Способ неразрушающего контроля кинетических параметров усталостных трещин в изделиях

(19) И А 1 59 4 29/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) А. А. Шанявский и Д. А. Троенкин (53) 620.179.16(088.8)(56) Нц 11 оп, Р. Н. Кцг 1 к Р. 1. Асоцй 1 с егп 1 ввдоп апд ев 1 дгпа 11 оп о 1 1 оч в 1 дпд 11 савсе 1 п геас(ог ргевэцге Ьоцпдаг 1 ев. Рег 1 од.1 пвр. Ргеввцг 1 гед 1 Согпроп., со - н:., Ьэпдоп, 12 - 14 Ос 1., 1982.(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГОКОНТРОЛЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ИЗДЕ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием сигналов акустической эмиссии и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки. Цель изобретения - повышение точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин. Для выявления эталонного соотношения между сигналами акустической эмиссии и коэффициента интенсивности напряжения или деформации нагружают эталонный образец до достижения трещиной в нем критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному цдагу усталостных бороздок в трещине определяют коэффициент интенсивности напряжений или деформаций. После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжений нли деформаций и сигналы акустической эмиссии, по которым с учетом эталонного соотношения судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии.ил.30 35 К =3 Ю Ч(1);К = ЯГе Ч(Г),РТ = 46 а/Е 8/А. = (К /К ) Изобретение относится к неразрушающему контролю, основанному на эффекте акустической эмиссии, а именно к способам определения кинетических параметров усталостных трещин, и может быть использовано для контроля усталостных трещин в конструкциях, испытывающих циклические нагрузки.Целью изобретения является повышение точности за счет измерения мгновенных параметров усталостных трещин.На чертеже представлена зависимость суммарной акустической эмиссии от скорости роста усталостных треш,ин, от коэффициентов интенсивности напряжений и деформации в изделии, поясняющая сущность способа.Способ осуществляют следующим образом.Сначала для эталонной зависимости указанных параметров. циклически нагружают эталонный образец до достижения трещиной критических размеров, измеряя при этом сигналы акустической эмиссии. Статически доламывают образец и по измеренному шагу усталостных бороздок определяют скорость роста трещин, коэффициентов (интенсивности) напряжения и деформации.Коэффициент К интенсивности напряжений и коэффициент К интенсивности деформации определяют для каждого дискретного уровня величины шага усталостных бороздок где 6 - номинальное напряжение нагрузочного цикла;Е - относительная деформация образца в переменном цикле;- длина трещины;У(1)-поправочная функция на конечные размеры образца.Для получения эталонного соотношения определяют любое значение К, или К;а далее по соотношению где К,цК; - определенное предыдущее илипоследующее значение коэффициента интенсивности напряжений либо деформаций;6, 5 - соответствующие дискретныеуровни изменения шага усталостных бороздок;гп - показатель степени, равный 2для начальной стадии стабильного роста усталостной трещины и - 4 для второй стадии.определяют весь возможный спектр дискретных уровней коэффициентов интенсивности напряжений и деформаций. В результате 5 10 15 20 25 40 45 50 55 устанавливают однозначное соотношение: скорость роста уст алостной трещины коэффициенты интенсивности напряжений и деформаций.После этого циклически нагружают контролируемое изделие и измеряют интенсивность напряжения или деформации и сигналы акустической эмиссии. По ним с учетом эталонной зависимости судят о кинетическом параметре усталостной трещины в изделии.При контроле объекта, испытывающего циклическое воздействие, измеряют выбранный параметр акустической эмиссии. В зависимости от выбранного параметра акустической эмиссии измерения могут проводить ся либо непрерывно, либо дискретно. Измеренную величину параметра акустической эмиссии используют для нахождения текущих кинетических параметров усталостной трещины контролируемого объекта с помощью полученных на эталонных образцах соотношениях, связывающих значения параметров акустической эмиссии со скоростью роста усталостной трещины, и скорость роста усталостной трещины с коэффициентами интенсивности напряжений и деформаций. Для получения дополнительной информации о других текущих кинетических пара. метрах усталостной трещины можно использовать известные соотношения механики разрушения для определения длины усталостной трещины, соответствующей моменту измерения параметров акустической эмиссии, величину раскрытия усталостной трещины по соотношению где РТ, - ,относительное максимальное перемещение берегов трещины в цикле нагружения;6 - максимальное действующее напряжение в цикле;а, - длина трещины;Е -модуль упругости.Таким образом, как следует из приведенного примера, при неразрушающем контроле с помощью акустической эмиссии реальных конструкций оказывается возможным по изменению выбранного параметра акустической эмиссии получить информацию о кинетике роста усталостной трещины,Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности неразрушающего контроля за счет возможности определения кинетических параметров контролируемого объекта по текущим значениям непрерывно или дискретно измеряемого параметра акустической эмиссии, что позволяет судить о мгновенных значениях ско