Способ измерения механических напряжений в металлических изделиях

 

Изобретение относится к электромагнитным неразрушающим методам контроля качества металлических изделий и может быть применено в различных областях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение способа достигается за счет того, что преобразователь подключают так, чтобы напряжение на нем имело максимальное значение при номинальном зазоре между преобразователем и поверхностью ненагруженного образца. Выбирают компенсирующее напряжение совпадающим по фазе с максимальным напряжением преобразователя, а величину его устанавливают такой, чтобы изменения скомпенсированного сигнала при изменении зазора были минимальными. Нагружая образец, снимают тарировочную зависимость скомпенсированного сигнала от механических напряжений. Устанавливают преобразователь на контролируемую поверхность изделия, измеряют величину скомпенсированного сигнала преобразователя и по полученной тарировочной зависимости определяют величину механических напряжений, причем при измерениях и снятии тарировочной зависимости преобразователь устанавливают с зазором, при котором фаза напряжения преобразователя совпадает с фазой компенсирующего напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СощиЛИСТ ИЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G Oi Е 1/12 G 0 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

$"„ÅÙÇÌ3 па; Нт1-Л;,,:; ::.г6АЯ ю 1 ;,, f Ог \

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4270668/25-28 (22) 05.05.87 (46) 30.06.89. Бюл. У 24 (72) К.В.Пастухов, P.Ê.Ãà÷èê, А.Г.Ганская, П.Н.Ганский, В.М.Лавров, В.В.Лапин, В.В.Зброжек, А.П.Вознюк, И.М.Жданов и В.В.Батюк (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1144003, кл . С 01 L 1/12, 1985.

Приборы для нераэрушающего контроля материалов и иэделий. Справочник под ред. В.В.Клюева, M.: Машиностроение, 1986, с. 129-130. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ (57) Изобретение относится к электромагнитным неразрушающим методам контроля качества металлических изделий и может быть применено в различных областях народного хозяйства. Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение способа — достигается эа счет того, что преобраэоваИзобретение относится к электромагнитным неразрушающим методам контроля качества металлических изделий и может быть испольэоваяо в различных O областях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышеьие точности измерения и упрощение способа эа счет уменьшения влияния изменений зазора между преобразователем и поверхностью контролируемого иэделия и сокращения числа операций.

„„80„„1490568 A 1

2 тель подключают так, чтобы напряжение на нем имело максимальное значение при номинальном зазоре между преобразователем и поверхностью ненагруженного о =раэца. Выбирают компенсирующее напряжение совпадающим по фазе с мак" симальным напряжением преобразователя, а величину его устанавливают такой, чтобы изменения скомпенсированного сигнала при изменении зазора были минимальными. Нагружая образец, снимают тарировочную зависимость скомпенсированного сигнала от механических напряжений. Устанавливают преобразователь на контролируемую поверхность изделия, измеряют величину скомпенсированного сигнала преобразователя и по полученной тарировочной зависимости определяют величину механических напряжений, причем при изме- С рениях и снятии тарировочной зависимости преобразователь Устанавливают Я с зазором, при котором фаза напряже- saaL ния преобразователя совпадает с фазой Д компенсирующего напряжения. 3 ил. C©

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа на фиг.2 годографы вектора напряжения преобразователя от изменения немагнитного а зазора (Ь) между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия для трех значений механических напряжений (Ь); на фиг.3 — зависимости напряжения преобразователя и скомпенсированного сигнала от изменения фазы напряжения преобразователя, вы 1490508

4 званного изменением зазора, для трех значений механических напряжений: напряжения растяжения, напряжения, pasного нулю, и напряжения сжатия.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит автогенератор 1, рабочий резонансный контур

2, компенсационный резонансный контур 3, вычитающий блок 4, индикатор 5 равенства фаз, переключатель 6, амплитудный детектор 7 и индикатор 8.

На фиг.2 позициям 9, 10 и 11 соответствуют годографы вектора напряжения преобразователя от изменения зазора для трех значений механических напряжений 6: напряжения сжатия, напряжения, равного нулю, и напряжения растяжения.

На фиг.3 позициям 12, 13 и 14 со, ответствуют напряжения преобразователя, а позициям 15, 16 и 17 соответствуют напряжения скомпенсированного сигнала от изменений фазы Ц напряже- ° ния преобразователя, вызванные изме- 25 нением зазора для трех значений механических напряжений: напряжений растяжения (позиции 12 и 15), напряжений, равных нулю (позиции 13 и 16), и напряжений сжатия (позиции 14 и 17). gp

Способ осуществляют следующим образом.

Преобраэоватсль включают в рабочий резонансный контур 2. Запитывают от автогенератора 1 рабочий и компенсационный резонансные контуры 2 и 3.

Переключателем 6 соединяют вход амплитудного детектора 7 с рабочим резонансным контуром 2, емкость которого выбирают такой, чтобы при номи- 40 нальном зазоре напряжение преобразователя имело максимальное значение, фиксируя его индикатором 8. Не изменяя зазора, настраивают компенсационный резонансный контур 3 так, чтобы компенсирующее напряжение (V„) совпадало по фазе с максимальным напряжением преобразователя (U ), контролируя индикатором 5 равенство фаэ, смещая тем самым начало координат по линии вектора максимального напряжения, являющейся нормалью к годографу вектора напряжения преобразователя от изменения зазора (фиг.2). Переключателем 6 c,îåäèíÿþò вход амплитудного детектора 7 с выходом вычитающего ! блока 4. Устанавливают величину компенсирующего напряжения (U „) такой, чтобы изменения скомпенсированного сигнала при изменении зазора в окрестности номинального были минимальными, контролируя их индикатором 8.

Нагружая образец, снимают тарировочную зависимость скомпенсированного сигнала от механических напряжений.

Устанавливают преобразователь на поверхность контролируемого иэделия.

Снимают показания индикатора 8 и по полученной тарировочной зависимости определяют механические напряжения, причем при измерениях и снятии тарировочной зависимости преобразователь устанавливают с зазором, при котором фаза напряжения преобразователя совпадает с фазой компенсирующего напряжения, контролируя по индикатору 5 равенство фаз.

Использование предлагаемого спосо-, ба повышает точность измерений механических напряжений в изделиях из различных марок стали путем уменьшения влияния немагнитного зазора между преобразователем и контролируемой поверхностью, а также позволяет производить измерения на неподготовленной поверхности изделий, покрытых неметаллическими покрытиями (лаки, краски и т.д.).

Формула и з о б р е т е н и я

Способ измерения механических напряжений в металлических изделиях, заключающийся в том, что предварительно вихретоковый преобразователь размещают над образцом с заданным зазором и компенсируют его сигнал, получают тарировочную зависимость величины разностного сигнала от величины механических напряжений в образце, затем преобразователь устанавливают над изделием с заданным зазором и по отклонению разностного сигнала судят о величине механических напряжений в изделии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения способа, компенсирующее напряжение выбирают совпадающим по фазе с максимальным напряжением на преобразователе, амплитуду компенсирующего напряжения подбирают такой, чтобы при изменении зазора изменение разности компенсирующего напряжения и напряжения на преобразователе было минимальным, при получении зависимости раэностного сигнала

5 1490508 6 от механических напряжений на образце дение фаэ компенсирую его напряжении и при измерениях поддеркивают совпа- напряжения преобразователя.

Фиг. 1

Фиг.2

1490508

Составитель И.Кесоян

Техред А.Кравчук

Редактор А.Ревин

Корректор Л.Бескид

Заказ 3744/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101