В

Види деформації.

Розрізняють три види деформації:

• Температурні деформації викликані зміною розмірів частинок тіла, при зміні температури, а також в процесі структурних перетворень , де - середній коефіцієнт лінійного розширення в інтервалі зміни температури від 0 до T , - зміна температури в якісь точці тіла . Видимі деформації , і , характеризують зміну розмірів тіла лінійних та кутових, які можна зареєструвати вимірювальними приладами. Власні (внутрішні деформації), складаються з пружних і і пластичних і , де - напруження з зсувом.

Всі вказані види деформації пов’язані між собою співвідношеннями:

;

Напруження викликані пружними деформаціями визначаємо з формули , де E- модуль пружності МПа;

Вимірювання напружень з допомогою деформометра

Механічний деформометра складається з таких вузлів: конуса з важільною системою, перетворювача деформацій, в залежності від конструкції вимірювальних важелів деформометра встановлюють на базі виробу у виготовлені отворів діаметром 0,8-1,2 мм, або у вигляді сферичних заглиблень.

а) – циліндричне заглиблення; б) – сферичне заглиблення;

Рис. 1 – Схема визначення вимірів важелів деформометра в отвори бази вимірювань

Найчастіше в якості перетворювачів деформації застосовуються індикатори годинникового типу, система дзеркал,ємнісні і індуктивні датчики, пневматичні перетворювачі.

Методика проведення замірів:

В середній частині зразка на базі B’=100 мм висвердлюють два ряди отворів діаметром 0.8-1.2 мм. Проводять заміри баз за допомогою деформометра.

Рис - Схема нанесення баз на дослідний зразок для дослідження пружно-пластичних деформацій в основному металі.

Проводять зварювання після повного остигання пластини,потім знову знімають заміри B” (збіл.) З метою визначення залишкових пружних деформацій,пластину розрізають і повторно знімають заміри B’’’, після цього проводиться розрахунки деформацій.

Вимірювання напруження за допомогою фольгових тензодатчиків

Чутливий елемент виготовлюють з тонколистового матеріалу товщиною 2-10 мікрометра, штампуванням або травленням, як матеріал використовують константан і хром при підвищених температурах до 300 С.

Решітка чутливого елементу має прямокутний переріз, що при малій товщині збільшує площу константану з поверхнею досліджуваного об’єкту, покращує передачу деформації з об’єкту на чутливий елемент, підвищує надійність і стабільність вимірювань. Випускається з базою 0.3 і більше.

Вимірювання напружень за допомогою напівпровідникового тензометра опору

Використовують при дослідженні малих деформацій, чутливий елемент виготовляють з моно кристалічного напівпровідника (германієві або кремнієві) товщиною 20-50 мікрометрів, шириною до 0.5 мм і довжиною від 2 до 12 мм. Опір і коефіцієнт чутливості залежіть від кількості домішок температури і мають обмежений діапазон деформування. Приклеюється на поверхню досліджуваного матеріалу.

Вимірювання напружень в глибині матеріалу

Для визначення трьох дійсних напружень застосовують метод глибоких отворів, що полягає у визначенні деформацій металу за допомогою тензометрів, що встановлюються в глибині металу.

Для встановлення тензометрів у виробі до зварювання готують отвори діаметром до 8 мм, що розміщують поблизу досліджуваної точки. У підготовленні отвори на різьбі встановлюється тензоопір, що є гвинтом з двома наклеєними на боках дротяними датчиками опору. Вкручують гвинт з натягом, це забезпечує реагування, як на деформації вкорочення,так і видовження.

Вимірювання напружень за допомогою дротяних тензометрів опору

Конструктивно тензорезистор складається з паперової або плівкової підложки, на якій за допомогою клею прикріпляють чутливий елемент,до якого під’єднюются провідники. В якості чутливого елементу використовуємо дріт константану діаметром 0.012-0.5 мм. Коефіцієнт чутливості константного дроту незмінний аж до руйнування,і рівний S=2. Чутливий елемент виконують у вигляді петлеутворюваючої решітки різної конфігурації.

Рисунок 1- Решітки тензочутливий елементів дротяних тензорезисторів

Довжина тензочутливого елементу називається базою тензорезистор. За довжиною бази тензорезистор розділяються на три групи:

- з малою базою l>6 мм.

- середньою від 10 до 30 мм;

- великою більше 40 мм;

Прикладка тензорезистор призначена для елементів ізоляційно чутливого елемента від матеріалу випробуваної деталі і для його закріплення.

Вплив власних напружень на працездатність зварних виробів. Залишкові напруження та деформації впливають на дотримання і збереження точних розмірів і форм зварних конструкцій, також на їх міцність та працездатність. Потрібно відзначити наступний негативний вплив власних напружень:

1) залишкові напруженні, що виникли в зварних конструкціях в процесі виготовлення, транспортування, монтажу підсилюється напруженнями, що виникають при експлуатації конструкції;

2) розтягуючі залишкові напруження знижують вібраційну міцність зварних конструкцій, а якщо діють в зонах де є концентрація напружень і неоднорідність механічних властивостей, то викликають руйнування від втоми;

3) чим вищі робочі напруження, чим вища концентрація напружень тим менша доля впливу розтягуючи напружень, і при невисоких робочих напруженнях, та малих концентраціях напружень відносний негативний вплив розтягуючи залишкових напружень проявляється сильніше, це пояснюється тим, що залишкові напруження взаємно врівноваженні і якщо пройшла пластина деформація в результаті якої вони знизились то власні напруження самовільно не відновлюються;

4) залишкові розтягуючі напруження можуть знижувати статичну міцність зварних з’єднань. Величина впливу залежить від властивостей металу, його деформаційної здатності, рівня концентрації напружень. Попередньої пластичної деформації;

5) статичні залишкові напруження знижують місцеву стійкість тонкостінних елементів зварних конструкцій;

6) корозійне розтріскування та процеси корозії посилюються під впливом залишкових розтягуючи напружень;

7) залишкові напруження є необхідною умовою появи холодних тріщин;

8) залишкові напруження є носіями енергії пружної деформації. Оскільки напруження максимальні в зоні зварних з’єднань то значна частина енергії концентрується в цій зоні. Тому якщо почалося руйнування то воно підтримується цією енергією. Також збільшує швидкість руху тріщин і сприяє переходу від в’язкого руйнування до крихкого;