Способ определения остаточных напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 6 О 1 В 7/18 И Т ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (72) М. И. Шапошников, А. С. Касаткин, Г. И. Савицкая и В. С. Афанасьев(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАГ 1 РЯЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике, основанной на использовании электрических тензометров сопротивления для,ЯО 1249314 определения остаточных напряжении методом травления. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости определения остаточных напряжений путем наложения на чашу весов последовательно дискретных грузов, выполненных в виде калиброванных по весу микрошариков, и травления образца каждый раз до восстановления положения равновесия коромысла весов. Остаточные напряжения определяют по показаниям датчика деформации образца и числу дискретных грузов в чаше весов, Весь процесс определения напряжений автоматизирован, управление наложением грузов и расчет выходных параметров осуществляют с помощью микропроцессора, что повышает точность эксперимента и снижает его трудоемкость. 1 ил.Изобретение относится к измерительнойгехнике и может быть исш)льзовано для определения остаточных напряжений при ззепрсОывном травлении образ)сон после ралли ных видов ос)работки.Цель изобретенияповышение точностии снижение трудоемкости процесса опредсления остаточных напряжений за счет упрощения измерения массы образца.На чертеж изображено устройство длиреализации предлагаемого способа. )0Устройство содержит аналитические нсы, сост 05)ззсис из коромыс сз 1, стОики э,арретира 3 и грузика 4. Коромысловесовустановлено на ножевых опорах 5 стойки 2и фиксируется в горизоцтальцом положении15помощью арретира 3. Ня правом плечекоромысла 1 весов, рясполагасмом няд ванной 6 с раствором травлсззизз, коцсольцо закреплен с помощью нижнего кронгцтсйна 7кснзтролируемый образец 8. Нижний кронштейн 7 имеет возможносзь перемешатьсявдоль коромысла вссов. Ня этом же плечекоромысла вссов с помопцью верхнего кроззштейна 9 консольно установлен датчик 10деформации образца, сзьзпоэззззззьзй н нидепластинки толщиной 0,2- 0,3 мм, на которойс обеих сторон установлены датчикидеформации, в качестве которых испс).зь:кнзаньзгецзодатчики. Датчик 10 связан с контролируемым ос)разцом 8 с помощью постоянногомагнита 2 или зажима. Ня правом плечекоромыславесов устзовсза с возможностью перемегцеция по его длине чазпа 3для сбора дискретных грузов, роль которыхвыполняют калиброванные мззкронзярики 14,поступаюгцие из загрузочного устройства 1).Грузик 4, раз)мезцеззззьзй зя,зком зэзчскоромыславесов, прсдцязначсн для уранновешивазия правого плеча коромысла со35всеми закрепленными ца цсм элмеззтсзмзз.Коромысло вссов сцябжсгц) дат нзкс)м 16положения, цапример. зз виде фотс)ээзсктрззческого преобразовате.зя с экрано з 17. Между осветителем 8 и фотодатчиком 19 этого 40преобразователя ця торце левого плеча ксзромысла установлен экразз 17 этого прсооразоззятеля. Фотоэлектричский иреобр з:зователь управляет через компарятор 20 (пороговое устройство, собранное ня Опсряциоцыхусилителях 140 УД 2) работой элсктроцривода 21 загрузсншого устройства 15, при перемещении штока которого ззроизводитс 5) сброс;)дззого ззарззка 14 по ИЗпр)звэ)5)зопссмх же,)0 оу 22 в чашу 13.Регистрационная апзярятура вклк)чатв себя микроЭВМ 23, к которой ззодклзс) зезывыходы датчиков 1 деформации ц компярагора 20, я гякже 5 зход цифроззсчятающсгоустройства (ЦПУ) 24. Г 1 одключени,с;пинков дформации к микроЭВМ 25 осущствляется через аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 25. МикроЭВМ 23 работаетпо заданной программе опрсдс,зеция остаточных напряжений,(эшосос) осуществляют следующим обра:зом.Коромысло 1 фиксируется в горизонталь:-зом ш)ложении арретиром 3. На кронштейне 7 крепится исследуемый образец 8, а на кронштейне 9 - датчик 10 с предварительно наклеенными датчиками 11. Кронштейн 7 фиксируется на коромыслев соответствии с длиной образца 8 так, что при опускании кронппейца 9 наконечник датчика 10 в виде зостоянного магнита 2 касается ферромагнитной пяты 26, приклеенной к образцу. При контакте датчика 10 с образцом 8 происходит их незначительный изгиб, а на табло АЦП 25 высвечиваются соответствующие численные значения этой деформации. Для приведения промежуточного элемента и образца в нейтральззс)е положение плавно перемегцают кроцпггсйп 9 до ноя злеззия нулей на табло ЛЦ 1.