Ультразвуковой способ определения параметров упругой анизотропии ортотропных пластин Советский патент 1986 года по МПК G01N29/00 

«

Изобретение относится к области неразрушающего исследования материалов и может быть использовано при определении параметров анизотропии трансверсально-изотропных и орто- тропньпс пластин.

Цель изобретения - определение упругой анизотропии в плоскости, перпендикулярной к пластине, за счет измерения фазовой скорости и частоты двух различных нормальных волн, распространяющихся в направлении .одной из осей упругой симметрии пластин.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего ультразвуковой способ определения параметров упругой анизотропии ортотропных пластин.

Устройство содержит генератор 1, излучатель 2 ультраззвуковых- колебаний, электрически связанный с генератором 1 , приемник 3 ультразвуковых колебаний, усилитель 4, электрически связанньй с приемником 3. Устройство также содержит блок 5 измерения длины волны, вход которого связан с выходом усилителя 4, частотомер 6, вход которого связан с выходом генератора 1, вычислительньй блок 7, входы которого соединены с выходами блока 5 и частотомера 6. Кроме того, устройство имеет индикатор 8, при помощи которого производится визуальньй контроль сигналов, поступающих с выхода усилителя 4. В ходе работы излучатель 2 и приемник 3 устанавливаются на исследуемую пластину 9.

Предлагаемый способ, заключается ,в следующем.

Возбуткдают в пластине нормальную волну, например волну Лэмба, распро- странякяцуюся в направлении одной из осей упругой симметрии пластины, например по оси ОХ, (полагая, что ось ОХ перпендикулярна пластине, а все оси координат направлены по осям си метрии материала пластины), для опре деления анизотропии в плоскости ОХ,X а именно определения параметров « и |5 упругой анизотропии

д1- .

,

-33

0.

Сзз

где Си - упругие постоянные. Затем принимают возбужденную нормальную волну и измеряют ее фазов то

2494362

скорость V и частоту { . После чего возбуждают в этом же -направлении другую нормальную волну на другой частоте или другой моды, прини- 5 мают и измеряют также ее фазовую

скорость У и частоту f . С помощью измеренных величин V , , , и f определяют искомые параметры Y и Э, решая систему уравнений)

SO rF(,f,v ,f,)o

F(,f.v ,,

где

f(,f,,(,(, ;-T(o(.j) Tj(ct,) Slnk -ctj- симметричных мод;

f(, r,V,f ) T,(ot,)T,(ot,) ) T,j(i.,)-cosl -o(2 -Sink ot --ДЛЯ антисимметричных мод; T(oi)ot(-2) -ot ; .

(Ы)C-(-2 )

35

40

45

50

где d - половина толщины исследуемой пластины; е сокрости распространения

объемных продольных и поперечных волн в направлении оси, перпендикулярной пластине.

Ультразвуковой способ определения параметров упругой анизотропии ортотропных пластин реализуется следующим образом.

Устанавливают на исследуемой пластине 9 излучатель 2 и приемник 3. Генератор 1 вырабатывает радиоимпульсы, поступающие на излучающий преобразователь 2 и преобразуемые им в импульсы колебаний нормальной волны. Импульсы колебаний нормальной волны распространяются вдоль главной оси, параллел1)Нрй той поперечной плоскости, в которой определяется анизотропия, и принимаются 55 приемником 3. Сигнал с последнего поступает через усилитель 4 одновременно на индикатор 8, при помощи которого производится.визуальный

контроль сигнала, и в блок 5 измерения длины волны. Радиоимпульсы, вырабатываемые генератором 1, также поступают в частотомер 6. При помощи блока 5 и частотомера 6 измеряют фазовую скорость Vcp и частоту f и запоминают измеренные величины пр помощи блока 7. Затем изменяют частоту вырабатываемых генератором 1 радиоимпульсов или используют друго излучатель 2, в результате чего в этом же направлении возбуждается другая нормальная волна на другой частоте или другой моды. Используя все блоки устройства, при помощи которого реализуется ультразвуковой способ определения параметров упругой анизотропии ортотропных пластин тем же образом, что и в случае обработки первоначальной нормальной волны, измеряют фазовую скорость V и частоту f . Затем, основываясь на измеренных величинах V ,V ,i, и { , блок 7, в качестве которого используется, например, ЭВМ, решает систему уравнений:

Редактор А. Шишкина

Составитель В. Гондаревский

Техред Г.Гербер Корректор Е. Сирохман

Заказ 4229/45Тираж 778

ВНЙИПИ 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

:,nvcp,f,o

F(,

и определяет искомые параметры упругой анизотропии исследуемой орто- тропной пластины/ Hj.y

Формула изобретения

Ультразвуковой способ определения параметров упругой анизотропии ортотропных пластин, заключающийся в том, что возбуждают и принимают две ультразвуковые нормальные волны,

измеряют их фазовую скорость, о тличающийся тем, что, с

целью определения упругой анизотропии в плоскости, перпендикулярной к пластине, осуществляют возбуждение нормальных волн на различных частотах или принадлежащих к разным модам в направлении одной из осёй упругой симметрии, измеряют частоту возбужденных колебаний и по измеренным величинам определяют искомые па- раметры.

Подписное

Изобретение относится к неразрушающим исследованиям материалов и может быть использовано при определении параметров анизотропии тран- сверсально изотропных и ортотроп- ньпс пластин. Целью изобретения является определение упругой анизотропии в плоскости, перпендикулярной к пластине, за -счет измерения фазовой скорости и частоты двух различных нормальных волн, распространяющихся в направлении одной из осей упругой симметрии пластины. Возбуждают в пластине нормальную волну, распространяющуюся в направлении одной из осей упругой симметрии пластины. Принимают возбужденную нормальную волну и измеряют ее фазовую скорость и частоту. Затем возбуждают в этом же : направлении нормальную волну на другой частоте или другой моды, принимают и измеряют также ее. фазовую скорость и частоту, а с помощью всех измеренных величин определяют искомые параметры упругой анизотро- пии исследуемой пластины, 1 ил. S О9 О