Способ определения усталостной поврежденности материала конструкции

(56).Школьник Л,М. Миспытаний, - М.: Мет39.ПР тодика усталостных лургия. 1978, с. 33 СТАЛ ОСПЕ РИАЛАА ЕДЕЛЕНИ Н НОСТИ(54) СПОСОБ О НОЙ ПОВРЕЖ КОНСТРУКЦИИ (57) Иэобретени испытаниям, а ления усталост ала, Цель из верхностного разриалов и средствверхностного разСпособ реалзом. рушающегами измере рушения.изуется сле нагрева матеия глубины поующим обр ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ И ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ е относится к механическим менно к способам опредеой поврежденности материбретения - повышение Изобретение относится к области испытаний, а именно к способам определения усталостной поврежденности материала,Целью изобретения является повышение точности на стадии накопления повреждений до образования трещины за счет повышения чувствительности показателя поврежденности к поврежденности.На фиг, 1 показан объект испытания с образцами-свидетелями; на фиг.2 - участок образца-свидетеля, на который осуществлено воздействие; на фиг. 3 - зависимость от наработки отношения скорости разрушения к начальному значению.Устройство для реализации способа представляет собой стандартную испытательную машину для циклического нагружения со средствами регистрации нагрузки и параметров напряженно-деформированного состояния, снабженную средствами поточности на стадии до образования трещины за счет повышения чувствительности показателя поврежденности к уровню поврежденности, а также повышение достоверности засчет снижения влияния поверхностного разрушения на процесс накопления повреждений. На образцы-свидетели, закрепленные на нагружаемом образце, осуществляют воздействие потоком излучения при одном уровне напряжения, но разных уровнях поврежденности при разных наработках, По изменению скорости поверхностного разрушения судят о накоплении повреждений. 2 э,п. ф-лы, 3 ил,Циклическому нагружению подвергают образец 1, в зоне 2 наибольшей скорости накопления повреждений установлены датчики 3 напряжений. Вне зоны 2 расположе- +ф ны образцы-свидетели 4 с концентраторамитакими, что максимальные напряжения в 8 низ совпадают с максимальными напряжениями в зоне 2, Материал образцов-свидетелей совпадает с материалом образца в , зоне 2. Для контроля одинаковости напряжений образца в зоне 2 и образцов-свидетелей на последних могут устанавливаться дополнительные датчики напряжений (на фиг.1-3 не показаны), По мере накопления повреждений в зоне 2 и таких же поврежде 1829004ний у образцов-свидетелей (нагружение может быть программным или случайным) осуществляют остановку циклическогонагружения при одном и том же уровне на. пряжений(лучше всего - при максимальном 5в цикле, если нагружение гармоническое),осуществляют одно и то же воздействие(т.е.воздействие одинаковой плотности мощности, длительности и т.д,) на очередной образец-свидетель и определяют глубинуповерхностного разрушения и зоне 5, разделив которую на время воздействия, определяют скорость ч о, сгпр ), где (у - напряжение,о пр- предельное напряжение. Посколькунапряжение постоя но, а Г 1 редельное напряжение уменьшается по мере накопленияповреждений, скорость разрушения увеличивается, На фиг,2 глубина разрушения Ь 2соответствует большей поврежденности,чем глубина 61. При увеличении уровня напряжения о чувствительность. способа повышается, При гармоническом нагруженииуровень напряжения можно без дополнительной поврежденности материала увеличивать до максимального напряжения вцикле. В резулЬтате строится зависимостьскорости ч, отнесенной к начальному значению чн в зависимости от наработки, чтохарактеризует рост поврежденности материала.30Пример,Нагружению подвергался образец органопластика при пульсирующем цикле науровне напряжения 1,1 оя на базе 100 тыс,циклов, Через каждые 10 тыс, циклов наочередной образец-свидетель иэ такого жеорганопластика осуществлялось воздействие излучением длительности 0,5 с приплотности мощности 300 Вт/кв. см при максимальном напряжении цикла, При втором 40воздействии первое осуществлялось принулевой наработке) скорость ч/чн составилавеличину 1,2 и сохранила укаэанное значение при третьем и четвертом воздействиях,что соответствует равновесному участку .45процесса повреждений, При пятом и шестом воздействиях скорость чч составилазначения соответственно 1,35 и 1,5. Разрушение имело место и при наработке 67 тыс, циклов (шестое воздействие осуществлялось при 65 тыс, циклов наработки), Таким образом, в представленном примере показатель поврежденности изменился на 50, в то время как предельное напряжение уменьшилось всего на 110 ,Указанное обстоятельство позволяет сделать вывод о повышении точности заявленного способа по сравнению с прототипом. Формула изобретения 1. Способ определения усталостной поврежденности материала конструкции, заключающийся . в том, что материал конструкции циклически нагружают и при разных уровнях наработки определяют изменение предельного напряжения относительно неповрежденного материала, по которому судят о поврежденности, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при определении поврежденности полимерных материалов на стадии накопления повреждений, на каждом уровне наработки при равных значениях напряжений осуществляют поверхностное разрушение материала путем его поверхностного нагрева излучением и определяют изменение скорости поверхностного разрушения, по которому судят об изменении предельного напряжения,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что поверхностное разрушение осуществляют при максимальных значениях напряжений циклов,3. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что воздействие излучения осуществляют на образцы-свидетели с концентраторами, напряжения из материала конструкций, закрепляемые на конструкции вне ее зоны максимальной скорости накопления повреждений, а концентратор напряжений в каждом образце-свидетеле выполняют с ко- эффициентом концентрации, равным отношению напряжений в зоне максимальной скорости накопления повреждений и в зоне закрепления данного образца-свидетеля.1829004 юг Составитель Д. ПоспеловТехред М.Моргентал Корректор А. Козориз дакто Заказ 2474 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открц 113035, Москва, Ж-Зб, Рэушская наб.; 4/5при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101