Акустико-эмисионный способ диагностирования металлических конструкций



Акустико-эмисионный способ диагностирования металлических конструкций
Акустико-эмисионный способ диагностирования металлических конструкций
Акустико-эмисионный способ диагностирования металлических конструкций
Акустико-эмисионный способ диагностирования металлических конструкций

 


Владельцы патента RU 2537747:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) (RU)

Использование: для диагностики и неразрушающего контроля металлических конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения конструкции, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, при этом сначала устанавливают критические значения нагрузки Pкр и коэффициента регрессии kкр, характеризующего изменение числа сигналов акустической эмиссии к изменению нагрузки для бездефектной конструкции, затем конструкцию нагружают до значения нагрузки, превышающей рабочую на (5…10) %, регистрируют при этом число сигналов и нагрузку линейного участка стационарной акустической эмиссии, регистрируют при этом коэффициент регрессии k0, после чего конструкцию нагружают циклической нагрузкой, амплитудное значение которой повышают постепенно на (2…5) %, и при достижении превышения на (15…20) % рабочей нагрузки нагружение прекращают, если в процессе контроля k0<kкр, то конструкцию считают бездефектной, а при значении k0>kкр конструкцию бракуют. Технический результат: повышение достоверности акустико-эмиссионного контроля металлических конструкций. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля металлических конструкций широкого профиля, включая сварные конструкции, сосуды давления, трубопроводы, авиационные и железнодорожные конструкции, мосты и т.д. с использованием метода акустической эмиссии.

Известен способ диагностирования металлических мостовых конструкций и устройство для его осуществления (патент РФ №2240551, МПК7 G01N 29/04. Способ диагностирования мостовых металлических конструкций и устройство для его осуществления / Степанова Л.Н., Муравьев В.В. и др. - приоритет от 20.06.2001 г., Бюл.№32, 2004, принятый за аналог), включающий прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения мостовой металлической конструкции, например, проходящим поездом, оцифровку акустических сигналов, вычисление по ней спектра акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, регистрацию времени прихода акустических сигналов и вычисление по нему координат развивающихся дефектов. Кроме того, одновременно с регистрацией сигналов с акустических преобразователей осуществляют регистрацию динамической деформации, а регистрацию основных параметров акустических сигналов, координат развивающихся дефектов и их спектральных характеристик осуществляют в момент достижения максимума механических деформаций конструкции.

Недостатком данного способа является то, что запись информативных параметров сигналов акустической эмиссии в аналоге осуществляется только в момент достижения в конструкции максимума деформации. Однако поскольку заранее найти величину деформации нельзя, то нельзя определить и максимум деформаций, а, следовательно, выставить по ним порог и найти промежуток времени, в течение которого необходимо осуществить запись акустико-эмиссионных сигналов. Поэтому порог срабатывания по деформациям выставляется по величине динамической деформации, измеренной до момента приема акустического сигнала. В результате этого возможна потеря акустико-эмиссионной информации, вследствие чего локализация дефектов определяется с большой погрешностью. Кроме того, процесс поиска максимума деформаций и определение промежутка времени, в течение которого должна производиться запись акустико-эмиссионной информации, весьма сложен и занимает большой промежуток времени. Это приводит к уменьшению быстродействия устройства, к потере информации и снижению достоверности результатов измерений.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ диагностирования металлических конструкций и устройство для его осуществления (Пат. РФ №2339938, МПК7 G01N 29/04, приоритет от 14.02.2007, Бюл.№33, 2008 г., принятый за прототип), включающий прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения металлической конструкции циклической нагрузкой, регистрацию динамических деформаций, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, регистрацию времени прихода акустических сигналов и вычисление по нему координат развивающихся дефектов. Кроме того, одновременно с регистрацией динамической деформации выполняется регистрация времени прихода сигнала акустической эмиссии при минимальном Uпорmin пороге, равном минимальному уровню шумов, и максимальном пороге, равном Uпорmax=(Uпорmin+Uдоб), где Uдоб - добавочное значение порогового уровня, равного разности между минимальным и максимальным уровнями шумов, а по измеренной деформации осуществляется определение фазы ξ нагрузки по формуле:

