Способ голографической дефектоскопии слоистых материалов Советский патент 1986 года по МПК G01B9/25 

Изобретение относится к дефекто- |Скопии с помощью голографической интерферометрии.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа пу- s тем увеличения видов обнаруживаемых дефектов.

Способ осуществляют следуки им об- , ,

Приводят во вращение объект вокруг, оси, параллельной плоскости регистрации голограймы, и производят первую экспозицию с помощью ймпульс ного лазера. В этот момент на дефектный участок (зону отсутствия соединения) действует сила

10

iS

m

S R

mu)R,

20

где m - масса передней поверхности

дефектного участка; R - расстояние, от оси до дефектного участка;

V - скорость вращения объекта; - частота вращения объекта, С помощью импульсного лазера (длительность импульса- 50 не) можно регистрировать голограмму объектов, вра- щакицнхся с. частотой lO 10000 об, /мин и с линейной скоростью вращения около 260 м/с.

После первой экспозиции меняют частоту вращения объекта (oJ ), вследствие чего (1) меняется и сила, действующая на зону отсутствия соеди- j нения

ДРй;1пК()Смещение поверхности дефектного участка (S) относительно поверхности объекта под действием сипы (2) выражается следующим образоНИ:

.(3)

где г - радиус отслоенияj Е - модуль Юнга; t - глубина -зоны отсутствия соединения,

1 -.

Затем осуществляют вторую экспозицию и по картине интерференционных полос обнаруживают дефектные участки. Аномалии в картине интерференционных полос образуются вследствие смещения поверхностей зон отсутствия соединения, возникающего из-за изменения частоты вращения объекта (2-3),

Для обнаружения дефектных участков объекта необходимо создать силу, вызывакяцую смещение поверхности зон отсутствия соединения, которая в данном случае создается путем изменения частоты вращения объекта, при-г чем в частном случае начальная или конечная частота вращения объекта может быть .равна нулю,

В предлагаемом способе не важно,, есть ли полость в местах отсутствия соединения и находятся ли слои в физическом контакте, так как сила, действующая на дефектный участок (2) не зависи - от этих условий, Следова- т Эльно, предлагаемый способ позволяет выявить вид дефектов, не выявляе- (1) мый способом-прототипом.

Изменение сипы, вызванное изменением частоты вращения объекта, производит малые смещения поверхности в местах отсутствия соединения (0,05 мкм и вьше), а эти смещения могут быть определены по всему полю

25 исследуемого объекта с помощью голо- графической интерферометрии. Другие методы измерения малых смещений или не позволяют определить смещения по всему полю поверхности объекта или сложны в использовании. Кроме того, в большинстве своем эти методы требуют непосредственного контакта с поверхностью объекта, что может мешать обнаружению аномальных смещений,

Грлографическая интерферометрия наиболее удобна для измерения малых смещений по всему полю объекта, а в совокупности с изменением частоты вращения объекта вокруг оси парал40 лельной плоскости регистрации голограммы позволяет выявить вид дефектов, не обнаруживаемых известными способами, т,е, повьшгает технологи- ческие возможности, .

45 Пример 1, Исследовали дефектные участки (места отсутствия соединения) пластин из слоистого материала, полученных прокаткой, с размерами мм и толщиной 3 мм

50 (толщина одного слоя 0,2 мм). Схема регистрации голограмм представляет из себя хорошо известную схему с наклонным опорным пучком. Регистрация голограмм производилась с помощью

SS импульсного лазера (длительность импульса - 30 не),

Объект приводят во вращение во- jcpyr оси, параллельной плоскости

30

(2)

регистрации голограммы, с помощью центрифуги. Начальная частота вращения (, 1 об/с, расстояние от оси до объекта 300 мм. Максимальная линейная скорость вращения точек объекта была ,04 м/с. При частоте вращения осуществляется первая экспозиция. Затем изменяли частоту вращения объекта до ) 150 об/с, при этом м/с ( для круглого дефекта с радиусом 40 мм и глубиной залегания 1 мм, что соответствует изменению даЬления кПа). Эта величина попадает в интервал перепада давлений, используемых для обнаружения отслоений. После изменения частоты ocyщecтвJJЯют вторую экспозицию. Затем по картине интерференционных полос обнаруживали, дефектные участки.

Предложенный способ позволяет определить места отсутствия соединения между слоями пластины. Диапазо линейных размеров обнаруженных дефектов составляет от 9 до 37 мм в первых двух слоях. Определение размеров дефектов производят с помощью разрушающих методов. Реализация способа- прототипа позволяет обнаружить только 70% отслоений, выявленных предлагаемым способом - не выявлены зоны отсутствия соединения с внутренним контактом слоев. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повыРедактор А.Долинич

Составитель А.Аджалов Техред Л. Олейник

Заказ 4110/38 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

2476484

сить технологические возможности способа-прототипа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов.

.Пример 2. Исследовали плас- е ТИНЫ ИЗ СЛОИСТОГО материала на эпоксидном связующем. По плану примера 1 были определены дефектные участки в трех первых слоях объекта. Предложенный способ позволяет обнаружить де- 0 фекты с линейными размерами от 13 до 31 мм. Реализованный способ-прототип позволяет выявить 75% дефектных участков, обнаруженных предлагаемым Способом.

15

20

25

30

Форму ла изобретения

Способ голографической дефектоскопии слоистых материалов, при котором регистрируют двухэкспозиционную голограмму объекта, который между экспозициями нагружают и по картине интерференционных полос обнаруживают дефектные участки, отличающийся тем, что, с целью рас- щирения технологических возможностей способа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов, перед первой экспозицией объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плос-. кости регистрации голограммы, а после первой экспозиции меняют частоту вращения объекта, после чего осуществляют вторую экспозицию.

Корректор О.Луговая

Изобретение относится к области дефектоскопии с помощью голографичес кой интерферометрии. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов. Для этого необходимо вызвать перемещение поверхности дефектных участков в промежутке между двумя экспозициями. Перед первой экспозицией объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плоскости регистрации голограммы, а после первой экспозиции меняют частоту вращения объекта, после чего осуществляют вторую экспозицию. с (О (Л Is9 4i 41 05 ф| 00