Способ неразрушающего контроля двух элементов металлической конструкции

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля состояния соединительного слоя элементов составной металлической конструкции. Целью изобретения является расширение технологических возможностей контроля за счет диагностики качества соединения злементов из одинакового материала . Способ неразрушакядего контроля двух элементов металлической конструкции осуществляется следующим образом . Один элемент конструкции предварительно демпфируют, напримерf помещая его в сыпучий материал . В другом элементе конструкции возбуждают на резонансной частоте и ее гармониках упругие колебания. На каждой частоте принимают эти упругие колебания , измеряют их амплт-уду и по измеренным амплитудам измеряют коэффициент поглощения системы (f. Строят зависимость этого коэффициента поглощения от частоты. Затем вычисляют F г выражение А Сч () - v(f)df, где f,-f.j - исследуемый диапазон частот , v(f) - регрессивная кривая коэффициента поглощения конструкции с предельно допустимыми дефектами в соединении. Если выражение имеет отрицательный энак, то соединение двух элементов конструкции некачественное и сама конструкщш дефектна, если знак положительный, то конструкция может фугасционировать и в дальнейшем. 4 ил. (Л 4 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}4 С 01 М 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н a orc ovv © @ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4246854/25-28 (22) !9.05.87 (46} 30.03.89. Бюл. & 12 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) С. А. Рыков, В. Ю. Пирайнен и И. В. Кузьмин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1226296, кл. G Ol N 29/04, 1986.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./Под ред.

Клюева В. В. 1986, т. 1, Машиностроение, с. 304. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУИАЮЦЕГО КОНТРОЛЯ

СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ 1Р1ЕТАПЛИЧЕСКОИ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для контроля состояния соединительного слоя элементов составной металлической конструкции. Целью изобретения является расширение тех.нологических возможностей контроля за счет диагностики качества соединения элементов из одинакового материала. Способ неразрушающего контро1

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использова но для контроля состояния соединительного слоя элементов составной металлической конструкции.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей контроля за счет диагностики качества соединения элементов из одинакового материала.

ÄÄSUÄÄ 1469442 А 1 ля двух элементов металлической конструкции осуществляется следующим образом. Один элемент конструкции предварительно демпфируют, например, помещая его в сыпучий материал. В другом элементе конструкции возбуждают на резонансной частоте и ее гармониках упругие колебания. На каждой частоте принимают эти упругие колебания, измеряют их амплитуду и по измеренным амплитудам измеряют коэффициент поглощения системы р . Строят зависимость этого коэффициента поглощения от частоты. Затем вычисляют выражение А = CV (f) — 4, (ЕИ df, ф р где f, -f — исследуемый диапазон частот, и (р) — регрессивная кривая С0 коэффициента поглощения конструкции с предельно допустимьии дефектами в соединении. Если выражение ю4еет отрицательный знак, то соединение двух элементов конструкции некачественное ® и сама конструкция дефектна, если ф знак ноложительный, то конструкция фф может функционировать и в дальнейшем.

4 ил ° 4ь

На фарп, 1 изображены типичные за;висимости коэффициента прохождения вибрационной энергии через соединение, обладакщее виброизолирующим эффектом, от частоты (кривзя 1 соответствует лучшему состояняо соединительного слоя, кривая 3 — худшему); на фиг. 2 †.зависимости коэффициента .поглощения конструкции .(f) от частоты для различных состояний соеди" з 1469442

35 фиксирова»»мен«ие vz(f) ° При оди- 40

Следовательно, если элементы изготов- 45

55 нительного слоя; на фиг. 3 — зависимость Q>(f) от соотношения коэффициентов поглошения в первом и втором элементах, и н; на фиг. 4 — устройство для нераэрушающего контроля соединения двух элементов металлической конструкции.

