Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

13305Д7

Изобретение относится к неразрупо

шающе.му контролю и может быть использовано для-контроля тонкостенных конструкций с помощью упругих колебаний,

.Целью изобретения является сниже- .ние затрат на контроль за счет уменьшения возбуждающей силы.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа виброакустического контроля; на фиг. 2 - график зависимости амплитуды возбуждающей силы от .местопрложения присоединенной массы.

Схема содер5{сит исследуемую кон20

чувствительности и точности контроля.

в блоке 5 сравнения сравнивается действительная амплитуда Y колебаний присоединенной массы 2, измеренная с помощью датчика 3 перемещения, с заданной амплитудой YQ,дд. При

О, где -У„, усиление

fbY,

VX,,aA-Yo.

в управляемом усилителе 7 увеличивав

25

liY О усиление уменьша30

35

струкцию I, установленную на ней при- 15 живается минимальной при достаточной соединенную массу 2 и датчик 3 перемещения, последовательно соединенный с измеренным усилителем 4 и блоком 5 сравнения, выход которого подключен к генератору 6 электрических сигналов через управляемый усилитель 7, соединенный с вибратором 8 и измерителем 9 амплитуды.

Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций осуществляется следующим образом.

Локальные зоны конструкции 1 нагружают, при соединенной массой 2, Предварительно устанавливают присоединенную массу в середине конструкции 1, С помощью генератора 6 электрических сигналовJ управляемого ycилитeJIЯ 7 в режиме постоянного усиления и вибратора 8 возбуждают через присоединешую массу 2 упругие колебания, Опред ряют амплитудно- частотную характеристику системы при помощи датчика 3.перемещения и соединенного с ним измерительного усили- .теля 4,

За рабочую частоту возбуждающей гармонической силы принимают частоту, величина которой соответствует амплитуде амплитудно-частотной характеристики, на 1/3 меньщей максимального значения, При- такой рабочей частоте, меньшей резонансной частоты первой моды колебаний системы, относительное изменение амплитуды колебаний в зоне дефекта имеет максимальное значение,

Задамт максимальное значение усиления в управляемом усилителе 7 (чтобы ограничить величину амплитуды возбуждающей силы в ближних к опорам участках конструкции) и величину амплитуды колебаний Y,од в блоке 5 сравнения в зависимости от исспедуемой конструкции.

ется, при

ется, при усиление поддерживается постоянным. Управляемый усилитель 7 усиливает сигнал генерато-г ра 6 электрических сигналов, С выхода управляемого усилителя 7 сигнал подается на вибратор 8, якорь которого механически соединен с присоединенной массой 2, Измеритель 9 амплитуды измеряет амплитуду электрического сигнала с выхода управляемого усилителя 7, пропорциональную амплитуде возбуждающей силы.

Строят кривую зависимости измене- ния амплитуды возбуждающей силы от 4Q местоположения присоединенной массы 2 (фиг, 2).

Эта зависимость в зоне дефекта имеет острый пик, высота которого зависит от величины дефекта. По по- 45 лученному пику кривой судят о наличии дефекта и его местоположении в конструкции.

Участки а и Ь 2 кривой получают при работе управляемого усилителя 7 с максимальным усилением К. , т,е. в ближних к опорам участках конструкции. При увеличении заданного максимального значения усиления К в управляемом усилителе 7 и при умень- р-с шении заданной величины амплитуды колебаний YO .jg, в блоке 5 сравнения эти участки уменьшаются.

В результате за счет уменьшения амплитуды возбуждающей силы снижают50

Последовательно изменяют местоположение присоединенной массы 2, фиксируя координатные точки ее размещения., При каждом местоположении присоединенной массы 2 в нагруженных зонах возбуждают упругие колебания гармонической силой с ранее выбранной рабочей частотой. При этом поддерживают амплитуду колебаний нагруженных зон постоянной (равной YO,.), для чего изменяют амплитуду возбуждающей силы так, что амплитуда коле-, баний присоединенной массы 2 подцер

чувствительности и точности контроля.

в блоке 5 сравнения сравнивается действительная амплитуда Y колебаний присоединенной массы 2, измеренная с помощью датчика 3 перемещения, с заданной амплитудой YQ,дд. При

О, где -У„, усиление

fbY,

VX,,aA-Yo.

в управляемом усилителе 7 увеличивав

liY О усиление уменьша

живается минимальной при достаточной

ется, при

ется, при усиление поддерживается постоянным. Управляемый усилитель 7 усиливает сигнал генерато-г ра 6 электрических сигналов, С выхода управляемого усилителя 7 сигнал подается на вибратор 8, якорь которого механически соединен с присоединенной массой 2, Измеритель 9 амплитуды измеряет амплитуду электрического сигнала с выхода управляемого усилителя 7, пропорциональную амплитуде возбуждающей силы.

Строят кривую зависимости измене- . ния амплитуды возбуждающей силы от местоположения присоединенной массы 2 (фиг, 2).

Эта зависимость в зоне дефекта имеет острый пик, высота которого зависит от величины дефекта. По по- лученному пику кривой судят о наличии дефекта и его местоположении в конструкции.

Участки а и Ь 2 кривой получают при работе управляемого усилителя 7 с максимальным усилением К. , т,е. в ближних к опорам участках конструкции. При увеличении заданного максимального значения усиления К в управляемом усилителе 7 и при умень- шении заданной величины амплитуды колебаний YO .jg, в блоке 5 сравнения эти участки уменьшаются.

В результате за счет уменьшения амплитуды возбуждающей силы снижают

ся затраты энергии, потребляемой при возбуждении колебаний, и уменьшается вероятность повреждения исследуемой конструкции во время контроля.

Формула изобретения

Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций, заключающийся в том, что предварительно измеряют амплитудно-частотную характеристику конструкции при расположении присоединенной массы в ее центре, фиксируют частоту первого экстремума этой характеристики, определяют величину рабочей частоты, соответствующую амплитуде, на 1/3 меньшей амплитуды экстремума, последовательно нагружают локальные зоны конструкции присоединенной массой, возбуждают гармонической силой с рабочей частотой упругие колебания в нагруженных зонах, измеряют параметры упругих колебаний при каждом расположении присоединенной массы и по зависимости параметров упругих колебаний От расположения присоединенной массы судят о наличии дефекта и его местоположения в конструкции, о т - лича.ющийся тем, что, с Целью снижения затрат на контроль,

возбуждают упругие коле.бания с постоянной амплитудой в нагруженных зонах конструкции, измеряют амплитуду возбуждающей силы, по которой определяют контролируемые параметры.

5

Изобретение относится к неразру- i тающему контролю и может быть использовано для контроля тонкостенных конструкций- с помощью упругих колебаний. Целью изобретения является снижение затрат на контроль за счет уменьшения возбуждгшмцей силы. Согласно способу возбуждают упругие колебания с постоянной амплитудой в нагруженных зонах исследуемой конструкции. Для этого при каждом местоположении присоединенной массы изменяют амплитуду возбуждающей силы так, что амплитуда колебаний присоединенной массы поддерживается минимальной. Затем измеряют амплитуду возбуждающей силы и по измерению этой амплитуды от расположения присоединенной массы судят о наличии дефекта и его местоположения. 2 ил. Ж (Л &0 00 СП 4

а е

шиг.1

о,ог

ЦОЗ 0,01, Ц05 QOB

озиг.г

о,о7 цоаг,т

Редактор Л. Повхан

Составитель И, Ардашева

Техред и.Попович Корректор в. Бутяга

Заказ 3576/46 Тираж 776Подписное

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