Способ контроля трещинообразования в материале

СОЮЗ СОНЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСПО ДЕЛ БРЕТЕНИЬСТВУ(71).Научю-производственное объеди.": . чнение по технологии машиностроения .рЦНИИТИАЮ : . - : т(56) 1. Иетодические указания. Расчети испытания на прочность в машино-. нестроении, методы механических испыта- юний металлов. Определение характери- лестик сопротивления развитию трещины . н. нагружении Государственный комитет. честандартов СССР, Всесоюзный НИИ понормализации в машиностроении АН кУкраинской ССР, Львов, 1979, с, 6-24. н2. Акустическая эмиссия - новый.Я 0103546 54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТРЕЩИНООБ АЗОВАНИЯ В ИАТТЕРИАЛЕ, основанный " а измерении параметров акустичесой эмиссии при циклическом нагруении:образца материала, о т л и - ..в ю щ и й с я тем, что, с целью асширения Функциональйых возможносей способа за счет определениярогового значения коэфФициента нтенсивности напряжений в вершитрещины, в каждом цикле регистрирут величину нагрузки в.момент появния сйгналов акустической эмиссии аходят значение нагрузки, при торой количество сигналов акустисной эмиссии максимально, и по не-,йопределяют пороговое значение озФфициента интенсивности напряжеий в вершине трещины,Изобретение относится к исследова- нию прочностных свойств материалов, а именно к способам контроля трещинообразования в материале.Известен способ исследования трещинообразования в материале при циклическом нагружении образца, согласно которому образец с надрезом и с наведенной из вершины надреза усталостной трещиной циклически нагружают с постоянной .амплитудой, визуально регистрируют при этом изменение длины трещины, дискретно уменьшают значение амплитуды нагрузки и определяют максимальное значение амплитуды, при ко тором трещина не изменяет свою длину в течение определенного количества циклов 1 1 1 . 40 Недостатком этого способа являются его большая трудоемкость и сложность, связанные со шлифованием боковой поверхности образца, нанесением на ней рисок для наблюденияза ростом трещины, с применениемспециальных нагружающих устройств,дискретно уменьшающих нагрузку на5- 103, и с организацией длительныхиспытаний при различных значенияхамплитуды нагружения,30Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ контроля трещинообразования в материале,основанный на измерении параметровакустической эмиссии при циклическомнагружении образца материала, Образец с надрезом и с наведенной извершины надреза усталостной трещинойциклически нагружают с постояннойамплитудой, в качестве параметровтрещинообразования регистрируют интенсивность акустической эмиссии отрастущей усталостной трещины, порезультатам испытаний при различныхзначениях частоты нагружения и коэффициентах асимметрии цикла Определяютэмпирические контакты, которые входятв соотношения, связывающие коэффициент интенсивности напряжений К синтенсивностью акустической эмиссии 50и на основании указанного соотношенияза главные параметры контроля трещинообразования в материале принимаютинтенсивность акустической эмиссиии диапазон изменения коэффициента 55интенсивности напряжений 2 ,Недостатком этого способа являет"ся невозможность определения порого., 1ЧПри выполнении приведенного условиядлина трещины изменяется не более 100 и т е1 аО ваго значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины,которое соответствует ситуации,предшествующей росту трещины.Цель изобретения - расширениефунециональных возможностей способаза счет определенияпорогового значения коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины,Поставленная цель догтигаетсятем, что в способе контроля трещинообразования в материале, основанномна измерении параметров акустическойэмиссии при циклическом нагруженииобразца материалов, в каждом циклерегистрируют величину нагрузки в момент появления сигналов акустическойэмиссии, находят значение нагрузки, при которой количество .сигналовакустической эмиссии максимально,и по нему определяют пороговое значение коэффициента интенсивности йа пряжений в вершине трещины.На чертеже приведен график зависимости количества М сигналов акустической эмиссии от величины Р нагрузкипри циклическом асимметричном изменениии нагрузки во времени 1 .Способ осуществляют следующимобразом.Испытываемый образец с надрезоми с наведенной из вершины надрезаусталостной трещиной длиной 1, нагружают циклически с заданной асимметрией цикла. Амплитуду А нагрузки приее изменении от Р и до Рназначают из условия обеспечения трещинообразования за ограниченное количество циклов нагружения. Во времянагружения образца измеряют изменение аЬ длины трещины и параметрыакустической эмиссии от растущейусталостной трещины, В качестве параметра акустической эмиссии регистрируют факт появления сигналов, характерных для скачка трещины, При этомв каждом цикле регистрируют величину нагрузки Р в момент появлениясигналов акустической эмиссии.После нагружения образца в течение, например И циклов вычисляютскорость ч роста трещины по ФормулеЬЬ 1.и )М = в К и определяют колицестеоциклов 1 я, удовлетворяющих условию818/43 Тираж 873 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, ЖЗак Подписноого комитета СССРий и открытий, Раушская наб., д. 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3чем на 13, а количество сигналов акустической эмиссии достаточно для статистической обработки результатов испытания. Для Е циклов нагружения устанавливают зависймость количества Й сигналов акустической эмиссии. от величины нагрузки и по ней находят значение Р нагрузки, при которой количество сигналов акустической эмиссии максимально.Значение Р характеризует начало+процесса увеличения длины трещины, зависит от материала образца, длины трещины, формы и размеров образца и не зависит от величины А амплитуды прикладываемой циклическои нагрузки. 4По значению Р определяют пороговое значение К коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины на основании известной формулы 5К = М Р.4 Ьгде М - коэффициент, характеризующийФорму и размеры образца.Использование предлагаемого сйосо 10 ба позволяет определить пороговоезначение коэффициента интенсивностинапряжений и, приняв его эа основнойпараметр контроля трещиностойкостиматериала, осуществлять оценку рабо 15 тоспособности материала и,элементовконструкций.