Метод Давиденкова

Метод замера деформаций

Метод замера прогибов

Сущность метода заключается в определении остаточных напряжений в стержне прямоугольного сечения, который вырезается из исследуемого изделия. Остаточные напряжения в таких стержнях действуют вдоль оси стержня, т.к. напряжения по боковым поверхностям после вырезки снимаются и остаточное напряженное состояние становиться одноосным (рис.16).

Рис.16 -Схема определения остаточных напряжений путем последовательного удаления слоев металла с поверхности стержня (Ж.А. Мрочек).

Предполагают, что за исключением небольших областей металла у концов (торцев) образца, остаточные напряжения постоянны по длине стержня. В металле торцевых областей стержня остаточные напряжения постепенно уменьшаются и становятся равными нулю на торцах. В концевых сечениях стержня имеет место сложное напряженное состояние, что известно как краевой эффек, протяженность которого обычно не превышает высоты сечения стержня (h). Для определения остаточных напряжений постепенно удаляют слой за слоем металла АВСД (рис.16), находящиеся в зоне постоянных по длине стержня напряжений.

Предполагают, что эти напряжения растягивающие («+»). В цельном стержне они действуют по граням АВ и СД. Удаление слоя металла АВСД эквивалентно приложению к этим граням равных и противоположно направленных напряжений.Предполагают, что продольные волокна (слои) металла друг на друга не давят и поэтому поверхность ВД свободна от напряжений. При удалении слоев металла в стержне возникают силы, вызывающие изгибающий момент, под действием которого стержень изгибается (рис.17).

Рис.17 - Напряжение в слое «а» после удаления всех предыдущих слоев металла образца

Экспериментально определяют величину моментов, вызывающих прогиб стержня, а по величине этих моментов определяют соответствующее напряжение.

Для измерения деформаций (а также и остаточных напряжений) используют различные тензометры, часто применяют проволочные тензорезисторы, защищенные от стравливания, которые наклеивают (или приваривают точечной сваркой) на зачищенную плоскость поверхности грани стержня (рис.18).

тензорезистор ­

Рис.18 - Схема измерения деформаций с помощью проволочного тензорезистора (Ж.А. Мрочек).

Далее поверхность, на которую прикреплен проволочный тензорезистор (рис.18), подвергают стравливанию металла. Расчетная зависимость сил и моментов получается такой же, как и при замере прогибов стержня.

Этот метод используется в случае определения остаточных напряжений на телах в форме тонкостенного цилиндра (толщина стенки h которых мала по сравнению со средним радиусом R,т.е. при R\h≥3).

В общем случае элемент цилиндра (рис.19) находится в трехосном напряженном состоянии.

s_q -окружные напряжения; s_Z -осевые напряжения; s_R- радиальные напряжения.

Рис.19 - Элемент тонкостенного цилиндра в трехосном напряженном состоянии

Величина s_R для тонкостенных цилиндров мала по сравнению с напряжениями s_q и s_Z, что дает основание считать напряженное состояние металла цилиндра плоским.

По методу Давиденкова для определения остаточных напряжений необходимо отрезать от трубчатого изделия достаточно длинный участок тонкостенного цилиндра (рис.20), а затем производится его разрезка по образующей и последовательное снятие (чаще травлением) цилиндрических слоев (рис.21).

При разрезке цилиндра вдоль образующей величина момента М, создаваемого окружными остаточными напряжениями, связана с изменением диаметра на величину d, что дает возможность определить величину момента М. Далее определяется окружное напряжение, существующее в некотором слое металла вырезанного цилиндра, а также после разрезки цилиндра и удаления предыдущих слоев

Рис.20 - Схема для определения окружных остаточных напряжений путем разрезки тонкостенного цилиндра (Ж.А. Мрочек).

.

Рис.21 -Схема распределения напряжений, возникающих в металле при снятии (травлением) наружных цилиндрических слоев тонкостенного цилиндра (Ж.А. Мрочек).

Дата добавления: 2014-10-23