Способ определения усталостных повреждений в металлических изделиях

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 29/04 ДН 4 С НОМИТЕТ ССС ЕНИЙ И ОТНЯТ ГОСУДАРСТВЕНГ 10 ДЕЛАМ ИЗОТ ТЕНИН.08.86. Бюл, В 32Г.Васенев и Г.В.Бондал4:620.178.3.(088.8)ыборнов Б.И. Ультразвуковаяоскопия, М.: Металлургия, 129,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХПОВРЕЩДЕНИИ В ИЕТАДЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ 801254369 А 1(57) Изобретения позволяет определитьстадии накопления усталостных поврездений, предшествующие образованиютрещин. Иэделие подвергают воздействию циклической нагрузки, одновременно возбуждая в нем поверхностныеультразвуковые волны и регистрируяотржкенный сигнал. При этом Фиксируютхарактер изменения энергии эхо-им.;тпульса, сравнивают полученную кривуюс законом изменения циклической нагрузки и по отклонению от него судято степени поврездений. 3 ил,1254369 2 Нзобретецдте относится к технике контроля качества материалов и может быть использовано при ультразвуковой цеФектоскопиц изделий.Цель изобретения - определение стадий накопления усталостцых повреждений, предшествующих образованию трепдиц,величина которого пропорциональнаэнергии эхо-импульса,Как видно из звпцсц, приведеннойца Фиг.2, по мере наработки образцаизменяется Форма сигнала. На начальных циклах нагружецця нелинейныеискажения сигнала практически отсутствуют (Фцг.За). С наработкой образца появляются нелинейные искажениясигнала (Фцг.2 б), которые в дальнейшем изменяются (Фиг.2 в,г) и исчезают (2 д).Для количественной оценки искажений вводится коэФФициент К, которыйпредставляет собой отноднение амплитуды нелитдейттьгх искажений А к амппитуде иенская;ецного сдтгнапа. Поведение этого коэФфипиента. (а значити величины нелинейных цскажепидт) царазличных стадиях усталостцых повреждений показано на Фиг.З,На первой стадии (ццкусаццоцной)в изделии практически отсутствуютвнутренние повреждения (до накопления пластйчесдсих деформаций, оцениВаемьтх ппотедостью хдиний сдьчдга) соответственно отсутствуют искаженияна кривой энергии эхо-импульса,которая совпадает с законом дддткпической Йагрузкц (Фцг.2,а), соответственно величина К = 0 (Фцг,3,1),С наработкой образца возникаютискажения на кривой энергии эхо-импульса, которые с наработкой растути достигают максимального значения,соответственно, велддчитда К (Фцг.З)растет от нуля до максимума. Этотинтервал соответствует 11 стадии -предразрушения.Максимальное зйачение коэфФиццента К соответствует образованию впиастдлчески деФормироваццой зонеметалла ряда разрозненных микротрещин.Дальнейшая наработка приводит к 10 15 20 25 30 35 40 45 пульса, отраяседлдтого от концентрато-ра, иаксцдстаттьна. Затем преобразователь смещаемся поперек образца до положения, соответствудощего 0,707 максимального значения амплитуды цм 1 дульса и Фиксируется в таком положейиц дпя обеспечения возможности слежения за структурными изменениями , в металле у вертшддтьд (края) концентратора напряжений. Отраженный от концентратора ультразвуковой импульс принимается преобразователем, усиливается и селектцруется схемой деФектоскопа а затем лопается ца вход интегратора ц, С выхода интегратора ,снимается ца самописец 5 типа Н 338 .ддапряженце постоянного тока (сцгцал),росту степени структурных изменений,,сопровождающемуся ростом размеров и числа микротрещин, На этой стадии(111) коэффициент К уменьшается от максимального значения до нуля, ана четвертой стадии - развития мик 50 ротрещцны - К равно нулю. Таким образом, дпя определения степени усталсстцых повреждений необходимо подвергнуть цсследуемое изделие испьталию в соответствии с указанной методикой ц оцепить наличие и поведение нелинейных искажений. Если онц отсутствуют, то устзлостньте На с 1 ддг. 1 изображена принципиальнаясхема установки для реализации способа; на Фиг.2 - характерные зависимости энергии эхо-импульса при циклической тдагрузтсе ца различных стадияхусталостцьдх повреждений; на Фиг,ЗграФик изменения критерия оценки цскажеддьддд кривой энергии эхо-импульсаот закона циклической нагрузки наразличных стадиях усталостньтх повреясденцй.Способ реализуется следующим образом.Исследуемое изделие цлц снподготовленный образец 1 устанавливается в зажиме, а свободньн 1 конецподвергается повторно-статцческомуконсольному изгибу с частотой 0,3 Гцц амплитудой, соответствудощей изйетдеццдо напряжения от 0 до 0,8 б в максимально напряженном сечении образца,где б - временное сопротивление,Бозбужтдетдие ц прием упругих колебаний в образце 1 (Фиг.1) осуществляется с помощью ультразвуковогопреобразователя 2 совмещенного типас углом призмы 65 и рабочей часто тзй 5,0 Мц, а также деФектоскопа 3типа ДУК. Преобразователь 2 предварительно устанавливается (до цагружецця) на образце в положение, прикотором амплитуда ультразвукового им3 1254369 4 повреждения соответствуют инкубацион- путем возбуждения в образцах импульной стадии, если появились и растут - сов поверхностных ультразвуковых стадии предразрушення; если имеются волн в условиях циклического нагружеи уменьшаются с наработкой - стадии ния и регистрации отраженного сигнаслияния разрозненных микротрещин; ла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, если отсутствуют, та наличие магист- что, с целью определения стадии наральньх трещин может быть обнаружено капления усталостных повреждений, известными методами, в том числе и предшествующих образованию трещин, визуально Фиксируют изменение энергии эхо-им 1 О пульсов эа цикл нагружения и по от- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я клонению кривой, соответствующей этому изменению, от закона циклическогонагружения судят о степени повреждений.г Способ определения усталостных повреждений в металлических изделиях Рб В 02 50 Р д 5030011 иС.Л Составитель Г.Само Техред А,Кравчук овКорректор С.Черни едактор В,Ковт Тираж 778осударственногоелам изобретенийМосква, Ж, РЗаказ 4713/47ВН 1 одписнокомитета СССРи открытийушская наб., д 35,роиэводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектна