Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом Советский патент 1990 года по МПК G01N29/00 

ел сп

ю

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение точности определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхности наклепом, благодаря прозвучиванию изделия поверхностными ультразвуковыми (УЗ) колебаниями различных частот и измерению времени их распространения. В результате обеспечивается послойное получение информации. В изделия излучают поверхностные УЗ колебания и принимают прошедшие в изделии заданную базу колебания первой частоты. Измеряют их время распространения и определяют разность этого времени с временем прохождения аналогичных УЗ колебаний на участке изделия без напряжений. Повторяют данные операции на других частотах в порядке их убывания. По результатам измерений на различных частотах с учетом глубины проникновения поверхностных УЗ колебаний на этих частотах в материал изделия определяют глубину залегания и величину остаточных напряжений. 2 ил.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при определении параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, например при определении величины и глубины залегания поверхностных напряжений в деталях после виброударного упрочнения.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров остаточных напряжений за счет послойного получения информации благодаря прозвучиванию изделия поверхностными колебаниями различных частот и измерении времени их распространения.

На фиг. представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - эпюра остаточных напряжений в изделии, определенная в результате реализации способа.

Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подасfco

вергиутых упрочнению поверхностным наклепом, заключается в следующем, В изделии последовательно возбуждают поверхностные ультразвуковые колеба- ни я на частотах f ...,Ј.;..., соблюдая условие f j, f ; f V1 . Принимают прошедшие через один и тот же исследуемый участок изделия колебаний различных частот. Измеряют время распро- странения принятых ультразвуковых колебаний и определяют разность &Т; времени распространения ультразвуковых колебаний частоты fj на исследуемом и неупрочненном участках изделия. Находят произведение разности ДТ; и глубины h; проникновения ультразвуковых колебаний частоты f, в материал изделия. При каждом переходе с частоты f j, на частоту f; сравнивают зна- чения ДТ;Ь; иЬТ;, h;..,. По достижении частоты fn, результаты измерений на которой удовлетворяют условию

ЬТц, Ьп., -Л Тп- Ъп. О,

заканчивают возбуждение поверхностных ультразвуковых колебаний. Глубину Н залегания и величину GJ остаточных напряжений в i-м слое определяют из выражений

hn.,. E h ;

г

HAIIhLlJL2LbjlAi

h; - h;H

40

де - величина остаточных напряжений в слое, расположенном между глубинами h ,JM и h ; k - эмпирический коэффициент

пропорциональности; UT; - разность времени распространения ультразвуковых ко- лебаний частоты f; на исследуемом и неупрочненном участках изделия; h; - глубина проникновения поверхностных ультразвуковых колебаний частоты в материал изделия;

Н - глубина залегания остаточных напряжений;

i 1,2,...,n - порядковый номер частоты f; возбуждаемых55 колебаний при расположении частот л ряд в порядке убывания .

5 0

5

0

5

40

Способ определения параметров остаточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, осуществляют следующим образом.

На контролируемое изделие 1, например, лопасть вертолета из материала АВТ-1, упрочненную шариками на вибростенде по серийной технологии, в зоне измерений устанавливают наклонные призматические излучающий 2 и приемный 3 преобразователи. Генератор 4, частота которого регулируется модулятором 5, возбуждает излучающий преобразователь 2. Последний в свою очередь возбуждает в изделии 1 поверхностные ультразвуковые колебания, которые пройдя заданное расстояние по поверхности изделия 1, поступают на приемный преобразЪватель 3.

С преобразователя 3 через усилитель 6 при нятый сигнал поступает на измеритель 7 интервала времени, измеряющий время прохождения поверхностными ультразвуковыми колебаниями заданной базы (L 42 мм). Предварительно аналогичные измерения проводятся на отдельном куске изделия , используемом для изготовления образцов и освобожденном путем стравливания в течение 2 ч от всех поверхностных наг пряжений, в том числе и предварительных технологических напряжении. В изделии 1 последовательно возбуждаются ультразвуковые колебания следующих частот, МГц: f 18; Јг 11,5; f, 9,5; f 5; f5 3,6. Для каждого значения частоты измеряют разницу ДТ времени прохождения базы L колебаниями на исследуемом участке и на участке, свободном от всех поверхностных напряжений. Кроме того, для каждой частоты определяют глубину h проникновения ультразвуковых колебаний. Результаты измерений приведены в таблице.

-4,5

-8,1 -8,8 -8,1 -5,2

-4,5 -14,6-11,8-7,32+2,53

Поскольку &Tsh5 -0, то остаточные напряжения считают лежащими на глубине от 0,32 до 0,44 мм. Глубина залегания остаточных напряже«о

о

Фиг. Z