Способ определения усталостной долговечности ферромагнитных материалов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфа 1 Севетскнх Сецнанщтнчезих Рва вубанк(22) Заявлено 290130 (21) 2876329/25-28с присоединением заявки М а 01 й 27/90 Гоеуяарстаенныя комнтет СССР яо делам эзобретеннй в открытка(088. 8) 72 Авторы изобретения Д.И. Якиревич, В,Д. Долгннцев, Н.Г. Нахтигал Г.Я. Нусимович и Т.В, Пряничникова И,И, Ивайова . 1) Заявит троени ститут Институт химического маши Курский сельскохозяйственный 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ труктуо азца споэтому дляого образцауется дополнигналовдатчит испытуемого б имсостав и т.д., го вновь испытуе одной партии тре ая компенсация с ную Рую кажд даже тель ка. лючается в 25 ия эталона, нки устанижает досак какеть отлич ок способа зак ти использован ет процесс оце говечности и с результатов, т бразец может нм Недостанеобходимо что усложн лостной до товерность эталонный услний Изобретение относится к определению механических характеристик, вчастности для определения усталостфной долГовечности, однотипных погеометрии и материалу образцов, иможет быть использовано во всех областях народного хозяйства.Известен способ определения усталостной долговечности Ферромагнитных материалов, заключающийся в том,чтодифференциально включенные вихретоковые преобразователи помещают в.один из них эталонный образец, вдругой - испытуемый, производят циклическое,нагружение испытуемого образца и определяют критическую величину разбаланса сигнала преобразователя, при достижении которой образе разрушается причем с увеличентавм скорости раэбаланса сигналауменьшается число цикЛов нагружениядля достижения критического значения его 1 ,Кроме того, определяется долговечность испытуемого образца не 1 истинная 1, а относительно эталона, и критическая величина сигнала разбаланса зависит от выбора этого эталона, что не дает возможности количественно оценить долговечность образца,Наиболее близким .по техническому существу к предлагаемому является способ, заключающийся в получении зависимости долговечности материала, образца нз ферромагнитного материала от скорости, изменения его начальных физико-механическнх свойств Е 23.Недостатком способа является его контактность, так как информация об изменении динамического модуля и затухания в процессе усталостных испытаний получена по измерениям относительных деформаций контактными методами, что влияет наточность,ожняет и удлиняет процесс иэмереПосле каждого измерения образец вновь устанавливается в испытательную машину, что вносит погрешности при закреплении образца в нагруэочном приспособлении, Кроме того, измеряемые параметры изменяются всего на 4 что требует высокой точности от измерительной аппаратуры и трудоемкой методики.Цель изобретения - ускорение и упрощение методики определения усталостной долговечности при любой нагрузке материала.укаэанная цель достигается тем, что образец нагружается до разрушения, с иомощъю вихретокового преобразователя, определяется начальная 5 скорость изменения амплитуды 3-й гармоники ЭДС его сигнала эа цикл нагружения и число циклов до разрушения образца, а долговечность однотипных образцов рассчитывают иэ соотно шенияд 0/П0 Н= сопятгде ЬО/О Н - скорость изменения амоплитуды высшей гармоники эа цикл;Ю к - число циклов до разрушенияН - базовое число циклов.Образец помещаЕтся в преобразователь вихревых токов проходного типа и циклически нагружается до разрушения.В начальНой стадии нагружения на базе 23 от предполагаемой полной долговечности образца определяется начальная скорость изменения амплитуды 3-й гармоники вихретокового преобразователя эа цикл нагружения и число циклов до его разрушения. Долговечности однотипных образцов рас считываются по начальным их скоростям .изменений амплитуды 3-й гармоники за цикл и результатам испытаний разрушенного образца из соотношения, что произведение начальной скорости изменения высшб гармоники эа цикл нагружения образца на число циклов до его разрушения есть величина постоянная для однотипных образцов. Поэтому долговечность любого образца на произвольной нагрузке определяется из этой закономерности, измерив лишь начальную скорость йэменения амплитуды 3-й гармоники эа цикл на малой базе циклов.Способ базируется на положениях теорий усталости: усталрстное повреждение начинается с первого цикла; долговечность является функцией изменений, которые имеют место в начале усталостного процесса, при цикличес ком иагружении изменяются магнитные свойства ферромагнетика. Информацию об изменениях магнитных свойств образца получают методом вихревых токов. 65 Изменение магнитного состояния впроцессе усталостного нагружения образца приводит к изменению амплитудного значения высших гармоник вторичной ЭДС преобразователя,Экспериментально установлено, чтомежду начальной скоростью измененияамплитуды высшей гармоники ЭДС датчика (обычно 3-й гармоники) и общимчислом циклов до разрушения наблюда-ется четкое соответствие. Это удов-летворяет энергетической теории усталостного разрушения, когда каждоьу циклу нагрузки приписывается определенная энергия повреждений 1/Й,сумма которых после циклов нагрузкиравна единице,,Следовательно, ЛЛ/Ч, И И, = сопз 1для данного материала, где дО/Цо Х -скорость изменения амплитуды высшейгармоники за цикл, И- число цикловдо разрушения, И - базовое число циклов, обычно 2-3 полной долговечности,Таким образом, испытав один образец до разрушения х определив БфиЬУ за Ю циклов, все остальные образцы партии можно испытать лишь на небольшом числе циклов Иизмерив приэтом дБ 1. Ц 1, и рассчитать Бк по соотношениюдБоткудаЫ П,Преимущество предлагаемого спосрба ускоренного определения усталостной долговечности ферромагнитных материалов по сравнению с существующими способами заключается в бесконтактном методе измерений, что упрощает процесс измерения и делает его более надежным, исключает использование сложной аппаратуры. Кроме того, достоинством способа является то, что он может быть использован на реальных деталях в процессе их работы, а известные способы могут быть использованы только в лабораторных условиях на калиброванных образцах.Формула изобретенияСпособ определения усталостной долговечности ферромагнитных материалов, заключающийся в получении зависимости долговечности материала образца иэ ферромагнитного материала от скорости изменения его начальных физико- механических свойств, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью ускорения и упрощения методики определения усталостной долговечности прилюбой нагрузке материала, образец нагружается до разрушения, с помощью вихретоково868556 н - число циклов до разруКшения;Я - базовое число циклов. Составитель А. Бодров Редактор М. Янович Техред Т.Маточка Корректор М. ПожоЗаказ 8312/61 Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений к открыткй113035, Москва, К, Раушская иаб., д.4/5 филиал ППП Патентф, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 го преобразователя определяется начальная скорость изменения амплитуды 3-й гармойики ЭДС его сигнала за цикл нагружения и число циклов до разрушения образца, а долгвечность однотипных образцов рассчитывают из соотношения О/О.0 Н сопято К / где ЬО/О И - скорость йэменения амплитуды высшей гармоники за цикл; Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Дефектоскопияфф, 1970, В 2,с.9.