Способ определения параметров развития поверхностных усталостных трещин

(57) Изобреттельной техндованию прочлов. Цель източности и у тся к измериие отн иссленн е,оиств матери- повьппение остных ретенияощение роцесса регий поверхности сследуе трации. На измерик исследо- материаИзобретени ельной техни анию прочнос ов,Цель изобр ность чувс казан), к относит е, а имени ных свойст распределенных ками норм 2 цных перем сигнала ЦС усилит ппение т ния -ости и уприи тато ромлого-цифзатем на фуыкциональеализующаяАиг. 2 ого пр приведенройства,способ; н На фиг ная схема предлагаем временная.выхо дно го Способ ройства 1 поверхносод де ратор регисыходесбой пьных ими спадаь позв о устрследо диаграмма рсигнала. истри н онты нараст ощ ус изованрегистртрещин,реа для пчльс и парамет к содержадуемую н о верхикрепляемь а ис разрыва соот ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС(56) Клюев В.В. Испытательная т х ника. Справочник. М,: Ь 1 ашиностроение, 1982, т. 2, с. 446.ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЕРХНОСТНЫХ УСТАЛОСТНЫХ ие процесса регистра 2размещают элемент, состоящий иэ распределенных резисторов, соединенных перемычками. Регистрируют выходной сигнал от чувствительного элемента, представляющий собой последовательность прямоугольных импульсов, по которому определяют параметры поверхностных усталостных трещин, Амплитуду выходного сигнала нормируют до максимального уровня. Производят его регистрацию дискретно с частотой, меньшей удвоенной частоты циклического нагружения, Преобразуют регистрируемые участки нормированного выходного сигнала в двоичный код и по его значениям строят временную диаграмму. По моментам времени возникновения. фронтов выходного сигнала определяют параметры поверхностных усталостных трещин. 2 ил. вительныи элемент (не поторый выполняют в виде зисторов, соединен- Амплитуда выходного уется в усилителе 2, прашивается коммуается на вход анаеобразователя 4, ифратора 5 и точеч, Выходной сигнал йства 1 представляательность прямоорых, а также их скважт определить моменттствующего распределтеля резистора, чувствительного элемента,При развитии поверхностной усталостной трещины в направлении Р про 5исходит последовательный разрыв распределенных резисторов чувствительного элемента, так как чувствительный элемент закреплен на исследуемой поверхности материала и испытывает воздействие с заданной. частотой циклического нагружения 2, то вмоменты времени, когда происходитзакрытие усталостной поверхностнойтрещины, происходит последовательноесоединение концов ранее разорванныхраспределительных резисторов, до исходного состояния, и последовательное рассоединение в моменты раскрытияусталостной поверхностной трещины.Поэтому в эти моменты времени вершины последовательности прямоуголь, ных импулЬсов соответственно после"довательно экстремально изменяютсяпо амплитуде, создавая электрический 25шум между соседними фронтами, образуя выходной сигнал с устройства 1для регистрации параметров поверхностных трещин.Амплитуду выходного сигнала Б сустройства для регистрации параметров поверхностных трещин в промежутке между фронтами нарастания и спада нормируют в усилителе 2 до максимального уровня 0с целью дальнейшего получения после преобразо 35вания максимального значения амплитуды прямоугольных импульсов в двоичном коде и минимального значенияамплитуды электрического шума в дво 4 Оичном коде.Затем нормированный выходной сигнал 11 , состоящий из суммы последовательности прямоугольных импульсов и электрического шума, периодически опрашивают коммутатором 3 счастотой Р2 й. Участки нормированного выходного сигнала 0 , опрошенные коммутатором 3, подают на входаналого-цифрового преобразователя 4,За время преобразования, в .котором,когда. происходят экстремальные изменения амплитуды выходного сигналав виде электрического шума, сформированная величина двоичного кода бу.