Способ определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин

(71) Институт инженеров железнодорожного транспорта(56) Нег(пап й., Ногоуб й.Т.Н. - Матег 1 аэзс 1 епсе цпб Еп 91 пее(1 пд, 1985, ч. 76, р. 119 - 126,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ВБЛИЗИ ВЕРШИН ТРЕЩИН(57) Изобретение относится к измерительной технике и мо)кет быть использовано для Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию напряженного состояния деталей и конструкций с трещинами оптическими методами, и может быть использовано для определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных обьектах.Цель изобретения - расширение класса исследуемых обьектов и повышение точности за счет устранения механической обработки поверхности исследуемого объекта.На чертеже представлена оптическая схема для реализации способа.Схема содержит источник 1 монохроматического излучения, коллиматор 2, линзу 3 с фокусным расстоянием , исследуемый обьект 4 с выравнивающим покрытием 5, экран 6 иэ матированного стекла и фотоаппарат 7,Способ осуществляется следующим обопределения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных объектах оптическими методами. Целью изобретения является расширение класса 1 сследуемых объектов и повышение точности да счет устранения механической обработки поверхности исследуемого объекта. Предварительно на объект наносят плоское выравнивающее покрытие, содержащее клеевой и зеркальный слои. После чего освещают объект пучком монохроматического излучения и фиксируют распределение интенсивности в отражен. ном пучке, по которому судят о характеристических величинах полей напряжений, 1 ил. На объект 4 с трещинами наносят покрытие 5, одержащее клеевой и зеркальный Я слои, Порядок нанесения следующий: на фотопластинку со шлифованной стеклянной подложкой со стороны эмульсии в вакууме а напыляется тонкий слой алюминия или Яс, вольфрама, полученная таким образом зер-р кальная пластина приклеивается к поверхности объекта. После полимеризации клея фотопластинка вместе сэмульсией отрывается, а выравнивающий зеркальный слой остается на поверхности объекта. 0 Выравнивание обеспечивается за счет того, что клеящее вещество полимеризуется между неровной поверхностью объекта и пло- а ской (шлифованной) стеклянной пластинкой, на которую )(анесен зеркальный слой. В качестве клея рекомендуется использовать компаунды;на основе эпоксидных смол холодного отвердения типа ЭДили ЭД. Рекомендуемый состав компаундов, мас, ч.:Эпоксидная смола 100Отвердитель ПЭПА 10-12Плдстификдтор-дибутилфлолат 4-8 Адгезия таких компаундов к металлическсл) у зеркальному слою выше, чем зеркального слоя к стскляпной пластинке, Поэтому л;сгдлличсский зеркальный слой остается цд г)овсрхпости исследуемого обьекта послс удаления стеклянной пластинки.Голщипа клеевого слоя должна быть мипнл,дльпо возможной для того, чтобы обеслечи гь идентичность искривления зсркдлыого слоя и поверхности обьекта в црлцсссс ндгружения, При использовании укдздцных компаундов толщина клеевого с Оч дслж а быть це лченее 50 мкм, если и, рьпис наносится при 15 - 25 С, и не меч.; 30 .)кль соли ко; гцауцд предварительно д; рс ь д 50-60 С, Уменьшение толщины ,сдсго слприводит к снижению качест- Д ОтРДжаь-ОЛГО ЦОКРЫтИЯ ИЗ-ЗД ПОЯВЛЕНИЯ , -.,пы,. усгог и местных отслоений.г."сбусмдл толщина покрытия (30 - 50 мкм) дб. гцсчцвдстсч калибровочными прокладка,)п гпсжду поосрхностью образца и стеклцой пластинкой,Пучок свсгд От лоцохроматичсского исгц,ппкд 1, например лазера, превращается : и;г)дллсльпый с помощью коллиматора 2, здгсм и сходящийся с помощью линзы 3, цдпрдвлястся нд Обьект 4 исследования с г)цкрытисм 5, цад малым углом наблюдается нд дкрд; с 6 Отраженная от Обьекта картина, кп црдя фиксируется фотоаппаратом 7.Пд фотографиях с учетом увеличения измеряот ссмстричсские характеристики ;с свых пятсц с Огибающими их линиями цоцышецпой Освещенности и, используя со- Овстс) вуюцие мдтематичсские зависимо;,т и, цолсчитываот характеристические цсличипы полей напряжений вблизи вершин трещин,Б частном случае для эталонного образца с боковой трегципой, растянутого в нарвиС 1 ПИ, ПЕП 61)ДИКУЛЯРНОМ К ОСИ ) цсщипы, хар,ктсристической величиной в црсдслдх упругих деформаций является коэффициент интенсивности напряжений К 1. И,мсрял пд фотографии поперечный диагр линии повышенной Освещенности, К 1 ; Г 4 40 ОП РСДСЛ И ГЬ ПО ФОРМУЛЕ5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1671 Е О 5е,уР" 3,1 Б )где Уо - расстояние от средней плоскости образца до экрана;с - толщина образца;Е, и - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала;Л - коэффициент увеличения оптической схемы;Е, - г, где Ег-Е 1:Ъ71 - расстояние от средней плоскости линзы 3 до средней плоскости образца;ЛО - поперечный диаметр линии повышенной освещенности.Таким образом, способ позволяет повысить точность измерения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин за счет нанесения плоского выравнивающего покрытия, состоящего иэ клеевого и зеркального слоев, при этом исключается ошибка в определении характеристических величин, возникающая из-эа искривления поверхности образца при полировке; расширить область применения способа эа счет распространения его на материалы, не поддающиеся полировке, и на реальные конструкции с эксплуатационными трещинами; уменьшить трудоемкость метода за счет исключения операции полировки,Формула изобретения Способ определения характеристических величин полей напряжений вблизи вершин трещин в плоских непрозрачных обьектах, заключающийся в том, что формируют плоскую зеркальную поверхность в окрестности трещины, освещают поверхность пучком монохроматического излучения, фиксируют распределение интенсивности в отраженном пучке и по параметрам распределения интенсивности рассчитывают характеристические величины полей напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса исследуемых объектов и повышения точности, формирование поверхности осуществляют путем нанесения не нее плоского выравнивающего покрытия, содержащего клеевой и зеркальный слои,1634996Составитель В. БахтинРедактор Л. Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор И. Муска Заказ 747 Тираж 388 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производ".твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101