Способ контроля усталости материала — SU 939996 (original) (raw)
(22) Заявлено 12,09,80(2) 2982689/25-28 (5) М, Кд. 601 М 3/32 с присоединением заявки ЭЙ ЬаударстюаыЯ комитат СССР ао аалам азобрвтенвЯ н аткрмткЯ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛА 15Недостатком известного способа является его низкая точность, так как онне позволяет фиксировать усталостные трещины длиной менее 0,2 мм и не дает возможности осуществлять контроль и 2 ооценку накопления усталостных поврежденийЦель изобретения - повышение точности контроля. Изобретение относится к испытаниямматериалов и элементов конструкции, вчастности к способам контроля усталостиматериала. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля усталости материала, по которому измеряют интенсивность зеркального отражения контролируемого участка по-, верхности испытываемого объекта и по изменению интенсивности зеркального отражения судят об усталостном состоянии материала 1 1. Указанная цель достигается тем, чтоодновременно с интенсивностью зеркального отражения измеряют также интенсивность диффузного отражения того жеучастка поверхности, измерения производят на длинах волн, соизмеримых с размерами начальных усталостных дефектов,подлежащих регистрации,и по соотношению интенсивностей зеркального и диффузного отражений судят об усталостномсостоянии материала.На чертеже изображена схема контроля усталости материала,Способ осуществляется следующим образом.На контролируемом участке испытываемого объекта подготавливают поверхность для измерения ее оптическихсвойств, В процессе нагружения объектаизмеряют интенсивность 2 зеркальногоотражения и интенсивность Э диффузногоотражения. Измерения производят в ул трафиолетовом или близком к нему диапазоне длин волн монохрпматических лучей939996 4ль 1 в электрические. Микроамперметры 6 с- регистрируют интенсивность отраженногосигнала. Предварительно измерив интенсивность падающего света, рассчитывают коэффициенты зеркального и диффузой ного отражений: то связано с.тем, что когда размеры микронеровностей отражающей поверхно ти малы по сравнению с длиной волны падающего света, то имеет место зер - кальное отражение, Когда же размеры микронеровностей ,соизмеримы с длин волны или превышают ее, то отражение света диффузно. В промежуточной ситуации имеет место смешанное отражение лучей, при котором часть падающего излу чепш отражается зеркально, а истьциффузно, В связи с этим для повьпцения точности контроль выполняют на алинах волн, обеспечивающих регистрацию появления незначительных шероховатостей в виде экструзий, интрузий, сдвигов блоков и пр., связанных с накоплением усталостных повреждений в поверхностных слоях,Для прогнозирования остаточной ра. - ботоспособности материала в процессе его эксплуатации предварительно измеряют интенсивности зеркального и диффузного отражений на эталонном образце, а затем сравнивают их параметры с параметрами отражений испытываемого образца, Поскольку для эталонного образца.построены диаграммы :изменений интенсивнос,тей от числа циклов нагружения, по значениям интейсивностей возможно установить как число циклов нагружения, кото. рые испытываемый образец выдержал, так и количество циклов нагружения, оставшееся до разрушения.Измерения производят с помощью устройства, содержащего источник 1 света, подключенный к стабилизированному ио 35 точнику 2 питания, фокусирующую систему, включающую оптический блок 3 с фильт- ром 4, и систему регистрации, состоящую из двух вентильньц фотоэлементов 640 и микроамперметров 6. Для повышения чувствительности системы регистрации вместо вентильных фотоэлементов используют фотоэлектронные умножители, питаемые от высоковольтных стабилизирован 45 ных ,источников 7, Для автоматической выдачи разности (Д ъ- д) или соотношения 3/Эиспользуют блок 8 сравнения сигналов.Коэффициенты зеркального и диффузного отражений с помощью предлагаемого устройства измеряют следующим образом: на последуемый образец 9 под определенным углом 7 направляют сфокусированный или параллельный пучок света интенсивностью Зп. После отражения от образца свет попадает в фотоэлементы 5, расположенные под угломи Фу9 , преобразующие световые сигнагде 0 и Э - интенсивности, соответственно, зеркальный и диффузной составляющих отраженного от поверхностисвета,Зо - интенсивность падающегона поверхность света. Блок 8 сравнения въ 1 дает либо разность-, ) либо отношение С увеличением числа циклов усталостного нагружения падает интенсивностьзеркальной составляющей отраженияи возрастает интенсивность диффузногоотражения Ъ, Эти изменения тем больше, чем меньше исходная шероховатостьповерхности до циклических нагружений,По соотношению 3 и 0 судят об усталостном состоянии материала,Предлагаемый способ позволяет прогнозировать начало разрушения деталей машин в эксплуатации и своевременно заменять детали, исчерпавшие работоспособность. Формула изобретения Способ контроля усталости материала.,по которому измеряют интенсивность зеркального отражения контролируемого учасчка поверхности испытываемого обьекта,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения точности контроля, одновременно с интенсивностью зеркальногоотражения измеряют также интенсивностьдиффузного отражения того же участкаповерхности, измерения производят надлинах волн, соизмеримых с размерами начальных усталостных дефектов, подлежащихрегистрации, и по соотношению интенсивностей зеркального и диффузного отражений судят об усталостном состоянии материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Школьник Л,М. Скорость роста трещин и живучесть металла. М., Металлургия", 1973, с. 26 (прототип).Составитель М. КузьминРедактор М. Голаковски Техред А. Ач Корректор А. ГриценкоЗаказ 4655/62 Тираж 887 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектнан, 4