Голографический способ определения остаточных напряжений

.ЫХ 01 В 5/ СПИ И ЕТЕНИЯ ВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение от измерительной тех для определения ос методом голографи рии.к контрольно- предназначено х напряжений интерферометоситникетаточескои ется повыше- ности опредеема устроистределения осфиг.2 . - схема ия голографифиг.3 - интеря методику ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Арбузов В.Н., Буханов Н.М. и Козинцев В,М. Исследование остаточных напряжений и механических свойств сварных соедине ний сплава 01570, - Материалы И Всесоюзного симпозиума "Технологические остаточные напряжения ". - М; ИПМ АН СССР, 1988, с.25 - 29.(54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении остаточных напряжений методом голографической интерферометрии. Целью изобретения является повышение производительности и Целью изобретения явля ние производительности и точ ления остаточных напряжениНа фиг.1 представлена сх ва, реализующего способ оп таточных напряжений; на восстановления и наблюден ческого иэображения; на ферограмма, поясняюща осуществления способа. точности измерений за счет определения по голографическому иэображению как поля перемещений, так и геометрических параметров отверстия. Освещают поверхность объекта когерентным излучением и осуществляют запись голограммы объекта, После этого выполняют в объекте несквозное отверстие и в окрестности отверстия внедряют в поверхность индентор. Повторно записывают голограмму объекта и восстанавливают с полученной двухэкспозиционной голограммы изображение объекта, покрытое интерференционными полюсами.На восстановленном изображении определяют геометрические параметры отверСтия, например путем последовательной фокусировки микроскопа на поверхность объекта и поверхность дна отверстия, По распределению интерференционных полос и инфор-/) мации о геометрических параметрах отверстия определяют величины, знак и ориентацию остаточных напряжений, 2 з.п.ф-лы, 3 ил,Устройство для реализации способа содержит лазер 1, коллиматор 2, фотопластинку 3 в кассете 4, блок 5 для выполнения отверстий, индентор б и непрозрачный экран 7 с прозрачным участком 8(отверстием), совпадающим по форме с зондирующим отверстием 9 на поверхности исследуемого объекта 10,Схема восстановления и наблюдения голографического иэображения, полученного при записи на встречных пучках, состоит из источника 11 коллимированного белого света,освещающего фотопластинку 3, полупрозрачного зеркала 12 и блока 13 регист 1696843рации и обработки восстановленного изображения 14.Способ осуществляют следующим образом.При регистрации открывают кассету 4, Луч лазера 1, пройдя коллиматор 2 и преобразовавшись в световой пучок необходимой формы, освещает фотопластинку 3 и сквозь нее поверхность исследуемого объекта 10, отразившись от которой он вновь попадает на фотопластинку 3, в результате чего осуществляется регистрация голограммы поверхности исследуемого обьекта 10.Закрывают кассету 4 и с помощью блока 5 выполняют отверстие 9 (или несколько отверстий, удаленных друг от друга на достаточное расстояние) определенной формы (не обязательно цилиндрической). Вблизи отверстия внедряют и удаляют индентор 6 и повторно экспонируют фотопластинку 3 с тем же временем экспозиции, После этого.между фотопластинкой 3 и поверхностью исследуемого обьекта 10 располагают непрозрачный экран 7 с прозрачным участком 8 и в третий раз экспонируют фотопластинку 3, Для устранения ненужной засветки,ухудшающей качество иэображения, параллельно экрану 7 может бь 1 ть дополнительно размещен идентичный экран 7 между коллиматором 2 и фотопластинкой 3, Время третьей экспозиции зависит от освещенности отверстия,При восстановлении и наблюдении голографического иэображения коллимираванный белый свет источника 11 отражается от фотопластинки 3, полупрозрачного зеркала 12 и попадает в блок 13 регистрации и обработки восстановленного изображения 14, По полученной таким образом интерферограмме определяют количество и конфигурацию интерференционных полос вокруг отверстия, характер их взаимодействия с полосами, вызванными внедрением индентора, геометрические параметры отверстия. Используя эти данные и известную методику, определяют величину, знак и ориентацию главных осей оста тОЧных напряжений,На фиг,З представлены типичная длятакого способа регистрации интерферограмма и методика ее расшифровки, Оси симметрии интерференционной картины Х и У ориентированы вдоль направлений главных напряжений, Пслосы 15, ориентированные в направлении Х, отклоняются к полосам 17, вызванным внедрением индентора (притяжение), и соответствуют растягивающим напряжениям. Полосы 16 в . направлении У отклоняк)тся от полос 17,вызванных внедрением индентора (оттал 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 кивание), и соответствуют сжимающим напряжениям. Затем в соответствии с предлагаемым способом фокусируют координатный микроскоп на поверхности объекта и определяют форму и поперечные размеры отверстия на поверхности обьекта, После этого, перемещая микроскоп вдоль оси, сфокусируют его на дно отверстия и по показанию лимба определяют глубину отверстия, Аналогично, перемещая микроскоп вдоль и поперек оси, определяют форму и размеры дна отверстия, Измерив геометрические размеры отверстия, вычисляют объем изъятого материала и определяют отношение глубины к поперечному размеру для эквивалентного отверстия правильной формы (цилиндр, призма, конус и т,д,), Строят график зависимости порядка интерференции Й от расстояния до кромки отверстияи по известной методике определяют величину остаточных напряжений,Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса измерения за счет возможности считывания всех требуемь 1 х для расшифровки данных с голограммы без необходимости дополнительных измерений на исследуемом объекте и повысить точность измерения остаточных напряжений за счет повышения точности измерений геометрических размеров отверстия. Формула изобретения 1. Голографический способ определения остаточных напряжений, заключающийся в том, что освещают объект когерентным излучением, записывают голограмму обьекта, выполняют в обьекте глухое отверстие, вблизи отверстия осуществляют внедрение в поверхность индентора, вновь записывают голограмму объекта, восстанавливают с двухэкспозицион ной голограммы изображение обьекта, регистрируют параметры интерференционной картины на восстановленном изображении, измеряют геометри-,ческие размеры отверстия и по полученным данным определяют величину, знак и ориентацию остаточных напряжений, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и точности определяния остаточных напряжений, измерение геометоических параметров отверстия осуществляют на восстановленном изображении обьекта.2.Способ поп 1,отлича ющийся тем, что измерение глубины отверстия осуществляют последовательной фокусировкой координатного микроскопа на изображения поверхности обьекта и поверхности дна отверстия.3, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что.повторную запись голограммы объекта осуществляют последовательным освещением сначала всей исследуемой поверхности объекта, а затем лишь участка поверхности, в котором выполнено отверстие..Мотыль Техред М,Моргентал Корректор А,Осауленко Редак енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Прои агарина,1 1 каэ 4295 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5