Метод хрупких покрытий

Основная идея метода заключается в том, что на модель наклеивается тензорезистор, представляющий собой тонкую металлическую проволоку, образующую ряд петель. Эта проволока деформируется вместе с участком модели, на который она наклеена. Если модель изготовлена из металла, проволока электрически от нее изолирована. При деформировании проволоки изменяется ее электрическое сопротивление, величина которого регистрируется с помощью специальной аппаратуры. Известны и менее распространенные тензометры механические, оптико-механические, оптические, акустические, струнные, электромагнитные, емкостные, фотоэлектрические и т. д. Все методы, связанные с тензометрированием, имеют свои преимущества и недостатки. В зависимости от условий эксперимента и его задач каждому из этих методов может быть отдано предпочтение. Однако все они обладают одним общим недостатком — деформации измеряются только в том месте, где установлен соответствующий тензометр. Общую картину поля напряженного и деформированного состояния моделей могут дать методы хрупких покрытий, сеток, муара и голографической интерферометрии и фотоупругости. Эти методы наиболее удобны, когда исследования ведутся не на реальных конструкциях, а на моделях. [c.32]

Метод хрупких покрытий [c.33]

Более интересные данные метод хрупких покрытий может представить в случае, когда материал покрытий разрушается при строго определенной величине 8р. В этом случае количественная оценка напряжений, возникающих в модели, может быть сделана без приме- [c.33]

Метод хрупких покрытий широко применяется [c.34]

Материалы, применяющиеся для изготовления оптически чувствительных покрытий, и методика измерений аналогичны обычным в поляризационно-оптическом методе. Так как этим методом исследуются главным образом напряжения на поверхности непрозрачных деталей и конструкций, необходимы полярископы отражательного типа. Для этого можно брать любой из полярископов, рассмотренных в разд. 2.8 и показанных схематично на фиг. 2.15. Метод оптически чувствительных покрытий в некотором смысле подобен методу хрупких покрытий, находящему широкое применение уже многие годы. В обоих методах покрытие скрепляется с поверхностью исследуемой детали, в точках которой необходимо определить напряжения. При методе хрупких покрытий напряжения определяют по характеру трещин в покрытии и величине нагрузки, создающей эти трещины. В методе же оптически чувствительных покрытий нужную информацию получают из измерений двойного лучепреломления, возникающего в покрытии под действием напряжений. Таким образом, в обоих методах напряженное состояние в исследуемой детали определяется по напряженному состоянию покрытия. [c.274]

В основу метода хрупких покрытий положен эффект образования трещин под действием приложенных нагрузок. Покрытия предварительно наносят на объект исследования, и после высыхания в этом покрытии образуются остаточные напряжения, которые и способствуют, даже ири незначительных деформациях, образованию трещин. Метод хрупких покрытий применяют для предварительного определения зоны наибольших напряжений. Ввиду того, что погрешность определения деформаций и напряжений методом хрупких покрытий достигает 10—20%, этот метод используют только для оценочных измерений, более точные результаты получают применением других средств точного тензометрирования. [c.387]

Метод хрупких покрытий основан на том, что при деформировании детали, на поверхность которой они нанесены, одновременно деформируются и покрытия. При определенном значении деформации покрытие разрушается образуются трещины, направление которых перпендикулярно к направлению действия наибольшего главного напряжения. Степени нагруженности материала можно оценить по густоте появившихся трещин чем они гуще, тем более напряжен материал. Первое семейство трещин характеризует поле распределения напряжений tj, а второе семейство трещин при большем нагружении - напряжения а 2. [c.268]

Метод хрупких покрытий используют в основном для выявления мест наибольшей нагруженности деталей и определения направления действия главных напряжений. В качестве материала хрупкого покрытия обычно применяют канифоль с добавлением целлулоида в качестве пластификатора, а также различные эмали. Растворителем служит ацетон [c.268]

Для приближенного определения напряжений в ослабленном месте сложных конструкций большие преимущества дает метод хрупких покрытий ). Если до приложения нагрузки поверхность модели покрыта хрупким лаком и затем постепенно нагружается, то первая трещина в лаке будет определять место максимальной деформации, а направление трещины будет указывать направление главных напряжений. Величина напряжения может быть также приближенно [c.672]

