Усталость свойств сварных деталей обычно определяется на мелких образцах, которые могут быть эффективно протестированы. Тест состоит в применении циклической нагрузки. В конце концов микроскопические трещины будет инициировать.
Трещина будет расти и распространяться через образец. Тест проходит до тех пор, пока образец не исчезнет. Результатом теста является количество циклов нагрузки до сбоя для уровня нагрузки на трубу.
Эта находка неудачи, как правило, вполне очевидна, но как можно определить инициатации трещины? Экспериментальный подход с использованием цифровой корреляции изображений представлен следующим образом. Образцы, используемые в следующем тесте, содержат многослойную пластину между 10 мм и 25 мм.
Образцы изготовлены из структурной стали на 355. При усталости погрузочные трещины, как ожидается, образуются при сварочном отверстии на 10-мм пластине. Для цифровой корреляции изображения на поверхности образца наносится рисунок пятнышка.
После сварки и прилегающей территории были очищены от любой грязи или масла, картина применяется с помощью краски спрей. Пятнышки получаются путем чередования слоев белой и черной краски. Сопло проводится на некотором расстоянии от образца, так что спрей образует тонкие пятнышки, а не близкий слой краски.
Пятнышки должны быть как можно более прекрасными при величине 0,1 мм. Испытания проводятся на 200-килограммовой ньютон-резонансной испытательной машине. В этой установке камеры для цифровой корреляции изображения размещены над образцом.
Очень важно правильно установить фокус и диафрагму объективов камер. Для обеспечения короткого времени экспозиции необходимо обеспечить достаточное освещение. Четыре светодиодных фонаря были расположены рядом с образцом.
Для уменьшения отражений на фонарях и камерах были применены фильтры поляризации. Тесты проводятся с частотой загрузки 34 Гц, в результате чего период составляет около 29 миллисекунд для каждого цикла нагрузки. Время экспозиции камер должно быть достаточно небольшой долей этого периода нагрузки.
Для используемой установки время экспозиции 0,8 миллисекунды оказалось подходящим. Камеры запускаются силовым сигналом от испытательной машины. Чтобы компенсировать задержку между триггером сигнала и фактическим приобретением изображения, возможно, необходимо установить триггер несколько до пика сигнала нагрузки.
Первый цикл нагрузки применяется статично. При максимальной нагрузке делается изображение сварного шва. Затем начинается фактический тест усталости для циклической нагрузки.
Изображения сняты с заранее неопределенными интервалами циклов нагрузки, вызванными силовым сигналом от испытательной машины, не прерывая испытания. Интервал должен быть выбран для того, чтобы получить от 100 до 200 изображений в течение всего теста. Этого должно быть достаточно, чтобы определить начало взлома с необходимой точностью, избегая при этом чрезмерного сбора данных.
Поколение пляжных знаков не является обязательным. Он применяется здесь для проверки длины трещины, обнаруженной цифровой корреляцией изображений. Периоды уменьшенный ряд нагрузки, и введено периодически над продолжительностью испытания усталости.
Снижение распространения трещины во время этих интервалов становится видимым с точки зрения полуэллиптических знаков на поверхности трещины после завершения испытания. После теста оценивается корреляция цифрового изображения для расчета штаммов в направлении загрузки образца. Точная процедура будет зависеть от прикладного программного обеспечения.
Для расчета напряжений изображение из первого цикла статической нагрузки используется в качестве эталона, где все штаммы, рассчитанные для последовательных изображений, будут относительными. Диапазон контрольного участка приспособлен для подавления возможного шума и образования трещин. Затем пройдите через изображения, полученные в течение всего теста.
В конце концов напряжение на сварной отверстие начнет увеличиваться, указывая на другую трещину формируется. Техническое или микроскопическое начало трещины, в то время как предполагаемое ограничение превысило 1% от длины 2 мм. В сварном состоянии этот образец содержит напряженные остаточные напряжения в середине образца и сжимаемые по краям.
Таким образом, ожидается, что трещина будет инициировать вблизи центральной линии образца. В этот момент образовалась микроскопическая трещина. Для проверки наблюдаемой длины трещин результаты сравниваются с пляжными знаками, генерируемыми во время теста.
Рост трещин заметно замедляется во время формирования пляжных знаков. Этот образец был снятие стресса после сварки. Таким образом, инициация трещин не зависит от остаточных напряжений.
Несколько трещин образовались в разных местах вдоль сварного шва. Они росли, как указано на пляже знаки и в конечном итоге единой. Представленная процедура с использованием цифровой корреляции изображений позволяет технически инициации трещины и контролировать и трещины распространения во время испытаний усталости.
Это применимо на резонансных испытательных машинах с высокими частотами нагрузки, не прерывая ходовые испытания. Принятый на сварных образцах он позволяет покрыть всю ширину образца для обнаружения трещин, инициируя на сварное отверстие.
