Способ определения напряжений в твердых телах

Авторы патента:

G01N29 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при определении остаточных напряжений в сварных конструкциях. Цель изобретения - расширение функци-, ональных возможностей за счет определения напряжений также и в пластически деформированных телах без из разрушения . Посредством приемопередающего акустического преобразователя вводят в исследуемый объект продольные и поляризованные по двум взаимно перпендикулярным направлениям сдвиговые акустические колебания и определяют соответствующие скорости распространения акустических колебаний. Дополнительно на исследуемый объект воздействуют электромагнитным полем в направлениях поляризации сдвиговых акустических колебаний, определяют в соответствующих направлениях значения магнитной проницаемости, а о характеристиках напряжений в твердых телах судят с учетом измеренных величин . (Л со U1 х 00

СОЮЗ COBFTCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995196/25-28 (22) 28.10.85 (46) 15.12,87. Бюл. Ф 46 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона. (72) В.И.Труфяков, О.И.Гуща и А.А.Тиморин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 493728, кл. С 01 N 29/00, 1969. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при определении остаточных напряжений в сварных конструкциях.

Цель изобретения вЂ” расширение функци-. ональных возможностей за счет определения напряжений также и в пластически деформированных телах без иэ разрушения. Посредством приемопередающего акустического преобразователя вводят в исследуемый объект продольные и поляризованные по двум взаимно перпендикулярным направлениям сдвиговые акустические колебания и определяют соответствующие скорости распространения акустических колебаний. Дополнительно на исследуемый объект воздействуют электромагнитным полем в направлениях поляризации сдвиговых акустических колебаний, определяют в соответствующих направлениях значения магнитной проницаемости, а о характеристиках напряжений в твердых телах судят с учетом измеренных величин.

1359734

Изобретение относится к неразрушающим методам определения напряжений в машиностроении и строительстве и может быть использован при опреде5 ленни остаточных напряжений в сварных конструкциях.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения напряжений также и в пластически деформированных напряженных телах без их разрушения.

Способ осуществляют следующим образом.

Посредством приемнопередающего 15 акустического преобразователя вводят в исследуемый объект продольные и поляризованные по двум взаимно перпендикулярным направлениям сдвиговые акустические колебания, принимают от- 20 раженные внутри объекта сигналы, опре деляют соответствующие скорости распространения акустических колебаний, по определенным в напряженном объекте значениям скоростей сдвиговых и про- 25 дальных колебаний определяют начальное значение скорости сдвиговых колебаний и относительные приращения этих скоростей от начального их значения, по которым судят о характерис-. ч0 тиках напряжений. Дополнительно посредством приемнопередающего электромагнитного преобразователя, например двухполюсного электроиндуктивного, на исследуемый объект воздействуют элект35 ромагнитным полем, ориентированным по направлениям поляризации сдвиговых акустических колебаний, принимают прошедшее через объект электромагнитное поле, по изменениям последнего апре- 40 деляют магнитную проницаемость, по значениям которой совместно с измеренными значениями скоростей акустических колебаний и известной для данного материала объекта постоянной электромагнитной текстуры определяют начальную разность скоростей сдвиговых колебаний, обусловленную деформацией, с учетом которой судят о характеристиках напряжений.

Для определения величины и знака остаточных напряжений в двух взаимно перпендикулярных направлениях в пластически деформированных напряженных телах без их разрушения необходимо решить систему из четырех уравнений для измеряемых магнитных и акустических величин

Сх -С х -dCso

33 72

C5Õ 2о sso 1

Сзхго

Аю

Сзхз -Сэхг -

Gs + вЂ”

Cs î -Cso

И.

Свх о (2) в;

pr>- ф ха,вЂ” 4

G 3 22 K э (4) где 6», 6 искомые напряжения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, HIIa измеряемые скорости сдвиговых акустических колебаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, м/с; измеряемая скорость продольной акустической волны, м/с; начальное значение скорости сдвиговых колебаний, м/с; измеряемые значения относительной магнитной

Csxq Сзхг

Cg проницаемости в направлениях поляризации сдвиговшх акустических колебаний; вЂ” постоянная магнитной текстуры, определяется экспериментально; постоянные, определяются комбинацией известных для данНого материала модулей упругости или экспериментально, МПа; коэффициенты, определяются комбинацией известных для данного материала модулей упругости или экспериментально;

А, В.М, N постоянная магнитоупругой чувствительности, определяется экспериментально, MIIa

