Акустический способ исследования прочностных характеристик материалов

 

!

О П И С-А Н И Е «)67О882

Союз Соеетскил

Социалистических

Республик

ИЗОБР ЕТЕ Н И и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. св д-ву— (22) Заявлено 04,01.77 (21) 2443765 25-28 с присо динением заяваои №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 11.07.79, 51) 11.Kл.- G 01 N 29 04

Государстнвнный комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179.16 (0SS.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Дурасов, В. П. Лукоянов и P. Г. Гумеров (71) Заявитель

{54) АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля физико-механических характеристик бетонных и железобетонных изделий.

Известен акустический способ контроля прочностных характеристик материалов, заключающийся в измерении времени распространения ультразвуковых колебаний между преобразователями и фиксации появления трещины по изменению этого времени (1).

Недостаток данного способа заключается в невысокой чувствительности контроля, что связано с зависимостью измеряемого параметра от многих факторов проведения контроля.

Известен также акустический способ определения упругих характеристик бетона и дефектов его структуры, заключающийся в возбуждении излучающим преобразователем в материале акустических колебаний, фиксации приемным преобразователем составляющих скорости колебания на другом участке поверхности возбуждения и в геометрическом суммировании этих составляющих на экране индикатора (2).

Однако этот способ не позволяет обнаружить поверхностные дефекты и определить их местоположение.

С целью обнаружения поверхностных трещин по предлагаемому акустическому способу исследования прочности характеристик материалов на экране индикатора ре5 гпстрируют угол между направлением начального вектора скорости и осью прозвучиванпя, по величине этого угла судят î íàlичин трещины, а местоположение и глубину ее определяют по расстоянию между преоб10 разователями, при котором наблюдается максимальное значение угла.

На фпг. 1 представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 и 3 — осциллограммы контроля

16 материала.

В материал 1 нормально к поверхност« излучателем 2 посылается акустический сигнал. Через материал этот сигнал достигает участка поверхности, к которому при20 жат V-образный наконечник 3 составного двухкомпонентного звукоприемника. Электроакустические элементы 4 и 5 (например пьезоэлементы) скреплены с верхни vIH наклонными площадками наконечника.

Оба сигнала раздельно и одновременно усиливаются идентичными усилителями 6 и 7 и подаются на отклоняющие пластинки индикатора 8, на экране которого фиксируется кривая 9 изменения суммарной скорости колебания поверхности.

670882

При отсутствии поверхностной трещины угол а между направлением прозвучивания 10 и вектором 11 началь!ной! скорости колебания равен 75, в противном случае этот угол увеличивается.

Поверхность материала испытывается по площади двумя преобразователями (излучателем и приемником), расстояние между которыми выбирается в 4 — 6 раз больше ожидаемой глубины трещин. При испытаниях проводится фиксация угла между ос! !о прозвучивания и вектором начальной скорости, и если отмечастся переход вектора скорости,из первого во второй квадрант шкалы и!ндикатора, это свидетельст!вует î 15 наличии дефекта в зоне прозвучивания. Параллельное смещение преобразователей позволяет найти середину дефекта, установить его протяженность в длину, а также угол, под которым он находится по отношению к линии прозвучи вания.

Для измерения глубины один или оба преобразователя сближают до тех пор, пока угол а вектора не увеличится на 180 по 25 сра!внению с первоначальным углом на 6с3дефектном участке. Отметив на поверхности место расположения того преобразователя, при перемещении которого был зафиксирован максимальный угол а, его несколько 30 удаляют от дефекта и приближают второй преобразователь к дефекту снова до полного возрастания угла. Отметив место контакта второго преобразователя на поверхности, находят глубину дефекта, как,половину расстояния между отметками на поверхности.

Местоположение скрытого дефекта будет посередине между отметками.

Методика обнаружения трещин и измерения ее глубины по показател!о исключает необходимость измерений о!резко« времени, «ьшислений скорости упругих волн, а также не требует каких-либо амплитудных спектральных или фазовых измерений. Поэтому снижа!отся требования к акустическому ко!!такту межд наконечниками преооразо«ателей и поверхностью материала. !

Формула изобретения

Акустический способ исследования прочностных характеристик материалов, заключающийся в возбуждении излучающим преобразователем в материале акустических колебаний, фиксации приемным преобразователем составляющих скорости колебания на другом участке поверхности возбуждения и в геометрическом суммировании этих составляющих на экране индикатора, отличающийся тем, что, с цельюобнаруже!!ия поверхностных трещин, на экране индикатора регистрируют угол между направлением начального гектора скорости и осью прозвучивания, по величине этого угла судят о наличии трещины, а местоположение и глубину ее определяют по расстоянию между преобразователями, при котором наблюдают максимальное значение угла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 408208, G 01 N 29/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 390433, G 01 N 29/00, 1973.

670882

Составитель Г. Федоров

Техред А, Камышникова

Корректор И Симкина

Редактор О. 1Оркова

Заказ 455/833 Изд. № 378 Тираж 1089 Подписно.

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>