Способ неразрушающего контроля двух элементов металлической конструкции Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к нерайру- ющему контролю и может быть исполь- зовйно для контроля состояния соединительного слоя элементов составной металлической конструкции.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей контроля за счет диагностики качества соединения элементов из одинакового материала.

На фиг. 1 изображены типичные за- :висимости коэффициента прохождения вибрационной энергии через соединение, обладающее виброизолирующим эффектом, от частоты (кривая 1 соответствует лучшему состоянию соединительного слоя, кривая 3 - худшему); на фиг. 2 - зависимости коэффициента поглощения конструкции f(f) от частоты дпя различных состояний соеди

нительного слоя; на фиг. 3 - зависимость ) ° соотнош ения коэффициентов поглощения в первом и втором

эдементах Vo ™ ройство для неразрушающего контроля соединения двух элементов металлической конструкции.

Устройство содержит составную металлическую конструкцию 1, соединительный слой 2, динамический вибратор 3 с блоком 4 возбуждения, вибродатчик 5 с измерительно-анализирующим блоком 6, емкости с сыпучим мате риалом 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Составную металлическзто конструкцию 1, имеющую соединительньй слой 2, помещают одним элементом в сыпучий материал 7. На другом элементе устанавливают динамический вибратор 3 с блоком 4 возбуждения и вибродатчик 5 с измерительно-анализирующют блоком 6. Экспериментально установлено, что коэффициент прохождения t вибрационной энергии через соедини- тельньй слой в определенном частотном диапазоне зависит от состояния этого соединительного слоя (фиг. 1). Соответственно, от этих же параметро зависит коэффициент поглощения системы ) Характер измерения ц(.} зависит также и от соотношения собственных коэффициентов поглощения элементов конструкции. Из графика на фиг. 3 В1ЩНО, что чем больше отношение Ц / УО , тем больше динамика изменения с jxJCTOM частоты и тем проще фиксировать изменение v(f). При оди наковой величине коэффициента поглощения элементов, т.е. V/ v s личина ) Н й и не чувствительна к состоянию соединительного слоя. Следовательно, если элементы изготов лены из одного материала, то прямое использование величины 4(f) для диагностики качества соединения малоэффективно. Точность измерения сложной конструкции составляет величину 10-20%, следовательно, соотношение коэффициентов поглощения iv/ Vo в системе должно быть больше двух для получения хорошего разреиения при измерении v(f;) на разных частотах Таким образом, для диагностики, качества соединения составной конструкци в целом должна быть использована частотная зависимость величины )

0

5

20

40 д5

конструкции. Соотношение коэффициентов поглощения соединительных элементов должно быть больше двух. Увеличить коэффициент поглощения одного из элементов можно искусственно. Наиболее простой эффективный способ- это помещение одного из элементов системы в сыпучий материал типа речного или морского песка , который име - ет отличные вибродемпфирующие свойства. Максимальньй коэффициент поглощения в металлической конструкции (е. 0,01, а минимальньй коэффициент поглощения в песке Затем с помощью динамического вибратора 3 в исследуемой составной металлической конструкции 1 последовательно возбуждают упругие колебания на резонан- .сной частоте и ее гармониках. С помощью вибродатчика 5 и измерительно- анализирующего блока 6 измеряют на каждой частоте амплитуды ускорения свободно затухающих,сигналов А и 25 Л в моменты t, и t и определяют коэффициенты поглощения как

40 д5

30 .где ut

V(f,-) 4,65 Ig 3-/fp -at, A,

ti

-1

0 5

5

0

5

По полученным значениям строится кривая регрессии коэффициента поглощения v.(f), затем вычисляем выражениеf

А 1 v(f) - V-(f)3df, ,

где исследуемый диапазон частот;

V4;.(f) - регрессионная кривая коэффициента поглощения конструкции с предельно допустимыми дефектами в соединении.

ЕСЛИ выражение имеет отрицатель- ньй знак, то соединение двух элементов конструкции некачественное и она дефектна, если знак положительный, то конструкция может функционировать и в дальнейшем.

Формулаизобретеиия Способ неразрушающего контроля соединения двух элементов металлической конструкции, заключающийся в том, что в одном элементе конструкции возбуждают упругие колебания на ее резонансной частоте, принимают эти колебания, измеряют коэффициент их по- глощения и с учетом измеренного ко

51469442

эффнцнента поглощения определяют ка- чество соединения, отличаю-- щ и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей контроля, демпфируют другой элемент конструкции, дополнительно возбуждают упругие колебания на гармониках резонансной частоты, измеряют коэффициент поглощения на гармониках колеба- НИИ, а качество А соединения определяют по знаку вьфажения

гд

А

V..(f) - V.(f)jdf, , -

де f

V.

.

- Ч .(f)

ДО

частотный диапазон контроля;

зависимость коэф ятциен- та поглощения конструкции от частоты; эталонная зависимость коэффициента поглощения от частоты.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля состояния соединительного слоя элементов составной металлической конструкции. Целью изобретения является расширение технологических возможностей контроля за счет диагностики качества соединения злементов из одинакового материала. Способ неразрушакядего контроля двух элементов металлической конструкции осуществляется следующим образом. Один элемент конструкции предварительно демпфируют, напримерf помещая его в сыпучий материал . В другом элементе конструкции возбуждают на резонансной частоте и ее гармониках упругие колебания. На каждой частоте принимают эти упругие колебания, измеряют их амплт-уду и по измеренным амплитудам измеряют коэффициент поглощения системы (f. Строят зависимость этого коэффициента поглощения от частоты. Затем вычисляют F г выражение А Сч () - v(f)df, где f,-f.j - исследуемый диапазон частот, v(f) - регрессивная кривая коэффициента поглощения конструкции с предельно допустимыми дефектами в соединении. Если выражение имеет отрицательный энак, то соединение двух элементов конструкции некачественное и сама конструкщш дефектна, если знак положительный, то конструкция может фугасционировать и в дальнейшем. 4 ил. (Л 4 to

Л 0,Г 0,2 О If 1,6 3,2 М /,/f/«

фиг./

О/ 0,2 0, 0,8 Г 2 3 уКГц

фиг. 2

%/%

Of

Qif

Ufl 2 фиг.З

Z -:

фиг.

В/;кГц

X-X X y