Способ оценки остаточного ресурса конструкции

)идетельство СССР1 И 3/32, 1984. ГО РЕСУР к механИ- обретения исключения необходинного сос работки ею визвестного чиМ,. Затем испы ви эксплуатациив нагруженияодолжают приения в течени механичесоценкикции. л ия п ние точешносте пределе" клов М,. достареакции на датвеличину этой датчиков слукопления поврежонструкции или конст разцо т и способаельную маужения коиизго- ехноующнм обра хносИспользуютегрального группуторые на испытыва 0 СУДЮСТЕНИ 11 й Н 0 МИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГНИТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧСА КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение относитсяческим испытаниям. Цель иповышение точности за счепогрешностей, связанных смостью определения напряж Изобретение относится кким испытаниям, к способамостаточного ресурса конструЦель изобретения - повышности за счет исключения посвязанных с необходимостьюния напряженного состояниярукции и нагружения разныхдля определения поврежденнопредельного значения.Устройство для реализаципредставляет собой испытатшину для циклического нагрструкции и образцов.Способ реализуется след датчики деФормаций инпа, которые закрепляютй конструкции после натояния в конструкции и нагружения разйых образцов для определения поврежденности и ее предельного значения,На конструкции после предварительнойобработки закрепляют датчики поврежденности и определяют их показанияпосле дополнительной наработки, Наобразцах из материала конструкциизакрепляют датчики до нагружения ипосле предварительной наработки и нагружают их при разных нагрузках. Характеристики новрежденности и предельную поврежденность определяют наобразце, на котором за дополнительнуюнаработку поврежденность совпалассоответствующей поврежденностью конструкции. тех же условиях нагружопределенного числа цточного для появлениячиках, и регистрируютреакции Кз. Показаникжат характеристикой нденности в материалеобразца. На втором этапе реализации способа осуществляют испытания экспе риментальных образцов, котор тавливают из материала и пб логии исследуемой конструкци чала испытаний на рабочей по ти образцов закрепляют перву датчиков, аналогичных тем, киспользуют при испытании конструкции.Образцы испытывают при различных,но постоянных в процессе нагруженияамплитудах напряжений Ов течениеИ циклов нагружения, После этого5на каждый из испытываемых образцовзакрепляют вторую группу датчиков ипродолжают их испытания при тех жеамплитудах напряжения Д что и до за 10крепления датчиков второй группы втечение того же числа циклов нагрущения Б, что и конструкцию с закрепленными датчиками. После этого регистрируют величину реакции датчиковвторой группы на каждом из испытываемых образцов и выявляют тот из нихна котором датчики второй группыИмеют такую же реакцию К, что и накдатчиках, применявшихся йри испытаНии исследуемой конструкции. Этосвидетельствует о том, что в процессеИспытаний на поверхности этого образца возникают такие же напряжениячто и на исследуемой конструкЭКВфций.Однако для осуществления предлагаемого способа нет необходимости онределять численное значение этого напряжения. Кроме того, на выявленномтаким образом образце регистрируют30показание К датчиков первой группы,которые подвергались испытанию вместес образцом в течение (Ж+Б) числашклов нагружения.На завершающем этапе реализации 35едлагаемого способа данный образецпродолжают испытывать при той же амцлитуде напряжений СЭ до появленияв нем микротрещин, после чего фиксируют число циклов Н до этого момента 40и показания К датчиков первой группы.Оценку остаточного ресурса конструкции осуществляют на основании полученных значений Й, К и К., Количество циклов до исчерпания45остаточного ресурса вычисляют какразность И =Й-(И+И). В относительо,р.ных единицах остаточйый ресурс оценивают по величинам К=(Ин+Н)/Б или-К(К 50Реализацию предлагаемого способаосуществляют в процессе стендовых испытаний зубчатых колес, изготовленных из стали 45 с параметрами Е =Е =:ф 30, ш=5 мм,=О, Ь =40 мм. ИспыФания.проводят при действии постоянного момента в течение Яд=700 тыс.циклов. Затем во. впадины зубьев обоих колес наклеивают датчики, изготовленные из медной фольги. Испытанияпродолжают до момента появления реакции датчиков И=150 тыс. циклов регистрируют величину этой реакции, вкачестве количественной характеристики реакции датчиков:используют относительную площадь измененной структуры. В .данном случае она составляет К=123.Далее на образцы (5 шт.), изготовленные из той же партии стали 45,что и исследуемые зубчатые колеса,наклеивают датчики первой группы изтой же фольги, что и датчики на зубчатых колесах. Образцы испытываютпри различных, но постоянных в процессе нагружения амплитудах напря -жений: б - первый образец б - втоЮ 1 1рой образец; б- третий образец;бд - четвертый образец; ба - пятыйобразец в течение Я=700 тыс, цикловнагружения. После этого на образцынаклеивают датчики второй группы ииспытания продолжаются в течениеВ 150 тыс. циклов нагружения.Анализ реакции датчиков второйгруппы показывает, что реакция датчика, соответствующая К =127, имееткместо на третьем образце, На этомобразце регистрируются также показания датчиков первой группы К =207.ЭНа завершающем этапе образец 3 испытывают при той же амплитуде напряжений С, до появления микротрещин,.,фихсируют число циклов до этого момента Я=3865 тыс, циклов и показаниядатчиков первой группы К=867. Количество циклов до исчерпания остаточного ресурса конструкции Б =3865 -- -(700+150) = 3015 тысяч циклов, в отно 700+150сительных единицах К= ---- - 0 223865 ф ф208 Ф - =0 22,91 1В сравнении с известными предлагаемый способ оценки ресурса конструкции обеспечивает повышение точности получаемых результатов. Это преимущество достигается за счет использования одного и того же образцакак в процессе тарировочных, так иресурсных испытаний,что исключаетвлияние индивидуальных особенностей16511 Формула изобретения Составитель Д.ПоспеловТехред .С,Мигунова Корректор М.амборгкаяРедактор Н.Гунько Заказ 1602 Тираж 399 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 Способ оценки остаточного ресурса конструкции, заключающийся в том, что конструкцию, подвергнутую предва 5 рительно циклической эксплуатационной нагрузке, циклически нагружают конструкцию испытательной нагрузкой, равной эксплуатационной, определяют приращение значения характеристики поврежденности, нагружают с учетом приращения поврежденности конструкции партию образцов из материала конструкции до Разрушения и определяют значение характеристики поврежденности за суммарное число циклов эксплуатационного и испытательного нагружений конструкции и предельное значение характеристики поврежденности, 20 516по отношению которых судят об остаточном ресурсе конструкции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью определения напряженного состоямия в конструкции и нагружения разных образцов для определения поврежденности и ее предельного значеНия, нагружение образцов осуществляют при разных уровнях циклической нагрузки, а для определения отношения значения характеристики поврежденности к предельному значению используют приращение, характеристики поврежден- ности которого за число циклов испытательного нагружения совпадают с соответствующим приращением характеристики поврежденности конструкции.