ξ = a r c s i n ε ε m a x

где ε - текущая деформация; εmax - максимальная деформация,

и по фазе нагрузки выполняется кластеризация для каждого акустического сигнала, находится целевая функция кластеризации из условия:

α = α r 2 + α ξ 2 ; α ξ = C ξ ϕ ( λ )

где φ(λ) - функция нормального распределения; λ - нормированное отклонение фазы нагрузки; α r = C r S r л л о S K i r л о к - геометрический признак, равный отношению площади области локализации сигнала акустической эмиссии, полученной при минимальном и максимальном значениях порогового уровня, и площади перекрытия области локализации сигнала и кластера; Cξ - «весовой» коэффициент фазы нагрузки; Cr - «весовой» коэффициент геометрического признака; Srлло - площадь области локализации сигнала; SKi∩rлло - площадь перекрытия области локализации сигнала в кластере, если число сигналов в таком кластере превышает заданный порог по количеству акустических сигналов, то это соответствует наличию дефекта с координатами, равными координатам центра кластера.

Недостатком способа, принятого за прототип, является невозможность контроля и изменения (при необходимости) скорости нагружения. Кроме того, такие испытания всегда проводятся при циклическом нагружении, период и амплитуда которых выбираются отдельно и не связаны с параметрами акустической эмиссии, то есть процесс разрушения и безопасность испытаний никак не контролируются регистрируемыми характеристиками сигналов акустической эмиссии, напрямую связанными с процессом разрушения объекта диагностирования.

При разработке заявляемого акустико-эмиссионного способа диагностирования металлических конструкций была поставлена задача повышения достоверности результатов контроля за счет того, что по параметрам регистрируемых сигналов акустической эмиссии устанавливают оптимальные для выявления дефектов параметры нагружения: тип нагружения, скорость изменения нагрузки, частоту циклического нагружения, амплитудное значение нагрузки. Кроме того, в заявляемом способе (в отличие от прототипа) повышается достоверность выявления развитых дефектов за счет использования накопленных сигналов акустической эмиссии при многократном нагружении с изменяющейся амплитудой и частотой нагрузки.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом акустико-эмиссионном способе диагностирования металлических конструкций, заключающемся в том, что осуществляют прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения конструкции, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех. Кроме того, сначала устанавливают критические значения нагрузки Pкр и коэффициента регрессии kкр, характеризующего изменение числа сигналов акустической эмиссии к изменению нагрузки для бездефектной конструкции, затем конструкцию нагружают до значения нагрузки, превышающей рабочую на (5…10) %, регистрируют при этом число сигналов и нагрузку линейного участка стационарной акустической эмиссии, регистрируют при этом коэффициент регрессии k0, после чего конструкцию нагружают циклической нагрузкой, амплитудное значение которой повышают постепенно на (2…5) %, и при достижении превышения на (15…20) % рабочей нагрузки нагружение прекращают, если в процессе контроля k0<kкр, то конструкцию считают бездефектной, а при значении k0>kкр конструкцию бракуют.

Кроме того, критический коэффициент регрессии определяют по формуле k к р = ( 3 5 ) Δ N Б Δ P Б , где ΔPБ, ΔNБ - соответственно изменения нагрузки и числа сигналов акустической эмиссии бездефектной конструкции.

Кроме того, скорость и частоту нагружения регулируют в зависимости от регистрируемой активности и затухания сигналов акустической эмиссии таким образом, чтобы количество нерегистрируемых сигналов не превышало 1-5%.

На фиг.1 приведен график зависимости прикладываемой нагрузки от времени в процессе акустико-эмиссионного контроля.

На фиг.2 приведен график зависимости числа сигналов акустической эмиссии от нагрузки, прикладываемой к конструкции при статическом нагружении.

На фиг. 3 приведены зависимости нагрузки и активности сигналов акустической эмиссии от времени.

На фиг.4 приведена локализация сигналов акустической эмиссии при испытаниях боковой рамы тележки грузового вагона.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Сначала устанавливают критическое значение нагрузки Pкр, равное максимальной рабочей нагрузке конструкции Pраб, а критический коэффициент регрессии kкр, равным:

k к р = ( 3 5 ) Δ N Б Δ P Б

где ΔPБ, ΔNБ - соответственно изменения нагрузки и числа сигналов акустической эмиссии при испытаниях бездефектных конструкций, не бывших в эксплуатации.

