Способ вибрационного контроля конструкций Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

€Д

|шА

оа

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения типов дефектов и I их расположения в конструкциях. ; , Целью изобретения является повышение информативности контроля конструкции за счет опред еления типов дефекттов и их местоположения.

На чертеже представлено устройствс реализующее способ вибрационного I контроля конструкций.

i Устройство содержит силовозбудите- ; ли 1,установленные на изделии 2, на i противоположной поверхности конструкции 2 установлены виброизмерительные преобразователи 3, которые через ком- ; мутатор 4 последовательно соединены ; с анализатором 5 частотных характерис- тик и ЭВМ 6, управляющий выход которой i соединен с входом синусоидального I генератора 7, выходь которого соединены с входами силовозбудителей 1.

Способ вибрационного коятроля конструкций заключается в следующем.

Перед началом эксплуатации последовательно возбуждают различные формы резонансных колебаний конструкции. Частоту колебаний по каждой форме уставливают вблизи резонансной так, чтобы не равнялись нулю амплитуды синфазньк и квадратурных по отноше-; , кию к возб ждению составляющих перемещений (ускорений) точек конструкции Значение частоты устанавливается исходя из достижения определенного , Tf)e6yeMoro из условия точности уровня амплитуд синфазньгх составляющих перемещений (ускорений) .

Регулируют уровень возбзпкдения до определенного уровня амплитуд квадратурных составляющих перемещений (ускорений) .

Аналогичные измерения проводят через заданный период эксплуатации, причем уровни амплитуд синфазных и квадратурных составляющих устанавли- ,вают такими же как при-первоначальных испытаниях..

Сравнивая относительное распреде-

ление амплитуд квадратурных и синфа.зных составляющих при первоначальных

и повторных измерениях, определяют .

соответственно расположение дефектов

типа трещины и дефектов типа ослабле- .

ние соединений элементов конструкции. Для определения расположения и типов дефектов по измеренным данными . проводят расчет с использованием математического аппарата теории чувствительности. Составляют математическую модель, отражающую динамические свой ства и геометрию исследуемой конструкции, определяют ее резонансные частоты и составляющие формы и последовательно уменьшают коэффициенты жесткости и демпфирования каждого из элементов математической модели.Затем снова определяют резонансные частоты и компоненты формы колебаний. ТакиМ образом строят матрицу чувствительности частот и составляюпдах резонансных форм к изменению параметров жесткости и демпфирования элементов конструкции.

Динамические параметры системы Р. , в данном случае частоты и составляющие форм резонансных колебаний конструкции, являются функцией жестко- стных и диссипативных параметров системы

Pjj f(C,C;j,,...C,h|,h,...hn).

Разлагают функцию в ряд Тейлора по изменению жесткостных и диссипативных параметров системы и, предполагая к малость их изменения, ограничиваются только первыми членами ряда:

f (С ,С ,.. ,Cj,,h ,h... ,h) и f (С С j, ...,C,h ;,h°,...h°)+II (||7)(CrCt)-

1 1

,f

).

где С

h - соответственно жесткостные и диссипатив- ные параметры элементов неповрежденной системы.

Переносят первый член ряда в левую часть. Получают систему уравнений для определения изменений параметров модели в матричном виде:

&р

Подставляя в левую часть этой системы результаты сровнения первоначальных и последующих измерений, вычисляют на ЭВМ изменения жесткостных и диссипативных параметров математической модели. Изменения жесткостных параметров модели определяют дефекты

. 1

типа трещины в соответствующих элементах конструкции, а изменения дис- сипативных параметров в элементах математической модели определяют дефекты типа ослабления в стыках меяаду. соответствующими элементами кон- струкции.

Для реализации предлагаемого способа силовозбудителями 1 возбуждают колебания исследуемой конструкции 2, С помощью анализатора частотных характеристик 5 и мини-ЭВМ 6, которая управляет синусоидольным.генератором 7, вьюодят конструкцию 2 в резонанс. .С помощью виброизмерительных преобразователей 3 перемещения (ускорения) в исследуемых точках конструкции преобразуются в электрические .сигналы, которые через комт утатор 4 посту пают на анализатор 5 частотных характеристик, где измеряется относительное распределение амплитуд синфазных и квадратурных составляющих сигналов, Полученные данные вводят в мини-ЭВМ 6, где происходят их обработка согласно описанной методике и определение мест дефектов.

Использование предлагаемого способа позволит повысить информативность контроля конструкций путем определения типа дефектов и их местоположения, что приведет к более достоверному контролю конструкций и

I

пп

15178

повышению безопасности их эксплуатации.

.Формула изобретения Способ вибрационного контроля конструкций, заключакю ийся в том, что в конструкции в нескольких точках возбуждают колебания гармоническими силами, измеряют амплитуду и частоту

10 этих сил в момент фазового резонанса, проводят повторные измерения параметров колебаний через определенный пе- риод времени и по изменению параметров судят 6 дефектности контролируемой

15 конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности контроля, устанавливают частоту возбуткдения вблизи резонансной частоты так, чтобы синфазная, сое™ 20 тавляюа1ая составляла 0,3-1,0 от квадратурной, регулируют уровень возбужде1тия так, чтобы уровни синфазных и квадратурных составх;яющих колебаний конструкции по отногаению

25 к амплитуде возбуждающих сил были постоянны при первоначальных и повторных измерениях, измеряют относительное распределение амплитуд синфазных и квадратурных составляющих

30 сигналов, по распределению синфазных составляющих судят о местоположении дефектов типа ослабление соединений элементов конструкций, а по квадратурной - о местоположении дефектов типа трещины.

35

-, Г

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения типов дефектов и их расположения в изделиях. Целью изобретения является повышение информативности контроля конструкции за счет определения типов дефектов и их местоположения. Сущность изобретения заключается в том, что установка частоты колебаний констр тсции nosBonflet измерить распределение амплитуд синфазных составляющих колебаний, которые при резонансе равны нулю. Изменение относительного распределения и амплитуд синфазных составляющих перемещения при первоначальных и последующих Измерениях позволяет определить местоположение дефектов типа ослабление соединений элементов, то же распределение квадратурньк составляющих позволяет определить местоположение и оценить величину дефектов типа трещины в силовых элементах. 1 ил.