Способ определения внутренних напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 601 В 17 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П. Яныельство СССР В 17/04, 1983. УТРЕН ритель ствова них на ованно колеба а и пос ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВННИХ НАПРЯЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к измной технике и является усовершением способа определения внутренпряжений по авт. св.1177664, оснго на измерении частот собственныхний исследуемого объекта до отжиг,ЯО 1249330 А 2 ле отжига и определении внутренних напряжений по разности этих частот. Цель дополнительного изобретения - повышение точности определения внутренних напряжений за счет уточнения значения масштабного коэффициента, связывающего приращение частоты и величину внутренних напряжений, что достигается определением этого коэффициента непосредственно на исследуемом объекте. Нагревают объект на заданную величину приращения температуры, вновь возбуждают в нем колебания на собственной частоте и сопоставляют расчетные температурные напряжения с полученным изменением частоты. Использование способа открывает возможность экономии конструкционных материалов при тех же эксплуатационных нагрузках на объект.6 т= Кт ьр ЛТ Е,р,50 Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием способа определения неупругих составляюших внутренних напряжений контролируемого объекта по авт, св.1177664.Цель изобретения - повышение точности определения внутренних напряжений за счет уточнения значения масштабного коэффициента, необходимого для определения составляющих внутренних напряжений, применительно к конкретным механическим параметрам исследуемого объекта,Способ осушествляют следующим образом.В исследуемом объекте с поверхностью, обработанной по режиму механической обработки, создающей в поверхностном слое взаимно компенсирующие дефекты, при исходной температуре возбуждают колебания на собственной частоте и измеряют эту частоту, нагревают объект по режиму, соответствующему режиму стабилизирующего отжига, повторно возбуждают колебания после окончания отжига при исходной температуре и определяют внутренние напряжения по разности измеренных частот. По одному пз вариантов изготавливают партию исследуемых объектов не менее 10 - 20 шт., после проведения описанных операций измеряют температурный коэффициент э,чектросопротивления каждого объекта, выявляют обьект с наиболее упорядоченной структурой по номинальному значению температурного коэффициента электросопротивления, подвергают каждый объект силовому нагружению в области напряжений, не превосходящих предел пропорциональности, со скоростью, обеспечивающей перераспределение напряжений в объекте, измеряют в процессе нагружения каждого объекта его деформации и по отклонению диаграмм напряжения - деформации других объектов от диаграммы объекта с наиболее упорядоченной структурой определяют пеперераспределяющуюся и перераспределяюшуюся при заданной нагрузке составляюгцие внутренних напряжений.Для уточнения значения масштабного коэффициента, используемого при перерасчете значений разности частот в значения внутренних напряжений, после выполнения всех необходимых действий над исследуемыми объектами, а именно: после измерения частоты собственных колебаний объекта при исходной температуре после отжига, нагревают объект на заданную величину приращения температуры, вновь возбуждают в нем колебания на собственной частоте, измеряют эту частоту, определяют расчетным путем температурные напряжения при изменении температуры, сопоставляют их с приращением периода частоты колебаний и используют полученный таким образом масштабный коэффициент при определении внутренних напряжений. 10 15 20 25 30 З 5 40 45 Исследуют внутренние напряжения в цилиндрическом стержне из стали 4 Х 13, имеюгцем длину 120 мм и диаметр 10 мм.Обработанный механически стержень подвергают стабилизируюшему отжигу по режиму: температура отжига 560 С, время отжига 3 ч, скорость охлаждения до 380 С не более 110 в час,Частота собственных продольных колебаний стержня, возбуждаемых с помощью магнитострикционных преобразователей, составляет для 20 С (исходная температура) 2257032 Гц, а для 60 С (заданная величина приращения температуры 40 С) - 22449,21 Гц, что дает приращение частоты собственных колебаний Л 1 = 121,61 Гц.Температурные напряжения в стержне определяются по формуле где Кт - коэффициент связи температурных напряжений с механическими от внешних силовых воздействий (К = 0,11 для большинства металлов);ссср - среднее значение температурного коэффициента линейного расширения материала;Е,р - среднее значение модуля упругости материала;ьТ - приращение температуры.В рассматриваемом случае температурные напряжения в стержне б, = 1,18 кгс/мм.Отсюда масштабный коэффициент при определении внутренних напряжений для данного объекта бтКн = "- = 0,0097 кгс/мм Гц. М С учетом найденного масштабного коэффициента можно определить, например, результирующую неупругую составляюшую внутренних напряжений стержня. Исходная температура 24 С. Частота собственных колебаний контролируемой заготовки в состоянии поставки 1 = 21240,44 Гц.Частота собственных колебаний этой же заготовки после снятия неупругих внутренних напряжений отжигом 1 ь = 23100,02 Гц.Приращение частоты собственных колебаний заготовки ь 1 нь = -1869,58 Гц.Неупругие внутренние напряжения бнв = Л 1 нь Кв= -18,04 кгс/мм Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным следуюшие преимущества: воспроизводимость определения внутренних напряжений и их количественную связь с напряжениями от внешней силовой нагрузки и повышение точности расчетов элементов конструкций, что позволяет получить экономию конструкционных материалов.1249330 Составитель Н. Тимошенко Редактор М. Бланар Техред И, Верес Корректор Г. Решетник Заказ 4223/40 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4формула изобретенияСпособ определения внутренних напряжений по авт. св. Мв 1177664, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, после измерения частоты собственных колебаний объекта при исходной температуре после отжига нагревают объект на заданную величину приращения температуры, вновь возбуждают в нем колебания на собственной частоте, измеряют эту частоту, определяют расчетным путем температурные напряжения при изменении температуры, сопоставляют их с приращением частоты собственных колебаний и используют полученный масштабный козффициент при определении внутренних напряжений.