Затем проводят статическое нагружение (фиг.1), прикладывая к конструкции монотонно возрастающую нагрузку до величины Pст, которая на (5…10) % выше максимальной рабочей нагрузки. Одновременно проводят прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех. Регистрируют число сигналов акустической эмиссии и нагрузку линейного участка стационарной акустической эмиссии (фиг.2) и определяют коэффициент регрессии k 0 = Δ N Δ P . В процессе статического нагружения регистрируют число сигналов N и нагрузку P0 начала линейного участка стационарной акустической эмиссии по графику изменения N(P) и k0=tg(α) (фиг.2):

N = k 0 ( P P 0 ) ,

Если нагрузка начала линейного участка P0 больше критической P0>Pкр или коэффициент k0<kкр, то проводят циклическое нагружение (фиг.1). Частоту циклического нагружения регулируют в зависимости от максимальной активности N ˙ сигналов акустической эмиссии (фиг.3):

V l + 1 = v 0 N ˙ к р N ˙ j + N ˙ к р 2 ,

где l - порядковый номер цикла; V0 - начальная частота, соответствующая

1 2 Δ t = ( 30..40 ) c .

В процессе циклического нагружения скорость изменения нагрузки V регулируют в зависимости от активности сигналов акустической эмиссии N ˙ и их затухания следующим образом (фиг.3). Устанавливают начальную скорость изменения нагрузки, равной V 0 = P с т Δ t . На интервале времени tj определяют активность сигналов акустической эмиссии N ˙ j . При этом скорость изменения нагрузки Vj+1 в следующий момент времени tj+1 устанавливают равной:

V j + 1 = v 0 N ˙ к р N ˙ j + N ˙ к р 2

где N ˙ к р - предельная активность сигналов акустической эмиссии, которая может быть зарегистрирована в данной конструкции и зависящая от коэффициента затухания δ:

N к р = k 3 δ ,

где k3 - коэффициент затухания, равный отношению максимальной амплитуды сигналов акустической эмиссии к порогу регистрации. Такая скорость нагружения позволяет регистрировать максимальное число сигналов акустической эмиссии в объекте контроля и получать более достоверную информацию о его состоянии.

На фиг.3 в интервале времени tj-1 наблюдается высокая активность N ˙ сигналов акустической эмиссии, поэтому для интервала времени tj устанавливают низкую скорость изменения нагрузки V, а в интервал времени tj наблюдается низкая активность сигналов акустической эмиссии, поэтому устанавливают высокую скорость изменения нагрузки для интервала времени tj+1.

Если нагрузка начала линейного участка P0 меньше критической P0<Pкр и коэффициент k0>kкр, то нагружение останавливают и конструкцию бракуют.

Максимальную нагрузку цикла постепенно повышают на (2…5) % через каждые Δn циклов в зависимости от коэффициента k 0 = Δ N Δ P до нагрузки, превышающей максимальную рабочую нагрузку на (15…20) %.

В процессе циклического нагружения регистрируют и накапливают в промежутке времени, соответствующем Δn циклов, число сигналов N и нагрузку P, по которым определяют нагрузку P0 начала линейного участка стационарной акустической эмиссии и коэффициент k0 отношения изменения числа сигналов ΔN акустической эмиссии к изменению нагрузки ΔP. Если после Δn циклов коэффициент k0<kкр, то амплитуду циклической нагрузки повышают на (2…5) %. Если при достижении максимальной нагрузки на (15…20) % выше максимальной рабочей нагрузки и выполняется неравенство k0<kкр, то конструкцию считают бездефектной.

Предложенный способ был реализован при контроле боковых рам коробчатого сечения тележки грузового вагона. Максимальная рабочая нагрузка конструкции с разрешенной статической нагрузкой на ось, равной P о с ь = 230 к Н , и с учетом динамики движения принята равной P р а б = P о с ь + 0 , 6 P о с ь = 368 к Н .

