Способ определения термоакустического коэффициента скорости ультразвуковых колебаний в изделии Советский патент 1989 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов акустическими методами и может быть использовано для определения температурной зависимости акустических коэффициентов, а также механических напряжений при изменении температуры контролируемой детали.

Цель изобретения - повышение производительности определения термоакустического коэффициента скорости ультразвуковых колебаний (УЗК),

На чертеже показана схема устройства для реализации способа опре

деления термоакустического коэффициента скорости УЗК в изделии.

Устройство содержит пьезопреобра- зователь 1, установленный на контроJ лируемом изделии 2 и связанный с измерителями 3 и 4 времени распространения (УЗК) и механических напряжений, датчик 5 температуры, установ ленный на изделии 2 и связанньпй с ним измеритель 6 температуры, а также устройство 7 нагрева-охлаждения, контролируемого изделия 2.

Измерители 3 и 4 могут быть вьтол- нены в одном ультразвуковом устройстве

сл М

0)

;31465716

Сутщость стюсоба заключается в следующем.

При комнатной температуре Т, нагружают контролируемое изделие 2 напряжением А, возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний и измеряют время Г распространения колебаний в контролируемом изделии. Затем к этому изделию прикладьгоают напряжение Q 6j (меньшее или большее, чем 6,). В этом случае время распространения в контролируемом изделии в зависимо - сти от величины основной 6, и дополнительной 6 нагрузок будет отли- 15 |часться от величины .Изменяют тем- |пературу изделия до тех пор, пока I время распространения снова не ста- |нет равным , и фиксируют температу- I ру Т,1 или после определения , 6 20 I Т устанавливают температуру Т, а I прилагаемое напряжение меняют до тех пор, пока время распространения сно- |ва не станет равным С, и фиксируют I 6,j, а искомый коэффициент в обоих |59Лучаях определяют из вьфажения

25 о

тг

6,- бс

, т,

4

d,-6,

.Т, - 6, Т,

(4)

Ь, - величина основной нагрузки;

величина дополнительной нагрузки;

Т - первоначальная температура изделия;

Тл - измененная температура из-

делия.

Способ осуществляют следующим образом.

При температуре Т, например комнатной, с помощью измерителя 3 времени распространения УЗК измеряют время Г распространения, предварительно нагрузив контролируемое изделие 2 напряжением 6, , и измеряют его значение измерителем 4 механических напряжений, затем нагружают изделие 2 до напряжения S и изменяют температуру изделия 2 устройством 7 нагрева-охлаждения до тех пор (в обе стороны от начальной), пока время распространения эхо-сигнала не станет снова равным прежнему (т.е. Г) . В этот момент фиксируют измерителем 6 температуры значение температуры изделия 2, а термоакустический коэффициент опре

деляют по приведенной формуле.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий акустичес-: кнми методами. Цель изобретения - повышение производительности определения термоакустического коэффициент- та скорости ультразвуковых колебаний Нагружают контролируемую деталь при температуре Т, напряжением и, , возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний и измеряют время распространения ультразвуковых колебаний t в контролируемой детали. Затем к этой же детали прикладывают напряжение 6 (меньшее или большее, чем 6,). В этом случае время распространения в контролируемой детали в зависимости от величины основной 6, и дополнительной 6 г нагрузок будет отличаться от величины Г. Изменяют тем- пературу детали до тех пор, пока время распространения снова не станет равным , и фиксируют температуру Т, а те1 оакустический коэффициент определяют по формуле , - .- 6,Т,, где 6 - величина основной нагрузки; величина дополнительной нагрузки; Т/, - первоначальная температура изделия; Т - юмененная температура изделия. I ил. (Л

Расчетная формула получена на основе теории акустоупругости. Зависимость времени распространения объемных (сдвиговых и продольных) УЗК от нагрузки выражается соотношением

Т t- - и.

fi6

(1)

где р, /io (1 + У{ т) ;

(io акустоупругий коэффициент .

при Т 0°С;

DjiH - времена распространения УЗК до и после приложения механических напряжений к контролируемому изделию.

Согласно выражению (1) времена f, и Сг можно получить по формулам

«, DO + 0(1 ,- т,)б.; (2) V о (5 У т). (3):

в соответствии с принятым условием 15т 11 2. Тогда, используя (2) и (3) и решая их совместно, после несложных преобразований можно получить

5

Формула изобретения

Способ определения термоакустического коэффициента скорости ультразвуковых колебаний в изделии, заключающийся в том, что в изделии возбуждают ультразвуковые колебания, принимают эхо-сигнал отраженных колебаний, - измеряют время его распространения после приложения основной и дополни- . тельной нагрузок к изделию при одной и той же температуре изделия, с учетом которого определяют термоакустический коэффициент скорости ультра- звуковьпс колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния производительности изменяют температуру дополнительно нагруженного изделия до такой, при которой время распространения эхо-сигнала после приложения основной нагрузки равно времени распространения эхо-сигнал после приложения дополнительной нагрузки, а термоакустический коэффици5

0

5

ент определяют по формуле 6,- 6г

Т

6,Т,

6, - 6, 5IA65716

величина основной нагрузки;Т величина дополнительной нагрузки;X, первоначальная температзфа изделия;

измененная температура изделия.