Спосіб визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій

1. Спосіб визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій, по якому виготовляють для досліджень на розтягування із листового матеріалу суцільний зразок, отримують діаграму його деформування, визначають по діаграмі допустиму величину механічних напруг, який відрізняється тим, що із листового матеріалу виготовляють партію зразків, подібних суцільному зразку, в центрі кожного зразка виконують симетрично і перпендикулярно осі симетрії зразка по одному прорізу різної для кожного зразка довжини з радіусом закруглення на його кінцях, для кожного зразка із партії отримують діаграму деформування і фіксують величину руйнівних напруг, вибирають із партії зразків еталонний зразок, механічна напруга руйнування якого відповідає допустимій величині напруги для суцільного зразка, виготовляють партію еталонних зразків, закріплюють на поверхні листового матеріалу конструкції в місцях контролю по три еталонних зразки в формі прямокутної розетки, поздовжні осі яких відносно одна одної складають кут 45°, в зоні прорізів на еталонних зразках закріплюють індуктивні вимірювальні перетворювачі, виходом підключені до пристрою вимірювання індуктивності, виникнення до 2 (19) 1 Винахід відноситься до способів дослідження матеріалів конструкцій, зокрема визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному діелектричному і феромагнітному матеріалі конструкцій. Відомий спосіб визначення механічних напруг допустимої величини листового матеріалу, по якому виготовляють для досліджень на розтягування із листового матеріалу суцільний зразок,здобувають діаграму його деформування, визначають по діаграмі допустиму величину механічних напруг. [Довідник по опору матеріалів. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. - 2-е вид., перероб, і доп, - Київ: Наук. думка, 1988. 736с., с. 146-151, с. 163-164]. Відомий спосіб приводить до великих похибок, оскільки діаграма деформування зразка не відповідає діаграмі листового матеріалу конструкцій, так як практично ніколи не відомо напружено-деформований стан матеріалу конструкції /Фрідман Я.Б. Механічні властивості матеріалів. Вид, 3-є.Частина друга. М., "Машинобудування", 1974, 368 с./, тому більш достовірні результати здобувають, коли вирізають зразок із конструкції, що практично неможливо .Крім того відомий спосіб не дозволяє провести оцінку напряму дії механічних напруг,Ці недоліки різко понижують точність визначення допустимої величини механічних напруг в листовому матеріалі конструкцій, а також обмежує область його практичного застосування. Із відомих способів визначення механічних напруг допустимої величини в листовому матеріалі найбільш близьким за своєю технічною суттю є спосіб, по якому виготовляють для досліджень на розтягування із листового матеріалу зразок, в центрі зразка виконують симетрично і перпендикулярно осі його симетрії проріз, здобувають діаграму деформування, визначають по діаграмі допустиму величину механічних напруг [Руйнування. Редактор Г.Либовиць. Том 3. Переклад з англійського. Вид. "Мир." Москва, 1976, 797с., с.391-397. Прототип]. Відомий спосіб має суттєвий недолік, він може бути використаний тільки в лабораторних умовах для експериментальних досліджень і для матеріалів конструкцій, що мають прорізі подібні в зразку, тобто він має обмежене практичне застосування. У винаході постає задача здобуття технічного результату, який дозволяє поширити область застосування способа визначення механічних напруг допустимої величини за рахунок визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх Дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій, що поширює область його практичного застосування. Технічний результат досягається тим, що в способі визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій, по якому виготовляють для досліджень на розтягування із листового матеріалу суцільний зразок, здобувають діаграму його деформування, визначають по діаграмі допустиму величину механічних напруг , із листового матеріалу виготовляють партію зразків , подібних суцільному зразку, в центрі кожного зразка виконують симетрично і перпендикулярно осі їх симетрії по одному прорізу різної довжини з радіусами закруглення на їх кінцях, для кожного зразка із партії здобувають діаграму деформування і фіксують величину руйнівних напруг , вибирають із партії зразків еталонний зразок» механічна напруга руйнування якого відповідає допустимій величині напруги для спільного зразка , виготовляють партію еталонних зразків, закріплюють на поверхні листового матеріалу конструкції в місцях контролю по три еталонних зразка в формі прямокутної розетки, поздовжні осі яких відносно одне одного складають кут 45°, в області прорізів на еталонних