Критическое значение нагрузки установили равным P к р = P р а б = 368 к Н , а критический коэффициент, определенный экспериментально в предварительных испытаниях новых боковых рам без усталостных дефектов, равным:

k к р = 0 , 43 1 к H . ( 1 )

Затем провели статическое нагружение боковой рамы монотонно возрастающей нагрузкой до величины P с т = 387 к Н и одновременно проводили прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, регистрацию времени прихода акустических сигналов и вычисление по нему координат развивающихся дефектов (Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии /Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н. и др. - / Под ред. Л.Н. Степановой, В.В. Муравьева - М.: Машиностроение, 2004, с. 74-81). Локализация сигналов акустической эмиссии в исследуемой боковой раме коробчатого сечения тележки грузового вагона приведена на фиг.4.

В процессе предварительных испытаний установлено значение коэффициента затухания δ=5851 1/с и коэффициент, равный отношению максимальной амплитуды сигналов акустической эмиссии к порогу регистрации k3=46. При этом предельная активность сигналов акустической эмиссии составила N ˙ к р = 127 1 / c . В процессе нагружения скорость изменения нагрузки V регулировали в зависимости от активности сигналов акустической эмиссии N ˙ (таблица 1).

В процессе статического нагружения определяют нагрузку начала линейного участка стационарной акустической эмиссии, равную P0=362 кН. При этом коэффициент, соответствующий отношению изменения числа сигналов акустической эмиссии, вызванных приращением нагрузки, равен k 0 = 0.18 1 к H .

Таблица 1
Время, активность и скорость изменения нагрузки при статических испытаниях
N ˙ п/п 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ..
ti, c 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 ..
N ˙ i ,
1/c
0 0 10 18 17 16 19 21 14 13 18 10 18 13 ..
Vi,
кH/c
12,9 12,9 12,9 11,0 9,8 9,9 10,0 9,7 9,4 10,4 10,5 9,8 11,0 9,8 ..

Из формулы (1) следует, что выполняется неравенство и коэффициент k0<kкр. Затем провели циклическое нагружение боковой рамы. Частоту циклического нагружения регулировали в зависимости от максимальной активности сигналов акустической эмиссии:

V l + 1 = v 0 N ˙ к р N ˙ j + N ˙ к р 2 ,

где l - порядковый номер цикла.

В таблице 2 приведены данные по частоте, активности и количеству циклов нагружения боковой рамы.

Таблица 2
Зависимость частоты и активности от количества циклов нагружения
Номер цикла 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ..
N ˙ i ,
1/c
5 8 12 15 4 124 25 21 29 5 42 ..
v1, 1/c 0,20 0,37 0,36 0,34 0,32 0,38 0,14 0,29 0,30 0,27 0,37 ..

Максимальную нагрузку цикла повышали через каждые Δn=10 циклов на 18 кН до максимальной нагрузки 441 кН. Одновременно регистрировали и накапливали на базе Δn=10 циклов число сигналов N и нагрузку P, по которым определили нагрузку P0 начала линейного участка стационарной акустической эмиссии и коэффициент k0 отношения изменения числа сигналов акустической эмиссии к изменению нагрузки (таблица 3).

Поскольку после 30 циклов коэффициент k0=0,48 1/кН превышает критическое значение, равное kкр=0,43 1/кН, а нагрузка P0=321 кН ниже критического значения Pкр=368 кН, то боковую раму бракуют.

Таблица 3
Зависимость нагрузки P0 начала линейного участка стационарной акустической эмиссии и коэффициента K0 изменения числа сигналов к изменению нагрузки от номера цикла нагружения
Номер цикла 10 20 30
P0, кН 351 346 321
k0, 1/кН 0,32 0,39 0,48

Способ был опробован экспериментально на 12 дефектных и бездефектных боковых рамах коробчатого сечения тележек грузовых вагонов. Результаты измерения параметров диагностирования двенадцати боковых рам представлены в таблице 4.