Основные преимущества метода хрупких покрытий заключаются в получении полной картины распределения наибольших главных напряжений и деформаций по всей поверхности детали, выявлении зон концентрации напряжений и мест вероятного появления трещин в эксплуатационных условиях, а также в простате и наглядности метода. [c.7]

Метод хрупких покрытий используется для исследования распределения напряжений на поверхностях деталей или их моделей при приложении к ним статической или динамической нагрузки. Этот метод заключается в наблюдении трещин, образующихся при нагрузке или разгрузке детали в тонком слое хрупкого покрытия, предварительно нанесенного на исследуемую поверхность. По образованию и распространению с увеличением нагрузки трещин в покрытии определяются наиболее напряженные зоны на поверхности детали, направления главных деформаций и оцениваются величины возникающих напряжений. Покрытие прочно связано с поверхностью, на которую 10 [c.10]

Основной величиной для измерения деформаций по методу хрупких покрытий является постоянная покрытия Ец. Кроме того, для приближенной оценки напряжений может быть использована густота трещин, оцениваемая числом трещин на единицу длины в направлении, перпендикулярном к трещинам. [c.12]

Фиг. I. 3. Примеры применения метода хрупких покрытий

Измерение деформаций с помощью хрупких покрытий. Метод хрупких покрытий, иногда называемый методом линий деформаций, позволяет в отличие от оптического метода наблюдать напряженное состояние не в моделях, а в реальных деталях. Для выявления качественных и количественных показателей напряженного состояния поверхность испытуемой детали покрывают специальным лаком, дающим после высыхания очень хрупкое покрытие, прочно связанное с поверхностью. Под воздействием внешней нагрузки в слое лака образуются трещины, определяющие напряженное состояние элемента конструкции. [c.140]

Наиболее сложными являются задачи экспериментального изучения распределения деформаций, и напряжений в деталях машин и элементах сооружений. Эти задачи возникают по разным причинам. Одна из них состоит в том, что в коиструкциях современных машин ответственные детали имеют настолько сложную конфигурацию, что теория сопротивления материалов далеко не всегда может дать исчерпывающий ответ на вопрос об их прочности. В таких случаях на помощь приходит изучение напряженного состояния детали или ее модели путем применения специальных экспериментальных методов исследования деформаций и напряжений. К их числу относятся тензометрия, поляризационно-оптический метод, рентгенометрия, метод лаковых (хрупких) покрытий, метод аналогий (мембранной, электрической, гидродинамической и пр.). [c.6]

Образцы представляют собой систему, состоящую из упругой молибденовой основы, на поверхность которой наносятся хрупкие ди-силицидные покрытия толщиной от 40 до 250 мкм [90]. С датчика, прижатого к образцу, сигнал акустической эмиссии поступает на предварительный усилитель, а затем на вход прибора акустической эмиссии. При растяжении образца в хрупком покрытии развитие трещины от дефекта до основного металла происходит с высокой скоростью и в один акт. Число зарегистрированных импульсов акустической эмиссии будет пропорционально количеству разрывов, начиная с первых микротрещин и заканчивая появлением магистральной макротрещины. В работе [90] показана принципиальная возможность применения перспективного метода акустической эмиссии для анализа качества покрытий, в частности определения зависимости прочности покрытия от его толщины. [c.54]

Для упрощения обработки результатов, поляризационно-оптического метода можно воспользоваться одним семейством муаровых полос [23]. При этом направление главных напряжений на поверхности контакта сопрягаемых элементов должно быть известно (по данным семейства изоклин, по картине трещин хрупкого покрытия или из иных источников). [c.34]

После просвечивания в поляризованном свете на модель наносили хрупкое покрытие. После высыхания покрытия модель нагружали на том же приспособлении, что и при исследовании поляризационно-оптическим методом. В покрытии возникали трещины, идущие перпендикулярно главным напряжениям Oj. Так как направления главных напряжений ортогональны, то эти трещины представляли собой траектории главного напряжения Oj. Картины трещин в хрупком покрытии для 4 моделей показаны на фиг. 9.30 и для пятой модели — на фиг. 9.43. [c.259]