зразках закріплюють індуктивні вимірювальні перетворювачі, виходом підключені до пристрою вимірювання індуктивності, визначають виникнення допустимої механічної напруги в листовому матеріалі конструкції по екстремуму зміни індуктивності при виникненні тріщини в еталонному зразку і напряму їх дії, співпадаючому з напрямом поздовжньої осі еталонного зразка з тріщиною. Порівнювальний аналіз розробленого способу визначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій з прототипом показує, що спосіб, по якому виготовляють для досліджень на розтягування із листового матеріалу суцільний зразок, здобувають діаграму його деформування, визначають по діаграмі допустиму величину механічних напруг, відрізняється тим, що із листового матеріалу виготовляють партію зразків, подібних суцільному зразку , в центрі кожного зразка виконують симетрично і перпендикулярно осі їх симетрії по одному прорізу різної довжини з радіусом закруглення на його кінцях, для кожного зразка із партії здобувають діаграму деформування і фіксують величину руйнівних напруг, вибирають із партії зразків еталонний зразок, механічна напруга руйнування якого відповідає допустимій величині напруги для спільного зразка, виготовляють партію еталонних зразків, закріплюють на поверхні листового матеріалу конструкції в місцях контролю по гри еталонних зразка в формі прямокутної розетки, поздовжні осі яких відносно одне одного складають кут 45°, в області прорізів на еталонних зразках закріплюють індуктивні вимірювальні перетворювачі, виходом підключені до пристрою вимірювання індуктивності, визначають виникнення допустимої величини механічної напруги в листовому матеріалі конструкції по екстремуму зміни індуктивності при виникненні тріщини в еталонному зразку і напряму їх дії, співпадаючому з напрямом поздовжньої осі еталонного зразка з тріщиною, розроблений спосіб відрізняється також тим, що при визначенні виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії в листовому діелектричному матеріалі конструкцій використовують індуктивні вимірювальні перетворювачі контролю виникнення тріщини, кожний із яких складається із двох феромагнітних пластин, розташованих на одній поверхні зразка з обох сторін прорізу, на одній із пластин намотана 5 77554 6 обмотка індуктивності, а при визначенні виникненфіксують величину руйнівних напруг P21 P 2n , ня механічних напруг допустимої величини і навибирають із партії зразків 21 2n еталонний зрапряму їх дії в листовому феромагнітному матеріалі конструкцій використовують індуктивні зок 4 , механічна напруга руйнування P 4 якого вимірювальні перетворювачі, кожний із яких відповідає допустимій величині напруги для складається із циліндричного магнітопроводу з намотаною на ньому обмоткою індуктивності і уссуцільного зразка 1 /Фіг.1а/, виготовляють партію тановленого симетрично в прорізі; при визначенні еталонних зразків 4 1 4 i , закріплюють на виникнення механічних напруг допустимої величиповерхні листового матеріалу /Фіг.3/ конструкції 5 в ни і напряму їх дії в листових матеріалах, місцях контролю групами Г1 Г k по при еталонних закріплених на основі, із сторони поверхні основи, що прилягає до поверхні листового матеріалу, зразка 4 в формі прямокутної розетки /Фіг.4/, виконують некрізні вибірки матеріалу, які мають поздовжні осі 0 2 яких відносно одне одного склаплощину, більшу площини листового матеріалу, дають кут 45°, в області прорізів 3 на еталонних зайнятою індуктивним вимірювальним перетворювачем; розроблений спосіб відрізняється також зразках 4 закріплюють ідентичні індуктивні тим, що пристрій вимірювання індуктивності вимірювальні перетворювачі ИПГ 1 ИПГ n , виходом складається із індуктивних вимірювальних підключені до пристрою 6 вимірювання їх перетворювачів, виходами підключених до входів блоку установки еталонної величини початкової індуктивності LИП , який складається із блоку 7 індуктивності перетворювачів, виходи блоку формування початкових еталонних індуктивностей підключені до входів комутатора, вихід якого LИП вимірювальних перетворювачів ИП , виходаз'єднаний з входом блоку обробки і вимірювання ми підключеного до входів комутатора 8, вихід величини індуктивності. якого з'єднаний з входом блоку 9 обробки і Розроблений спосіб пояснюють Фіг.1-6. вимірювання величини індуктивностей LИП , виФіг.1. а/ Конструктивне виконання зразків із суцільного листового матеріалу; б/ діаграма дезначають виникнення допустимої механічної наформування суцільного зразка. пруги в листовому матеріалі конструкції 5 по Фіг.2. а/ Конструктивне виконання зразків з екстремуму зміни індуктивності при LИПн прорізом; б/ діаграми деформування зразків з прорізом. виникненні тріщини в еталонному зразку 4 і наФіг.3. Схема установки еталонних зразків в формі