Акустической усталости

Таким образом, изменение скорости пропорционально напряжению или деформации в контролируемом объекте. Величина изменения скорости Дс/с имеет порядок 10~4, т. е. 0,01%. Измерение_ абсолютных значений скорости с такой точностью — трудная задача. Она облегчается тем, что обычно требуется измерить не абсолютную величину, а изменение скорости под влиянием приложенных напряжений (как и в других вариантах тензометрии). Важное достоинство акустической тензометрии — измерение напряжений не только на поверхности, но также внутри ОК.

Пример применения акустической тензометрии — измерение напряжения затяжки резьбовых соединений (болтов и шпилек). Обычно напряжение затяжки измеряют по приложенной во время затяжки силе к динамометрическому гаечному ключу. Однако это измерение неточно: на результаты сильно влияет такой неизвестный фактор, как величина трения головки болта или гайки о поверхность соединяемой детали. Акустический метод свободен от указанного недостатка: он измеряет именно напряжение в болте.

Методы акустической тензометрии условно можно разбить на три типа измерений:

Измерение абсолютных значений скорости с необходимой точностью — трудная задача. Она облегчается тем, что обычно требуется измерить не абсолютную величину, а изменение скорости под влиянием приложенных напряжении (как й в других вариантах тензометрии). Важное достоинство акустической тензометрии - измерение напряжений не только на поверхности, но также внутри ОК. Тщательное измерение скорости продольных и поперечных волн в дюралюминии и чугуне, ее зависимости от одноосного напряжения выполнено в [183].

Измерения напряжений затяжки резьбовых соединений (болтов и шпилек) -пример эффективного практического применения акустической тензометрии. Обычно напряжение затяжки измеряют по приложенной во время затяжки силе к динамометрическому гаечному ключу. Однако это измерение неточно: на результаты сильно влияет такой неизвестный фактор, как величина трения головки болта или гайки о поверхность соединяемой детали. Акустический метод свободен от указанного недостатка: он измеряет именно напряжение в болте.

2.13. Использование матрицы акустоупругих коэффициентов для решения задач акустической тензометрии......... 65

2.17. Влияние внешних воздействий на результаты измерений в акустической тензометрии ............................. 81

2.17.6 Влияние электрического поля. Матрицы электроакустических коэффициентов скорости и времени распространения и связь между ними 93 2.17.7. Полная система уравнений акустической тензометрии при наличии внешних воздействий........................ 98

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИНЦИПОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ТЕНЗОМЕТРИИ............... 101

3.3. Экспериментальная проверка основных соотношений акустической тензометрии .... 111

3.4. Алгоритмы контроля внутренних напряжений в акустической тензометрии .... 121

Вибрации являются источником вредного шума: шум не только вредно влияет на физиологию человека, но приводит к так называемой акустической усталости материала. Вибрации искажают основное движение элементов машин, механизмов и систем управления по предписанным кинематическим законам, порождают неустойчивость заданного закона движения и часто приводят к отказу всей системы.

Вибрации являются источником вредного шума: шум не только вредно влияет на физиологию человека, но приводит к так называемой акустической усталости материала. Вибрации искажают основное движение элементов машин, механизмов и систем управления по предписанным кинематическим законам, порождают неустойчивость заданного закона движения и часто приводят к отказу всей системы.

В заключение отметим, что помимо этих факторов на сопротивление усталости влияют и другие обстоятельства (форма кривой цикла напряжений, частота нагружения, температура среды и др.), учитываемые обычно при проведении расчетов специальных машин. Рассмотренные здесь закономерности усталостного разрушения относятся к случаю работы деталей при небольших переменных напряжениях и при частотах нагружения до 3000 Гц. Общая теория сопротивления усталости рассматривает и специфические вопросы малоцикловой усталости (число циклов нагружения до разрушения N < 104), термической и акустической усталости.

6. Довгялло А. Г., Шарандо В. И. Измерение электрических свойств стали СтЗ при акустической усталости. — В кн.: Физические методы и средства неразрушающего контроля. Минск: Наука и техника, 1976, с. 195—198.

ИЗМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ СТ. 3 ПРИ АКУСТИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ

Измерение электрических свойств — эффективный метод изучения дефектов кристаллической решетки, возникающих в процессе деформации [1—3]. Измерения электропроводности нашли широкое применение при исследовании низкочастотной усталости [4—6]. Однако, учитывая особенности процесса ультразвукового нагружения, при котором деформация происходит в микрообъемах металла, для получения дополнительной информации о процессе акустической усталости нами, кроме метода электропроводности, применен метод термоэдс, являющийся более чувствительным, чем электросопротивление, параметром, реагирующим на все изменения электронного состояния металла [7, 8]. К тому же процесс измерения термоэдс на неравномерно деформированном образце по использованной нами схеме проще, чем измерение электросопротивления, а в некоторых случаях этот способ может быть единственно возможным.

Рис. 2. Изменение электропроводности у стали ст. 3 при акустической усталости от числа циклов Л'д и величины высокочастотного нагружения: Л 2, 3 — соответственно сгтак=41, 28, 21 кгс/мм2

вая /) и электропроводности Y (кривая 2) стали ст. 3 при акустической усталости от величины высокочастотного нагружения. Число циклов ЛГЦ=6-105

Анализируя изменения термоэдс и учитывая то, что величина зерна образцов была меньше площади контакта и результат усреднялся по нескольким измерениям, а также принимая во внимание высокую чувствительность термоэдс к механизму деформации [11], можно предположить, что при акустической усталости сначала пластическая микродеформация происходит только в наиболее благоприятно ориентированных зернах, т. е. с наименьшим критическим скалывающим напряжением в одной из систем скольжения. После упрочнения данной системы вступает в работу следующая система скольжения с собственной стадией легкого скольжения и т. д. Происходящее при этом изменение плотности и характера дефектов приводит к соответствующему изменению термоэлектрической силы.

1) термоэлектрические параметры коррелируют со структурными изменениями, происходящими в микрообъемах металлов при акустической усталости;

А. Г. Довгялло, В. И. Шарандо. Изменение электрических свойств стали ст. 3 при акустической усталости 195