Ультразвуковой способ контроля механических напряжений Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля статических ме - -ханических напряжений в резьбовых деталях, подвергаемых динамическим, термическим и другим нагрузкам с помощью ультразвуковых колебаний.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет учета изменений физико-механических свойств изделия, возникающих при его нагружении.

На чертеже представлено устройства для реализации ультразвукового способа контроля механических напряжений.

Устройство содержит пьезопреобра- зователи 1, установленные на торцах контролируемого изделия 2, подвергаемого действию приложенного напряжения, внешним и динамическим рабочим нагрузкам от рабочего узла 3, а также на Торцах первого эталонного из-; делил 4, подвергаемого действию статического напряжения, и второго эта лонного изделия 5, не подвергаемого действию нагрузок. Пьезопреобразова- .тели 1 соединены с входом коммутатора 6, выход которого соединен с ультразвуковым импульсным дефектоскопом 7, который подключен к блоку 8 изме рения времени распространения ультразвука.

Ультразвуковой способ контроля механических напряжений осуществляется следующим образом..

С помощью пьезопреобразователей 1 и ультразвукового импульсного дефектоскопа 7 возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний поочередно в ненагруженных контролируемом изделии 2, первом эталонном изделии 4 и втором эталонном изделии 5. Принимают эхо-сигналы, подают их на коммутатор 6, дефектоскоп 7 и блок 8 и .измеряют время распространения упругих волн в этих изделиях , Cg, и tj . Нагружают первое эталонное изделие 4 статической нагрузкой (например, 0,5 от нагрузки контролируемого изделия и измеряют время

.с

3 распространения упругих волн.

Производят предварительную затяжку контролируемого изделия 2 и измеряют время распространения ультразвуковых волн Т. Затем подают на контролируемое изделие рабочую нагрузку, например путем подачи заданного дав0889.02

ления в рабочую полость и подвергают его и оба эталонных изделия 4 и 5 одинаковым внешним воздействиям, например температурным, снимают это 5 внешнее воздействие и измеряют время распространения УЗК в контролируемом изделии ( 1 ), в первом ( Т ) и втором ( 0) эталонных изделиях.

Рассчитывают искомую величину ме- 10 ханических напряжений в контролируемом изделии й 5 после предварительной затяжки ( й ) и после приложения рабочей нагрузки ( 6g ) по формуле

)5

6, ,

-..)

()

- величина частичной статической нагрузки, приложенной к первому эталонному изделию;

tpj - время распространения УЗК ненагруженных контролируемом и первом эталонном изделиях соответственно;

л0

5

i-g - время распространения УЗК в контролируемом изделии после предварительной затяжки ( ) или.после приложения рабочей нагрузки при внешних воздействиях

( ГГ }

я

Tj - время распространения УЗК в первом эталонном изделии после приложения частичной статической нагрузки (t ) или после воздействия внешней среды ( tj ) ;

с- ,

г о- о -- - относительное изменение чального (без нагрузки )

времени распространения во втором эталонном изде- 5ПИИ после приложения внешних воздействий.

После определения fig и (jg (до и после приложений рабочей динами - ческой нагрузки и внешней нагрузки ) по изменению величины механического напряжения судят о состоянии контролируемого изделия.

Формула изобретения

Ультразвуковой способ контроля механических напряжений, заключаюш;ийся в том, что в контролируемом изделии

3

возб ждают упругие колебания, принимают эхо-сигнал, измеряют время его распространения до и после приложения нагрузки к контролируемому изделию и по измеренным значениям определяют величину механического напряжения, отличающи й- с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет учета изменений физико-механических свойств изделия, возникающих при его наг руже- нии, дополнительно измеряют время распространения упругих колебаний в двух эталонных изделиях в ненагруженном состоянии, нагружают одно из зтих эталонных изделий до величины, не превьшающей величину нагру- жения контролируемого изделия, и измеряют время распространения в нем упругих волн, затем подвергают контролируемое и эталонные изделия внешнему воздействию, а контролируемое изделие - рабочей нагрузке, снимают эти нагрузки с изделий и измеряют время распространения в них упругих волн, а величину механического напряжения (; с в контролируемом изделии до и после приложения внешней и рабочей нагрузок определяют по формуле

Г (Ий )

э «Л1±4 Г„)

о

где

6з - величина нагрузки, приложенной к первому эталонному изделию;

лТо

.

5

06

OS

0

5

о/

-относительное изменение времени распространения упругих волн во втором зталонном изделии до и после приложения внешней нагрузки;

-начальное время распространения упругих волн соответственно в ненагруженных контролируемом, первом и втором эталонных изделиях;

-время распространения в. контролируемом изделии и первом эталонном изделии в нагруженном состоянии;

-время распространения во втором эталонном изделии после снятия внешней нагрузки.

Составитель Г.Федоров Редактор Л.Гратилло Техред м.Ходанич Корректоре. Иекмар

Заказ .1791/35 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

- --- - -- .- -..--«- -г .. .1И.1. L ш гти И -t Т -Ч

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

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет учета изменений . физических свойств изделия, возникающих при его нагружении. Возбуждают в ненагруженных контролируемом изделии и двух эталонных изделиях упругие колебания, принимают эхо-сигналы и. измеряют время их распростра-- нения. Нагружают контролируемое изделие и первое эталонное изделие (.0,5 от нагрузки контролируемого изделия ) и измеряют время распространения упругих волн при этих нагрузках. Затем подают на контролируемое изделие рабочую нагрузку и подвергают его и оба эталонных изделия одинаковым внешним воздействиям, например температурным, снимают это внешнее воздействие и измеряют время распространения упругих волн во всех изделиях. По измеренным временам определяют величину механических напряжений в контролируемом изделии. I ил. i (Л 00 о 00 00 ;о о