Способ виброакустического контроля изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушаю- щему контролю изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов силовых элементов несущих поверхностей летательных аппаратов.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет ис- ключения влияния на результат измерения вынуждающей силы.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ виб- роакустического контроля изделий.

Устройство содержит вибратор 1, установленный на изделии 2 и подключенный к последовательно соединенным усилителю 3 и двухчастотному синусоидальному генератору 4. На изделии 2 также установлен пьезоэлектрический акселерометр 5, подключенный к входу предварительного усилителя 6, выходы которого подключены к фильтру 7, настроенному на частоту 2 сОр изгибных колебаний, и к фильтру 8, настроенному на резонансную частоту Ыр колебаний изделия; выходы фильтров 7 и 8 соединены с входами детекторов 9 и 10, которые подключены к входу блока 11 сравнения, соединенного с блоком 12 измерения

Способ виброакустического контроля изделий осуществляется следующим образом.

Возбуждают вынужденные изгибные колебания контролируемого изделия 2, при- прикладьшая к нему бигармоническую вынуждающую силу P(t) Р, sinoo-t + + P-j. sin 2 Wpt с частотой 2 сх)р, в два раза вьшге резонансной частоты колебаний изделия 2, и с частотой Ыр, равной резонансной частоте колебаний изделия 2. Соотношение амплитуд частотных составляющих, создаваемых вибратором 1, усилителем 3 и генератором 4 бигармонической вынуждающей силы выбирается равным P,/Pj 1/5...1/100. Затем с помощью генератора 4 частотную составляющую Р, sinu) t из вынуж(Л

ел

со

дающей силы P(t) убирают, т.е. теперь контролируемое изделие возбуждается только силой P,j sin Zttipt. Далее с помощью измерительного акселерометра 5, предварительного усилителя 6, фильтров 7 и 8, детекторов 9 и 10, блока 11 сравнения и блока 12 измерения измеряют амплитуды колебаний контролируемого изделия 2 на резонансной час- тоте (л)., и на частоте 2 Wp , в два раза большей резонансной частоты изгибных колебаний изделия 2, По отношению измеренных амплитуд определяют дефектность контролируемого изделия 2, а также оценивают ее степень.

В спектре, создаваемом вибратором 1, усилителем 3 и генератором 4 бигар- монической вынуждающей силы P(t), на- ряду с основными гармониками с частотами u)p и 2 со имеются и паразитные гармонические составляющие с частотами , Зшр и т.д. (для гармоники с частотой to,

гармоники с -J,

перед замером амплитуд колебаний контролируемого изделия 2 из вьшуждающей силы составляющую Р, sinWpt с частотой (Ор убирают, соответственно уст- раняются из P(t) и кратные частоте ujp паразитные гармоники с частотами 2cup , Зи)рИ т.д. А при контроле измеряют амплитуды колебаний изделия 2 на его резонансной частоте оОр и на частоте 2Ыр , в два раза большей резонансной частоты изгибных колебаний изделия 2. При этом ни одна из создаваемых вибратором 1, усилителем 3 и генератором А,паразитных гармоник вы- нуждающей силы с частотами 4а)р , 6W|,, 8ыр и т.д. не совпадает по частоте с резонансной частотой Ыр изделия 2. Таким образом, не создается пред- посьтки для возбуждения колебаний

Ua rl 1 .. J, А i-ivi «i 4

О ) и 4а)(, J 6top и т.д. (для ; частотой 2 oJnJ. Так как

- Q 5

0

0 35 40 45

5

изделия 2 на частоте Wp при отсутствии в нем повреждения, т.е. если повреждения в изделии 2 нет, при возбуждении его изгибных колебаний вьшуждающей силой с частотой 2а)р спектральный состав колебаний изделия 2 не содержит составляющей на частоте. Wp . Для бездефектного изделия отношение амплитуд однозначно равняется нулю и бездефектное изделие не относится к дефектным.

Анализ спектрального состава субгармонических колебаний, возбуждающихся в системе под действием бигармони- ческой вынуждающей силы, позволяет при отключении низкочастотной гармоники Р| SinсОр t достоверно определять величину повреждения элемента конструкции.

Формула изобретения

Способ виброакустического контроля изделий, заключающийся в том, что возбуждают изгибные колебания контролируемого изделия, измеряют параметры колебаний изделия на частоте резонанса и на частоте возбуждения и по ним судят о дефектности изделия, отличающийся тем, что, с целью увеличения достоверности результатов контроля, возбуждают контролируемое изделие бигармонической силой P(t) Р sincOpt + РЗ sin 2 Wp t, где (,) - резонансная частота колебаний изделия; Р, и Р - амплитуды составляющих бигармонической возбуждающей силы, с соотношением амплитуд частотных сое-- тавляющих вынуждающей силы 1/5...1/100, измерения проводят на частотах Шри 2 и)р при действии составляющей Pj, а степень повреждения изделия определяют по спектральному составу измеренных колебаний.

/ / / / / /

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов силовых элементов несущих поверхностей летательных аппаратов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет исключения влияния на результат измерения вынуждающей силы. Положительный эффект создается за счет того, что изделие первоначально возбуждают бигармонической силой, а затем одну составляющую на резонансной частоте отключают, что позволяет исключить влияние составляющей на резонансной частоте на результаты измерений. 1 ил.