Патент на изобретение №2155952
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
(57) Реферат: Способ относится к методам неразрушающего контроля с применением нагрева и может быть использован для диагностики конструкций и деталей машин. Способ заключается в том, что поверхности нагревают непрерывным потоком излучения, в результате которого возникают остаточные деформации. Деформации после нагрева и охлаждения определяют одним из прецезионных способов. По деформациям судят об остаточных напряжениях. Обеспечивается определение остаточных напряжений без разрушения и нагружения объекта в условиях эксплуатации. Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения остаточных напряжений на поверхности объекта. Известен способ определения остаточных напряжений – метод сверления Келси [1] , заключающийся в том, что в материале высверливают глухие отверстия на разные глубины и по деформации формы отверстия судят об остаточных напряжениях. Недостатком метода является наличие концентрации напряжений в области отверстия, которая может быть источником зарождения трещины или коррозии. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения остаточных напряжений [2], заключающийся в том, что в образце выполняют отверстия разной глубины с помощью потока излучения, к которому данный материал непрозрачен. Определяют скорость уноса материала с поверхности образца в нагруженном и ненагруженном состояниях. По разности скоростей судят о среднем напряжении. О разности главных напряжений судят по эллипсности отверстия. Недостатком наиболее близкого технического решения является сложность реализации в условиях эксплуатации реального объекта, разрушение материала объекта экономически неэффективно. Требуемый технический результат заявленного изобретения состоит в том, что разработан способ определения остаточных напряжений без разрушения и нагружения исследуемого объекта в условиях эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что участок поверхности нагревается непрерывным потоком излучения, например лазером ИМГМ-6 мощностью 90-100 Вт, с длиной волны 10.6 мкм, с диаметром луча на мишени 18-20 мм в течение 8-10 секунд. Остаточные напряжения определяются по остаточной деформации области нагрева поверхности. В качестве инструмента для измерения деформации используют: системы меток, методы тензометрии, фотоупругие покрытия и другие методы определения деформаций. Наиболее оптимальным и простым способом определения деформации в том, числе по критерию “эффективность-цена” являются методы тензометрии. Сравнительный анализ показал, что заявляемое изобретение отличается от прототипа нагревом участка поверхности потоком излучения без нагружения и разрушения объекта, остаточные напряжения определяют по деформациям после охлаждения образца известными методами [3]. Что соответствует требованию “новизны” заявляемого изобретения. Требуемый технический результат достигается вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая до подачи заявки не была обнаружена в известной патентной и научно-технической литературе, что соответствует критерию “изобретательский уровень”. Способ осуществляют следующим образом, участок поверхности конструкции очищают от грязи, ржавчины. Устанавливают систему тензодатчиков в трех направлениях. Затем нагревают лазером область поверхности между тензодатчиками мощностью 90 – 100 Вт, с длиной волны 10.8 мкм в течение 8 – 10 секунд. После охлаждения образца по деформации, определенной тензодатчиками, определяют величину и характер остаточных напряжений. При использовании системы меток на предварительно подготовленную поверхность наносится система меток (рисок), прецезионно измеряют расстояние между ними, нагревают лазером участок поверхности с метками. Остаточные напряжения определяют по изменению расстояния между метками после нагрева. Деформации в зоне нагрева обусловлены взаимодействием двух противоположно действующих процессов: тепловые деформации и релаксация напряжении. Во-время экспериментов были подобраны условия нагрева, регистрации деформаций при реализации которых преобладает релаксация напряжений. Способ был апробован в лабораторных условиях на образцах ВТ6. Способ может быть использован в области неразрушающего контроля при производстве, эксплуатации и диагностики деталей машин и конструкций. Источники информации 1. Экспериментальная механика. Руководство по экспериментальным методам исследования. /Под ред. А. Кобаяси. Кн. 2 – М.: Мир, 1990, с. 293 – 297. 2. Патент RU N 2020452, кл. G 01 N 3/18, 1994. 3. Экспериментальная механика. Руководство по экспериментальным методам исследования. /Под ред. А. Кобаяси. Кн. 1 – М.: Мир, 1990. Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.08.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 13-2004
Извещение опубликовано: 10.05.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