По параметрам регистрируемых сигналов акустической эмиссии устанавливают оптимальные для выявления дефектов параметры нагружения. Скорость изменения нагрузки и частоту циклического нагружения регулируют в зависимости от активности сигналов акустической эмиссии. При увеличении активности скорость изменения нагрузки уменьшают, а при снижении активности - повышают. Таким образом, в отличие от прототипа, уменьшается вероятность пропуска сигналов акустической эмиссии от развивающихся дефектов из-за наложения сигналов акустической эмиссии, как при статическом, так и при циклическом нагружении. Кроме того, заявляемый способ позволяет обнаруживать дефекты, которые при нагружении монотонно возрастающей нагрузкой не выявлялись. Повышение вероятности выявления дефекта, по сравнению с прототипом, достигается за счет накопления сигналов акустической эмиссии при циклическом нагружении и постепенного увеличения амплитудного значения нагрузки. При этом обеспечивается оптимальная затрата времени, что особенно важно при организации поточного контроля конструкций в депо.

Таблица 4
Результаты диагностирования боковых рам грузовых вагонов при величине базовой статической нагрузки, равной 387 кН, и kкр=0,43
Зав. № детали Число сигналов k0 cm, 1/кН k, 1/кН кН Количество циклов Результат контроля
T103 6 0,015 0,07 441 40 Годная
8752 10 0,026 0,16 441 40 Годная
19644 4 0,08 0,11 441 40 Годная
25036 8 0,17 0,27 441 40 Годная
53104 9 0,18 0 441 40 Годная
25969 16 0,4 0,66 405 20 Брак
T91013 7 0,18 0,48 441 40 Брак
8172 17 0,68 - - - Брак
79151 16 0,32 0,55 387 10 Брак
6492 19 0,44 - - - Брак
6667 17 0,36 1,62 405 20 Брак
66991 20 0,44 - - - Брак

1. Акустико-эмиссионный способ диагностирования металлических конструкций, включающий прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения конструкции, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, отличающийся тем, что сначала устанавливают критические значения нагрузки Pкр и коэффициента регрессии kкр, характеризующего изменение числа сигналов акустической эмиссии к изменению нагрузки для бездефектной конструкции, затем конструкцию нагружают до значения нагрузки, превышающей рабочую на (5…10) %, регистрируют при этом число сигналов и нагрузку линейного участка стационарной акустической эмиссии, регистрируют при этом коэффициент регрессии k0, после чего конструкцию нагружают циклической нагрузкой, амплитудное значение которой повышают постепенно на (2…5) %, и при достижении превышения на (15…20) % рабочей нагрузки нагружение прекращают, если в процессе контроля k0<kкр, то конструкцию считают бездефектной, а при значении k0>kкр конструкцию бракуют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что критический коэффициент регрессии определяют по формуле k к р = ( 3 .. 5 ) Δ N Б Δ P Б , где ΔPБ, ΔNБ - соответственно изменения нагрузки и числа сигналов акустической эмиссии бездефектной конструкции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость и частоту нагружения регулируют в зависимости от регистрируемой активности и затухания сигналов акустической эмиссии таким образом, чтобы количество нерегистрируемых сигналов не превышало 1-5%.



 

Похожие патенты:

Использование: для диагностики наличия трещин в ходовых частях тележки подвижного состава. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют прием, регистрацию и обработку сигналов от преобразователей акустической эмиссии в процессе движения подвижного состава, который прогоняют по железнодорожному пути, при этом на заданном участке железнодорожного пути создают искусственные неровности в вертикальной плоскости, на которые устанавливают преобразователи акустической эмиссии, по параметрам сигналов с которых судят о наличии трещин в ходовых частях тележки подвижного состава.

Использование: для контроля зоны термического влияния сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что сварное соединение подвергают термическому воздействию, регистрируют сигналы акустической эмиссии и по их параметрам судят о качестве сварного соединения, при этом сигналы акустической эмиссии инициируют локальным термическим воздействием поочередно в точках контроля, расположенных на линии, перпендикулярной сварному шву, строят зависимость параметров данных сигналов для каждой контрольной точки от ее расстояния до сварного шва и по указанной зависимости оценивают размер зоны термического влияния как расстояние между наиболее удаленными от сварного шва контрольными точками, в которых значение суммарной энергии акустических сигналов ниже, чем в основном (не подвергнутом термическому влиянию при сварке) металле сварного соединения.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения изменения напряженного состояния горного массива. Технический результат направлен на повышение длительности определения изменений напряженного состояния горного массива в окрестностях выработок в ходе непрерывных мониторинговых акустико-эмиссионных измерений перемещения вглубь массива зоны опорного давления.

