Способ ультразвукового контроля механических напряжений в изелиях

Способ ультразвукового контроля механических напряжений в изелиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OllHCAHNE „„

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.75 (21) 2139868/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.76.Бюллетень № 89 (51) M. Кл

501 М 29 j00

Государственный комитет

Соавта Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) У ДК 6 2 О. 17 9. 16 (088,8) (45) Дата опубликования описания 16.02.77 1 (72) Авторы изобретения

В.М. Бобренко, Л.В. Булгакова и A.Þ. Детков

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушаюших методов и средств контроля качества материалов (71) Заявитель (5 1) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к неразрушаюшему контролю качества материалов акустическими методами и может быть использовано для определения коэффициента концентрации в резьбе шпилек (болтов).

Известен способ ультразвукового контроля механических напряжений в изделиях, закпючаюшийся в том, что в процессе механического нагружения изделия регистрируют сигналы акустической эмиссии и по 10 их интенсивности судят о контролируемом параметре (1).

Однако таким способом невозможно измерение коэффициента концентраций напряжений. 15

Известен также способ измерения коэффициента концентрации напряжений (фотоупругости), заключающийся в том, что измерение его производят на модели резьбового соединения, выполненного из опти- 20 чески активного материала, а не из самой контролируемой детали 12 J.

Недостатками этого способа являются погрешности ввиду значительного различия упругих характеристик материалов модели 25 и детали и отсутствие возможности автоматизации процесса определения указанной величины, Наиболее близким по технической сушности к предложенному изобретению чвляется способ ультразвукового контроля механических напряжений в изделиях, заключаюшийся в том, что в изделии измеряют скорости распространения ультразвуковых продольных и поперечных волн и по их относительному изменению в процессе механического нагружения изделия судят о контролируемом параметре (31 .

Недостатком способа является невозможность определения также и коэффициента концентрации напряжения в деталях резьбовых соединений.

Для определения также и коэффициента концентрации напряжения в деталях резьбовых соединений фиксируют сигналы акустической эмиссии, затем измеряют предел текучести материала и по соотношению его и относительного изменения скорости распространения ультразвуковых продольных и поперечных волн ипи одного вида из них

532806 судят о коэффициенте концентрации напряжения, В основе предложенного способа лежит использование одновременно двух эффектовакустоупругости (изменение акустических параметров под действием приложенного напряжения) и свойства материалов излучать при деформировании упругие колебания. Скорость распространения различного типа ультразвуковой волны зависит от величины !О механических напряжений, действующих на твердое тело, в котором распространяется исследуемая ультразвуковая волна. В зависимости от типа волны (объеьжые и волны Рэлея) направления распространения относительно вектора главного (главных) напряжения существует -восемь акустоупрук гих постоянных (Р ), связываюК1 ших скорость ультразвуковых волн с напряжениями (C ) с помощью простого соотношения: Уч

5 =- к

P6 i Г!l!

20 (21 у ае м,кс = (т о >)- табличная величина или определена заранее, à G"

Определяется выражением (1), так как по скорости ультразвуковых колебаний опреде5Î ляется среднее (интегральное) значение напряжений в направлении прозвучивания, На чертеже дана блок-схема устройства, рс àëèçóþøåão предлагаемый способ, ПъезопреОбразОватепь 1 устанОвленныи на

55 торец контролируемой детали 2, подвергаемой растяжению каким-либо нагружаюу где О У = — - относительное изменение 25

О-V скорости распространения ультразвуковой волны, При достижении предела текучести в металлах возникают акустические упругие колебания — акустическая эмиссия. Регистрация 5О определенным образом указанных импульсов позволяет определить при нагружении (монтаже-затяжке) момент достижения предела текучести данного материала. Обычно эта величина известна и имеется в таблицах. 5

Таким образом, если проводить измерение скорости ультразвука только в момент появления импульсов акустической эмиссии можно определить коэффициент концентрации (К ), используя (1) из следующего выражения: 40 шим приспособлением, соединен с одним из входов блоков 3 и 4. Выход блока 4 совпадения подключен ко входу прибора 5 регистрации импульсов акустической эмиссии, выход которого, в свою очередь, соединен со вторым входом блока 4 совпадения и со входами блока 6 управления нагружаюшим приспособлением и блока 7 формирования запускающего импульса, выход которого подключен к входу блока 3 совпадения и ко входу запуска измерительного прибора

8, вход которого соединен с выходом бпо ка 3 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Первоначальное состояние блока 4 совпадения открытое, а блока 3 - закрытое.

Как только прибор 5 и блок 6 зарегистрируют импульсы акустической эмиссии, вырабатывается сигнал, закрывающий блок 4 совпадения и запускающий блок 6, который выдает сигнал нагружаюшему приспособлению на остановку, а также блоком 7 формируется импульс, открывающий блок 3 совпадения и этим же импульсом запускается измерительный прибор 8, Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля механических напряжений в изделиях, заключающийся в том, что в изделии измеряют скорости распространения ультразвуковых продольных и поперечных волн и по их относительному изменению в процессе механического нагружения изделия судят о контролируемом параметре, о т п и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью определения также и коэффициента концентрации напряжения в деталях резьбовых соединений, фиксируют сигналы акустической эмиссии, затем измеряют предел текучести материала и по соотношению его и относитель ного изменения скорости распространения ультразвуковых продольных и поперечных волн или одного вида из них судят о коэффициенте концентрации напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Измерительная техника, 1973, № 7, с, 89, 2. Резьбовые соединения, М., Машиностроение, 1973, с. 113, 3, Авторское свидетельство СССР

¹ 466443, М. Кч. G 01 К 29/04, 1 974 (прототип).

532806

Составитель А. Вопилкин

Редактор Т. Шагова Техред О. Луговая Корректор С. I1IeKMaP

Заказ 5451/208 Тираж 1029 Подписное

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4