дет отличной от величины двоичногокода, сформированного в моменты опроса вершин последовательности пря 1моугольных импульсов на участках,в которых в данный момент временинет электрического шума. Выбираяаналого-цифровой преобразователь спреобразованием по методу поразрядного уравновешивания, добиваютсяуменьшения значения амплитуды электрического шума, полученной в двоичном коде, вследствие потери значащих "1" при максимальной амплитуденормированного выходного сигнала и"О" при минимальной в разрядах сформированного двоичного кода на еговыходе. В основе метода поразрядногоуравновешивания лежит сравнение выходного сигнала внутреннего цифроаналогового преобразователя с входным сигналом. Результатом каждогосравнения является установление значения очередного разряда на выходеаналого-цифрового преобразователя.Таким образом, формирование ш-разрядного двоичного кода занимает ш фиксированных промежутков времени (тактов). Нормирование амплитуды выходного сигнала до максимального уровня Бобусловлено повышением точности регистрации фронтов последовательности прямоугольных импульсовпри наличии в них электрическогошума,Далее двоичный код подают на входдешифратора 5, в котором преобразуют его в управляющий сигнал 11, соответствующий значению полученногодвоичного кода. Для каждого двоичного кода только на одном из выходовдешифратора есть соответствующее значение "1" или "О", а на остальныхвыходах соответственно 10" или "1",С целью автоматизации получениявременной диаграммы зависимости длины развивающейся поверхностной усталостной трещины от числа циклов нагружения Н или времени 1 подают одновременно на электроды точечногорегистратора 6 управляющий сигнал 11и периодическую последовательностьэлектрических импульсов, время междукоторыми пропорционально определенному числу циклов нагружения исследуемого материала с прикрепленным наего поверхности чувствительным элементом, входящим в устройство 1 для" .регистрации параметров поверхностных трещин. Выбор регистратора с точечным принципом построения,при котором расстояние каждой точкивременной диаграммы от оси временисоответствует заданному значению амплитуды выходного сигнала, обусловлен тем, что исключается его интегрирование, В противном случае форма кривой регистрируемого выходного сиг. нала Бна временной диаграмме не имеет четко различимых фронтов нарастания и спада.При этом выбирают соответствующую скорость протяжки бумаги точечного регистратора и получают ком" прессию регистрируемой кривой выходного сигнала на временной диаграмме (фиг. 2). Это означает, что происходит сжатие временной диаграммы Ц , зависимости длины развивающейся усталостной трещины, в масштабе числа циклов нагружения или времени. Компрессия временной диаграммы позволяет повысить точность регистрации фронтов выходного сигнала и считывания значений чисел циклов нагружения Б или моментов времени й, так как в этом случае амплитуды электрического шума между соседними фронтами выходного сигнала находятся в противоположных его вершинах и имеют сплошную однородную форму на бумаге точечного регистратораформула изобретения Способ определения параметров раз вития поверхностных усталостных трещин, включающий размещение на исследуемой поверхности чувствительногоэлемента, состоящего иэ распределенных резисторов, соединенных перемыч ками, и регистрацию выходного сигнала от чувствительного элемента,представляющего собой последовательность прямоугольных импульсов, покоторому определяют параметры поверх ностных усталостных трещин, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и упрощенияпроцесса регистрации, нормируют амплитуду выходного сигнала до макси мального уровня и производят его,регистрацию дискретно с частотой,меньшей удвоенной частоты циклического нагружения, преобразуют регистрируемые участки нормированного 25 выходного сигнала в двоичный код ипо его значениям строят временнуюдиаграмму, а по моментам временивозникновения фронтов выходного сигнала определяют параметры поверхност.30 ных усталостных трещин.1481590 М, Р- Р ЧислоФ Х Г Ч р у О -гИ иокло 5,Рремл 1.1 И Ы 1.л-Г Ог-/ Номер развр 1 аикоас рапрЯамннса резисвора Фиг.Составитель Т. Келенинаедактор Н. Бобкова Техред М.Ходанич Корректор Г. Джула КНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин, 10 Заказ 2675/41 Тираж 684ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен113035, Москва, Ж, Раушска Подписноем и открытиям принаб., д. 4/5