Использование: для акустико-эмиссионного контроля качества сварных стыков рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что производят сварку стыка, обрубку грата, регистрируют сигналы акустической эмиссии при остывании сварного шва, измеряют скорость счета сигналов акустической эмиссии, разбивают время контроля на интервалы, по превышению скорости счета сигналов акустической эмиссии порогового значения хотя бы в одном из интервалов судят о качестве сварного шва, при этом дополнительно определяют медиану энергии сигналов акустической эмиссии, задают пороговые величины по средним значениям скорости счета и медианы энергии локализованных сигналов акустической эмиссии в двух равных интервалах времени при остывании сварного шва и при превышении скорости счета и медианы энергии сигналов их пороговых значений на любом из интервалов сварной стык бракуют.

Использование: для контроля дефектности сляба. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют установку датчиков акустической эмиссии на поверхности холодного сляба в порядке, обеспечивающем контроль всего материала сляба, механическое нагружение сляба за счет использования собственного веса сляба до напряжений от 20 до 80% предела текучести материала сляба, выдержку под нагрузкой не менее 1 мин, регистрацию сигналов акустической эмиссии и их обработку, определение координат источников акустической эмиссии и определение возможности дальнейшего использования сляба в производстве горячекатаной полосы путем сравнения диагностического параметра WАЭ с допустимым значением диагностического параметра [WАЭ] и при WАЭ>[WАЭ] сляб считают непригодным для дальнейшей прокатки.

Использование: для оперативного определения качества микроструктуры титанового сплава упругого элемента. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют более одного нагружения исследуемого упругого элемента нагрузкой до максимальной деформации с регистрацией сигналов акустической эмиссии при каждом нагружении.

Использование: при акустико-эмиссионной диагностике материалов и конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что на контролируемом изделии устанавливают два преобразователя акустической эмиссии, определяют закон затухания звука, принимают сигналы акустической эмиссии, генерируемые дефектом изделия в процессе эксплуатации или нагружения, регистрируют моды волн Лэмба в виде волнового пакета, получают частотно-временную зависимость на спектрограммах, выделяют энергетические максимумы антисимметричных и симметричных мод, по разнице во времени прихода энергетических максимумов на выбранных частотах определяют расстояние между преобразователями и источником акустической эмиссии, затем, используя ранее установленный закон затухания, рассчитывают координаты дефекта изделия.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля, а именно к виброакустическим методам, и может найти применение для физического контроля железобетонных опор со стержневой напрягаемой арматурой.

Использование: для выявления шумоподобных источников акустической эмиссии во время диагностирования, мониторинга, оценки состояния и ресурса объектов контроля с применением локационных методов акустической эмиссии.

Использование: для исследования деформации и напряжений в хрупких тензоиндикаторах. Сущность: что проводят акустико-эмиссионнные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензопокрытии, при этом дополнительно измеряют концентрацию аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензопокрытия, при этом при скорости изменения нагрузки до 0,1 кН/с с учетом 30-секундной поправки на задержку регистрации диагностируют процесс разрушения оксидной пленки тензоиндикатора и материала подложки.

