Способ диагностики повреждаемости элементов конструкций Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к диагностике механического состояния материалов и конструкций по сигналам акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для определения степени повреждаемости элементов конструкций, повьппения безопасности их эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности определения степени повреяадаемости за счет измерения дополнительных параметров, позволяющих при определении степени повреждае25

мости учитывать пластическую деформа- 15 напряженно-деформированное состояние,

цию, не регистрируемую по сигналам

АЭ.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит нагружающий блок (иа чертеже не показан), который создает в конструкции 1 или ее эле менте 2 напряженное состояние (5 , датчик 3, предназначенный для измерения

.б« преобразователи 4 и 5 АЭ, предварительные усилители 6 и 7, основные усилители 8 и 9, блок 10 выделения зоны и определения координат, предназначенный для определения наиболее опасного элемента 2 конструкции 1 и зоны разрушения, датчик 11 измерения . температуры, усилитель 12, аналого- цифровой преобразователь 13, мик- роЭВМ 14, таймер 15 для определения

времени испытаний, усилитель 16, дисплей 17, графопостроитель 18,

Способ диагностики повреждаемости элементов конструкций осуществляют следующим образом.

Определяют чувствительность Unp преобразователей 4 и 5 АЭ, например экспериментальным путем, т.е. определяют пороговое значение принимаемой амплитуды акустической волны А Upp- tj) , где (f - коэффициент преобразования преобразователей 4 и 5 АЭ. По величине А определяют предельный -конфигурационный объем V разрушения и величину энергии активации дефектов, не регистрируемых

измеряют сумму амплитуд сигналов АЭ Nnp .

2Г; U-, объем зоны разрушения V ,

расстояние от зоны разрушения до

20 преобразователя 4 АЭ. Затем создают напряженно-деформированное состояние в материале конструкции 1, измеряют сумму амплитуд сигналов АЭ, зарегистрированных из активной зоны разрушения элемента 2 конструкции 1, объем активной зоны разрушения V и расстояние от активной зоны разрушения до преобразователя 4 АЭ . Дополнительно измеряют температуру Т дат чиком 11 и время испытаний t таймером 15. Объем V| и расстояние г, определяют в блоке 10 выделения зоны и определения координат, в котором выполняют и измерение амплитуды сиг35 нал ов АЭ. Есши из конструктивных данных известен наиболее опасный элемент 2 конструкции 1, то величинь V| и Г| определяют простым замером и вводят в ЭВМ 14 как параметры. Оп40 .ределяют скорость пластической деформации , не регистрируемой преобразователями 4 и 5 АЭ,. например, по выА ист

ражению ь оехр - --, где Q - частоJxi

45 та колебаний конфигурационного объема разрушения ( ); К - постоянная Больцмана; Т - температура, К.

Степень повреждаемости Р определяют в зависимости от вида конструк50 ции (одномерная, двухмерная, трехмерная) с помощью ЭВМ 14 из следующих соотношений:

преобразователями 4 мер, по формулам

и 5 АЭ, наприде г - расстояние от места разрушения до преобразователя 4 АЭ5 .

скорость звука в материале конструкции; . время действия источника (параметр материала конструкции) ;

с -г

I-

предел текучести при О , К, В материале эталонного образца, аналогичного конструкции 1 , создают

измеряют сумму амплитуд сигналов АЭ Nnp .

2Г; U-, объем зоны разрушения V ,

расстояние от зоны разрушения до

преобразователя 4 АЭ. Затем создают напряженно-деформированное состояние в материале конструкции 1, измеряют сумму амплитуд сигналов АЭ, зарегистрированных из активной зоны разрушения элемента 2 конструкции 1, объем активной зоны разрушения V и расстояние от активной зоны разрушения до преобразователя 4 АЭ . Дополнительно измеряют температуру Т датчиком 11 и время испытаний t таймером 15. Объем V| и расстояние г, определяют в блоке 10 выделения зоны и определения координат, в котором выполняют и измерение амплитуды сигнал ов АЭ. Есши из конструктивных данных известен наиболее опасный элемент 2 конструкции 1, то величинь V| и Г| определяют простым замером и вводят в ЭВМ 14 как параметры. Оп .ределяют скорость пластической деформации , не регистрируемой преобразователями 4 и 5 АЭ,. например, по выА ист

ражению ь оехр - --, где Q - частоJxi

та колебаний конфигурационного объема разрушения ( ); К - постоянная Больцмана; Т - температура, К.

Степень повреждаемости Р определяют в зависимости от вида конструкции (одномерная, двухмерная, трехмерная) с помощью ЭВМ 14 из следующих соотношений:

N

/(.-г.) YO.. . i

N

пр

tni

.b i

f.

для одномерной конструкции;

«i(,,-t-j) P e

1

2/3

-1:1 ..j

„.. e.

7/J

.u;

для двухмерной конструкции; ./loi.(r,-v,r

для трехмерной конструкции, где вб - коэффициент затухания ультразвуковой волны.

Таким образом, данный способ позволяет повысить точность определения повреждаемости конструкции за .счет измерения температуры и времени испытаний и учета тем самым составляющей повреждаемости, не определяемой по сигналам АЭ,

3305494

Формула изобретения

Способ диагностики повреждаемости с элементов конструкций, закпючамсщйся в том, что в материале эталонного, образца создают напряженно-деформированное состояние, измеряют сумму . амплитуд сигналов окустической эмис- 10 сии, объем зоны разрушения, расстояние от зоны разрушения до контрольного преобразователя, создают Напряженно-деформированное состояние в материале конструкции, измеряют.сумму 15 амплитуд сигналов акустической эмиссии, зарегистрированных из активной зоны разрушения элемента конструкции, объем активной зоны разрушения и расстояние от активной зоны разруше- 20 иия до приемного преобразователя, по измеренным параметрам определяют степень повреждаемости конструкции, отличающий ся тем что, с целью повьш1ения точности, дополни- .25 тельно измеряют температуру и время испытаний конструкции, а степень повреждаемости определяют с учетом измеренных параметров.

Составитель И, Ардашева Редактор Л. Повхан Техред и.Попович: Корректор В, Бутяга

Заказ 3576/А6 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, 3

Изобретение относится к области диагностики механического состояния материалов и конструкций по сигналам акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для опр еделения степени повреждаеьк)сти конструкций. Целью изобретения является повьшение точности определения степени повреждаемости за счет измерения дополни- тельных параметров, позволяющих при определении степени повреждаемости учитывать пластическую деформацию, не регистрируемую по .сигналам АЭ. Создают напряженно-деформированное состояние в материале конструкции, измеряют параметры сигналов АЭ, объем активной зоны разрушения и расстояние ОТ; нее до преобразователя АЭ, дополнительно измеряют температуру и время испытаний, тем самым учитывают составляющую степени повреждаемости, не определяемую по сигналам АЭ. 1 ил. i (Л 00 Сдд о сд ( со