ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Способ определения остаточных напряжений в пластинах осуществляют следующим образом. Освещают одну из поверхностей пластины, имеющую остаточные напряжения когерентным светом. Записывают голограмму этой поверхности. Удаляют часть материала пластины со стороны освещаемой поверхности. У границы удаленного участка материала в одной или нескольких точках освещенной поверхности прикладывают точечную нагрузку. Местоположение точек выбирают из расчета, чтобы они оказались в пределах области деформаций, возникающих при перераспределении остаточных напряжений (обобщенных деформаций). Тип нагружения выбирают так, чтобы были известны направления перемещений в малых, окружающих эти точки, областях. Величину нагрузки выбирают из условия возникновения деформаций, имеющих необратимый характер (малые пластические деформации). Вновь записывают голограмму этой поверхности. Восстанавливают интерференционные полосы обобщенных деформационных перемещений на границах этих локальных зон деформаций, по которым определяют знак перемещений, а соответственно и знак остаточных напряжений. При этом вне областей влияния локальных зон деформаций определяют величины остаточных напряжений.

Физическая сущность способа состоит в следующем. Рассмотрим взаимодействие двух полей перемещений, одно из которых имеет известный знак, а знак другого неизвестен (рис. 1 и 2).

Рис.1. Взаимодействие двух полей перемещений

Рис. 2. Интерферограмма нормальных перемещений

Пусть через точку А поверхности проходит полоса первого поля перемещений с номеромm, а второго - с номеромn. Для простоты иллюстрации примемm=3,n=1. При одновременном возникновении этих двух полей перемещений они будут взаимодействовать и интерференционная картина будет результатом их суперпозиции. Ес­ли знаки полей перемещений одинаковы (т. е.m=+3;n=+1), то происходит сложение порядков полос и через точку А пройдет уже не третья полоса первого поля перемещений, а четвертая (3+1). Полосы обобщенных перемещений в этом случае "обтекают" зону суперпозиции (рис. 1). Если же знаки полей перемещений разные (т. е.m=-3;n=+1), то происходит вычи­тание абсолютных порядков полос и через точку пройдет полоса с номером -3+1 =-2. Полосы обобщенных перемещений "втягиваются" в зону (рис. 2). Знак обобщенных перемещений определяют по характеру прохождения полосами границы зоны локальных деформаций. Если они "обтекают" ее, то знаки совпадают, а если "втягива­ются" - знаки противоположны. В слу­чае, когда знак перемещений в локаль­ной зоне известен априори, направле­ние обобщенных перемещений и идентифи­цируется однозначно.

Картина интерференционных полос в целом не теряет информативности в отношении величин остаточных напря­жений. По ней можно определять уров­ни остаточных напряжений в любой точ­ке вне зоны искажения полос. В то же время зона искажения в силу своей локальности имеет малые размеры (рис. 3, 4).

Рис. 3. Интерферограмма нормальных перемещений с точками определения напряжений (А - напряжение сжатия; Б - напряжения растяжения)

Рис. 4. Интерферограмма перемещений при определении остаточных напряжений

Для сравнения на рисунке 4 приведена интерферограмма перемещений при определе­нии остаточных напряжений в том же сечении, но без определения знака. Различие в числе полос обобщенных деформационных перемещений на рисунках 3 и 4 вызвано не влиянием дополнительного точечного нагружения, а несколько разной чувствительностью к остаточным напряжениям, определяемой в данном случае глубиной удаления части материала.