Способ измерения механических напряжений Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 G01N3/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение для контроля деталей в машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известен способ измерения механических напряжений, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковой импульс, принимают импульс, прошедший через изделие, измеряют время прохождения, вычисляют скорость ультразвука и судят по ней о величине напряжений 1.

Недостатком известного метода является сложность измерения небольших изменений скорости и, как следствие, низкая его точность.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является способ измерения механических напряжений, заключаюшийся в том, что с помошью электромагнитно-акустического преобразователя возбуждают в контролируемом изделии упругие колебания, после их прохождения через изделие принимают эти колебания и по параметрам сигнала судят о величине напряжений 2.

В данном способе параметром, по которому, измеряют напряжение, является поворот плоскости поляризации возбуждаемой сдвиговой волны. Это помогает суш,ественно упростить измерение, поскольку с помош,ью электромагнитно-акустических преобразователей можно надежно фиксировать изменение поляризации сдвиговых колебаний.

Недостатком этого способа является невысокая точность измерений, что связано с малой величиной измеряемого эффекта и влиянием мешаюших факторов, способных изменять поляризацию волны.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что выделяют 15 четвертую гармонику колебаний и по ее амплитуде определяют механические напряжения.

На чертеже показана схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из возбуждающего электромагнитно-акустического преобразователя 1, подключенного к генератору 2, приемного преобразователя 3, подключенного ко входу усилителя 4, фильтра 5 четвертои гармоники, соединенного своим входом с выходом усилителя 4, индикатора 6, соединенного с выходом фильтра 5. При контроле между преобразователями 1 и 3 размещают контролируемое изделие 7.

На .чертеже показано поле Но подмагничивания.

Способ заключается в следующем.

Генератор 2 питает преобразователь 1 синусоидальным во времени током. Это приводит к возбуждению сдвиговой упругой волны, которая распространяется по изделию и, дойдя до преобразователя 3, создает на нем ЭДС сигнала. Этот сигнал усиливается усилителем 4, после чего из него фильтром 5 выделяется четвертая гармоника, амплитуда которой измеряется и индицируется в индикаторе 6. Приложение силы Р создает в изделии 7 механические напряжения, которые влияют на амплитуду четвертой гармоники. Последняя образуется за счет нарушения симметрии одновременно магнитного и механического гистерезиса материала изделия. Магнитный гистерезис проявляется в процессах возбуждения и приема, механический сказывается на форме упругих колебаний при их распространении по изделию. В то же время другие факторы (структура материала, его

химсостав и др.) почти не влияют на четвертую гармонику. Благодаря указанным факторам измерение напряжений по четвертой гармоники обеспечивает высокую точность.

Формула изобретения

Способ измерения механических напряжений, заключающийся в том, что с помощью электромагнитно-акустического преобразователя возбуждают в контролируемом изделии упругие колебания, после их прохождения через изделие принимают эти колебания и по параметрам сигнала судят

о величине напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, выделяют четвертую гармонику колебаний и по ее амплитуде определяют механические напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Гузь А. Н. и др. Основы ультразвукового неразрушающего метода определения напряжений в твердых телах. Киев, «Наукова думка, 1974.

5 2. Авторское свидетельство СССР

№ 191867, кл. G 01 L 1/14, 1967 (прототип) .

/ //