Неразрушающие методы оценки остаточных напряжений для неразъемных конструкций
Остаточные напряжения
Остаточные напряжения — упругая деформация и соответствующее ей напряжение в твердом теле при отсутствии действия на него механического воздействия извне.
Остаточное напряжение возникает в материале в процессе его термообработки, кристаллизации, при механической обработке, сварке и др. Причиной возникновения остаточных напряжений является неоднородность деформированного состояния твердого тела из-за различного изменения в разных местах Объемные и Остаточные поверхностные от их размеров делятся на:
Остаточные напряжения 1-го рода в размерах, сравнимых с размерами всего тела; Остаточное напряжение 2-го рода или
микроскопические, в размерах, сравнимых с размерами зерен металла. Микроскопические напряжения изучаются рентгенографическими методами; Остаточное напряжение 3-го рода или субмикроскопические искажения, в размерах, сравнимых с размерами атомно-кристаллической
Напряжения при термообработке
Нагрев
Охлаждение
Определение сварочных напряжений
Коробление Решение обратной задачи методом конечных элементов
Калибровка методом Давиденкова, контроль резистивным или УЗ-методом
Магнитные способы определения
остаточных напряжений
Анализат
ор
магнитн ых шумов
Коэрцитимет
р
Акустическая тензометрия
Закон Гука: 
, где
- деформация от
ГОСТ Р 52890-2007 Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля напряжений в материале трубопроводов.
0
- деформация упругой волны. |
ГОСТ Р 56665-2015 Контроль |
Связь суммарного напряжения с |
неразрушающий. Акустический |
деформациями: |
метод определения остаточных |
|
напряжений в материале ободьев |
|
железнодорожных колес. |
Относительное изменение |
|
скорости звука: |
|
имеет порядок 10-4
Необходим значительный объем и относительно простая геометри.
Рентгеновский метод для оценки остаточных напряжений
Эпюра напряжений от шлифования
X-Stress
Недостатки: -громоздкая головка; -локальность:
-малая глубина проникновения; -высокая трудоемкость;
-Влияние текстуры, разметов ОКР и др. Построение эпюры – разрушающий метод
Пункт 9.1 Плана № ПЛ-0194-2017
Исследование возможности измерения остаточных напряжений и их распределения с использованием акустических и электромагнитных методов НК в деталях ГТД
Акустические 
Ультразвуковой с использованием поверхностных волн
Применим для поверхностей небольшой кривизны, оценивает уровень и знак напряжений 1- го рода
Метод свободных колебаний
Хорошо подходит в качестве интегрального экспресс-метода для контроля результата поверхностной обработки.
Электромагнитные 
Резистивный
УВЧ
В ферромагнитных
и
высокопроводящих
материалах позволяет строить эпюры напряжений, для титановых и никелевых применим как интегральный метод для деталей без покрытия
Вихретоков
ый
Для титановых и никелевых применим как интегральный метод для деталей с покрытиями
Электромагнитные методы
Частота |
1 |
10 |
|
МГц |
МГц |
Глубина |
0,7 |
0,4 |
проникновения |
|
|
вихревых токов в ВТ6, мм
Константа К6 измеритель электропроводности 0,005 ÷ 59 МСм/м 2% ПФ-ИЭ-4-Ti 1,8 МГц
SIGMASCOPE® SMP10-HF
с преобразователями ES40-HF: 1.25 МГц
электропроводн ости SIGMATEST 2.069
960 кГц
Компактные
датчики
Пример построения эпюры напряжений в
Электропотенциалопатке ЭП866
льный
Внешний вид аппаратуры СИТОН- АРМ
Ультразвуковые методы
Зависимость скорости поверхностной волны от уровня растягивающий напряжений в ВТ6
ГОСТ Р 52731-2007 Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля механических напряжений. Общие требования; ГОСТ Р 53204-2008
РАЗРАБОТАНЫ Нижегородским филиалом института машиноведения Академии наук Российской Федерации (Нф ИМАШ РАН) и Открытым акционерным обществом "Научно- исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ
КД")Метод
релеевских
волн
Глубина
проникновения 120-600 мкм на частотах 25…5 МГц
В. А. БЫЧЕНОК
(В.В. Овчинников, О.Н. Капренко МГТУ ГА)