Способ определения остаточного ресурса материала конструкции

(93) 620,178.311.4 (088.8)56) 1, Нестеренко ГИ. и др. Применение образцов-сигнализаторов для индикации накопления усталостных повреждений. Труды РИИГА, вып.104, Рига, 1967, с.14-30 (прототип). (,54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИ заключающийся в том, что образец, .эквивалентный по усталостным характе ристикам исследуемой конструкции, вы полненный в виде пластинки иэ матери ала конструкции, подвергают предвари телвной наработке, размещают на кон. струкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ,801026036 ботку в различных сечениях, используют, образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предваои.тельной наоаботки Устанавливают на образец равномеоно по длине оабочей части ультразвуковые датчики и осуществляют предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении, при этом регистрируют изменение сигналов датчиков и устанавливают зависимость их изменения б от остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участво. вал в напряженной схеме конструкции,в исследуемом сечении .конструкции устанавливают ультрозвуковой контроль ный датчик и в процессе эксплуатации конструкции сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчико образца, выявляют сечение образца, в Я котором значение Д наиболее близкоНзобретение относится к исследованию прочностных свойств материала и элементов конструкций, а именно к способам определения остаточного ресурса материала конструкции.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения остаточного ресурса материала конструкции, заключающийся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой конструкции, выполненный в виде пластинки из материала конструкции, подвергаюа предварительной наработке, размещают на конструкции возможно 15 близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточному ресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала конструкции, 20Согласно известному способу образец из материала конструкции и с концентраторами напряжений, имеющий такую же усталостную прочность, как и прочность конструкции, подвер гают предварительной наработке, состоящей, например Э ресурса конструкции, так, чтобы он участвовал в напря" женной схеме конструкции при эксплуатации конструкции регистриРуют разруше-З 0 ние образца и вычисляют остаточный ресурс Э ст материала конструкции по соотношению Ъ = 1 - Э . Для теосткущего определения остаточного ресурса конструкции при ее эксплуатации необходимо устанавливать образцы с различной наработкой и регистрировать разрушение каждого из образцов 1,Недостатком известного способа является большая трудоемкость определения остаточного ресурса в связи ,40 с использованием нескольких образ- ЦОВ в Цель изобретения - уменьшение трудоемкости путем использования об"45 разца, имеющего различную наработку в различных сечениях.Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения остаточного ресурса материала конструкции, заключающемуся в том, что образец, эквивалентный по усталостным характеристикам исследуемой кон" струкции, выполненный в виде плас" тинки из материала конструкции, подвергают предварительной наработке, размещают на конструкции возможно близко к исследуемому сечению и при ее эксплуатации по остаточномуресурсу материала образца определяют остаточный ресурс материала кон- бО струкции, используют образец с линейно изменяющейся шириной рабочей части, до предварительной наработки устанавливают на образец равномерно по длине рабочей части ультразвуко1 вые датчики и осуществляют предварительную наработку по эксплуатационному режиму до разрушения образца в наиболее слабом сечении, при этом регистрируют изменение сигналов датчиКов и устанавливают зависимостьих изменения д от остаточного ресурса материала образца в различныхсечениях после разрушения, образец устанавливают на конструкцию таким образом, чтобы он не участвовал внапряженной схеме конструкции, в исследуемом сечении конструкции устанавливают ультразвуковой контрольный датчик и в процессе эксплуатации конструкции сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков образца, выявляют сечение образца, в котором значение д наиболее близко к изменению сигнала контрольного датчика, а остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца.При нагружении образца с линейно изменяющейся шириной рабочей части в различных сечениях образца имеют место различные напряжения, поэтому материал подвергают различной наработке. Сравнение состояния материала конструкции с различными состояниями материалаобразца после различных наработок дает возможность определить наработку в,материале конструкции,На Фиг.1 изображен образец дляопределения остаточного ресурса материала. конструкции; на фиг.2 - схема измерений сигналов с датчиков.Способ осуществляют следующим образом.На образце 1, выполненном в виде пластинки из материала конструкции и имеющем линейно изменяющуюся ширину рабочей части, устанавливают. ультразвуковые датчики равномерно по длине в различных сечениях рабочей части. При ультразвуковом прозвучивании образца измеряют сигнал о распространения ультразвуковых колебаний в материале, не подвергнутом нагружению, Затем образец подвергают предварительной циклической наработке по эксплуатационному режиму до разрушения образца в его наиболее слабом сечении З.и при этом регистрируют количество циклов нагружения и изменение сигналов датчиков 2. Во время наработки в различных сечениях образца имеют место различные напряжения. Наибольшее напряжение имеет место в наиболее слабом сечении 3, а в остальных сечениях рабочей части образца напряжения имеют меньшие значения. К моменту разрушения величины накопленных усталостных повреждений в материалеЗаказ 9/35 Тираж. 873ВНИИПИ ГосударственноГО КОмпо делам изобретений и откры113035, Москва, Ж-.35, Раушс Подписиета СССРийя наб., д,е ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,и образца в сечениях его рабочей части различны. Поэтому и изменение о сиг-налов датчиков 2 различно в различных сечениях образца в момент разрушения по сравнению с сигналом дд По результатам предварительной нара ботки устанавливают зависимостьот остаточного ресурса материала образца в различных сечениях после разрушения. Для этого используют кривую усталости исследуемого мате-10 риала. Остаточный ресурсматериала в сечениях образца определяют на основании гипотезы линейного суммирования усталостных повреждений.Затем образец 1 устанавливают на 5 конструкцию возможно близко к исследуемому сечению таким образом, чтобы он не участвовал в напряженной схеме конструкции, Для этого, например, достаточно закрепить образец за захватную часть 4. Таким. образом, образец при эксплуатации конструкции находится в таких же климатических условиях, что и исследуемое сечение. Это обстоятельство позволяет с. доста-точной точностью регистрировать малые изменения и сигналов датчиков 2В исследуемом сечениине показано) конструкции 5 устанавливают ультрозвуковой контрольный датчик 6,В процессе эксплуатации конструк" ции 5 генератором 7 ультразвуковых импульсов через аттенюаторы 8 и 9 прозвучивают исследуемое сечение конструкции 5 и сравнивают сигналы контрольного датчика с сигналами датчиков 2 образца 1 измерителем 10 изменения сигналов акустических датчиков. В результате сравнения выяв" ляют сечение образца 1, в котором значение д наиболее близко к измене-, нию сигнала контрольного датчика.В момент сравнения остаточный ресурс материала конструкции в исследуемом сечении определяют по остаточному ресурсу материала в выявленном сечении образца 1Использование изобретения позволяет уменьшить трудоемкость определения остаточного ресурса материала конструкции путем использования образца, у которого в различных сечениях материал характеризуется различным остаточным ресурсом, и за счет привлечения неразрушаюшего ультразвукового метода оценки изменения состояния материала.