Заключение

Как уже отмечалось, увеличение вязкости разрушения материала (как при плоском напряженном состоянии, так и при плоской деформации) менее эффективно, чем улучшение методики проверок и тех свойств материала, от которых зависит распространение трещины. Для заданной максимальной расчетной нагрузки увеличение вязкости разрушения на 40% приводит к увеличению критического размера трещины только в два раза (в конструкциях, состоящих из тонких листов, это увеличение может быть еще меньше). При увеличении критического размера трещин увеличивается время их распространения, однако скорости распространения трещин такого размера уже довольно велики. С другой стороны, уменьшение минимальной длины трещины, при которой возможно ее обнаружение, в два раза за счет улучшения методик проверок дает гораздо большее увеличение времени распространения трещины. Таким образом, улучшение методик проверок особенно полезно. Подробное рассмотрение методик проверок выходит за рамки настоящей книги. Кроме того, существует множество учебников по данному вопросу; некоторые из них указаны в конце данной книги. В табл. 12.1 приведены основные методики проверок, существующие в настоящее время.

Оценивать методику проверки следует по степени ее эффективности. При определении наиболее полезной методики проверки следует учитывать следующие факторы:

  1. доступность применения;
  2. чувствительность методики и минимальный размер трещины, при котором применение данной методики делает возможным ее обнаружение;
  3. частоту проведения проверок.

Долгое время надежность проектируемых конструкций основывалась на качественных суждениях инженера. В настоящее время стали возможными количественные расчеты, особенно по отношению к остаточной прочности. Следует ожидать, что в дальнейшем будет улучшена методика проведения подобных расчетов и в отношении процесса распространения трещины. Возможно, останутся необходимыми испытания, подтверждающие результаты расчетов. Эти испытания лучше всего проводить на тех элементах, которые типичны для данной конструкции, и при тех условиях нагружения, которые соответствуют условиям эксплуатации.


Таблица 12.1 Методики проверок

Методы Основные принципы Применение
Прямые
Визуальный Осмотр невооруженным глазом, с помощью увеличительного стекла, маломощного микроскопа, ламп, зеркал Только в легкодоступных местах. Для обнаружения маленьких трещин необходим большой опыт
Красители Окрашенная жидкость (пенетрант) наносится на поверхность материала и проникает в трещины. Пенетрант смывают и применяют быстро высыхающую меловую суспензию (проявитель). Остатки пенетранта в трещине выявляются проявителем, при этом получается окрашенная линия Только к материалам, поддающимся окраске. Исследуемые части конструкции должны быть демонтированы и проверены в специальной кабине. Метод позволяет также выявить порезы и другие неровности. Метод чувствителен
Магнитные частички Исследуемую поверхность покрывают слоем флуоресцентной жидкости, содержащей частички железа. Поверхность помещают в сильное магнитное поле и наблюдают ее в ультрафиолетовом свете. На трещинах линии магнитного поля искривляются Только к намагничивающимся материалам. Исследуемые поверхности следует демонтировать и исследовать в специальном устройстве. Метод также позволяет заметить выемки и другие неровности. Метод чувствителен
Рентген Рентгеновские лучи, испущенные портативной рентгеновской трубкой, проходят через конструкцию и попадают на пленку. Трещины, которые поглощают меньше рентгеновских лучей, чем окружающая их среда, проявляются на пленке в виде темных линий Весьма универсальный и чувствительный метод. Если трещины возникают в гантелях или на кромках, то возникают проблемы интерпретации полученных снимков. Сложно обнаружить небольшие поверхностные выемки в толстых пластинах
Косвенные
Ультразвуковой Зонд (пьезоэлектрический кристалл) посылает в толщу материала высокочастотные волны. Волны отражаются от границ материала и от трещин. Посылаемый импульс и отраженные от него сигналы развертываются на экране осциллографа. Расстояние между первым импульсом и отражением позволяет определить положение трещины. Интерпретация: импульсы, отраженные от трещины, при изменении направления распространения волн исчезают Универсальный метод, поскольку можно выбрать различные зонды и входные импульсы. Информацию о размере и природе дефекта (который не обязательно должен быть трещиной) получить трудно
Вихревые токи Электрическая катушка возбуждает в металле вихревые токи. Последние в свою очередь приводят к появлению тока в катушке. При наличии трещины индукция меняется; ток в катушке является мерой чистоты поверхности Метод дешев (не требует применения дорогостоящего оборудования) и его просто применять. Катушки можно сделать достаточно маленькими, чтобы их можно было помещать в отверстия. Метод чувствителен, если пользующийся им специалист имеет высокую квалификацию, однако он дает небольшую информацию или не дает никакой информации о природе дефекта
Акустическая
эмиссия
Измерение интенсивности волн напряжения, посланных в глубь материала, которая зависит от величины пластической деформации при вершине трещины и от роста трещины Проверка производится, когда конструкция находится под нагрузкой. Возможно непрерывное наблюдение. Требует применения дорогостоящего оборудования. Истолкование сигналов затруднено


 Предыдущая  § 12.4. Заключение
 
Яндекс цитирования
MYsopromat.ru - сопромат в режиме on-line