Методика определения остаточных напряжений

Учитывая допущение о двухмерном распределении остаточных напряжений и применяемого метода колец и полосок их измерения, в качестве детали использовался образец в виде тонкостенного цилиндра. Толщина стенки цилиндра h = 1,70 мм, средний диаметр D _ср = 13,30 мм.

Методика определения напряжений включала в себя выполнение следующих процедур.

1. Обработка наружной поверхности образца-цилиндра с соблюдением условий выглаживания инструментом цилиндрической формы реальных деталей. Измерение диаметра выглаженного образца.

2. Вырезка из цилиндра образца-полоски шириной 4 мм и длиной 40 мм и образца-кольца. Измерение прогиба полоски.

3. Разрезка по радиусу образца-кольца и измерение его диаметра после разрезки. Занесение результатов измерений в подготовленную таблицу 3.1.

4. Подготовка образца-кольца (полоски) к последовательному снятию с обработанной поверхности тонких слоев материала и установка образца в приборе измерения остаточных напряжений (ПИОНе).

5. Удаление слоев материала с исследуемой поверхности образца. Контроль работы самописца ПИОНа.

6. Прекращение процесса снятия слоев и обработка диаграммы самописца. Занесение результатов измерения деформации образцов в таблицу.

7. Вычисление остаточных напряжений по формулам:

,

где  и  - функции деформации образца:

· кольца

;

· полоски

.

В этих формулах: E и μ – модуль упругости и коэффициент Пуассона материала образца; a_i – суммарная толщина удаленного с поверхности образца слоя; D _ср средний диаметр образца-кольца; l - длина образца-полоски; h – радиальная толщина кольца (полоски); δ_р – изменение диаметра кольца после разрезки вдоль образующей; f _в – величина прогиба образца-полоски, возникшего после вырезки образца из тонкостенной трубы; δ(a_i) – изменение диаметра кольца в процессе снятия (стравливания) слоя толщиной a_i; f (a_i) – прогиб полоски, возникший в результате снятия слоя a_i.