Способ определения повреждаемости материала

(р 1) с 01 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОщРытиямПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ СА ЛЬСТВ(71) Киевский институт инженеровгражданской авиации им. 60-летия СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЩЦАЕИтИ ИАЕРИАЛА(57) Изобретение относится к испытапо ца ОС-; ч тельнои технике и позволяет опр ние повреждении в м цессе их испытаний, - повышение информа определения дополни ов характерных стад еть накопл риалах в пр изобретения ности путем ных парамет вельй Изобретение относитсяной технике, а именно копределения поврежденийн процессе их испытаний.Цель изобретения - повышформативности путем определдополнительных параметров хных стадий повреждаемости.На фиг.1 изображены трибные характеристики поверхноразца материала при испытанмонотонным растяжением. Назависимость параметра диспетотного спекта на фиг.1.Способ осуществляется слобразом. спытательобамтериалах кспов м ение ин рактероспектральсти обии егофиг.2 рсии час иУ ВТОРСНОМУ СВИ ива и 066 вреждаемости. На поверхности образперед нагружением перемещают индентор и регистрируют частоту изменения усилия его перемещения, определяют характерный размер структурных элементов материала, с учетом которого выбирают скорость и время перемещения индентора. Затем в процессе нагружения образца материала дополнительно перемещают индентор по его поверхности, регистрируют астоту изменения усилия его перемещения, определяют дисперсию частотного спектра, по экстремальным значениям которой судят о начале и окончании характерных стадий, повреждаемости материала; образовании микротрещин, макротрещин и магист-.". ральной трещины в нем. 2 ил. По поверхности образца материала перемещают индентор и регистрируют частоту изменения усилия его перемещения, т.е. получают трибоспектрал ные характеристики поверхности обра материала до его нагружения. По пол чаемому частотному спектру определя 1ют характерный размер структурных элементов материала, с учетом которого выбирают скорость и время пере мещения индентора по поверхности нагруженного образца материала.Нагружают образец материала, нап мер, циклическим или монотонным рас тяжением. В процессе нагружения с помощью индентора аналогично преды 15820 ббдущему получают трибоспектральныехарактеристики поверхности образцаматериала при нескольких уровняхего нагружения, которые показанына фиг 1, где Бг - значение спектральной плоскости; Я- макропластическая деформация; Й - частота,После прекращения нагружения образца материала определяют по трибоспектральным характеристикам егоповерхности дисперсию частотногоспектра, ло экстремальным значениямкоторой судят о начале и окончании,характерных стадий повреждаемостии материала,.которые он проходитпри испытании. На фиг.2 представлена независимость параметра дисперсииПъ частотного спектра от параметрамакропластической деформации Е, Дисперсия В , которая определяется площадью под кривой спектральной плотности 8 т на Лиг 1, является чувСтвительным параметром спектральногоанализа С физической точки зрения 25дисперсия П характеризует неоднородность прочностных свойств поверхностного слоя образца материала. УчастокР 1; соответствует упрочнению материала, участок ЬМ соответствует раэупрочнению (разрыхлению) поверхностного слоя, В момент нагружения, соответствующий т. М, в материале происходит зарождение микротрещин. Участок 1 Б соответствует накоплению вматериале микротрещин. Т. М соответст вует моменту начала объединения микротрещин и зарождения макротрещин,Участок ИК соответствует процессуобразования макротрещин. Т. К соотвествует моменту появления магистраль ной трещины, а участок КО соответствует развитию магистральной трещины.Т.О .соответствует моменту разрушенияобразца материала.П р и м е р. Из диска турбины 45авиационного ГТД, материал которого -жаропрочный сплав ЭИВД, вырезали образцы. Трибоспектральные характеристики поверхности образцов определяли сканированием по поверхности 50"тупьм" алмазным индентором, которыйвнедрялся в материал силой в 300 Н.Индентор перемещался со скоростьюЧ = 2,5 мкм/с. Определялась срединнаячастота Й. трибоспектральной харакстеристики. Вычислялся характерныйразмер 1 структурных элементов поформуле 1 = Ч/2 Е .Задавалась статистическая выборка числа контролируемых структурных элементов, например 50, и выбирались скорость Ч и время С перемещения индентора. После этого трибоспектральные характеристики поверхности образцов определяли с выбранной скоростью Ч эа выбранное времяС и находили дисперсию Р частотного спектра.Частота изменения усилия перемещения инденторов преобразовалась в электрические сигналы механотронным преобразователем, Усиленные сигналы преобразовывались измерительной системой типа 484/2 в машинные коды, а спектральный анализ осуществляли на ЭВМ М 4030.Образцы нагружались монотонным растяжением на установке УМЭТМ в одинаковых условиях при температуре Т = 273 К. Определялись их трибоспектральные характеристики (фиг.1) и дисперсии частотных спектров (фиг,2), экстремальные значения которых в т. М, М и К соответствуют зарождению в материале микротрещин,макротрещин и магистральной трещины соответ- . ственно и обозначают различные стадии повреждаемости материала.Формула изобретенияСпособ определения повреждаемости материала, заключающийся в том, что нагружают образец, материала, перемещают по его поверхности индентор и регистрируют частоту изменения усилия его перемещения, по которой судят о повреждаемости материала, отличающийся тем, что, с целью повышения .информативности путем определения дополнительных параметров характерных стадий повреждаемости, дополнительно перемещают индентор по поверхности образца до его нагружения и регистрируют частоту изменения усилия, по полученному частотному спектру определяют характерный размер структурных элементов материала, с учетом которого выбирают скорость и время перемещения индентора по поверхности нагруженного образца, а после прекращения нагружения определяют дисперсию частотного спектра, экстремальным, значениям которой судят о начале и окончании характерных стадий повреждаемости материала.1582066 02 д 1 У Я,О,Л Бил Составитель Ю.ВиноградоРедактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык орректор М.По ж 5 одп ВНИИПИ НТ СССР коми Моск изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород гарина, 10 Ях 10 ои 2083 Государственно 11303