пряму дії , співпадаючому з напрямом прямокутної розетки на поверхні контрольованого матеріалу і структурна схема пристрою обробки та поздовжньої осі 0 2 еталонного зразка 4 з вимірювання величини індуктивності. тріщиною. Фіг.4. Конструкція вимірювальних перетворювачів При контролі листових діелектричних для контролю допустимих механічних напруг в матеріалів конструкцій використовують індуктивні діелектричних листових матеріалах. вимірювальні перетворювачі ИПг /Фіг.4/ контролю Фіг.5. Конструкція вимірювальних перетворювачів виникнення тріщин, кожний із яких складається із для контролю допустимих механічних напруг в двох феромагнітних пластин 10, 11, розташованих феромагнітних листових матеріалах. Фіг.6. Експериментальні результати при на одній поверхні еталонного зразка 4 з обох використанні розробленого способу. сторін прорізу 3, на одній пластині 10 намотана При практичному використанні розробленого LИП , обмока індуктивності яка створює способу визначення виникнення механічних напруг електромагнітний потік , що різко зменьшується допустимої величини і напряму їх дії в листовому ізотропному матеріалі конструкцій виготовляють при виникненні тріщини вздовж осі 0 3 . При для досліджень на розтягування зусиллям P із контролі листових феромагнітних матеріалів листового матеріалу суцільний зразок 1 /Фіг.1а/ з конструкцій використовують індуктивні подовжньою віссю симетрії 01 , здобувають вимірювальні перетворювачі ИПг /Фіг.5/, кожний із діаграму його деформування /Фіг.1б/ у вигляді яких складається із циліндричного магнітопроводу залежності від ( ) механічних напруг 12, установленого симетрично в прорізу 3 з намодеформацій  , визначають по діаграмі ( ) таною на ньому обмоткою індуктивності LИП , яка допустиму величину механічних напруг , із лисстворює магнітний потік , що різко зменьшується при виникненні тріщини вздовж осі тового матеріалу виготовляють партію зразків 0 3 . Листові матеріали можуть закріплюватися на 21 2n /Фіг.2а/ подібних суцільному зразку 1, в поверхні різних конструкцій, наприклад, в якості центрі кожного зразка 21 2n симетрично і пергідроізоляції, тому зменшення впливу деформацій пендикулярно осі їх симетрії 0 2 виконують по одматеріалу конструкцій на індуктивні вимірювальні перетворювачі в поверхневому шарі конструкцій ному прорізу 31 3n різної довжини a31 a3n з виконують некрізні вибірки 13 /Фіг.4/, які мають радіусом закруглення r на його кінцях, для кожноплощину, більше площини листового матеріалу, го зразка 21 2n із партії здобувають діаграму дезайнятою індуктивним вимірювальним перетворювачем. формування (Фіг.2б), ( ) ( ) 21 2n 7 77554 8 На Фіг.6 приведені експериментальні резульяка містить 100 витків. Цей еталонний зразок ратати при використанні розробленого способу визом із суцільним зразком був закріплений в значення механічних напруг допустимої величини розривній машині. Вихід котушки був підключений до пристрою вимірювання індуктивності типу і напряму їх дії в листовому ізотропному UT 70A . Результати розтягування зразків до матеріалі типа рубероїдроїд. При експерименті руйнування показані на Фіг.6 у вигляді залежновикористовувались суцільні і зразки з прорізом у стей зміни індуктивності LИП котушки від вигляді полоски, шириною 50 мм і довжиною 200 мм. Ці розміри використовуються при (  ) , зміна зусилля деформації  зразків LИП дослідженнях листових матеріалів /Покровський P1 від деформації P1 (  ) для суцільного зразВ.М. Гідроізоляційні праці. - М.: Будів., 1965. 320с.с.96-99/. Результати досліджень суцільних ка, зміни зусилля P4 від деформації еталонного зразків показали, що середня величина руйнівного ( ) . Як видно із Фіг.6 індуктивність зразка P4 зусилля для рубероїда типа РКК-350Б дорівнює 42 кг. Допустимо, що по умовам експлуатації для котушки LИП надійно реєструє момент розриву рубероїда установлена допустима величина зузусиллям P4P еталонного зразка по екстремуму силля /або напруги/ складає P 28 кг. В зміни індуктивності L к . Розроблений спосіб вирезультаті досліджень на розривній машині еталонних зразків з різною довжиною прорізу ширизначення виникнення механічних напруг допустимої величини і напряму їх дії може бути ною 2 мм був вибраний еталонний зразок 4 з використаний при автоматизованому контролі надовжиною прорізу 8 мм, руйнівне зусилля для якопруженого стану різних листових матеріалів, як го складає 28 кг. В незруйнований еталонний зрадля індікації моменту виникнення допустимої назок з довжиною прорізу 8 мм розташували пруги, так і для оцінки величини і напряму й її дії. феромагнітний магнітопровід із пластин 10, 11, на одній була намотана обмотка індуктивності LИП , 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 77554 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601