр жений по вырезанному участку 2 и напр жени  могут быть вычислены по известнь м зависимост м сопротивлени  материалов и теории упругости. На приведен случай, когда торе:ц образованного вьгсверливанием кольцевого отверсти  нод действием напр жений кручени  поворачиваетс  вокруг оси Z на угол oij, , что может быть определено по относительному сме щению рисок 5. На фиг,5 показан случай измерени  деформации внутреннего объема материала 1 на базе, определ емой разностью высот вырезанных участков 2 и 3 с помощью прибора 6. На фиг.6 показан случай применени  способа дл  определени  трехосного состо ни  объекта 1 зоны сварного шва. При этом предполагаетс , что имеютс  услови  дл  вырезани  участков 2,3 и 4 в направлени х осей, определ емых главными напр жени ми (э и 6 в пр моугольной системе коор динат,. Дл  измерени  величин (э , 6 и 63 в объеме металла вырезают участки 2,3 и 4 с исходными базами , 1 , при этом определ ют перемещени  торцов участков 2,3 и 4 - Л1, л 2 и ЛЗ, по которым вычисл ют относительные деформации , i ЕЗ -° ответствующих направлени х осей X , Y и Z о По известным соотношени м теории упругости определ ют главные напр жени  d , ( з На фиг,7-11 показан случай определени  объемного напр женного состо ни в сло х, определ емых глубинами Ъ Ь |... , Ь | дл  случа , когда доступ к внутренним объемам материала исследуемой детали возможен только с одной поверхности (например Х- Y ), На фиг,6 на выбранном участке по верхности исследуемого тела рисками 5 обозначают базу измерени  деформаций в выбранном направлении оси X . Направление оси Z определ ют ориента цией вырезанных участков 3 и 4, На фиг,8 показано прорезание приз матической замкнутой по периметру ще ли глубиной fi , в результате чего образуетс  призматический участок в виде выступа, В результате освобожде ни  этого участка риски, нанесенные на его поверхности, смещаютс  относительно первоначального положени  14 на величину л Х а. торец выступа по оси Z смещаетс  на величину Л R,, Величины /аХ и dti определ ют величины деформации по ос м X и Z., дл  сло  Ь и могут быть использованы дл  расчета напр жений. На фиг.9 показана перва  стади  операции удалени  участка 2 дл  последующего измерени  напр жений в слое lij Дл  этого в образце 1 прорезают щели, в результате чего образуетс  измененный участок 2, участки 3 и 4 после прорезки этих щелей вследствие своей упругости вьтр м тс  и займут первоначальное -положение по оси X , определ емой базой Б , На фиг,10 показана стади , когда участок 2 удален и подготовлены услови  дл  измерени  напр жений в слое 1i2 . На фиг,11 показано положение, когда прорезаны новые щели на глубину li -ь Ь и торцы участков 3 и 4 переместились по оси X на Л Х , а по оси Z - на , По величинам ЛХ и u1i2 могут быть определены напр жени  в слое Vi , При этом в расчете берут .ДХ с поправкой, учитывающей угловое перемещение участков 3 и 4 после повторной прорезки щелей. На фиг,12 показано положение участков 3 и 4 после удалени  участка 2 дл  измерений напр жений в более глубоких сло х, На фиг,13 и 14 показан вариант прорезки щели, когда образуетс  участок 3 в форме призматического флажка , освобожденного от основной массы исследуемого объекта 1 с трех сторон, в остальном последовательность операций аналогична вьшеописанной. Изобретение позвол ет повысить точность определени  внутренних напр жений путем уменьшени  размеров вьфезаемых участков (в св зи с исключением операции наклейки тензодатчиков ) и за счет более точного измерени  деформации по перемещению торцов вьфезаемых участков.

j

,

/ -- h. (,-

у/7/, -Ч

J/7 r --7 y //У// z.(/.

.б

Фиг.

.

4r i л

i.7

,-0i/e.

%2.3

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийся в том, что в исследуемом объекте вырезают участок поверхности и регистрируют деформацию на вырезанном участке, по которой судят о внутренних напряжениях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, деформацию регистрирую^ по перемещению торца вырезанного участка.

   Q0 ьо оо 00