SU930005A1 - Способ определени остаточных напр жений в образцах из ферромагнитного материала - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХНАПРЯ7КЕНИЙ . В ОБРАЗЦАХ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА

I

Изобретение относитс  к исследовани м напр женного состо ни  изделий из ферромагнитных материалов электромагнитными метопами и может быть использорано цл  прогнозировани  усталостных характерис; тик вращающихс  цеталей машин, поцверга юшихс  циклическому изгибному нагружению .

Известен способ определени  напр жений в образцах, основанный на измерении электрического потенциала, образующегос  на поверхности материала псд воздействием приложенной нагрузки в отсутствие внешнего намагничивающего пол  1.

Однако известный способ распростран етс  только на область пластических деформаций и неприменим к издели м, не подлежащим разрушению в процессе испытаний .

Известен также-способ определени  напр жений в металлах, заключающийс  в том, что вращающийс  образец нагружают, циклической изгибной нагрузкой и измер ют ЭДС вихревых токов, возбуждаемых пере

мённым электромагнитным полем в зависимости от тока циклов нагружени  2.

Недостатком этоГо способа  вл етс  значительна  трудоемкость измерений, обусловленна  необходимостью проведени  предварительных испытаний эталонных образцов до их разрушени  и необходимостью получени  начального участка за-висимости величины ЭДС вихревьк токов от числа циклоэ нагружени .

10

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ определени  напр жений в образцах из ферромагнитного материала, заключающийс  в том, что нагружают образец и

IS . измер ют величину наведенной магнитным полем образца ЭДС, при этом изменение нагрузки произвоа т разгрузкой по получени  максимального приращени  напр жени  на измерительной обмотке наклааного токо20 вихревого цатчика, по величине которого суд т о напр жении в образце Сз .

Недостатком этого способа  вл етс  значительна  трудоемкость определени  393 напр жений, так как величинасигнала, наведенного в измерительной обмотке, определ етс  как характеристиками исследуемого материала, в т. ч. и величино внутренних напр жений, так и параметрами намагничивающего пол  (например, напр жением на полесоздаишей обмотке -датчика). Кроме того, дл  определени  величины раз1:рузки образцй по напр жению на измерительной обмотке датчика в момент достижени  максимального значени  первой производной сигнала необкопимо измерение всех предшествующих зна чений напр жени , что представл ет значительную сложность. Цель изобретени  - сокращение трудоемкости определени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  остаточных напр жений в образцах из ферромагнитного материала, заключающемус  в том, что нагружают образец и измер ю величину наведенной магнитным полем образца ЭДС, образец нагружают :до по влени  скачка величины наведенной ЭДС и фиксируют соответствующую этому состо нию образца величину нагрузки, по которой определ ют остаточные напр жени . Сущность предлагаемого способа заключаетс  в следук цем. Магнитные свойства образцов из ферро магнитных материалов, подвергнутых мех ничее М обработке, св заны, с внутренними остаточными напр жени ми. Вектор ос таточной намагниченности 3с, в таких образцах может быть ориентирован произвольным образом, причем ориентаци  вектора Д может мен тьс  под действием приложенной внещней нагрузки. При возде ствии на образец повторно-переменной на грузки изменение ориентации вектора 3 g приводит к по влению собственного электромагнитного пол , котороэ может быть зафиксировано известными техническими средствами. Так, например, дл  образцов и изделий из ферромагнитных материалов, подвергнутьпс Изгибной нагрузке с вращением, существует соотношение меноду ориентацией вектора остаточной намагниченности приложенной нагрузкой и величиной внутренних остаточных напр жений, опредегшемое зависимостью 6,- cos 16, где - внутренние остаточные напр жени  в исследуемом образце; 6 - напр жени  в образце от действи  приложенной внещней нагрузки; 9 - ориентаци  вектора остаточной намагниченности относительно оси образца. Отсюда следует, что переориентаци  вектора 3 возможна только в случае, когла приложенна  к образцу изгибна  нагрузка превышает по своей величине внутренние напр жени .в образце. Скачкообразному изменению угла 0 при этом соответствует равенство Это изменение угла Q можно зафиксировать , например, с помощью охватывающей измерительной катушки, неподвижно Установленной на образце в заданном сечении . Выводы катущки подключают к электроизмерительному прибору, например цифровому вольтмет ру. Дл  дрлучени  большего значени  ЭДС катушка должна иметь большое число витков (пор дка нескольких тыс ч). Дл  определени  усталостных характеристик испытуемый образец ипи изделие вместе с коаксиально расположенной измерительной катушкой устанавливают в машине дл  проведени  испытаний на усталостную прочность (например, типа МУИ-600О). Образец привод т во вращение с посто нной скоростью без приложени  нагрузки и фиксируют начальное значение ЭДС, обусловленное наводками (шумами) в цепи катушки. Вращение вектора при отсутствии нагрузки не создает переменного электромагнитного пол  и не приводит к по влению дополнительной ЭДС индукции в цепи катушки . Образец нагружают, плавно увеличива  прилагаемую к образцу изгибную нагрузку и одновременно контролиру  величину наведенной ЭДС в измерительной катушке в отсутствие внешнего на- магничивакщег о пол , до по влени  скачка наведенной ЭДС, которому, как указывалось , соответствует равенство внутренних остаточных напр жений напр же-, ни м в образце от действи  приложенной внешней нагрузки. Фиксируют соответствующую этому состо нию образца величину нагрузки, по которой определ ют остаточные напр жени , например, расчетами, исход  из геометрических размеров и расположени  контролируемого сечени  образца или непосредственными измерени ми и известными методами, например, тензометрами.

Предложенный способ позвол ет определить остаточные напр жени  без создани  внешнего магнитного пол , без проведени  градуировок и испытани  эталонных образцов и без разрушени  самих образцов.

Claims (3)

1.Урусовска  А. А. Электрические эффекты, св занные пластической дефорк ацией ионных кристаллов. Журнал

АН СССР Успехи (физических наук ,

т, 96, вып. 1, сент брь 1968, с, 39-60.

2.Авторское свидетельство СССР d NO 260940, кл. G О1 N 3/38, 1967.

3.Авторское свидетельство СССР № 372465, кл, Q 011ц 1/12, 1971 (прототип).