Способ неразрушающего контроля деталей при циклических нагружениях

(51)5 0 01 й 3 32 О Я ИДЕТЕЛ ЬСТ 8 ТОР тел ьина,лов и КО Х ушаееских достокре- нст- ла татком укаэанного одимость испытазцов что увеличить испытания К дует отнести и то. нта колебаний обот количества цикетко выраженной й моменту раэру. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРФ 1285343, кл. 6 01 М 3/32, 1984,(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГОРОЛЯ ДЕТАЛ ЕЙ П Р И ЦИ КЛ ИЧ Е СКИГРУЖЕНИЯХ(57) Изобретение относится к неразмому контролю деталей при циклинагружениях и позволяет повысить Изобретение относится к металлургии, в частности к исследованию прочностных свойств материалов, а более конкретно - к способам неразрушающих испытаний материалов на сопротивление усталости при циклических нагрузках.Известен способ испытания материалов, заключающийся в том, что образец нагружают на резонансной частоте, измеряют величину затухания собственных свободных колебаний материала образца, по которой судят о внутренних напряжениях, примесях, величине зерна и т.п,Существенным недостатком такого способа является то, что он может быть использован только для выбраковки деталей.Известен также способ определения циклической прочности материала, осно 1702238 А 1 верность путем устранения погрешности, связанной с наличием внутренних напряжений детали, Возбуждают резонансные колебания образцов, по значениям амплитуд колебаний и числа циклов нагружения находят амплитудные зависимости декремента затухания образцов. Определяют области, в которых значения декремента затухания колебаний соответствуют трем характерным областям: образцам с максимальной выносливостью, образцам с макродефектами и образцам с дефектами, связанными с нарушением технологии. Образцы с низкими значениями декремента колебаний подвергают термообработке до достижения декремента эталонной величины, О дефек- З тах судят с учетом результатов, полученных после термообработки, 2 ил. ванныи на определении зависимости де мента колебаний материала детали (ко рукции) и материала образца от чис циклов нагружения и последующего опре деления циклической прочности детали пу тем сравнения декрементов колебани материала детали и образца. Существенным недос способа является необх ния дополнительных обра вает продолжительнос недостаткам способа сле что зависимость декреме разца и готового изделия лов нагружения не имеет границы, предшествующе шения образцаЦелью изобретения является повышение достоверности путем устранения погрешности, связанной с наличием остаточных внутренних напряжений,Это достигается тем, цт в известном способе неразрушающего контроля деталей при циклическом нагружении, включающем нагружение детали на резонансной частоте, определение декремента затухания собственных свободных колебаний, по которым судят о качестве материала детали, декремент затухания собственных свободных колебаний забракованных, но исправимых деталей повышают до уровня декремента годных деталей путем, например, повторной термообработки:На фиг,1 представлена конструктивная схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 - графики амплитудных зависимостей декремента затухания колебаний образцов, полученные экспериментальным путем,Устройство содеркит возбудитель 1 механических колебаний, усилитель 2 мощности, датчик 3, усилитель 4 сигнала., испытуемый образец 5, оптическую микро- метрическую трубу б и счетчик 7 импульсов.Способ реализуется следующим образом. С помощью возбудителя механлческих колебаний возбуждают колебания резонансной частоты испытуемого образца, при этом амплитуду колебаний, а следовательно, уровень напряжений в образце контролируют с помощью оптической микрометрической трубы б, а число импульсов колебаний - по счет:ику импульсов. Затем по зафиксированным значениям амплитуд колебаний и числу циклов нагружения определяют амплитудную зависимости декремента затухания колебаний, по которым строят кривые амплитудной зависимости.декремента затухания колебаний образцов фиг.2). На графике шрихпунктирной линией показана зона перехода амплитудно-независимой области внутреннего трения в амплитудно-зависимую зону.Математическое ожидание положения точки перехода от амплитудно-независимого внутреннего трения к амплитудно-зависимому характеризуется определенным уровнем значения декремента колебаний д . Для образцов деталей) с неиспрэвлмыф.ь, э ми дефектами д з; для годных деталей д 2 иФ для деталей с исправимыми дефектами д 1 . Эти значения декрементов образуюттри характерные области, обозначенные нз фиг,2 соответственно 111; 11 и 1, При этом область 1 характеризуется низкими значениями декремента колебаний образцов и соответственно малой выносливостью. Эта областьхарактерна для образцов деталей), изготовленных с нарушением технологии, напри 5 мер режима термической обработки,нарушением геометрических размеров ит.п. Эти виды дефектов относятся к группеисправимых.Область 11 характерна для деталей с10 максимальной выносливостью, т.е. годнымдеталям, область 11 - для деталей с макродефектами 1 трещины, неметаллическиевключения и др.), которые не могут бытьисправлены,15 П р и м е р . Проведены испытанияпартии образцов из стали марки АНВ - 300.При этом часть образцов была изготовленас незначительными отклонениями режиматермической обработки, вторая часть образ 20 цов - с механическими дефектами(трещинами в различных местах) и нормальныеобразцы, Испытания проводились на стенде,конструктивная схема которого представленана фиг,1. По результатам испытаний построе 25 на кривая амплитудной зависимости декремента затухания по каждому образцу (фиг,2).При этом декремент затухания колебаний определяется по формуле:1 А 130 д =.игде А 1 - начальная амплитуда колебаний;Ак - конечная амплитуда колебаний;М - количество циклов нагружения эзвремя уменьшения амплитуды с А 1 до Аи,35 Численные значения предела выносливости материала определялись по,формуле 1 дд - 1=Кгде д - 1 - предел выносливости;К - коэффициент, зависящий от материала образца (детали), вида обработки и т.д.И - база испытаний(например, М =10циклов).Затем образцы 1, 2, 3, 4 с низкими значениями декремента колебаний, находящиеся в области 1, были подвергнутыдополнительной повторной) термической 0 обработке, т.е. нагреву до температуры1100 С, выдержке 10 ч и охлаждению навоздухе.Амплитудная зависимость декрементаколебаний этих образцов после термообработки представлена на фиг,2 кривыми 1, 2,1 1 55 1Ф о р мул а из об рете н и яСпособ неразрушающего контроля деталей при циклических нагружениях, заключающийся в том, что партию деталей".702238 Составитель А.Грун Техред М,Моргента наедактор Л.Народная л Корректор О,Кравцова каз 4537 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 ород, ул. Гагарина, 10 ельский комбинат "Патент" зводственно-и нагружают на резонансной частоте и определяют их декременты затухания колебаний и по отличию декрементов затухания колебаний партии деталей от эталонной величины судят о дефектах деталей нар н ии, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности путем устранения погрешности, связанной с наличием остаточных внутренних напряжений, детали,декремент затухания колебаний которых ниже эталонной величины, подвергают термообработке 5 до достьлсчйчм лх декрементов затуханияэталонной величины, с учетом которого судят о дефектах.