Способ определения остаточных напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК9) (1)5)5 0 01 В 5/30 х материалов АНсвятенкотво СССР О. ЕТАТО ся к машиностроеповышение точноных напряжений ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛНЫХ НАПРРЖЕНИЙ(57) Изобретение относитнию, Цель изобретения -сти измерения остаточ Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения остаточных напряжений полых осесимметричных деталей.Целью изобретения является повышение точности измерения остаточных напряжений полых осесимметричных деталей.Способ определения остаточных напряжений заключается в том, что на деталь с остаточными напряжениями воздействуют механической нагрузкой, измеряют величину нагрузки и вызванную ею деформацию и с учетом этих данных определяют остаточные напряжения, причем в качестве механической нагрузки используют гидростатическое давление во внутренней полости детали, деформацию измеряют в радиальном направлении, а остаточные напряжения определяют через вызванную действием остаточных напряжений составляющую радиальной деформации, Измерение деформации в радиальном направлении полых осесимметричных деталей. Для этого в способе, заключа)рщемся в том, что на деталь с остаточными напряжениями воздействуют механической нагрузкой, измеряют деформацию и с учетом этих данных определяют остаточные напряжения, в качестве механической нагрузки используют гидростатическое давление во внутренней полости детали. деформацию измеряют в радиальном направлении, а остаточные напряжения определяют через вызванную действием остаточных напряжений составляющую Радиальной деформации. 1 з.п. флы 4 ил осуществляют путем установки во внутренней полости концентрично ее цилиндрической поверхности несжимаемого поршня, диаметр и длину которого выбирают из условия образования капиллярного зазора. а измерения текущего расхода жидкости осуществляют через этот зазор.На фиг. 1 представлены остаточные напряжения в теле полой осесимметричной детали после деформирующего протягивания; на фиг. 2 - напряжения. вызываемые гидростатическим давлением, приложенным изнутри детали; на фиг, 3 - суммарные уровни названных напряжений у внутренней поверхности детали и соответствующее им перемещение: на фиг. 4 - схема способа согласно и, 2 формулы изобретения.На фиг. 1-3 видно, что если полую осесимметричную деталь. в стенке которой после деформирующего протягивания имеются остаточные напряжения. нагрузить изнутри гидроста тически м да влен ием, 17039575 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 то суммарные напряжения вызовут перемещение свободных поверхностей детали, иэ которого легко выделить долю упругоо перемещения, от гидростатического давления, аналитически описываемого формулами Ляме,Регистрация радиального перемещения стенок детали может быть осуществлена гидравлическим методом (фиг, 4). Для этого обработанную деталь 1 устанавливают иа стенде в радиально подвижных опорах 2, а внутрь вводят несжимаемый поршень 3, образующий напорную 4 и мерную 5 полости, В последней устанавливают расходомер 6 и упорное кольцо 7. В напорную полость через штуцер 8 насосом 9 подают рабочую жидкость 10, под давлением которой увеличивается зазор 11. Пройдя через расходомер, жидкость попадает в трубу 12, где находится поршень 13, который последовательно воздействует на путевые переключатели 14, управляющие включением и выключением измерителя 15 промежутков времени и регистратора 16 сигналов расходомера, Расход жидкости определяется как отношение объема предварительного калиброванного мерного участка, ограниченного переключателями, к промежутку времени между моментами срабатывания переключателей,П р и м е р, Способ был проведен на холоднодеформированных заготовках 93 к 7 (ГОСТ 8734-75) иэ стали 35 длиной 800 мм, из которых по различным технологическим схемам были изготовлены гидроцилиндры. Требования к поверхности отверстия; точность 80 Н 9; шероховатость йа = 0,16 мкм; отклонения от круглости, прямолинейности оси и образующих - в пределах поля допуска на отверстие (0,074 мм); рабочее давление жидкости в гидроцилиндре 16-25 МПа. Создание поля благоприятных сжимающих напряжений технологическими методами позволяет решить проблему сдерживания пластического течения металла на внутренней поверхности. Основные операции обработки гильзы гидроцилиндра были следующими:очистка дробью; отпуск при температуре 400 С, выдержка 1 ч, охлаждение с печью; деформирующее протягивание твердосплавиой деформирующей протяжкой по схеме растяжения в размер 8 Э 0,005 мм с суммарной деформацией 1 мм на скорости 0,1 м/с, среда - сульфофрезол; раскатка роликовой головкой на скорости 400 м/мин при подаче 1,5 мм/об, среда - индустриальное масло, Были испытаны также технологические процессы без раскатки и с перел еной мест отпуска и деформирующего протягивания В испытательном стенде было использовано масло МГТК 38-10150- 79 при температуре 655 С. Давление нагрузки превышало в 1,5 раза номинальное рабочее давление, Протяженность зазора между гильзой и поршнем была равной 100 мм,После замеров расхода жидкости и расчетов были получены следующие значения остаточных напряжений иа поверхности отверстия; исходная заготовка; о 1 =+ 10+ + 20 МПа; деформирующее протягиваиие; %- - 90+ -100 МПа; деформирующее протягивание и отпуст: сто - - 60+ - 80 МПа; отпуск и деформирующее протягивание: % = - 150 - 180 МПа; деформирующее протягивание, отпуск и раскатка: о 1 = в 6 в : -700 МПа,Результаты испытаний показали, что предлагаемый способ позволяет получать значения остаточных напряжений на поверхности деталей и оценивать по этой физико- механической характеристике различные технологии. Формула изобретения 1, Способ определения остаточных напряжений, заключающийся в том, что на деталь с остаточными напряжениями воздействуют механической нагрузкой, измеряют величину нагрузки и вызванную ей деформацию и с учетом этих данных определяют остаточные напряжения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения остаточных напряжений полых осесимметричных деталей, в качестве механической нагрузки используют гидростатическое давление во внутренней полости детали, деформацию измеряют в радиальном направлении, а остаточные напряжения определяют через вызванную действием остаточных напряжений составл я ющую радиал ьной деформации. 2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости способа, измерение деформации в радиальном направлении осуществляют путем установки во внутренней полости концентрично ее цилиндрической поверхности несжимаемого поршня, диаметр и длину котороо выбирают из условия образования капиллярного зазора и измерения текущего расхода жидкости через этот зазор, 1703957.Мак инец зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 10 Заказ 54 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Рэушская наб 4/5