Способ получения комбинированных наплавленных покрытий (КНП) [1], при котором твердый и хрупкий износостойкий сплав армируют (упрочняют) прослойками более вязкого и прочного материала, требует разработки вопросов рационального размещения прослоек относительно действующих нагрузок и выбора оптимального поперечного сечения прослоек.
С этой целью проводили исследования напряжений поляризационнооптическим методом в составных моделях КНП (методика исследований представлена в [2–3]).
Испытания моделей проводили на поляризационной установке БПУ-ИМАШКБ-2 при температуре Т = 21 °С. При выборе масштаба силового подобия учитывали следующие требования: нагрузка на модель должна быть достаточной для проведения надежных оптических измерений 5…7 полос на модели, не превышать допустимых пределов, чтобы исключить искажение формы модели и ее разрушение. Уровень нагружения каждого вида моделей определяли опытным путем. Вид нагружения выбирали исходя из условий работы натуры и условий наибольшей прочности модели. Таким видом нагружения является сжатие. Толщину модели выбирали такой, чтобы обеспечивались устойчивость модели при нагружении и достаточный оптический эффект. Толщина модели с dм равнялась 5мм.
Для исследований были изготовлены составные модели комбинированных наплавленных покрытий (КНП) с различной ориентацией вязких армирующих прослоек относительно направления действия нагрузки. Прослойки, имеющие меньший модуль упругости, моделировали вязкоупругим материалом, наплавленные твердым сплавом (релитом) участки — упругим материалом. Модели нагружали внецентренно приложенной силой Рм = 1000 Н. С момента нагружения через определенные интервалы времени фотографировали картины интерференционных полос. На рис. 1, 2 представлены картины изохром и эпюры напряжений при t > 30 мин. Расшифровку картин полос (изохром) производили по обычным соотношениям метода фотоупругости [1]:
где: (σ1‑σ2) — разность главных напряжений; m — порядок полосы; σ0i (0,5) — цена полосы для i-гo элемента при толщине модели dм = 5мм (i = 1; 2).