Способ определения внутренних напряжений

(19) ш а 01 0 МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИЗОБРЕТЕН И ТЕЛЬСТ(71) Московский технологический инсттут мясной и молочной промышл ти(56) 1. Авторское свидетельство СССР(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДВ НУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИ% 327379, о т л и ч а ютем, что, с целью определених напряжений в различныях, перед определением завтоты собственных колебанийтуры снимают внутренние наприкаждом элементе соединенияняют элементы между соборежимам. еннос ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ЕДЕ НИЯ Й по авт. сэ. юийся ия внутрен- соединениисимости чао от. темпераженин в , а соеди по заданнымИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано ,цри определении величины напряжений, например, в сварном соединении двух деталей.По основному авт. св, % 327379известен способ определения внутренних напряжений, заключающийся в, том, что определяют экспериментально за зависимость частоты собственных колебаний объекта от температуры и определяют внутренние напряжения по величине отклонения полученной зависимости от линейной 1.Недостатком известного способа является то, что он не позволяет определять ,. внутренние напряжения в сопряжениях деталей, например сварных. Это обусловлено тем, что части соединения имеют различные физико-механические свойства ипотому различные внутренние напряжения 1причем большое влияние на этот фактороказывают физико-механические параметры исходных материалов частей соединенияи технология их производства.Известным способом нельзя вычислить с удовлетворительной точностьюнапряжение в сопряжении, так как система с внутренними напряжениями неподчиняется принципу суперпозиции.Белью изобретения является определение внутренних напряжений в различных соединениях.Поставленная цель достигается тем,35 что согласно способу определения внут- .ренних напряжений по частоте собственных колебаний контролируемого объектав котором определяют зависимость частоты собственных колебаний объекта от40температуры и определяют внутренниенапряжения по величине отклонения полученной зависимости от линейной, передопределением зависимости частоты собственных колебаний от температуры сни;-мают внутренниенапряжения в каждомэлементе соединения, а соединяют элементы между собой по заданным режимам.Способ осуществляют следующим образом, 50Изготовляют образцы из двух частейиз контролируемых материалов с резьбойдля разъемного крепления его на возбудителе колебаний, отжигают части образца до полного снятия внутренних напряжений, сопрягают части образца поконтролируемым режимам, закрепляют образец на представляющий линейную систему возбудитель колебаний плотно безпластических деформаций, определяютвнутренние напряжения в сопряжении, например, при продольных колебаниях свободно опертого стержня по формулеЕ аЧ ( -Я 4 Г где Е - модуль Юнга системы;,О - коэффициент Пуассона; /Г - относительное приращение резонансного периода колебаний.Модуль Юнга системы определяется по формуле+ 2.о 2.+Е ьЫ-,+г+Аъ где Е 4, - модуль Юнга первого из сопрягаемых материалов; Е - модуль Юнга второго из сопрягаемых материалов; Е - модуль Юнга возбудителя колебаний; аф,й- коэффициенты линейного расширения частей образца и возбудителя. При равновесном состоянии внешнее (температурное) воздействие взаимно уравновешивается внутренними напряжениями, поэтому, чтобы найти абсциссу равновесного воздействия, проводят касательную к деформационной характеристике (зависимости периода резонансных колебаний от температуры) под углом к оси абсцисс температурной характеристики периода бездефектного тела. Если касательная будет смещена относительно равновесного воздействия, это внесет погрешность в определение внутренних напряжений.Обе части образца изготовляют из материалов контролируемого изделия при сохранении их физических структур и частоты поверхности.Соединяют части соединения тарированно сваркой, пайкой, свинчиванием и другими способами, Режимы соединения чаотей образца выдерживают полностью по заданному режиму контролируемого изде-: лия. Например, при диффузионном соеди-нении конструкционных материалов учитывают величину вакуума, напряжение сжатия соединяемых частей, температу ру нагрева, время выдержки, скорость псь. вышения и снятия температуры.Возбудитель колебаний представляет собой линейную систему, т.е. любой отклик его пропорционален воздействию, Если при закреплении образца будут внесены локальные практические деформации, то возникнут внутренние напряжения, и система будет нелинейной, Различные усилия закрепления образца в упругой66 4жимй полного снятия внутренних напряжений.На фиг. 1 изображена зависимость резонансной частоты вынужденных колебаний соединения образец-возбудитель от температуры; на фнг. 2 - блок-схема для определения резонансных часот. Устройство для определении Внутрен-. них напряжений содержит генератор 1 сигналов, частотомер 2, милливольтметр.3, возбудитель 4 колебаний, магнитострикаионный преобразователь 5 и обра" зец 6. 353 40 459 52 602 оС 22,1 28 3., мкс 137,13 137,15 137,20 137,26 137,35 137,46 .137,60 По полученным данным строят деформационную кривую (фиг, 1), по которой определяют внутренние нйприжения в сопряжении .1:" ., ЬС 2 10 0,09О=р= б;З Г 3 Ь43,8 кгlмм". Использование предлагаемого .способаЗЗ позволяет значительно повысить точностьизмерения внутренних напряжений в сопряжении и достичь воспроизведения па-раметров, так как контролируемое телоприводитоя в бюДефектное исходноз сбо 40: той ниве 3 10104 области будут изменят,ь резонансную чвототу соедйнения образец - возбудитель .колебаний. При этом относительное при рвщение,нелинейности сохраняет постоян- ное значение. 3В качестве детерминированного воздействия используют приращение температур (0-.50 фС). Чтобы обеспечить равномерное распределение температуры по объ-, ему соединения, дают выдержку времени 10 до тех пор, пока,не прекратится прирвще ние контролируемого параметра (резо-нансной частоты).Режимы обжига образца дли полного снятия внутренних напряжений определяют И следующим образом.Берут несколько образцов, измеряют резонансные частоты их вынужденных ко лебаний, отжигают их при постоянных режимах и одном из них переменном (тема) пература нагрева), измеряют их резонансные частоты, вычисляют приращение частоты каждого образца и строят зависи - мость приращения частот частей образцов от изменения температуры. Макси- И мвльное приращение частот при минимальной температуре отжига совместнос принятыми режимами определяет реП р и м е р. Изготовляют образециз двух сопрягаемых частей, снимают полностью внутренние напряжения в частях образца, сопрягают части образца диффузионным соединением в вакууме по контролируемым режимам и закрепляют . образец плот.но без пластических деформаций с возбудителем колебаний. Изменяют температуру соединения и измеряют его резонансную частоту, по которой строят зависимость периода резонансных ко лебаний системы от температуры (данные прйведены в таблице).. 4/5 аб П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 6130 Тираж 600 В НИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноета СССРтий