Способ определения величины остаточной деформации и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 010978 (21) 2659420/25-28с присоединением заявки Нов(51)М. Кл. С 01 В 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретенияУральский дважды ордена Ленина, ордена ОктябрьегсойРеволюции, ордена Красного Знамени, ордена Отечественной войны 1 степени, ордена Трудового Красного Знамени и ордена (71) Заявитель "Красное Знамя Труда" завод тяжелого машиностроенияим. Серго Орджоникидзе(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ОСТАТОЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Однако этот способ и реализующее его устройство не обеспечивают точного измерения величины остаточной деформации, так как она измеряется совместно с имеющей место на последнем УЧастке растяжения упругой составляющей деформации. 30 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений остаточной деформации иэделий на правильных машинах и прессах.Известен способ определения ве.личины остаточной деформации, заключающийся в том, что изделие нагружают возрастающим усилием, измеряют моО мент достижения некоторого уровня усилия, начиная с этой величины усилия производят измерения полной деформации изделия, и по этой величине судят О величине ОстаточнОй дефОрма" 15 ции, Известно также устройство для реализации этого способа, содержащее сигнализатор усилия, измеритель деформации и электромагнитную муфту, соединяющую кинематическую цепь передачи деформации от иэделия к измерителю деформации 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения величины остаточной деформации, заключающийся в том, что изделие нагружают возрастающим усилием, измеряют усилие и деформацию, определяют величину жесткости как отношение усилия к деформации на начальном участке нагружения, соответствующем упругим деформациям, определяют по ней величину упругой составляющей для каждой последующей точки кривой нагружения и вычитают ее из измеренного значения деформации для этой точки. Этот способ реализуется устройством, содержащим измерители усилия и деформации, делитель сигналов измерителей усилия и деформации, блок запоминания, соединенный с выходом делителя, блок вычисления упругой составляющей деформации, соединенный с выходом блока запоминания и измерителем усилия, и сумматор, один вход которого соединен с выходом блока вычисления, а другойс измерителем деформации(21 .Однако этот способ н устройство для его осуществления не обеспечивают точного определения величины остаточной деформации при измерении остаточных деформаций изделий иэ материалов с упруго-пластическим характером деформации в начале цикла нагружения, так как истинная жесткость материала на начальном участке нагружения явля- ется величиной переменной и не совпадает с ее значением, определенным по величине отношения полного усилия к полной деформации.Цель изобретения - повышение точности измерения остаточных деформаций изделий из материалов с упруго- пластическим характером деформации в начале цикла нагружения.Это достигается твм, что в известном способе определяют и сравнивают между собой величины жесткости как отношения приращения усилия к приращению деформации для соседних точек кривой нагружения, и максимальное иэ полученных отношений используют 20 для определения приращения упругой составляющей деформации во всех точках кривой, для которых нагрузка превышает величину нагрузки в точке максимума сравниваемых отношений. В уст ройстве, реализующем способ, зта же цель достигается тем,. что оно снабжено анализатором максимумов, вход которого соединен с выходом делителя, выход - с управляющим входом блока запоминания, и. двумя ключевыми схемами вычитания начального уровня сиг-, нала, одна из которых входами соединена с измерителем усилий и анализатором и выходом - со входом блока вычисления, другая ключевая схема входами соединена с измерителем деформации и анализатором, и выходом - с другим входом сумматора, а делитель сигналов выполнен в виде дифференциатора.40На Фиг. 1 представлена зависимость деформации изделия от величины нагрузки; на фиг, 2 - блок-схема устройства.При нагружении иэделия из материала с упруго"пластическим характером деформации в начале цикла нагружения имеет место упрочнение материала, что соответствует увеличению тангвнса угла наклона кривой нагружения (фиг. 1).50 После достижения максимальной величины тангенса угла наклона кривой, Физическипредставляющего собой величину жесткости изделия в заданной точке нагружения, дальнейшее приращение деформации включает в себя две составляющие: упругую, определяемую по величине максимальной жесткости.и приращению усилия, и остаточную, определяемую как разность между полным приращением деформации и упругой составля ющей.Способ осуществляется следующим образом.