Способ вибрационного контроля изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в силовых элементах несущих поверхностей летательных аппаратов. Цель изобретения - снижение трудоемкости и стоимости вибрационного контроля. Для реализации способа на контролируемое изделие воздействуют силовым гармоническим возбуждением с частотой, равной второй собственной частоте изгибных колебаний. Упругие колебания изделия возбуждают с помощью одной гармонической силы, прикладываемой в среднем сечении по длине изделия. Дефектность определяют по факту возникновения изгибных упругих колебаний изделия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В (Ь (л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4668162/28 (22) 28.03.89 (46) 30.04.91. Бюл. N- 16 (71) Рижский политехнический институт им, А. Я. Пельше (72) В. И. Бересневич, С, Л. Цыфанский, А. Б. Окс и М. А. Магоне (53) 629.735.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1364975, кл. G 01 N 29/04, 1986. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в однородных по длине иэделиях балочного типа, например в силовых элементах несущих поверхностей летательных аппаратов.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и стоимости контроля, На чертеже изображена структурная схема устройства для реализации способа вибрационного контролй изделий (пример реализации способа).

Контролируемое изделие в виде балки 1 закреплено.с обеих сторон с помощью шарниров 2. В среднем сечении по длине балки

1 (симметрично относительно ша(знирных опор 2) установлен вибровозбудитель 3 (например, электромагнитный или пьезоэлект; рический), генерирующий гармоническую вынуждающую силу вида P з! и а t. Для управления работой вибровозбудителя 3 предназначен генератор 4 синусоидального

„.,5U„„1645889 А1 для обнаружения дефектов в силовых элементах несущих поверхностей летательных аппаратов. Цель изобретения — снижение трудоемкости и стоимости вибрационного контроля. Для реализации способа на контролируемое иэделие воздействуют силовым гармоническим возбуждением с частотой, равной второй собственной частоте изгибных колебаний. Упругие колебания иэделия возбуждают с помощью одной гармонической силы, прикладываемой в среднем сечении по длине изделия. Дефектность определяют по факту возникновения изгибных упругих колебаний изделия. 1 ил, напряжения, а для регистрации параметров изгибных колебаний балки 1 — амплитудный преобразователь 5, усилитель 6, полосовой фильтр 7 и измерительный прибор 8 (например, вольтметр или осциллограф).

Способ вибрационного контроля иэделий осуществляется следующим образом.

К точке контролируемого изделия 1, расположенной в среднем по длине сечения, с помощью вибровозбудителя 3 прикладывается внешняя гармоническая вынуждающая сила вида P sin cut. Путем плавного изменения настройки генератора 4 синусоидального напряжения частота ьвынуждающей силы устанавливается равной второй собственной частоте сщ, изгибных колебаний балки 1. Возникшие иэгибные колебания балки

1 на частоте а г регистрируются с помощью измерительного прибора 8, сигнал на который подается от амплитудного преобразователя 5 через усилитель 6 и фильтр 7 (с помощью фильтра 7 из спектра изгибных

1645889

Составитель Е.Хомяков

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор З.Ходакова

Заказ )553 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 колебаний балки 1 выделяется полоса частот, лежащая вблизи второй собственной частоты а ).

При отсутствии повреждения в балке 1 ее инерционно-жескостные параметры постоянны по длине l. Поэтому собственные иэгибные колебания балки 1 по второй форме антисимметричны относительно Y (пунктирная линия на чертеже); при этом в точке

А, расположенной в среднем сечении по длине балки, амплитуда изгибных колебаний всегда равна нулю (узел второй формы колебаний). Это приводит к тому, что внешняя вынуждающая сила вида P sin вт, приложенная в точке А, работы на частоте ар, не совершает. Поэтому, несмотря на приложение к целой балке (в точке А) внешней вынуждающей силы, вынужденные изгибные колебания контролируемого объекта по второй форме не возникают.

Картина резко меняется при появлении в балке 1 повреждения. Наличие даже небольшого по величине повреждения приводит к локальному уменьшению изгибной жесткости балки в районе дефекта, в связи с чем нарушается симметрия инерционножесткостных параметров изделия относительно оси Y. Форма собственных иэгибных колебаний балки 1 по второй форме также перестает быть симметричной (сплошная линия на чертеже), что, в частности, выражается в некотором смещении узловой точки иэ положения x=l/2. В результате амплитуда Уо собственных иэгибных колебаний балки в точке А перестает быть равной нулю, и

5 внешняя вынуждающая сила P sin а) t начинает совершать положительную работу. Поэтому вынужденные изгибные колебания поврежденной балки 1 по второй форме возникают даже в случае приложения внешней

10 силы P sin в t, генерируемой вибровоэбудителем 3, строго в среднем сечении по длине (x=l/2). Таким образом, по факту возникновения изгибных колебаний контролируемого изделия по второй форме судят о наличии

15 в нем повреждения.

Формула изобретения

Способ вибрационного контроля изделий, заключающийся в том, что на контроли20 руемое изделие воздействуют силовым гармоническим возбуждением с частотой, равной второй собственной частоте иэгибHblx колебаний, и по возникновению иэгибных упругих колебаний изделия определяют

25 его дефектное состояние, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости и стоимости контроля, упругие колебания возбуждают с помощью одной гармонической силы, прикладываемой в точке распо30 ложения узла иэгибных колебаний изделия по второй собственной форме.