Спосіб визначення розкриття вершини тріщини

Спосіб визначення розкриття вершини тріщини, при якому на дослідну поверхню зразка навколо вістря тріщини наносять базові точки та здійснюють вимірювання розкриття вістря тріщини за зміною відстані між ними, який відрізняється тим, що базові точки наносять шляхом електрохімічного контурного травлення, а оцінку розкриття вістря тріщини вимірюють за зміною відстаней між кількома базовими точками ділильної сітки, розташованими з заданим кроком, протягом одного циклу навантаження. (19) (21) u200811002 (22) 09.09.2008 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ЯСНІЙ ПЕТРО ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, МАРУЩАК П АВЛО ОРЕСТОВИЧ, U A, ПИНДУС ЮРІЙ ІВАНОВИЧ, U A, ФОСТИК ВАСИЛЬ БОГДАНОВИЧ, U A, КОНОВАЛЕНКО ІГОР ВОЛОДИМИРОВИЧ, U A (73) ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАН А ПУЛЮЯ, U A 3 38957 Оригінал ділильної сітки, виготовлений на прозорій плівці закріплювали на поверхню зразка. Зображення ділильної сітки на світлочутливому захисному покриті лаку-фоторезисту, нанесеному на поверхню зразка, отримують контактним способом під ртутно-кварцевою лампою, тривалість експозиції 120с, потім здійснюють проявлення ділильної сітки у ванні з слабким розчином NaOH з наступним промиванням зразка у дистильованій воді та просушуванням. Після висихання зразка його занурюють в натрій хлоридно фосфатну суміш яка містить, г/л: ортофосфорної кислоти Н3РO4 500 хлористого натрію NaCl 80, 4 та проводять електрохімічне контурне травлення незахищених ділянок поверхи. зразка при температурі електроліту 18-25°С та густині стр уму 24А/дм 2, час проходження струму 2-3хв. Глибина отриманих лунок ділильної сітки становить 23мкм. Вимірювання розкриття тріщини Фіг. 1 виконували за рядами базових точок 1,2,3 розміщених за різних відстаней від вершини тріщини 4, одержуючи відповідні криві Фіг. 2. Приклад конкретного виконання способу В таблиці наведено приклад параметрів режимів електрохімічного контурного травлення ділильної сітки на поверхні стального зразка типу 25Х1М1Ф. Таблиця Режими електрохімічного контурного травленная зразка з сталі 25Х1М1Ф Марка матеріалу 25Х1М1Ф Площа робочої ділянки зразка, дм 2 0,1* Густина стр уму, A/дм 2 1,54 Режим травлення Час протікання струТемпература реалізації му, хв процесу, °С 2 70 * - площа поверхні зразка розраховувалась без урахування площі ділянок захищених лакомфоторезистом. Таким чином на робочій ділянці зразка ми отримуємо систему лунок із чітким контуром та сталим кроком не більшим 0,1мм, діаметр лунок не більше 0,02мм. Кожну лунку ми можемо використовувати як базову точку, а відстані між ними як базу для вимірювання розкриття вістря втомної тріщини. Під час поширення тріщини поверхню зразка навколо вершини тріщини фотографували за допомогою цифрової камери з роздільною здатністю 6МРх через оптичний мікроскоп МБС-10 при 70-кратному наближенні. Визначали зміщення всіх базових точок і за отриманими результатами здійснювали аналіз величини розкриття. Для вимірювання розкриття тріщини використано підхід, який містить наступні кроки: - завдання положення вістря тріщини; - вибір пар точок, розміщених по обидва боки від тріщини; - обчислення параметрів розкриття: відстані до вістря тріщини, відстані до берегів тріщини та саме розкриття. Для кожної пари точок розраховується відстань між ними d та відстань c від вістря тріщини до відрізка, який з'єднує ці точки: d= c= (xa - x б )2 + (ya - y б )2 Ax C + ByC + C (1) (2) A 2 + B2 де [хa ,yа), (хб ,yб ) - вибрана для розрахунку пара точок; (хC, yC) - координати вістря тріщини; А, В, С- коефіцієнти рівняння прямої, яка проходить через вказану пару точок. Обчислюють максимальне розкриття вершини тріщини dmax: dmax =di -d0 (3) де d0 - розкриття ненавантаженого зразка; di значення розкриття вістря тріщини в мить максимального навантаження циклу; Виготовлення оригіналу ділильної сітки виконували із використанням фотонабірного апарату Scittexdolev4pressVEG750. Експонування фоточутливого покриття проводять з допомогою ртутнокварцевої лампи типу ДРТ-240. Таким чином, запропонований спосіб дає можливість одночасно визначати розкриття по декількох базах на різних відстанях від вершини тріщини, оцінюючи кінетику зміни розкриття не лише локальних ділянок тріщини, а сукупності взаємозв'язаних баз. 5 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 38957 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601