Способ контроля соединений в многослойных конструкциях

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОЕДИНЕНИЙ В МНОГОСЛОИНБ1Х КОНСТРУКЦИЯХ заключающийся в том, что возбуждают излучателем в контролируемой конструкции изгибные колебания звуковых частот , принимают их, измеряют параметры принятых колебаний и по ним определяют качество соединений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, дополнительно возбуждают в конструкции тем же излучателем изгибные колебания с частотой одной из низших мод собственных колебаний конструкции, а в качестве параметра используют изменение механического импеданса за период колебаний низших мод.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1165976

4В G Oi N 2904

ГОсудАРстВенный комитет сссР по делАм изОБРетений и откРытий

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч,1, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( (21) 3689587/25-28 (22) 05.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) А. А. Кимяев, А. В. Волков и А. Н. Князев (53) 620.179.16 (088.8) (56) 1. «Дефектоскопия», 1974, № 3, с. 77-78.

2. Там же, с. 71 — 74. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОЕДИНЕНИй В МНОГОСЛОЛНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ заключающийся в том, что возбуждают излучателем в контролируемой конструкции изгибные колебания звуковых частот, принимают их, измеряют параметры принятых колебаний и по ним определяют качество соединений, отличающий,ся тем, что, с целью повышения надежности контроля, дополнительно возбуждают в конструкции тем же излучателем изгибные колебания с частотой одной из низших мод собственных колебаний конструкции, а в качестве параметра используют изменение механического импеданса за период колебаний низших мод.

1165976

Изобретение относится к акустическим неразрушающим методам контроля и может быть использовано при контроле качества соединений в многослойных конструкциях, например, при дефектоскопии панелей с заполнителем.

Известен способ контроля соединений в многослойных конструкциях, заключающийся в том, что возбуждают в верхнем слое контролируемой конструкции ультразвуковые колебания, принимают многократно от- 10 раженные в этом слое колебания, измеряют длительность реверберации принятых сигналов, а наличие дефектов определяют по изменению длительности реверберации (1).

Недостатком данного способа является недостаточно широкая область применения вследствие невозможности контроля конструкций, верхние слои которых выполнены из материала с большим коэффициентом затухания.

Наиболее близким по технической сущ- 20 ности к изобретению является способ контроля соединений в многослойных конструкциях, заключающийся в том, что возбуждают излучателем в контролируемой конструкции изгибные колебания звуковых частот, принимают их и измеряют параметры принятых колебаний и по ним определяют качество соединений.

Причем в качестве параметра используют механический импеданс в точке излученияприема (2).

Недостатком известного способа является недостаточно высокая надежность контро— ля, вызванная отсутствием изменения величины импеданса при контроле дефектов без зазора между расслоенными поверхностями, например при контроле дефектов, располо- 35 женных в наружных слоях конструкции и

«захлопнутых» усилием прижатия излучателя к контролируемой конструкции.

Целью изобретения является повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля соединений в многослойных конструкциях, заключающемуся в том, что возбуждают излучателем в контролируемой конструкции изгибные колебания звуковых частот, принимают их, изме- 45 ряют параметры принятых колебаний и по ним определяют качество соединений, дополнительно возбуждают в конструкции тем же излучателем изгибные колебания с частотой одной из низших мод собственных колебаний конструкции, а в качестве параметра

50 используют изменение механического импеданса за период колебаний низших мод.

Способ осуществляется следующим образом.

В окрестности заданной точки контролируемого изделия, например консольно закрепленной трехслойной балки длиной 290 мм и шириной 30 мм, несущие слои которой выполнены из стеклопластика типа СВАМ толщиной 1,2 мм, а заполнитель — из пенопласта типа ППС толщиной 10 мм, возбуждают свободные изгибные колебания малой интенсивности. Анализируют свободные колебания контролируемого изделия и определяют одну из низших мод, например первую моду, лежащую в диапазоне 37 — 45 Гц. 3атем возбуждают излучателем в контролируемой конструкции в окрестностях заданной точки изгибные колебания звуковых частот, например при помощи дефектоскопии

ИАД-3 на частоте 2,5 кГц и одновременно возбуждают в конструкции тем же излучателем изгибные колебания с частотой одной из низших мод собственных колебаний конструкции, что может быть осуществлено подачей на излучающий пьезоэлемент датчика дефектоскопа ИАД-3 с генератора ГЗ-106 дополнительной гармоники напряжения резонанской частоты в диапазоне 37 — 45 Гц.

Амплитуду резонансных колебаний подбирают, с одной стороны, из условия достаточной интенсивности колебаний для раскрытия возможного дефекта, а с другой — из условия обеспечения нормального контакта датчика дефектоскопа с поверхностью контролируемой конструкции. Принимают возбужденные колебания звуковых частот, измеряют параметры принятых колебаний, а наличие дефекта определяют по изменению механического импеданса, за период колебаний низших мод, что может быть осуществлено, например при анализе сигналов с приемного пьезоэлемента датчика дефектоскопа при помощи осциллографа С1-33.

При размещении датчика дефектоскопа в зоне дефекта с малым раскрытием происходит ступенчатое уменьшение величины механического импеденса за период резонансного колебания, так как под действием сил инерции происходит раскрытие дефекта и часть слоев контролируемой конструкции на звуковой частоте колеблется самостоятельно что приводит к уменьшению величины точечного механического импеденса, а в момент смыкания слоев величина механического импеданса в данной точке становится исходной. Предлагаемым способом были проверены пять балок с искусственными дефектами без зазора в виде расслоения длиной

50 мм между несущим слоем и заполнителем в центре на всю ширину балки. В четырех из пяти случаев дефекты были выявлены, а в одном случае для выявления дефекта потребовалось снижение уровня шумов введением соответствующих фильтров.

Таким образом, предлагаемый способ контроля соединений в многослойных конструкциях позволяет повысить надежность контроля благодаря возможности выявления дефектов без зазора между расслоенными поверхностями.