Способ измерения механических напряжений

(19) (11) 4(З 1) С О 1 Ь г.Лгъ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 17В,Г. Горбашой физики ов и икладСР/12, 1969 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ при испытании объектпутем намагничивания объекта и регистрации величины остаточного магнитного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, объект или егочасть, включающую контролируемыйучасток, после испытания нагружают,в процессе нагружения снимают зависимость изменения величины остаточного магнитного поля от механическихнапряжений в месте контроля, определяют значение механического напряже"ния, при котором происходят необрати.мые изменения величины остаточногомагнитного поля, по которому и судятоб величине механических напряжений,действующих при испытании объекта. оИзобретение относится к контроль-но-измерительной технике, а именнок способам измерения механическихнапряжений при испытании объектов иэ ферромагнитных материалов. 5Известен способ измерения механических напряжений, основанный нарегистрации степени магнитной анизотропик, создаваемой механическиминапряжениями в ферромагнитном материале, причем о величине механических напряжений судят пс значению выходного сигнала накладного магнитоупругого преобразователя и предварительно построенному градуировочному гра фику 13Недостатком данного способа является необходимость регистрации изменения магнитных свойств материала объекта непосредственно в процессе щ испытаний, что затрудняет проведение измерений, особенно при перемещении объекта в процессе испытаний.Кроме того, для определения механических напряжений согласно указан ному способу необходимо проводить предварительную градуировку, т.е. . устанавливать связь между величиной выходного сигнала магнитоупругого преобразователя и величиной механических напряжений, Точность определения напряжений по градуировочным графикам зависит от того, насколько материал, на котором проводится градуировка, и условия ее проведения соответствуют материалу контролируемого объекта и условиям проведенияизмерений.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ О измерения механических напряжений путем намагничивания участка контролируемого объекта перед его испытанием и регистрации величины остаточного магнитного поля над намагниченным участком после испытания объекта, О величине механических напряжений, действовавших в месте контроля при испытаниях, судят по величине остаточного магнитного поля и предварительно 5 б построенному градуировочному графику ИНедостатком известного способа является необходимость построения градуировочного графика, свяэывающе го величину остаточного магнитного поля с величиной механических напряжений. При проведении градуировки необходимо обеспечить идентичность свойств материала, геометрических размеров образцов, на которых проводится градуировка, а также условийее проведения соответствующим характеристикам контролируемого объекта иусловиям проведения измерений. Несоблюдение этих требований ведет кснижению точности определения механических напряжений по известномуспособу,Цель изобретения - повышение точности измерения механических напряжений, возникающих в объекте в процессе его испытания.указанная цель достигается тем,что согласно способу измерения механических напряжений прн испытанииобъекта путем намагничивания объектак регистрации величины остаточногомагнитного поля, объект илк его частьвключающую контролируемый участок,после испытания нагружают, в процессенагружения снабжают зависимость изменения величины остаточного магнитногополя от механических напряжений вместе контроля, определяют значениемеханического напряжения, при котором происходят необратимые изменениявеличины остаточного магнитного поля,по которому к судят об величинемеханических напряжений, действующихпри испытании объекта,Благодаря этому можно определять величину механических напряжений при испытаниях объекта без использования. градуировочных зависимостей.На чертеже показаны зависимости ,изменения величины остаточного магнитного поля Нот величины механических напряжений б при испытании объекта к при его нагруженин после испытаний.Если контролируемый участок испытуемого объекта перед испытанием предварительно намагничен так, что величина остаточного магнитного поля равна значению, соответствующему точке О , и если при испытании объекта под действием внешних нагрузок в месте контроля возникнут механические напряжения б, то произойдет частичное размагничивание, т.е. уменьшение величины остаточного магнитного поля до значения, соответствующего точке б . После прекращения испытаний и устранения внешних нагрузок, создающих напряжения в месте контро3 .1 154562 4 ля величина остаточного магнитногополя по мере уменьшения напряженийизменяется по кривой 6 до значения,соответствующего точке б ,Таким образом, кривые ао и обпоказывают характер изменения величины остаточного магнитного поля приувеличении и уменьшении нагрузки впроцессе испытания объекта. Значенияостаточного поля при действии нагрузки в процессе испытаний (точка 3 )и после ее снятия (точка 3 ) зависятот величины напряжений, создаваемыхнагрузкой в месте контроля. Так,если бы в процессе испытаний в местеконтроля величина напряжений быларавна Од Ид/, то величина остаточного магнитного поля измениласьбы по кривой а 5 до точки 3 , соответ(ствующей напряжению б, а после20прекращения испытаний изменялась быпо кривой 8 В до точкиКак показали исследования, выполненные на различных материалах, еслипосле испытания проводить нагружение добъекта, то величина остаточногомагнитного поля изменяется от значения, определяемого точкой О покривой 1 е, которая на участке 1 гнезначительно отличается от кривойИзменение величины остаточногомагнитного поля на участке 12 происходит обратимо, т.е, если прекратитьнагружение при любом напряжении впределах участка 3 и снять нагруз 35ку, то величина остаточного магнитного поля вернется к своему начально.му значению, определяемому точкой При достижении в процессе нагру 40жения точкина зависимости величи 45 нитного поля.Величина напряжения, соответствующая появлению излома, т.е. точкена зависимости остаточного магнитного. поля от напряжений при нагружении объекта, равна тому же напряжению, которое достигнуто в месте контроля при испытании объекта. Таким образом, по величине напряжений при нагружении объекта в момент начала55 необратимого изменения остаточного магнитного поля можно судить о велиВНИИПИ Заказ 2704/Филиал ППП "Патвыт",ны остаточного магнитного лоля отнапряжений появляется излом и научастке 1 происходит необратимоеизменение величины остаточного магчине напряжений, которые имели местов объекте в процессе его испытаний.Начало необратимого изменения остаточного магнитного поля при нагружении может быть зарегистрированоразличными способами:путем периодического приложения и снятия нагрузкис постепенно увеличивающейся ампли.тудой напряжений до появления необратимых изменений остаточного магнитного поля; по моменту появления изломана зависимости величины остаточногомагнитного поля от напряжений принагружении; по изменению интенсивности шумов Баркгаузена и др.Способ осуществляется следующимобразомПеред испытанием проводят локальное намагничивание контролируемогоучастка поверхности испытываемогообъекта с помощью накладного электромагнита. Затем, после испытаний,объект или его часть, включающуюконтролируемую поверхность, нагружают,например, путем растяжения (сжатия)с одновременной регистрацией зависимости остаточного магнитного поля отвеличины механических напряжений вместе контроля.Величину остаточного магнитного по ,ля измеряют с помощью феррозондовогоизмерителя магнитного поля, а величину механических напряжений в местеконтроля определяют с помощью тенэоре.зисторов. Результаты измерений регистрируют с помощью графопостроителя,например, типа Н, на вход Х которого подают сигнал, пропорциональныйвеличине механических нагряжений, ана вход У - сигнал, пропорциональныйвеличине остаточного магнитного поля.В процессе нагружения фиксируютмомент появления излома на зависимости величины остаточного магнитногополя от механических напряжечий и позначению напряжений в этот моментсудят о величине механических напря.жений, действовавших в объекте приего испытаниях.Предлагаемый способ позволяетповысить точность измерения механических напряжений при испытанииобъектов из ферромагнитных материалов путем полного исключения погрешностей, связанных с определением напряжений по градуировочным зависимостям.Зб Типаж 897 Подписноег.ужгород, ул.Проектная, 4