Файл: Школьник, Л. М. Скорость роста трещин и живучесть металла.pdf

Недостатком использования датчиков является не­ обходимость специальной подготовки поверхности, что не всегда допустимо. Иногда при циклическом иагружении датчики разрушаются быстрее, чем появляется трещина в испытуемом объекте. Кроме того, при реги­ страции длины трещины по разрыву датчиков, включен­ ных в соответствующую схему, возникает погрешность вследствие неравномерного запаздывания разрыва про­ волочек на различных стадиях развития трещины.

Проволочные датчики, используемые для исследова­ ния усталостных процессов, зачастую сами выходят из строя из-за накопления усталостных повреждений. Поэ­ тому разрыв электрической цепи, в которую включен датчик, может быть следствием как возникновения тре­

прочность опытных датчиков Б-40. Наиболее низкую усталостную прочность имеют фольговые датчики [10].

На рассеяние результатов, обусловливаемое приро­ дой самого процесса усталости и свойствами материала, накладывается влияние свойств датчиков, качество кле­ евого слоя, расстояние наклейки датчиков от надреза на образце, уровень действующих напряжений и другие факторы, которые по-возможиости следует исключать.

Электромагнитный фиксатор появления трещин, разработанный И. Н. Юшкевичем (рис. 13), позволяет

Т А Б Л И Ц А 1. ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАЛОСТНОЙ П Р О Ч Н О С Т И

36

автоматически (включением сигнальной лампы или остановкой электрочасов) фиксировать момент появле­ ния трещины, а также с помощью счетчика определять длительность работы образца или конструкции в пов-

II

Рис. 13. Схема электромагнитного фиксатора появления трещин:

/ — ж е л т а я лампа; 2 — д а т ч и к ; 3 — з е л е н а я лампа

режденном состоянии или останавливать испытатель­ ную машину при появлении трещины.

Фиксатор работает следующим образом: при появ­ лении трещины датчик разрывается и выключает пита­ ние реле 2. При этом гаснет зеленая лампа 3 и включает­ ся питание катушки. Реле начинает работать в импульс­ ном режиме и заставляет мигать красную лампочку, указывающую на то, что трещина появилась. Одновре­ менно вступает в работу электромагнитный счетчик, автоматически определяющий длительность работы конструкции с трещиной. Включение па нормально разомкнутые контакты реле / пускового контактора испытательной машины, позволяет, если имеется необ­ ходимость, при разрыве датчика автоматически останав­ ливать машину.

При наклейке ïio ходу развития трещины нескольких датчиков, каждый из которых подключен к своему

37

ся на самописец. Одновременно на этот же самописец от счетчика числа циклов подают периодическую после­ довательность электрических импульсов, время между которыми пропорционально определенному числу цик­ лов нагружения образца.

Использование гребенчатого датчика и специальной аппаратуры позволяет автоматически регистрировать

Рис. 14. Схема автоматического регистратора роста усталостной трещины

раллельных фольговых тензонитей, замкнутых единым токовыводом с одного конца и имеющих индивидуаль­ ные токовыводы с другого. Датчик наклеивают на по­ верхности материала вблизи вершины трещины (или надреза). Длина тензонитей (10 мм) допускает ветвле­ ние трещины на пути ее движения. Расстояние между тензонитями в решетке составляет 0,25 или 0,5 мм. Си­ стема из нескольких наклеенных в ряд гребенок — тензорезисторов позволяет регистрировать кинетику развития

39

двенадцати каналах счетчики циклов работают синхрон­ но с прерывателем золотника пульсатора. При обрыве какой-либо из тензонитей останавливается счетчик соот­ ветствующего канала. Усилитель каждого канала У-1 и У-2 управляет работой электрического счетчика цик­

По окончании эксперимента считывают показания всех счетчиков, каждый из которых фиксирует число циклов нагружения до обрыва соответствующей нити датчика. С учетом расстояния между отдельными нитями строят функциональную зависимость длины трещины или ско­ рости распространения от числа цикла нагружения.

Для слежения за раскрытием устья трещины по ме­ ре ее продвижения используется приспособление, на уп­

электрического сопротивления датчиков 1—4 при вы­ прямлении ножек приспособления 5, предварительно за­ веденных в преддверие трещины в образце 6.

Использование датчиков в качестве показателей на­ копления усталостного повреждения является новым,

40

перспективным направлением. По существу, этот способ -

пени накопления усталостных изменений судят по .изме­

Рис. 16. Схема токовнхцевого дефектоскопа с колебательным контуром

верхности детали. Метод позволяет обнаруживать тре­ щины с раскрытием свыше 1 мкм, он весьма прост и осо­ бенно пригоден для эмалированных или остеклованных металлических деталей, а также изделий из пластмасс.

магнитной проницаемости поверхностных слоев метал­ ла. При воздействии переменного магнитного поля в ме­ талле возникают вихревые токи. Эти токи создают соб­ ственное электромагнитное поле, которое взаимодейству­ ет с полем возбуждающей катушки и изменяет ее элект­ рические параметры (рис. 16).

Процесс развития усталости в металлах сопровож­ дается изменением его электромагнитных свойств. Это позволяет применять электроиндуктивный метод для ис­ следования усталостных ' процессов в ферромагнитных- и неферромагнитных металлах. Взаимодействие поля вих-

41