1 постоянная материала, показывает изменение разности скоростей сдвиговых акустических ко-Г1(С +С -hC )-N Се„,; (3) 1359734 лебаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях на один процент относительной пластической деформации, определяется экспериментально путем тариров(1), (3) и (4) (Р къ -Р xi-4) ГМ(С»ъ+С х )- Се

Ь зо Мт Р„-8„=v) -Ак

x<3 -AK(Csx > -Csx o ) (5) Подставляя выражение (5) в выражения (1) вЂ” (3) получаем конечные выраl5 жения для определения величины и знака остаточных напряжений в двух взаим(Cgxs -С» -hC s<) (B+A)+(Csx -Cgx го) (В-А) (6) зз У

2 С хго

Б (Сз ь -C»> -ЬСво) (В-А)+ а

2 С,„„ (С» -С»ао ) (B+A) определяют соответствующие скорости распространения акустических колеба25 ний, начальное значение скорости сдвиговых колебаний и относительные приращения этих скоростей от начального их значения, по которым судят о характеристиках напряжений, о т л иЗ0 ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения напряжения также и в пластически деформированных напряженных телах без их разрушения, 35 на исследуемый объект дополнительно воздействуют электромагнитным полем в направлениях поляризации сдвиговых акустических колебаний, определяют в соответствующих направлениях значе40 ния магнитной проницаемости, а о характеристиках напряжений судят с учетом измеренных величин.

ЬСзо

E = вЂ”вЂ”

L (8) Составитель Л.Кондрыкинская

Редактор Т.Парфенова Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Заказ 6150/47 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

По определенному из выражения (5) значению начальной разности сдвиговых акустических колебав Я, обусловленной пластической деформацией, можно найти и величину относительной пластической деформации

Формула изобретения

Способ определения напряжений в твердых телах, заключающийся в том, что посредством приемнопередающего акустического преобразователя вводят в исследуемый объект продольные и поляризованные по двум взаимно перпендикулярным направлениям сдвиговые акустические колебания, принимают отраженные внутри объекта сигналы, ки по пластически деформированньм образцам, м с 7.

Начальная разность скоростей сдвиговых акустических колебаний находится из совместного решения уравнений

I но перпендикулярных направлениях в пластически деформированном напряженном теле по результатам магнитных и акустических измерений

Способ определения напряжений в твердых телах

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для качественного анализа состава газообразных сред

Ультразвуковой способ определения величины механических напряжений // 1359732

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов акустическими методами

Способ определения распределения скорости ультразвука в пространственно неоднородной среде // 1359684

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения зависимости скорости ультразвука от координаты

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов // 1357839

Изобретение относится к неразругаающим испытаниям ультразвукоЕь1м методом и может быть использовано для контроля качества материалов

Устройство для ультразвукового контроля труб // 1357838

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть испрльзовано для контроля труб с внутренней стороны

Ультразвуковой преобразователь с переменным углом ввода // 1357837

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ручного и автоматизированного контроля изделий и материалов

Способ контроля качества изделий // 1357836

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов и может быть использовано для оценки работоспособности изделий по сигналам акустической -эмиссии (АЭ)

Устройство для акустоэмиссионного контроля материалов // 1357835

Изобретение относится к области нераэрушающего контроля качества маTepHaJXpB и изделий методом акустической эмиссии

Электромагнитно-акустический преобразователь // 1357834

Ультразвуковой пьезопреобразователь // 1357833

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии и медицинской диагностике

Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости // 2101698

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения концентрации взвешенных веществ в жидких средах в сельскохозяйственном производстве, нефтеперерабатывающей и горнорудной отраслях промышленности

Способ комплексного контроля качества сварных соединений // 2102740

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварных соединений

Способ измерения плотности критического тока образцов втсп- керамики // 2102771

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента // 2104517

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для исследования процессов твердения вяжущих материалов, например цементов

Способ определения коэффициента структурных напряжений // 2104518

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении коэффициента структурных напряжений вяжущей композиции для оценки, например, эффективности механического уплотнения

Способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа // 2104519

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для оперативного контроля работоспособности ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов в процессе их настройки и поиска с помощью них дефектов в разнообразных материалах и изделиях промышленности, например,в сварных соединениях, в железнодорожных рельсах

Импульсный импедансный дефектоскоп // 2104520

Изобретение относится к акустической дефектоскопии, в частности, к устройствам выявления дефектов импедансным методом

Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь // 2104618

Устройство для измерения содержания механических примесей в жидких средах // 2105300

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий // 2105301