Нагружают изделие возрастающей нагрузкой и измеряют величину усилия б 5 и деформации, а также текущую величину жесткости как отношение приращения усилия к приращению деформации. Полученные значения жесткости сравнивают между собой и определяют точку на кривой нагружения, для которой текущая жесткость имеет максимальную величину. От этой точки и производится отсчет приращения полной деформации. Одновременно вычисляют значение текуцего приращения упругой деформации по известным значениям максимальной жесткости и приращению усилия, и вычитают этот результат иэ величины приращения полной деформации. Полученная разность представляет собой величину остаточной деформации изделия после упрочнения.Устройство для определения величины остаточной деформации содержит измерители 1 и 2.усилия и деформации изделия, делитель 3 сигналов измерителей 1 и 2, выполненный в виде дифференциатора, блок 4 запоминания, соединенный с выходом делителя 3, анализатор 5 максимумов, вход которого соединен с выходом делителя, а выход - с управляющим входом блока 4 запоминания, две ключевые схемы б и. 7 вычитания начального уровня сигнала, одна из которых соединена с выходом измерителя усилия 1 и анализатором 5, а другая - с выходом измерителя 2 деформации и анализатором 5, блок 8 вычисления упругой составляющей, входы которого соединены с выходом схе - мы б и блока 4 запоминания, и сумматор 9, входы которого соединены с выходами блока 8 вычисления упругой со-ставляющей деформации и схемы 7.Устройство работает следующим образом.При нагружении изделия сигналы измерителей 1 и 2 дифференцируются в делителе 3. Полученные значения производной от усилия по деформации, т, е. текущей жесткости изделия поступают в анализатор 5, который определяет момент начала уменьшения величины производной и дает команду на запоминание значения производной в блоке 4 и значений усилия и деформации в схемах б и 7 вычитания начального уровня. С этого момента производится вычисление значения упругой составляющей в блоке 8 как произведения приращения усилия, выделенного схемой б, на величину жесткости, запомненной в блоке 8. Значение упругой составляющей иэ блока 8 поступает с обратным знаком на вход сумматора 9., На другой вход сумматора 9 поступает приращение деформации, выделенное схвмой 7, На выходе сумматора 9 получается разность этих величин, представляю-" щая собой искомую величину остаточной деформации.Использование предлагаемых способа и устройства на современных правиль787888Формула изобретения РИ 2 фие Составитель Н. ТимошенкоК. Волощук Техред И. Асталош Коррект Пож 1 Подписноеарстввнного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. акаэ 8335/46 Тираж 80 ВНИИПИ ГОсУд по делам 113035, Москва, 4/иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,но-растяжных машинах позволяет существенно снизить брак по сравнениюс применяемыми в настоящее время техническими решениями. Так, на каждойправильно-растяжной машине усилием1500 тс, используемой в цветной металлургии, внедрение предложенныхспособа и устройства позволяет сократить потери продукции от брака на60 т в год, что эквивалентно эфФектуоколо 40 тыс. р. экономии. 1. Способ определения величины остаточной деформации, заключающийся в том, что иэделие нагружают возрастающим усилием, измеряют усилие и деформапию, определяют величину жесткости на начальном участке нагружения, соответствующем упругим деформациям, рпределяют по ней величину упругой составляющей для каждой последующей точки кривой нагружения и вычитают ее из измеренного значения деформации для этой точки, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения остаточных деформаций изделий из материалов с упруго-пластическим характером деформации в начале цикла нагружения, определяют и сравнивают между собой вели чины жесткости как отношения приращения усилия к приращению деформации для соседних точек кривой нагружения, и максимальное из полученных отношений используют для определения прира щения упругой составляющей деформации во всех точках кривой, для которыхнагрузка превышает величину нагрузкив точке максимума сравниваемых отношений,2. Устройство по и. 1, содержащееизмерители усилия и деФормации, делитель сигналов измерителей усилия идеформации, блок запоминания, соединенный с выходом делителя, блок вычисления упругой составляющей деформации, соединенный с выходом блоказапоминания, и сумматор, один входкоторого соединен с выходом блока вычисления, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения остаточных деформаций изделий иэ материалов с упруго-пластическим характером деформаций в началецикла нагружения, оно снабжено анализатором максимумов, вход которогосоединен с выходом делителя, выход -с управляющим входом блока запоминания, и двумя ключевыми схемами вычитания начального уровня сигнала, одна из которых входами соединена сизмерителем усилий и аналазатором,и выходом - со входом блока вычисления, другая ключевая схема входамисоединена с измерителем деФормацийи анализатором, выходом - с другимвходом сумматора, а делитель сигналов выполнен в виде дифференциатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 460920, кл. 6 01 В 7/16, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР Р 245426, кл. 6 01 й 3/06, 1967.