Способ определения зоны расположения источников сигналов акустической эмиссии в цилиндрических оболочках Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ответственных участков трубопроводов, например на атомных электростанциях.

Целью изобретения является повышение точности определения зоны расположения удаленных источников сигналов акустической эмиссии за

счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрических оболочках.

На чертеже показана схема расположения преобразователей на цилиндрической оболочке для реализации способа.

Способ определения зоны расположения источников сигналов акустичес31456873

ой эмиссии в цилиндрических оболочах реализуется следующим образом.

На основе известных геометричесих размеров и механических характе- ц истик материала оболочки определяют

об гр эт 10 ра ра об же ак 15 ют хо гр вр но 20 ла ля пы ко т 25 л к

значения С--скорости распространения продольной составляющей, групповой Сд и фазовой С скоростей распространения изгибной составляющей акустической волны в цилиндрической оболочке

Л-А)/,

,

модуль Юнга;

плотность материала оболочки;коэффициент Пуассона;

первая ветвь дисперсионных кривых изгибных волн в , оболочке, определяемая как наименьший по модулю положительный корень дисперсионного уравнения

частоты Я, соответствующее стационарному значению групповой скорости изгибных волн.

Вдоль образующей цилиндрической оболочки располагают не менее двух групп преобразователей. Каждая из этих групп состоит из четырех преоб- разователей, расположенных на направляющей окружности цилиндрической оболочки через 90°. В6 время нагру- жения оболочки регистрируют сигналы акустической эмиссии и преобразовьюа- ют их в электрические сигналы на выходе преобразователей. Для каждой группы преобразователей определяют времена прихода продольной и изгибной составляющих акустического сигна- ла. Момент прихода продольной составляющей к преобразователям данной группы соответствует первому электрическому импульсу на выходе дреобразоваг телей. Для выделения изгибной состав- ляющей на вьпсоде преобразователей каждой группы проверяют условие

/U,-yj(+ /Ui-U4/

7u, и,Г+ТйГ ц,/

А,

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ответственных участков трубопроводов, haпример, на атомных электростанциях. Целью изобретения является повьште- ние точности определения зоны расположения удаленных , источников сигналов акустической эмиссии (АЭ) за счет учета изгибной составляющей акустического сигнала в цилиндрических оболочках. На поверхности цилиндрической оболочки вдоль ее образующей располагают не менее двух rpjTin преобразователей, по четыре преобразователя в каждой группе, расположенных на- равных расстояниях один от другого. Во время нагружения оболочки принимают сигналы АЭ, вьщеляют ; продольную и изгибную составляющие акустического сигнала в каждой группе преобразователей и по разности их времен определяют зону расположения источника сигналов АЭ. Для повышения крутизны переднего фронта изгибной составляющей вдоль образующей оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, отстоящих одна от другой на расстоянии, величину которого расчитывают. I з.п. ф-лы, I ил. (9 (Л 00 Ч оо

0.+ a,( A) a(),)Q. + ) О

.4

35

40

45

коэффициентами

а,() -1 - 2-15( -S (-

i

aj() --- + (3-2) А + -H(V-b 1) - ) ;

а,Ы 1Г(, S hVl2aS

К R - г - толщина стенки оболочки;

(R+r)/2 - радиус срединной поверхности оболочки;

R, г - наружный и внутренний радиусы оболочки: - безразмерная постоянная распространения;

Tic- значение постоянной рас-. з5

пространения, при котором групповая скорость Сл максимальна; Q5 O,() - значение безразмерной

50

Uz. и,

уровни, напря5

0

где и,, Uj и жений на вьпсоде диаметрально противоположных преобразователей данной группы; А - константа, принимающая значения в диапазоне и определяемая экспериментально путем моделирования источника сигналов акустической эмиссии в исследуемой оболочке.

Расстояние L вдоль образующей цилиндрической оболочки от источника сигналов до каждой группы преобразователей рассчитывают -.по зависимости

45

С At

- -Р

л

. з5

50

где it - разность времен прихода

продольной и изгибной составляющих акустического . сигнала к преобразователям

данной группы.

Зону расположения источника сигналов АЭ определяют с учетом рассчитанных расстояний для различных групп преобразователей. При этом выбирают такую группу преобразователей.

расстояние от которой до источника сигналов минимально. Направление на источник относительно выбранной группы преобразователей определяют исходя из условий согласованности рассчитанных значений расстояния от источника сигналов АЭ до различных групп преобразователей.

Для более надежного выделения изгибной составляющей акустического сигнала вдоль образующей цилиндрической оболочки располагают не менее трех групп преобразователей, отстоящих одна от другой на расстояние В, определяемое из соотногаения

В

Та

§f)

Таким образом, способ определения зоны расположения источников сигнало акустической эмиссии в цилиндрически оболочках предусматривает расчет расстояния до источника вдоль образующей оболочки с учетом изгибной составляющей акустического сигнала, имеющей по сравнению с компонентами шума более длительный закон затухания амплитуды с ростом расстояния от источника сигналов до .преобразователей. Тем самьм способ позволяет повысить точность определения зоны расположения удаленных источников сигналов АЭ в цилиндрической оболочке. Кроме того, размещение не менее трех групп преобразователей на определенном расстоянии одна от другой вдоль образующей оболочки обеспечивает прием изгибной составляющей с наиболее крутым передним фронтом, по крайней мере двумя группами преобразователей, что повышает точность определения момента времени прихода к ним изгибной составляющей и более точное определение расстояния до источника сигналов АЭ вдоль образующей цилиндрической оболочки.

Формула

изо

ретения до

. Способ определения зоны расположения источников сигналов акустической эмиссии в цилиндрических оболочках, заключающийся в том, что на i ее

поверхности оболочки располагают преобразователи, во время нагружения - оболочки регистрируют сигналы акустической эмиссии, определяют времена прихода сигналов на преобразователи и по последовательности этих времен и геометрическому расположению преобразователей определяют зону распо.п 10 ложеаия источника сигналов а кустичес- кой эмиссии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения зоны расположения удаленного источника сигналов за счет уче15 та изгибной составляющей акустичес- кого сигнала в цилиндрической оболочке, определяют скорость распространения продольной и групповую скорость изгибной составляющих акустичес20 кого сигнала, вдоль образующей оболочки располагают не менее двух групп преобразователей по четыре преоб- .разователя в каждой группе, размещенных на равных расстояниях один от

25 другого, для каждой группы преобразователей определяют времена прихода продольной и изгибной составляющих акустического сигнала, а зону расположения сигналов акустической эмис0 сии определяют с учетом измеренных величин.

40

Б

Де а

и С,

Г-) 3

-радиус срединной поверхности оболочки;

-групповая и фазовая скорости распространения изгибной составляющей акустического сигнала;

Ag- значение постоянной распространения, при котором групповая скорость изгиб- ной составляющей макси мальна.

Устройство oSpaffomHu сигналов анустичбскои змиссии