При измерении напряженно-деформированных состояний деталей и агрегатов при их эксплуатации используют ряд методов тензометрии, в основу которых положены различные физические принципы измерений. Существуют рентгеновские методы, методы фотоупругости, муаровых полос, хрупких покрытий, гальванических покрытий и методы с использованием тензометрических преобразователей (рис. 27). [c.387]

При проведении исследований наряду с тензометрированием используют и другие экспериментальные методы. Применяют метод хрупких тензочувствительных покрытий. Он весьма прост и эффективен и позволяет оперативно отыскать наиболее опасные зопы исследуемой конструкции и оценить напряжения. При хорошей адгезии между поверхностью детали и тонким покрытием в последнем возникают те же деформации, что и в детали. Обладая малой пластичностью, покрытие в процессе нагружения детали разрушается под действием растягивающих напряжений, и трещины распространяются от более напряженных к менее напряженным точкам. Таким образом визуально устанавливаются зоны наибольших напряжений и их главные направления. Погрешность определения мак- [c.170]

Движение - Преобразование видов 562 Демпфирующая способность - Влияющие факторы 325 - Методика оценки 324 - Определение характеристик 324 Деформация - Измерение методом голографической интерферометрии 269, муаровых полос 269, рентгенографическим методом 268, хрупких покрытий 268 [c.616]

Как, однако, говорилось в начале главы, особенности и условия нагружения во многих случаях таковы, что концентрация напряжений не поддается математическому исследованию. В подобных случаях для определения коэффициентов концентрации напряжений используются экспериментальные методы и расчеты по методу конечных элементов. Ранее уже упоминалось, что метод конечных элементов является самым распространенным методом вычисления коэффициентов концентрации напряжений. Среди других иногда используемых методов можно назвать применение механических, оптических или электрических экстензометров с малой базой, метод хрупких лаковых покрытий, метод дифракции рентгеновских лучей и метод фотоупругости. [c.410]

Измерения с применением хрупких покрытий целесообразно проводить в первую очередь для получения полей деформаций на поверхности модели (выявление наиболее напряженных зон и направлений главных деформаций и выбор мест и направлений баз тензодатчиков). Поляриза-ционно-оптический метод для тензометрических моделей может быть использован предварительно (исследование зон концентрации, оценка усреднений деформаций на базе тензодатчика) или на самих тензометрических моделях с применением оптически чувствительных наклеек и вклеек. [c.66]

Предварительное определение зон наибольших напряжений и направлений главных напряжений в сложных деталях удобно производать методом хрупких покрытий, При предельн1.1х значениях деформа-1ШЙ в покрытии возникают треп ины. [c.478]

Электродинамвческне и электромягннтпые возбудители колебаний. Наиболее эффективны для исследования сопротивления усталости конструкционных элементов электродинамические возбудители. Они отличаются, как правило, широкополостностью (5,..5000 Гц), имеют большой диапазон усилий на подвижной платформе, просты в управлении. Что отличает, как правило, испытания конструкционных элементов от испытания образцов, так это определение напряжений в конструкционных элементах (в образце, зная его размеры и значение нахрузки, осевую или поперечные силы несложно определить). Для конструкционных элемеетов следует использовать тензометрию и метод хрупких покрытий для более обстоятельного изучения их напряженного состояния. [c.300]

В основу метода хрупких покрытий положены эффекты образования трещин или темных пятен на поверхности покрытия образца. Сущность метода заключается в том, что на поверхность образца наносят хрупкое покрытие, например, лаковое или хмедное. На поверхности образцов с лаковым покрытием образуются трещины, которые указывают на зоны наибольшего напряженно-деформированного состояния. Под действием нагрузки на образце с медным покрытием появляются темные пятна, размер которых и интенсивность меняются с увеличением нагрузки. В связи с малой толщиной покрытия практически можно считать напряженное состояние поверхности образца и покрытия одинаковыми. [c.147]

Напряжения определяют экспериментально на моделях, деталях машин и конструкциях в лабораторных, стендовых и эксплуатационных условиях. Для предварительного выявления зон наибольших напряжений, оценки их направления и значения выполняют исследования полей напряжений. Для этого исгюль-зуют поляризационно-оптический метод, основанный на интерференции поляризованного света, прошедшего через модель из прозрачного оптически чувствительного материала. Он хорошо разработан для деталей плоской формы. Широко применяют также метод хрупких покрытий (канифольно-лаковые покрытия, стекловидные эмали и др.), основанный на образовании трещин в наиболее напряженных зонах модели или детали. [c.60]