Устройство содержит составную металлическую конструкцию 1, соединительный слой 2, динамический вибратор 3 с блоком 4 возбуждения, вибродатчик 5 с измерительно-анализирующим блоком 6, емкости с сыпучим материалом 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Составную металлическую конструкцию 1, имеющую соединительный слой

2, помещают одним элементом в сыпучий материал 7. На другом элементе устанавливают динамический вибратор

3 с блоком 4 возбуждения и вибродатчик 5 с измерительно-анализирующим блоком 6. Экспериментально установлено, что коэффициент прохождения вибрационной энергии через соединительный слой в определенном частотном диапазоне зависит от состояния этого соединительного слоя (фиг. 1}.

Соответственно, от этих же параметров зависит коэффициент поглощения системы y> (f). Характер измерения,(Е) зависит также и от соотношения собственных коэффициентов поглощения о элементов конструкции. Из графика на фиг. 3 видно, что чем больше отношение y/q,, тем больше динамика изменения с ростом частоты и тем проще иаковой величине коэффициента поглощения элементов, т.е. y/ q, = 1, величина (Е) = + и не чувствительна к состояйию соединительного слоя. лены из одного материала, то прямое использование величины V<(f) для диагностики качества соединения малоэффективно. Точность измерения сложной конструкции составляет величину

10-20%, следовательно, соотношение коэффициентов поглощения Wl V, в системе должно быть больше двух для получения хорошего разрешения при измерении (Е,) на разных частотах.

Таким образом, для диагностики качества соединения составной конструкции в целом должна быть использована частотная зависимость величины y<(f}

° 5

ЗО конструкции. Соо тношение коэффициентов поглощения соединительных элементов должно быть больше двух. Увеличить коэффициент поглощения одного иэ элементов можно искусственно.

Наиболее простой эффективный способэто помещение одного из элементов системы в сыпучий материал типа речного или морского песка, который имев ет отличные вибродемпфирующие свойства. Иаксимальный коэффициент поглощения в металлической конструкции у ñ0,01, а минимальный коэффициент поглощения в.песке „>0,1. Затем с помощью динамического вибратора 3 в исследуемой составной металлической конструкции 1 последовательно возбуждают упругие колебания на резонансной частоте и ее гармониках. С помощью вибродатчика 5 и измерительноанализирующего блока 6 измеряют на каждой частоте амплитуды ускорения свободно затухающих. сигналов А, и А в моменты t, и t и определяют коэффициенты поглощения как

q(f,-) = 4,65 1g 1/fp at, А„ .где d t = 1,— t„, 2

По полученным значениям строится кривая регрессии коэффициента поглощения, (Е), затем вычисляем выраже.ние

А = ) (ю, (Е) — y (Е)3аЕ, Ъ где ń— f < — исследуемый диапазон частот;

u (f) — регрессионная кривая ко9 эффициента поглощения конструкции с предельно допустимыми дефектами в соединении.

Если выражение имеет отрицательный знак, то соединение двух элементов конструкции некачественное и она дефектна, если знак положительный, то конструкция может функционировать и в дальнейшем.

Формула изо б ре тения

Способ неразрушающего контроля соединения двух элементов металлической конструкции, заключающийся в том, что в одном элементе конструкции возбуждают упругие колебания на ее резонансной частоте, принимают эти колебания, измеряют коэффициент их по- глощения и с учетом измеренного ко г

А= )

1, 5 где Е, V (f) — > (f)3 «.

v (f) v (f) 5 14б9442 зффициента поглощения определяют качество соединения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей контроля, демпфируют другой элемент конструкции, дополнительно возбуждают упругие колебания на гармониках резонансной частоты, измеряют коэффициент поглощения на гармониках колебаний, а качество А соединения определяют по знаку выражения

f — частотный диапазон конг троля; — зависимость коэффициента поглощения конструкции от частоты, — эталонная зависимость коэффициента поглощения от частоты.

О,f 0 f

0,2 04 03 1,6 3 2 ЕO f,êÃö

®ate.1

1469442

ФАк/ц

Составитель Г. Федоров

Редактор М. Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор 0. Кравцова

Заказ 1354/51 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосквв, X-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, И И

101