Устройство для определения накопленных усталостных повреждений деталей

,ПРИ ПИСАН ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ союзного научститута вагочук, В, М Г. Рифт аг СС 983ельств3/32,4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАКОЕННЫХ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДЕТА) Изобретение относится к испытаьной технике и может быть испольэов прогн статочнои до ЕННЫЙ КОМИТЕТ Бщтениям и отнеытиям(71) Рижский Филиал Всно в исследовательсконостроения(56) Авторское свидетУ 993098, кл. С О И говечности деталей машин. Целью изобретения является упрощение конструкции уменьшением габарита устройства по высоте. Усилитель деформаций выполняют в виде двух одинаковых пластин 1, разделенных вырезами на выступы различной высоты 1 /2. Между тор 1цами выступов существует равномерный зазор Д, симметрично которому на выступах одинаковой длины закреплены чувствительные элементы 2, Пластины 1 жестко закреплены на детали 3 и деформируются вместе с ней. При этом коэффициент умножения усилителя деформации по -му выступу определяется простым соотношением ;= 1,Я где 1, - расстояние между точками крепления пластин 1 на детали 3 (база крепления). 3 ил.14991311 зобретение относится к испытательной технике, а именно к устройст - вам дпя определения накопленных усталостцых повреждений, и может быть ис 5 пользовано для прогноза остаточной долговечности транспортных средств и иных сложных металлических конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации воздействие нагрузок динамичес кого характера.Целью изобретения является упрощение конструкции уменьшением габарита устройства по высоте.На фиг, 1 изображено устройство, 15 общий вид; на Фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на Фиг. 3 - график, иллюстрирующий принцип прогнозирования момента наступления предельного состояния испытуемой детали с помощью предло женного устройства.Устройство для определения накопленных усталостных повреждений дЕталей содержит усилитель деформаций, представляющий собой две одинаковые плас тины 1 с чувствительными элементами 2, разделенные вырезами на выстуйы различной высоты и закрепленные на исследуемой детали 3. Пластины 1 располагают таким образом, чтобы одинаковые% выступы были направлены своими торцами навстречу друг другу. Между торцами выступов противоположных пластинпри закреплении последних оставляется небольшой (1 - 2 мм) равномерный зазор,Чувствительные элементы 2 выполнены иэ материала детали, например, в виде тонких полосок с концентратором, 40 величина коэффициента которого подбирается равной коэффициенту концентра - ции напряжений в исследуемой зоне детали. Каждый из чувствительных эле - ментов 2 закрепляется, например, 45 склеиванием на поверхностях каждой пары одинаковых выступов симметрично относительно зазора, Для повышения достоверности прогноза на каждую пару выступов могут устанавливаться по нескольку чувствительных элементов.Устройство работает следующим образом.Пластины 1 усилителя деформации с закрепленными ца них чувствительными элементами 2,жестко сое,;лняют с исследуемой деталью 3 через прокладки 4 так, чтобы выступы пластин 1 це были связаны с поверхностью исследуе 69 4мой детали 3. Продольная ось пластин 1 при этом должна совпадать с направлением действия главных напряжений,Под воздействием на деталь 3 периодически изменяющихся нагрузок зазор между торцами гребней изменяется на величину Д, определяемую Формулойгде- действующие напряжения в детали;Е - модуль упругости материаладетали и чувствительных элементов;1, - база крепления устройства кдетали.При этом в 1-м чувствительном элементе возникают напряжения б. и де 1 Формации Е ., равные:6 =6 - Е=Е1 1.1 ф 1 М 11где 1 - двойная длина -го выступаили база элемента.Таким образом, применением в устройстве набора выступов разной длины при постоянной базе крепления достигается эффект умножения деформаций или напряжений. Коэффициент умножения определяется простым соотношением базы крепления устройства и базы элемен - та6;(3Наибольшие деформации возникают в чувствительных элементах 2, расположенных на самых коротких выступах пластин 1, и время до наступления их предельного состояния (например, разрушение) оказывается минимальным.Наблюдая моменты наступления предельного состояния чувствительных элементов 2, можно построить статистическую зависимость их долговечности (в часах, циклах, блоках нагрузки и т.д) от коэффициента усиления. Установленную зависимость экстраполируют ца большие значения долговечности. Значения, соответствующие на экстраполяционной кривой коэффициенту умножения, равному единице, характеризуют долго 14991 б 9вечность детали. При тождественности законов накопления повреждений чувствительными элементами 2 и деталью 3 зависимость представляет собой прямую (фиг. 3).Температурные воздействия оказывают на чувствительные элементы 2, выполненные из материала детали 3, такое же влияние, как и на деталь 3, и не 10 снижают точности эксперимента. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по заранее заданиым коэффициентам умножения деформаций и наблюдаемым моментам наступления предельного .состояния чувствительных элементов 2 определить с высокой точностью использованную или остаточную долговечность, Точность определения повышается с увеличением количества выступов на пластинах 1 усипителя деформаций.Использование устройства позволяет не только получить более точные и на дежные результаты о величине усталостных повреждений детали, но и прогноЗировать наступление предельного состояния по условиям усталостной прочности или живучести, что необходимо ЗО пдя обоснования сроков обслуживания транспортных и других сложных ответственных конструкций. Простота конструкции устройства и его небольшие габариты по высоте делают возможным его установку в различных зонах исследуемого обьекта, исключают использование дорогостоящей измерительной аппаратуры и необходимость тарировок,Формула изобретенияУстройство для определения накопленных усталостных повреждений деталей, содержащее предназначенный для связи с деталью усилитель деформации и чувствительные элементы, связанные с усилителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, усилитель деформации выполнен в виде двух одинаковых установленных в одной плоскости с равномерным зазором пластин, в каждой из которых выполнены вырезы разной глубины со стороны кромки, обращенной к другой пластине, а пластины связаны между собой посредством чувствительных элементов, каждый из которых закреплен на одинаковых выступах, образованных вырезами.14991691 ЯюТрес(Мрем) фГ/ЖернСоставитель В, Ч овр О, Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор О. ЦЗаказ 4681/39 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5енно-издательский комбинат "Патент", г.Уроиэвул Гагарина 101