Использование: для акустико-эмиссионной диагностики морских ледостойких сооружений. Сущность изобретения заключается в том, что в критичных узлах конструкции сооружения устанавливают акустико-эмиссионные преобразователи звукового диапазона частот, регистрируют сигналы акустической эмиссии и по параметрам сигналов акустической эмиссии определяют степень дефекта конструкции сооружения, при этом дополнительно устанавливают в критичных узлах конструкции сооружения группу акселерометров, воспринимающих механические напряжения низкочастотных колебаний инфразвукового диапазона частот, а затем вычисляют первую функцию взаимной корреляции между сигналами, поступающими от акустико-эмиссионных преобразователей и акселерометров, а затем вторую функцию взаимной корреляции между сигналами, поступающими от каждой пары ближайших акустико-эмиссионных преобразователей, при этом дефекты сооружения обнаруживают по амплитуде и форме максимумов от каждой функции корреляции, а координаты дефектов определяют по временной задержке максимума второй функции корреляции между каждой парой акустико-эмиссионных преобразователей. Технический результат: повышение надежности обнаружения и диагностики скрытых дефектов морских ледостойких сооружений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения оптимальной депрессии на нефтяной пласт. Техническим результатом является повышение точности определения оптимальной депрессии на пласт. Способ включает снятие индикаторной диаграммы зависимости дебита скважины от депрессии на пласт и определение максимума зависимости, соответствующего оптимальной депрессии. Снимают зависимость упруго-деформационной характеристики, например скорости распространения упругой волны от перового давления в образце керна, отобранном из пласта и помещенном в гидрокамеру со всесторонним давлением, соответствующим условиям естественного залегания, затем плавно снижают поровое давление до пластового давления со скоростью, не превышающей скорость релаксации предельных напряжений в керне, о которой судят по отсутствию акустической эмиссии, и далее продолжают снижать поровое давление уже в качестве депрессии на керн, и по началу резкого уменьшения градиента изменения этой зависимости при достижении предела пластичности и возникновения акустической эмиссии судят о предельной величине оптимальной депрессии. 1 ил.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и предназначено для определения прочностных характеристик материала. Сущность изобретения заключается в том, что способ регистрации сигналов акустической эмиссии, в котором образец материала нагружают с помощью гидропресса, и фиксируют сигнал акустической эмиссии, образец подвергают импульсному воздействию, формируя продольную упругую волну, которая стимулирует массовый синхронный выход дислокаций из кристалла материала, что в результате создает суммарный сигнал акустической эмиссии, устойчиво фиксируемый пьезодатчиком. Технический результат - упрощение регистрации и обработки сигнала акустической эмиссии. 2 ил.

Изобретение относится к области соединения или предотвращения относительного смещения деталей машин или элементов конструкций и направлено на возможность осуществления сплошного контроля натяжения болта. Способ заключается в том, что после сборки болтового соединения, перед окончательной затяжкой на болт с использованием специальной смазки для обеспечения акустического контакта устанавливают преобразователь сигналов акустической эмиссии. Затем производят окончательную затяжку, в процессе которой и определенное время после нее регистрируют сигналы акустической эмиссии, и по результатам анализа полученных сигналов акустической эмиссии судят о качестве болтового соединения. 1 ил.

Использование: для определения ударной вязкости испытуемого образца. Сущность изобретения заключается в том, что собирают акустические данные от акустического датчика с помощью средства сбора акустических данных при приложении к испытуемому образцу нагрузки, при этом указанный акустический датчик связан с испытуемым образцом; определяют одну или более фоновых точек с помощью средства определения фоновых точек; определяют одну или более точек возможного акустического события с помощью средства определения точек возможного акустического события; интерполируют кривую характеристики фонового шума с использованием фоновых точек с помощью средства интерполяции кривой характеристики фонового шума; определяют одну или более точек фактического акустического события с использованием точек возможного акустического события и кривой характеристики фонового шума с помощью средства определения точек фактического акустического события; и вычисляют площадь акустического события, заключенную между точкой фактического акустического события и кривой характеристики фонового шума с помощью средства вычисления площади фактического акустического события. Технический результат: обеспечение возможности определения фактической прочности и ударной вязкости твердых и сверхтвердых компонентов с использованием акустической эмиссии. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в машиностроении для ускоренной автоматизированной оценки обрабатываемости как традиционно применяемых сталей и сплавов в изменяющихся условиях резания, так и новых марок сплавов, наплавленных и композиционных материалов и т.д. Сущность: осуществляют регистрацию параметров сигналов акустической эмиссии - числа импульсов моды амплитудного распределения, соответствующих пластическому деформированию при точении. Для регистрируемого датчиком сигнала акустической эмиссии рассчитывают среднее квадратическое значение сигнала в рассматриваемом интервале времени (Urms). С помощью преобразования Фурье получают амплитудно-частотное представление сигнала акустической эмиссии, определяют значение медианной частоты (Fmed). По их произведению (Urms×Fmed) судят об обрабатываемости материала. Технический результат: сокращение времени и трудоемкости определения обрабатываемости материалов, определение не относительного, а абсолютного значения обрабатываемости. 3 ил., 2 табл.

