SU868556A1 - Способ определени усталостной долговечности ферромагнитных материалов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к определе кию механических характеристик, в частности дл  определени  усталостной долговечности, однотипных по геометрии и материалу образцов, и может быть использовано во всех област х народного хоз йства.

Известен -способ определени  усталостной долговечности ферромагнитных материалбв, заключающийс  в том, что дифференциально включенные вихретоковые преобразователи помещают в .один из них эталонный образец, в другой - испытуемый, производ т циклическое ,нагружение испытуемого образца и определ ют критическую величину разбаланса сигнала преобразовател , при достижении которой образеЬ разрушаетс ., причем с увеличением скорости разбаланса сигнала уменьшаетс  число циклов нагружени  дл  достижени  критического значени  его l.

Недостаток способа заключаетс  в необходимости использовани  этгшона, что усложн ет процесс оценки усталостной долговечности и снижает достоверность результатов, так как этгшонйый образец может иметь отличную от испытуемого образца структуру , химсостав и т.д., поэтому дл  казкдого вновь испытуемого образца даже одной партии требуетс  дополнительна  компенсаци  сигналов,, датчика .

Кроме того, определ етс  долговечность испытуемого образца не истинна , а относительно эталона, и

10 критическа  величина сигнала разбаланса зависит от выбора этого эталона , что не дает возможности количественно оценить долговечность образца.

Наиболее близким ло техническому

15 существу к предлагаемому  вл етс  способ, заключающийс  в получении зависимости долговечности материала . образца из ферромагнитного материала от скорости, изменени  его началь20 ных физико-механических свойств С 2J.

Недостатком способа  вл етс  его контактность, так как информаци  об изменении динамического модул  и затухани  в процессе усталостных

25 испытаний получена по измерени м относительных деформаций контактными методами, что вли ет на точность, усложн ет и удлин ет процесс измере

НИИ .

30

После каждого измерени  образец вновь устанавливаетс  в испытательную машину, что вносит погрешности при закреплении образца в нагрузочном приспособленки. Кроме того, измер еое параметры измен ютс  всего на 4% что требует высокой точности от измерительной аппаратуры и трудоемкой методики.

Цель изобретени  - ускорение и упрощение методики определени  усталостной долговечности при любой нагрузке материала.

Указанна  цель достигаетс  тем, то образец нагружаетс  до разрушени , с помощью вихретокового преобазовател , определ етс  начальна  корость изменени  амплитуды 3-й гароники ЭДС его сигнала за цикл нагужени  и число циклов до разрушени  образца, а долговечность однотипных образцов рассчитывают из соотноени 

ди/Uj,- N N const

где ди/и N - скорость изменени  ам плитуды высшей гармоники за цикл;

N - число циклов до разрушени  г N - базовое число циклов.

Образец помещаетс  в преобразователь вихревых токов проходного типа и циклически нагружаетс  до разрушени .

В начальной стадии нагружени  на базе от предполагаемой полной долговечности образца определ етс  начальна  скорость изменени  амплитуды 3-й гармоники вихретокового преобразовател  за цикл нагружени  и число циклов до его разрушени . Долговечности однотипных образцов рассчитываютс  по начальным их скорост м изменений амплитуды 3-й гармоники за цикл и результатам испытаний разрушенного образца из соотношени , что произведение начальной скорости изменени  высшё } гармоники а цикл нагружени  образца на число циклов до его разрушени  есть величина посто нна  дл  однотипных образцов. Поэтому долговечность любого образца на произвольной нагрузке определ етс  из этой закономерности, измерив лишь начальную скорость изменени  амплитуды 3-й гармоники за цикл на малой базе циклов.

Спфсоб базируетс  на положени х теори  усталости: усталрстное повреждение начинаетс  с первого цикла; долговечность  вл етс  функцией изменений , которые имеют место в начале усталостного процесса, при циклическом нагружении измен ютс  магнитные свойства ферромагнетика. Информацию об изменени х магнитных свойств образца получают методом вихревых токов . .Изменение магнитного состо ни  в процессе усталостного нагружени  образца приводит к изменению амплитудного значени  ВЫСЕИИХ гармоник вторичной ЭДС преобразовател .

Экспериментально установлено, что между начальной скоростью изменени  амплитуды высшей гармоники ЭДС датчика (обычно 3-й гармоники) и общим числом циклов до разрушени  наблюдаетс  четкое соответствие. Это удовлетвор ет энергетической теории усталостного разрушени , когда каждоVfy циклу нагрузки приписываетс  определенна  энерги  повреждений , сумма которых после циклов нагрузки равна единице.

.Следовательно, ди/Ц,- N-N const дл  данного материала, где uU/lJ j-N скорость изменени  амплитуды высшей гармоники за цикл, Ny,- число циклов до разрушени , N - базовое число циклов , обычно 2-3% полной долговечности .

Таким образом, испытав один образец до разрушени  и определив N| и ли за N циклов, все остальные образцы партии можно испытать лишь на небольшом числе циклов N,, измерив при этом , и рассчитать N по соотношению

откуда

N . uU , „

м ди. Up к.

. - JO

Преимущество предлагаемого спосрба ускоренного определени  усталостной долговечности ферромагнитных материалов по сравнению с существующими

способами заключаетс  в бесконтактном методе измерений, что упрощает процесс измерени  и делает его более надежным, исключает использование сложной аппаратуры. Кроме того,

достоинством способа  вл етс  то, что он может быть использован на реальных детал х в процессе их работы, а известные способы могут быть использованы только в лабораторных услови х

на калиброванных образцах.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  усталостной долговечности ферромагнитных материалов.

   заключающийс  в получении зависимости долговечности материала образца из ферромагнитного материала от скорости изменени  его начальных физикомеханических свойств, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  и упрощени  методики определени  усталостной долговечности при любой нагрузке материала, образец нагружаетс 

   до разрушени , с помощью вихретоково5 8685566

   го преобразовател  определ етс  на-. N.- число циклов до разручальна  скорость изменени  амплиту-шепи ;

   ды 3-й гармоники ЭДС его сигнала заN - базовое число циклов, цикл нагружени  и число циклов до ;

   разрушени  образца, а долговечностьИсточники информации,

   однотипных образцов рассчитывают из -прин тые во внимание при экспертизе

   соотношени  . Дефектоскопи , 1970, 2,

   AU/Up.N-N, const ,с.9.

   где AU/UQ- N - скорость изменени  ам-
2. 2. R, Brook flon destructive ,

   плитуды высшей гармони- j.testing, 1970, том 3, .ЗОЗ

   ки за цикл;(прототип).