После этого зювзерхности образца, кроме зижней плоскости, а также поверхности датчика 1 О, магнита 12 и нижнего кронштейна 7, погружасмые в раствор травления, лящиьцаются отго воздействия слоем парафина. Далее образсц 8 погружают в ванну 6 с расти)ром травления, коромысловесов Освобождают от арретира 3, а правое плечо коромысла уравновешивают с помощью грузика 4 до совмегцения стрелки 27. установленной ця оси опоры 5, с указателем О, рязмещешзыхз на стойке 2.Данное равновесзюе состояние фиксирукп датчиком 16 равновесия, сигнал с которого вводится и запоминается микроЭВМ 23.1 ри таком ззо.зо)ксзззз)з коромыс,зямяпдс с датчика 16 равновесия через комз 5)рятор 20 производят сброс в чашу 13 дискретного груза -- микрошарика 14. Масса И)арик з должна быть равна массе материала ооразца, хдаг)5 земой с его поверхности для достижения заданной глубины, на которой необходимо определить остаточные напряженияОдновременно с помещением шарика в чашу вс.сов черсз ванну пропускают анодный ток травления и осузцествляют этим методом удаление поверхностных слоев образца. По мсрс удаления поверхностных слсзз правое плечо коромысла постеззецно ззьходит цз электролита, а левое опускается вниз. В рсзультате изменяется величина свзового потока, поступающего через отверстие экрана 17 от осветителя 18 на фото- датчик 9. В измерительной сети фотодатчика 19 возникает перемецный электрический спзчзсзгз, пропорциональный величине удаленного поверхностного слоя образца 8.Когда с поверхности образца удалец слой зсздсзззззой толщины, коромысло 1 весов вознря цастся в равновесное положение, т. е. совпадает с исходным, до травлсния. Этот момент опять фиксируют датчиком 16 положция, сигнал с которого, а также с датчика 1 дформации вводят в микроЭВМ 23.1249314 Формула изобретения Составитель Н. Тимошенкоехред И Верес Корректорираж 670 Подписноедарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ - 35, Раушская наб., д. 4/5нт, г. Ужгород, ул. Проектная,Редакто Заказ 42 Шарош Р М. Бланар22/39ВНИИПИ Госпо делам3035, Москва,Филиал ППП Пат Одновременно, в момент равновесия коромысла весов в чашу 13 помещают следующий микрошарик 14 и повторяются все описанные операции. Процесс травления осуществляют до тех пор, пока с поверхности образца не удален требуемый слой, величина которого обычно составляет 0,1 - 0,5 мм.При каждом положении равновесия коромысла весов сигналы с датчиков равновесия и деформации, несущие информ цию о толщине стравленного слоя и деформации оставшейся части образца, вводят в микро- ЭВМ, которая производит на основании этих данных расчет остаточных напряжений. Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения остаточных напряжений за счет повышения точности измерения толщины стравленного слоя образца методом взвешивания. Используемые для измерения дискретные грузы, шарики, калиб рованы по массе с высокой точностью. Кроме того, способ обладает высокой чувствительностью при измерении малых деформаций образцов, позволяет повысить производительность процесса за счет одновременного измерения деформации и толщины стравленного слоя образца с последующей обработкой результатов измерения на микроЭВМ 5Способ определения остаточных напряжений, заключающийся в том, что образец помещают в травильную ванну, в процессе травления периодически измеряют массу и деформацию образца и по этим данным О определяют остаточные напряжения, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости определения остаточных напряжений, образец закрепляют с датчиком деформаций на коромысле весов, запоминают положение равновесия 5коромысла весов в начальный момент травления, на чашу весов помещают первый дискретный груз. стравливают материал образца до восстановления положения равновесия, измеряют деформацию образца и повторяют 20 операции наложения грузов, травления иизмерения деформаций в достигнутом положении равновесия до полного стравливания исследуемого слоя, а величину остаточных напряжений определяют с учетом числа помещенных на чашу весов грузов.