Использование: для идентификации источников сигналов акустической эмиссии (АЭ). Сущность изобретения заключается в том, что измеряют максимальную амплитуду импульса, число выбросов и длительность импульсов сигналов, после чего на основании проведенных измерений осуществляют распознавание источников сигналов акустической эмиссии. Технический результат: повышение достоверности при распознавании источников сигналов акустической эмиссии. 7 ил.

Использование: для мониторинга технического состояния конструкций, технических устройств, зданий и сооружений в условиях воздействия факторов высокоамплитудных случайных шумов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют регистрацию и анализ сигналов акустической эмиссии путем беспороговой регистрации данных акустико-эмиссионного контроля, которую осуществляют посредством усиления, аналого-цифрового преобразования и записи зашумленного акустико-эмиссионного сигнала без использования амплитудной дискриминации, последующей его цифровой обработки, включающей полосовую частотную фильтрацию, обнаруживают полезный сигнал акустической эмиссии с использованием адаптивного фильтра, который содержит по меньшей мере один входной информационный канал и разделяет зарегистрированный временной ряд на две независимых компоненты - детерминированную сигнальную и случайную шумовую, выделяют сигнал акустической эмиссии с помощью расчета локальных параметров временных рядов сигнала и шума, усредненных в пределах заданного по ширине скользящего временного окна, проводят сравнительный анализ временных рядов сигнала и шума, составленных из значений локальных параметров, и выстраивают на его основе систему характеристических инвариантов, не зависящих от амплитуды и интенсивности шума, которые используют в качестве информативных параметров акустической эмиссии для формирования диагностических признаков наличия дефектов в объекте контроля, проводят классификацию дефектов по степени опасности и принимают решение о техническом состоянии объекта контроля. Технический результат: повышение достоверности и объективности оценки технического состояния объекта контроля с использованием метода акустической эмиссии в широком диапазоне отношений сигнала к шуму, в том числе порядка или меньше единицы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. 1 табл.

Использование: для контроля качества кольцевых сварных швов в процессе многопроходной сварки. Сущность заключается в том, что предварительно осуществляют калибровку объекта контроля путем установки по контуру шва не менее четырех широкополосных преобразователей, сварной шов разбивают на равные сектора, координаты акустических сигналов определяют в полярной системе координат, при этом полярная ось проходит по границе между секторами, каждый сектор находится в пределах где m - количество секторов кольцевого сварного шва; i - текущий сектор; φ - полярный угол, рад, в каждом секторе определяют распределение энергетического параметра MARSE, который равен где U(t) - значение напряжения огибающей акустического сигнала, B; T - заданный интервал времени, с, и число осцилляции в акустическом сигнале, сравнивают их с эталонными распределениями на бездефектном участке сварного шва и при превышении этими параметрами их эталонных значений в каком-либо секторе сварной шов бракуют. Технический результат: обеспечение возможности существенного повышения достоверности контроля дефектов и точности браковки дефектов в кольцевых сварных швах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для обнаружения дефектов в сварных швах в процессе сварки. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения дефектов в сварных швах в процессе сварки содержит измерительный канал, включающий установленный вблизи сварного шва преобразователь акустической эмиссии, последовательно соединенные с его выходом предварительный усилитель, полосовой фильтр, а также аналого-цифровой преобразователь, блок оперативного запоминания акустических сигналов и компьютер с монитором отображения выходных данных, при этом оно снабжено первым амплитудным дискриминатором, соединенным с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу полосового фильтра, вторым амплитудным дискриминатором, причем выходы первого амплитудного дискриминатора соединены с соответствующими входами блока оперативного запоминания и второго амплитудного дискриминатора, блоком записи эталонных сигналов, вход которого соединен с выходом второго амплитудного дискриминатора, блоком вычисления взаимно корреляционных функций, входы которого соединены с соответствующими выходами блока оперативного запоминания и блока записи эталонных сигналов, а также последовательно соединенными с выходом блока вычисления взаимно корреляционных функций блоком фильтрации по уровню коэффициента корреляции, блоком вычисления интегральных энергетических параметров по отдельным группам и дискриминатором браковочного уровня, подключенным к входу компьютера с монитором отображения выходных данных. Технический результат: повышение помехозащищенности устройства и обеспечение возможности одностороннего доступа для сбора данных при использовании единственного преобразователя акустико-эмиссионных сигналов. 1 ил.
Наверх