ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Применяется для контроля остаточных напряжений 1-го рода для любых отливок из чугуна, стали и цветных металлов. Метод заключается в измерении с помощью тензодатчиков деформация, возникающей в определённом участке отливки после его отрезки (вырезки).
Тензодатчик – это тензорезистор в виде тонкой высокоомной проволоки. Тензодатчик наклеивают на исследуемый участок. Наклеенная тонкая проволока деформируется (сжимается или растягивается) вместе с исследуемым участком отливки.
По изменению сопротивления тензодатчика определяют величину деформацииε‚ с помощью наклеенных треугольником трех тензодатчиков измеряют деформации ε1‚ ε2‚ ε3 ирассчитывают главные деформации εХ, ε; определяют значения и направления главных остаточных напряжений εХ‚ σY‚ tgφ (рис.1).
(2)
(3)
(4)
где Е – модуль упругости материала; μ – коэффициент Пуансона.
Рис.1. Схема наклейки тензодатчиков 1,2,3 на отливку, ____ линия разреза отливки.
Исследуемые участки отливки отрезают на фрезерном станке или высверливают в виде «столбиков» пустотелым сверлом.
В ряде случаев (сложность приклейки, разогрев и возможность повреждения тензодатчиков при отрезке и т.д.) на исследуемый участок наносят риски или кернения, между которыми замеряют расстояния до и после разрезки с помощью механических индикаторов.
МЕТОД ПРОГИБА
Заключается в измерении стрелы прогиба отливки после удаления по всей её длине слоя металла с остаточными напряжениями. Метод используется для определения остаточных напряжений I-го рода в протяжённых отливках; плитах, пластинах, лопатках, станинах т.д.
В результате ослабления поперечного сечения отливки при стравливании, состругивании или сфрезеровании слоя металла происходит перераспределение первоначальных остаточных напряжений и возникает коробление, оцениваемое стрелой прогиба
(1)
где σ – остаточные напряжения в срезанном слое; fi – стрела прогиба в сечении отливки с координатой xi; Е – модуль упругости материала; Jy – момент инерции‚ - статический момент инерции рассматриваемого сечения отливки; l – длина отливки.
РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД
Применяется для контроля остаточных напряжений 1-го и II-го рода любых отливок.
Макронапряжения вызывают изменения межплоскостного расстояния, что выявляется путемсравнения данных о расстояниях между атомами в эталоне ив отливке.
Микронапряжения вызывают спектр искажений решётки, что проявляется в уширении интерференционных максимумов на рентгенограмме. Степень уширения, т.е. характеристика уровня остаточных напряжений II рода, определяется по отношению к эталонному образцу.