Способ измерения механического напряжения

(7) заявите 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 2 о о м Изобретение относится к методамконтроля механических напряжений в деталях конструкций.или в образцах материалов,Известен рентгенолюминесцентныйспособ измерения механического напряжения, включаюший предварительноеоблучение иссдедуемог 6 образца рентгеновским излучением и регистрацию рентгенолюминесценции интерференци нных линий вторичного излучения анализируемогобъекта1,Недостатками данного способа являются ограничение размеров испытываемыхобразцов, сложность настройки, трудностьконтроля напряжений в процессе движе-ния испытываемых конструктивных элементов, значительные погрешности измерений иэ-аа нестабильности параметровисточника ионизирующего излучения, высокие затраты на приборы и радиационную защиту.Наиболее близким к предложенномуявляется способ измерения механического напряжения путем прикладывания кисследуемому образцу внешнего механического напряжения и регистрации возникающей при этом люминесценции 1 2,Недостатком известного способа является низкая точность измерений в об.ласти упругой деформации, что обусловлено тем, что в области упругой деформации интенсивность возбуждений внеш 1 Оним напряжением люминесценции оченьнизка или совсем не регистрируется илишь значительно увеличивается при пла,тической деформации либо разрушении образца.15Цель изобретения - повышение точности измерений в области упругой дефорации,Эта цель достигается тем, что согласно способу в способе измерения мещ . ханичесиого напряжения путем прикладывания и исследуемому образцу внешнегомеханического напряжения и регистрациивозникаюшей при этом люминесценции,образец через 3-10 мин после приклады3 9687вания напряжения подвергают трибоэлектри-зации.В результате трибоэлектризации поверхности образце об диэлектрик происходитгенерация дополнительного поверхностного электрического заряда, возбуждающего люминесценцию, величина которой будет сушественно выше интенсивности свечения предварительно возбужденного внешним напряжением, что позволяет изме йрять механические напряжения даже в пределах упругой деформации при движениитела с учетом силы трения, Сравнениеградуировочной кривой зависимости люминесценции эталона от механическогонапряжения с величиной люминесценциив исследуемом образце позволяет идентифицировать изме рения,На фиг. 1 изображены графики зависимо,сти интенсивности люминесценции от величины механического одноосного напряжения сжатия; на фиг. 2 - графики зависимости изменения интенсивности люминесценции во времени под воздействиемпостоянной нагрузки, одноосного напряже-ния сжатия,П р и м е р. Проводилось исследование люминесценции при разных величинахлинейного (одноосного) напряжения сжатия для кубическйх образцов из различного материала. Изучались тщательно очи 2шенные образцы с плошадью грани 100 мми величиной неровности поверхности не более 0,05 мкм в светонепроницаемой герметической камере с постоянной средой,стабилизированной температурой и фиксированным положением относительно фотокатода фотоприемника. Для этого, вначале, к образцу прикладывают механическоеодноосное напряжение сжатия, а затемспустя 10 мин проводят трибоэлектризацию трением качения и скольжения исследуемого предмета об полихлорвиниловыйвалик 10 с при 1500 об/мин и давлении 0,2 кг/мм . После этого измеряютлюминесценцию 0 с методом счета квантов, используя в качестве фотоприемникафотоэлектронный умножитель, который име. ет спектральную чувствительность 160600 нм при -20+0,11 С.На фиг. 1 изображены графики зависимости между интенсивностью люминесценции и величинами механического одноосного напряжения сжатия; кривая а -для латуни ЛАН 59-3-2; кривая 6- длятекстолита марки ПТК; кривая О- для ффсплава алюминия Д 16. Интенсивностьлюминесценции образцов, возбужденнойдополнительной трибоэлектризацией, пре 12, 4вышает фон прибора в среднем в пятьраз, в то время, как люминесценция этихже образцов при одном только одноосномсжатии (известный механолюминесцентный способ) не превышает фона прибора,Для обоснования граничных значенийвременных интервалов возбуждения люминесценции, обусловленных ползучестьюмикроструктур материалов при постоянной нагрузке, на фиг. 2 изображены графики зависимости интенсивности люминесценции во времени под воздействиемпостоянного одноосного напряжения сжатия: кривая 7. - для текстолита маркиПТК при напряжении 1 кг/мм, кривая2.д-для сплава ал;арминия Д 16 при напряжении 1 б кг/мм, кривая е - для тексто-,лита марки ПТК при напряжении 10 кг/ммРкривая Ж-. для сплава алюминия Д 16 принапряжении 1 кг/мм . Как видно из графиков, граничные значения интервала, когдаползучесть микроструктур не влияет налюминесценцию - 3-10 мин,Использование диэлектрика в качестве материала, генерирующего при трибоэлектризации дополнительный электрический заряд на электрическом рельефе поверхности испытуемого образца, обусловлено возникающим прн этом длительным временем релаксации заряда, что создает возможность эмиссии электронов с поверхности на поверхность, усиливает люминесценцию и повышает точность измерения.Использование предложенного способа измерения механического напряжения обеспечивает возможность селективного неразрушаюшего контроля остаточных напряжений в однотипных серийно выпускаемых деталях на основании предварительно составленных градуировочных граФюфиков зависимости люминесценция- напряжение" для эталона при фиксированном времени измерения.формула изобретенияСпособ измерения механического напряжения путем прикладывания к исследуемому образцу внешнегомеханического напряжения и регистрации возникающей при этом люминесценции, о т л ичаюшийся тем,что,сцельюповышения точности измерений в области упругой деформации, образец через 3- 10 мин после прикладывания напряжения подвергают трибоэлектризации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Испытание материалов. Под ред. Блюменауэра Х. М., 1979, с. 418-4232. Бутягин П. Ю. Активные промежуточные состояния при механическомразрушении. полимеров. Доклады АНСССР,1961, М 1, т, 140, с, 145-148(прототип).968712 ГОР Составитель В. ФилиппРедактор П. Коссей Техред М, Тенер ктор илак Поди Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. П ая,Заказ 8157/72 Тираж 8 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш7комитета СССРи открытийская наб д. 4/