Напряжения, деформации и перемещения экспериментально определяют с применением тензометрирования и поля-ризацио пЮ Опгического метода. Допускается также использование других экспериментальных методов (хрупких покрытий, делительных сеток, муаровых полос). При выборе метода должно быть показано соответствие его возможностей задачам и условиям измерений. [c.309]

Д.ля исследования упругих характеристик поверхностей с покрытиями был применен способ, ранее использованный для определения модуля упругости электрощеточных материалов [2] и основанный на непосредственном измерении заглубления индентора в поверхность. В отличие от методов, испо.льзующих внедрение индентора при больших нагрузках в дополнительно наносимые пластичные слои, применение нагрузок не более 2Н с регистрацией глубины внедрения индентора на профилографе Г1П-201 при значительных увеличениях позволило измерить модуль нормальной упругости на тонкослойных хрупких покрытиях без их продавливанпя и разрушения. [c.153]

Современное понимание зарождения усталостных трещин в армированных волокнами металлах можно резюмирова1ь следующим образом. Зарождение усталостных трещин в композитах отличается от зарождения усталостных трещин в металлах только тем, что, кроме свободных поверхностей, играющих роль мест зарождения трещин, новым источником усталостных трещин в композитах служат разорванные волокна. Эта проблема, естественно, является более острой для случая хрупких волокон, наличия хрупких покрытий на волокнах или хрупких продуктов реакций на поверхностях раздела. Важно, что зарождение трещин происходит во внутренних точках и не без труда поддается наблюдениям или контролю методами неразрушающих испытаний. Будут ли усталостные трещины зарождаться на самом деле у разорванных волокон или нет, зависит от величины соответствующего коэффициента интенсивности напряжений, который пропорционален диаметру волокна (длине начальной трещины) и амплитуде напряжений. Последующий рост трещин определяется упругими свойствами, пределом текучести и характеристиками механического упрочнения компонентов, а также прочностью границы раздела волокна и матрицы и ее микроструктурой. [c.410]

Водоразбавляемые феиолоальдегидны смолы образуют при отверждении хрупкие покрытия, поэтому их пластифицируют водоразбавляемыми алкидными смолами. Смесь нейтрализуют аммиаком или аминами до требуемого значения pH, разбавляют обессоленной водой и получают водоразбавляемые лаки с содержанием нелетучих веществ 35—40% (масс.). Для водорастворимых эмалей и грунтовок, наносимых методами окунания и электроосаждения, применяется смола ВБФС-4, которая полностью растворяется в воде при разбавлении в пределах от 1 1 до 1 10. [c.48]

Фиг. г .22. Картпныполос, полученные поляризационно-оптическим методом (светлое п телшое поле), н картина нзостат, полученная с помощью хрупкого покрытия, при поперечном изгибе. [c.94]

По изостатам, полученным с помощью хрупких покрытий, и данным поляризационно-оптического метода были определены главные напряжения интегрированием уравнений Лямэ по ширине пластины, начиная от средины центрального выреза до противоположного края. Результаты такого интегрирования представлены на фиг. 9.13. За исключением малой области около середины [c.245]

Методика исследования и проведение эксиеримеита. Подробное изучение распределения напряжений в квадратной пластине с круглым отверстием в центре, по контуру которого приложено равномерное давление, было проведено поляризационно-оптическим методом, а также с помощью хрупких покрытий и электрической аналогии. Поляризационно-оптический метод позволил получить картину полос интерференции, дающую по всему полю наибольшие касательные напряжения и напряжения на ненагру-женном контуре. На электрической модели из электропроводной бумаги находили линии одинаковых сумм главных напряжений (изопахи). С помощью хрупкого покрытия были определены направления главных напряжений. Распределение напряжений было изучено в 5 пластинах с разным отношением диаметра отверстия к длине стороны пластины (D/a) [16]. [c.258]

