Способ определения момента образования и скорости роста усталостной трещины

(21 (22 и о мирно8.8)и Д ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИД(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ОБРАЗОВАНИЯ И СКОРОСТИ РОСТА УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ(57) Изобретение относится к нераз рушающему контролю акустика-эмисси онным методом и может быть использовано для контроля усталостных тр щин. Целью изобретения является по вышение точности и достоверности о - ределения момента образования и скрости роста усталостных трещин за счет выделения сигналов акустической эмиссии (АЭ) усталостной трещины в момент ее раскрытия в каждом цикле нагружения. В соответствии с эффектом "закрытия трещины" для размыкания берегов трещины напряжения сжатия должны быть скомпенсированы внешним усилием. При циклическом нагружении конструкции с усталостной трещиной при нагрузке, соответствующей раскрытию трещины, генерируются сигналы АЭ, повторяющиеся,в каждом цикле нагружения. Это позволяет выделить сигналы АЭ усталостной трещины на фо- ф не акустических помех. 3 ил.Изобретение относится к неразрушающему контролю металлических материалов акустико-эмиссионным методоми может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях в процессе их эксплуатации илииспытаний,Целью. изобретения является повышение точности и достоверности определения момента образования и скорости 10роста усталостных трещин за счет выделения сигналов акустической эмиссии (АЭ) усталостной трещины в момент ее раскрытия в каждом цикле нагружения. 15На фиг,1 представлена диаграмманагрузка - перемещение берегов надреза для образца с надрезом до появления усталостной трещины; на фиг.2диаграмма нагрузка - перемещение берегов надреза для образца с надрезомпри появлении усталостной трещины внадрезе; на фиг,3 - диаграмма амплитуда сигналов АЭ - перемещение берегов надреза. 25Способ определения момента образования и скорости роста усталостнойтрещины осуществляется следующим образом,Образец с поверхностным надрезом 30(или конструкция с концентраторомнапряжений) подвергается циклическому нагружению. С поверхности образца принимают сигналы АЭ, для чегоиспользуют аппаратуру АЭ, напримерприбор АВНМ. Измеряют величину нагрузки, соответствующую моменту прихода каждого сигнала АЭ. Момент образования усталостной трещины определяют по появлению в каждом цикле 40при возрастании нагрузки регулярно повторяющихся сигналов АЭ при одинаковой нагрузке в цикле,На фиг.2 и 3 эти сигналы соответствуют точке перегиба диаграммы нагрузка - перемещение берегов надреза. По изменению положения этих сигналов на участке возрастания нагрузки устанавливают факт роста трещины, а по скорости изменения положения сигналов АЭ определяют скорость роста трещины, что дает возможность прогнозировать начало нестабильного роста усталостной трещины. В соответствии с эффектом закрытия трещин" нри смыкании трещины ее берега оказываются под воздействием напряжений сжатия, которыевызваны наличием на поверхностях трещины остаточных пластических деформаций, возникающих в результате разрушения материала в ее вершине. Для размыкания берегов трещины напряжения сжатия должны быть скомпенсированы внешним усилием. В соответствии с этим график, изображенный на фиг,2, имеет вид ломанной линии. В точке В внешняя нагрузка уравновешивает остаточные напряжения сжатия, далее с ростом нагрузки трещина начинает раскрываться. При нагрузке, соответствующей точке перегиба на фиг.2, регистрируются сигналы АЭ в каждом цикле нагружения.Таким образом, предлагаемый способ повышает точность и достоверность контроля усталостных трещин за счет вьщеления регулярно повторяющихся в каждом цикле при оцинаковой нагрузке сигналов АЭ, что позволяет вьщелять сигналы АЭ усталостной трещины на фоне акустических помех, вызванных трением и проскальзыванием изделия в местах его закрепления и приложения нагрузкиФормула изобретенияСпособ определения момента образования и скорости роста усталостной трещины, заключающийся в том, что нагружают конструкцию циклической нагрузкой, принимают сигналы акустической эмиссии, по которым определяют момент образования и скорость роста усталостной трещины, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности, измеряют величину нагрузки, соответствующую моменту прихода каждого сигнала акустической. эмиссии, момент образования усталостной трещины определяют по появлению регулярно повторяющихся сигналов при одинаковой нагрузке в каждом цикле нагружения, факт рост трещины устанавливают по уменьшению величины нагрузки, соответствующей моменту прихода регулярно повторяющихся сигналов акустической эмиссии в каждом цикле нагружения, а скорость роста усталостной трещины определяют по скорости изменения величины этой нагрузки впроцессе роста трещины,