Способ определения местоположения вершины развивающейся трещины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 8012 18 А 1 01 В 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аты месс помощью оволосыия на к длина адения напря ах полосы до ре оявлени щины Ч и Ю 00 Ч. и- напряжения, изм-й момент време ния тока либо че либо через другу деленного трещин .полосы. ренные в и протекаез одну, часть раз й конца ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 21) 3235126/25-28(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ВЕР 111 ИНЫ РАЗВИВА 1 ОЩЕИСЯ ТРЕЩИНЫ, заключающийся в том, что наклеивают на испытуемую конструкцию электропроводную полосу с изоляционным покрытием изолированной стороной и нагружают конструкцию, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности определения характеристик трещиностойкости испытуемых конструкций путем учета атактической формы линии трещины, выращивают начальный участок трещины и измеряют начальную координату местоположения его вершины, прОпускаЮт электрический ток известной величины через концы полосы, периодически, в выбранные моменты времени, меняя место прохождения тока с одной на другую часть разделенного трещиной конца полосы, измеряют в каждый такой выбранный момент при каждом месте прохождения тока электрическое напряжение междуобеими частями разделенного трещинойконца полосы и по полученным результатам определяют две коордитоположения вершины трещиньследующих зависимостей:- напряжения, измеренные при К-м периоде протекания тока либо через одну, либо через другую часть разделенного трещиной конца полосы;- порядковый номер выбранного момента текущих измерений;Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению электрическими методами параметров трещин в материалах и конструкциях, и может быть использовано при 5исследованиях процессов разрушенияэлементов конструкций,Известен способ определения местоположения вершины развивающейся трещины, заключающийся в том, что наклеивают на испытуемую конструкцию электропроводную полосу с изоляционнымпокрытием и с разрезом, разделяющимодин иэ ее концов на две части, нагружают конструкцию, пропускают элек,трический ток от одной до другой части разрезанного конца полосы, измеряют электрическое напряжение междутеми же частями разрезанного концаполосы и по результатам измерения 2 Оопределяют местоположение вершиныразвивающейся трещины.Недостатком известного способа является нелинейность зависимости измеряемого напряжения от местоположениявершины прямолинейной трещины, Этообъясняется тем, что электрическоесопротивление той части полосы, гдеток обтекает вершину трещины, зависит нелинейно от местоположения вер- ЗОшины трещины.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ определения местоположения вершины развивающейся трещины, заключающийся в том, что наклеивают на испытуемую конструкцию электропроводнуюполосу с изоляционным покрытием изолированной стороной, имеющую разрез,разделяющий один иэ ее концов на две 40части, нагружают конструкцию, пропускают электрический ток от одной изчастей разрезанного конца полосы,до другого конца полосы, измеряют электрическое напряжение между обеими частями разрезанного концаполосы и по полученным результатамопределяют одну координату вершинытрещины.В данном способе обеспечивается 5 Олинейность зависимости измеряемогонапряжения от местоположения вершинытрещины при ее прямолинейном развитии. Но поскольку, согласно способу,определяется лишь одна координатавершины трещины, то отклонение направления развития трещины от предполагаемого прямолинейного направления приводит к ошибкам в определении координаты на основе результатов измерений электрических напряжений, Кроме того, знание лишь одной координаты местоположения вершины развивающейся трещины не позволяет точно судить об общей длине трещины, что, в свою очередь, не позволяет достаточно точ. но определять характеристики трещиностойкости конструкций и конструкционных материалов.Целью изобретения является повышение точности определения характеристик трещиностойкости испытуемых конструкций путем учета фактической формы линии трещины.Указанная цель достигается тем, что в способе определения местоположения вершины развивающейся трещины, заключающемся в том, что наклеивают на испытуемую конструкцию электро)ро водную полосу с изоляционным покрытием изолированной стороной и нагружают конструкцию, выращивают начальный участок трещины и измеряют начальную координату местоположения его вершины, пропускают электричес- . кий ток известной величины через концы полосы, периодически, в выбранные моменты времени, меняя место прохож-. дения тока с одной на другую часть разделенного трещиной конца полосы, измеряют в каждый такой выбранный момент при каждом месте прохождения тока электрическое напряжение между обеими частями разделенного трещиной конца полосы и по полученным результатам определяют две координаты Х и У местоположения вершины трещины с помощью следующих зависимостей:Ъ(1 - . )Ч. -7. +Ю. --1- 1где Х - координата вершины начального участка трещины;1 и Ъ - длина и ширина полосы;7 - падения напряжения на концах полосы до появлениятрещины;ч и 11 - напряжения, измереннные К Кпри к-м периоде протеканиятока либо через одну, либочерез другую части разрезан.ного конца полосы;1. - порядковый номер выбранногомомента текущих измерений.3М 8При таком выполнении способа разности между результатами измерений электрических напряжений связаны с текущими координатами вершины трещины следующими приближенными зависимостями: ч,-ч = г-р - " - -; э). уу ю:1 (7-, (4) Юк к- я (Ь-у)где э - удельное сопротивление материала полосы; 3 - ее толщина, Последующее решение системы уравнений (3) и (4) и учет начального значения и нарастающего характера координаты Х вершины трещины обеспечивают возможность непрерывного определения двух текущих координат вершины трещины по зависимостям (1) и (2). Благодаря знанию обеих координат местоположегния вершины трещины в процессе ес развития и через это - знанию траектории развития трещины, можно уменьшить ошибки в определении длины трещины, а следовательно, уменьшить величину ошибки в определении характеристик трещиностойкости испытуемыХ конструкций.На чертеже схематично показана электропроводная полоса, наклеиваемая на испытуемую конструкцию.Способ осуществляют следующим образом.Для определения местоположениявершины развивающейся трещины в элек 35тропроводной полосе 1,например, изЮд-Сг-фольги толщиной 5 мкм, шириной 75Я30 мм и длиной 100 мм имитировали развитие трещины 2 с начальным участ ком, координаты которого Х = 5 У - 15 мм.Через концы электропроводящей полосы 1 пропускали электрический ток известной величины 1 = 0,688 Л. При этом ч, = 507 мВ. Концы полосы 1 снабжены электрическими контактами 3-5. Периодически, в выбранные моменты времени меняют место прохождения тока от контакта 3 с одной на другую часть разделенного трещиной конца полосы, т.е. с контакта 4 на контакт 5, и измеряют в каждый такой выбранный момент электрическое напряжение между контактами 4 и 5, получая результаты 7 при протекании тока от контакта 3 Кчерез контакт 4 и результаты Я при протекании тока от контакта 3 через контакт 5. Моменты изменения места прохождения тока и измерений можно выбирать, например, по числу циклов нагрузки, изменению напряжений и т.п.По полученным результатам измерений Ч и И с помощью зависимостей (1) и (2) определяют координаты местоположения вершины имитированнои развивающейся трещины.Использование предлагаемого способа позволяет эа счет повышения точности результатов измерений сократить, по сравнению с известным способом, общий объем испытаний при сохранении той же достоверности результатов определения характеристик трещино.стойкости.