Основными экспериментальными методами получения информации о напряженно-дефор миро ванном состоянии поверхности натурных узлов или моделей являются поляризационнооптические методы, методы тензометрии, хрупких покрытий, муаровых полос и голографические методы. Эти методы характеризуются различной степенью точности получаемых результатов, являющихся входной информацией для решения рассматриваемых задач. [c.61]

В качестве первичных датчиков используются фольговые тензорезисторы с различной базой. Для определения районов их расположения весьма эффективным методом является метод хрупких тензочувствительных покрьпий. Этот метод позволяет наблюдать трещины, образующие при нагр)т ении модели в тонком слое хрупкого покрытия, предварительно нанесенного на исследуемую поверхность модели. Наличие трещин и их направление позволяют определить наиболее нагруженные районы в узле конструкции и направления главных деформаций, а значит информативно устанавливать тензорезисторы [19]. Методиче-ские вопросы использования метода тензометрических моделей достаточно подробно изложены в [20, 21]. [c.400]

Способ газопламенного напыления хрупких покрытий имеет преиму-птества перед методом лаковых покрытий, так как не требует работы с токсичным и огнеопасным растворителем и испытания можно проводить через 2—4 часа после напыления покрытия. Покрытие этого типа также лучше наплавляемых, так как не требует значительного нагрева поверхности детали и его можно наносить на поверхности сложной формы. Дальнейшая разработка этого метода может привести к получению покрытий с более стабильными характеристиками, пригодными для количественной оценки напряжений при сложной форме и больших размерах исследуемых поверхностей конструкций. [c.8]

Для широкого применения метода хрупких тензочувствительных покрытий для исследований при нормальных температурах необходима разработка удобно выполняемого нетоксичного и неогнеонасного покрытия, не требующего при обычных испытаниях нагрева детали, обладающего достаточно стабильными требуемыми характеристиками при изменении температуры и относительной влажности и пригодного для исследования полей деформаций и напряжений в различных основных условиях испытаний деталей и узлов конструкций. Нестабильность поведения и ограниченность диапазона рабочих температур канифольных покрытий обусловлена, прежде всего, большим различием (до одного порядка) коэффициентов температурного расширения материалов покрытия и исследуемых стальных деталей, гигроскопичностью и низкой температурой размягчения материала покрытия. В связи с этим в Институте машиноведения проводится разработка хрупких покрытий со стабильными характеристиками, и одна из выполненных разработок покрытий нового тина со стабильными характеристиками относится к покрытию с наклеиваемой фольгой, имеющей оксидную пленку. Как показали проведенные эксперименты, могут быть получены на алюминиевой фольге оксидные пленки, выращиваемые электрохимическим путем, которые являются коррозионностойкими и при определенных условиях оксидирования получаются твердыми, прозрачными и достаточно хрупкими, т. е. дающими трещины при достаточно малых величинах деформации. Характеристики тензо-чувствительности охрунченных и наклеенных разработанными способами пленок оказываются стабильными. [c.10]

При применении этого метода покрытие надрезают острием перочинного ножа и отмечают степень закручивания пленки. При таком испытании хрупкие покрытия крошатся, покрытия со средней эластичностью сначала образуют мелкие завитки, а затем завитки крошатся. Эластичное покрытие дает завитки, долго сохраняющие свою форму. Этот метод испытания описан в государственном стандарте ТТ-Р-141Ь, метод 617,1. Этим методом можно определять одновременно и относительную твердость покрытия и его адгезию. Его разновидности будут описаны ниже при рассмотрении методов определения адгезии. [c.730]

Обзор работ того периода, сделанный работниками арсенала Уотертаун (1953 г.), показывает, что на решение этой проблемы были направлены объединенные усилия нескольких артиллерийских лабораторий, которые применяли самые современные методы экспериментальной и аналитической механики. В число последних входили, например, метод трехмерных хрупких покрытий, метод фотоупругих покрытий, измерение давлений в канале ствола с помощью пьезоэлектрических датчиков, а также измерение динамических деформаций с помощью специальных тензометров. Эти работы указывали на то, что разрушения являются результатом приложения повторных нагрузок, вызывающих напряжения, значительно превышающие предел выносливости материала. Они привели к разработке и принятию на вооружение видоизмененных конструкций орудий, в которых концентрация напряжений была устранена или уменьшена. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...