Акусто-эмиссионный способ контроля качества материалов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материа юв с применением акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для диагностики предразрушающего состояния изделий. Цель изобретения - повышение достоверности и точности контроля. При нагружен } изделия регистрируют снектральную плотность МОШ.НОСТИ сигналов АЭ и интенсивность потока единичных актов АЭ в той же полосе частот. По аппроксимации пуассоновским потоком единичпы.ч актов определяют мопишсть АЭ во всей полосе частот и делят ее на интенсивность потока единичных актов АЭ. По полученной энергии единичного акта АЭ судят о качестве материала. 2 ил. со ю о v3 о:) СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 29 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с фс Г „; а г:, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1,- . ц

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю (54) АКУСТО-ЭМИССИОННЫИ СПОСОБ

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов с при(21) 3954659/25-28 (22) 19.09.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Ростовски й-на-Дону государственный ун и ве рс итет и м. М. А. Сусл о в а (72) С. И. Буйло и А. С. Трипалин (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 634193, кл. G 01 N 29(04, 1978.

„„SU„„1320739 А 1 менением акустической эмиссии (A31 и может быть использовано для диагностики предразрушающего состояния изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности и точности контроля. При нагружснпп изделия регистрируют спектральную плотность мощности сигналов АЭ и интенсивность потока единичных актов АЭ в той же полосе частот. Г1о аппроксимации пуассоновским потоком единичпык актов определяют мощность АЭ во всей полосе частот и делят ее на интенсивность потока единичных актов АЭ. По полученной энергии единичного акта АЭ судят о качестве материала. 2 ил.

1320739

Е„= W/N

W = .) G (f) 4f, !

Формула изобретения

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов с применением метода акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для диагностики предразрушающего состояния изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности и точности контроля методом АЭ.

На фиг. 1 в качестве примера показан полученный экспериментально в полосе

200 кГц — 3,0 МГЦ спектр G*(f) мощности

АЭ стали 20 в переходной области от упругой к пластической деформации при скорости деформации 6=2 10 4 с и спектр аппроксимирующегоо пуассоновского потока им пульсов длительностью 1 = 0,91 мкс (11 =

= 1,1 10 с ); на фиг. 2 — блок-схема устройства, реализующего способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ основан на том, что спектр АЭ представляет собой спектр случайного пуассоновского потока коротких упругих импульсов. Это позволяет по измеренной спектральной плотности G*(f) в ограниченной от f до f полосе оценить полную мощность

W АЭ по всей (от 0 до) полосе частот, а также определить полную энергию, приходящуюся на одно событие АЭ путем деления ее на интенсивность потока единичных актов эмиссии.

Спектральная плотность мощности АЭ аппроксимируется спектром непрерывного случайного процесса авторегрессии первого порядка

G(f) = 41К/(a(г + 4% f ).

Такой спектр имеет пуассоновский поток коротких импульсов длительностью < = 1/ .

Экспериментальное измерение мощности

АЭ по спектральной плотности АЭ возможно только в ограниченной полосе частот по известной формуле где W* — мощность АЭ, регистрируемая в ограниченной полосе частот от f, до f приемником.

Для оценки значения полной мощности W АЭ во всей полосе частот, т. е. от 0 до (фиг. 1) следует воспользоваться аппроксим ацией G" (f) выборочного спектра спектром G(f) процесса авторегрессии первого порядка.

Мощность W** аппроксимирующего процесса в ограниченной от f, до fz полосе равна У У 4d 2w 1 2t+ ff, 2

d +4Т Р % 1

Считая, что мощность АЭ, полученная по экспериментальному спектру в ограниченной полосе частот от f i до (г, равна мощности

45 аппроксимирующего процесса в той же полосе, т. е. W*= W":", получаем

W= 3 W*/2 (arctg — 2È â€” — arctg — — ) Далее, зная полную мощность АЭ и интенсивность (скорость следования) событий АЭ, можно определить Š— энергию одного события АЭ: где N — интенсивность событий АЭ.

По определенным таким образом значениям мощности и энергии события АЭ и по предварительно установленным на образцах зависимостям W и Е„от величины деформации и степени повреждения структуры материала можно судить о состоянии и качестве материала.

Блок-схема имеет последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, усилитель 2, спектроанализатор 3, процессор 4 и интенсиметр 5, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход к второму входу процессора.

Способ осуществляется следующим образом.

Сигналы АЭ, возникающие в контролируемом материале, воспринимаются и преобразуются электроакустическим преобразователем 1, усиливаются усилителем 2 и обрабатываются для получения полной мощности и энергии события АЭ.

Определение полной мощности и энергии акта АЭ производят следующим образом: в ограниченной полосе (f,— f,) регистрируют спектральную плотность мощности процесса

G*(f) с помощью спектроанализатора 3 и интенсивность событий N

W = % W"/2(arctg — — — * — arctg — — — ).

По полученным значениям W и 1Ч определяют Š— энергию единичного акта эмиссии во всей полосе частот: Ea = W/Na. Затем по значениям Е, полученным с контролируемого изделия, судят о стадиях деформации и разрушения материала.

Акусто-эмиссионный способ контроля качества материалов, заключающийся в том, что принимают сигналы акустической эмис1320739 гу f, Умгу

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор A. Ильин

За каз 2654/48 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сии и регистрируют спектральную плотность мощности сигналов акустической эмиссии в заданной полосе частот приемника эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, одновременно со спектральной плотностью мощности сигналов акустической эмиссии регистрируют интенсивность потока единичных актов эмиссии в той же полосе частот, определяют мощность акустической эмиссии по всей полосе частот по аппроксимации спектральной плотности мощности сигналов акустической эмиссии пуассоновским потоком

5 единичных актов акустической эмиссии, делят полученную мощность на интенсивность потока единичных актов эмиссии и по полученной энергии единичного акта эмиссии судят о качестве материалов.