Способ определения прочности оболочки из полимерных композиционных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19 ЯО 135783 А 01 М 29 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А юл. У 45 К.С,Каса Ф,П Пеккетроль к нструкциилов. Л,;76, 171,прочностаров, подлению.с.23-69 мат 77,кон ез нему да ка, 197 очГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Потапов А.ИНеразрушающий кониз композиционныхМашиностроение,Неразрушающийстеклопластиковыхвергаемых внутренКиев: Наукова дум 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИОБОЛОЧКИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к акустческим методам неразрушающего контроля прочностных параметров издели. Целью изобретения является повышение точности определения прочности благо даря приему и измерению параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ), вследствие чего в оболочке выявляют участки с максимальным повреждением материала. Контролируемую оболочку подвергают действию давления опрессовки и принимают равномерно установленными на наружной поверхности оболочки приемными преобразователями сигналы АЭ. Измеряют параметры АЭ, например суммарную эмиссию, и выделяют участок с максимальным значением измеренного параметра. На вы деленном участке с помощью тензодатчика измеряют вызванное давлением опрессовки удлинение оболочки и по измеренному удлинению с учетом тарировочной зависимости определяют пр ность оболочек из полимерных компо зиционных материалов. 1 ил.Изобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля прочностных параметров изделий и может быть использовано при определе 5 нии прочности оболочек из полимерных композиционных материалов, в частности, цилиндрических конструкций из стеклоорганопластиков,Цель изобретения - повышение точ ности определения прочности за счет выявления в оболочке участков с наибольшими повреждениями полимерного композиционного материала.На чертеже представлены результа ты измерений параметров сигалов акустической эмиссии (АЭ) по периметру двух оболочек при двух различных давлениях опрессовки. 20Способ определения прочности оболочек из полимерных композиционных материалов заключается в следующем.Контролируемую оболочку подвергают действию давления опрессовки. 25 Осуществляют прием сигналов АЭ в точ 55 ках, равномерно распределенных по оболочке, Измеряют параметры сигналов АЭ и по максимальному значению измеренных параметров выбирают конт- ЗП рольный участок оболочки. Измеряют удлинение контрольного участка, вызванное действием давлейия опрессовки. По измеренному удлинению с помощью тарировочной зависимости определяют прочность оболочки.Способ определения прочности оболочек из полимерных композиционных материалов осуществляют следующим образом, 40На наружной поверхности контролируемой оболочки, например цилиндрической емкости со сферическими днищами иэ стеклоорганопластика, равномерно располагают приемные пьезоэлектри ческие преобразователи сигналов АЭ и тензометрические датчики удлинения,Согласно условиям оптимизации экспериментального определения формы некоторой кривой минимальное число точек 50наблюдения должно равняться 10-20, Для обработки принятых сигналов АЭ целесообразно полностью использоватьдвадцатиканальную акустико-эмиссионную систему АЭС. При контролеудлиненных объектов точки приема рав 1 номерно распределяют по внешней поверхности цилиндрической части преимущественно в 4-7 нормальных к ее(---) + Р О9 Р =Р где Р- определяемая прочностьконтролируемой оболочки,Р - давление опрессовки кон-,тролируемой оболочки;Р - давление, при которомразрушается эталбннаяоболочка;11 - удлинение контрольногоучастка контролируемойоболочки при давленииопрессовки;31, - удлинение участка, аналогичного контрольному,эталонной оболочки придавлении опрессовки;В 1 - удлинение участка, аналогичного контрольному,эталонной оболочки придавлении, близком к давлению разрушения.Частота Х приема сигналов АЭ со стороны низких частот ограничена производственными шумами. При гидрообразующей сечениях, в каждом неменее трех,Контролируемую оболочку нагружаютвнутренним давлением Р олрессовки,например гидронагружением, принимаютпреобразователями сигналы АЭ и измеряют их параметры, в частности суммарную эмиссию. На основании измерений выделяют участок оболочки, накотором суммарная эмиссия максимальна (контрольный участок).На чертеже представлены результаты измерения относительной суммарнойэмиссии И О 7 д по приведенной длинеН /Н цилиндрической части оболочкисо стороны нижнего днища для двуходнотипных оболочек (кривые с индексами 1 и 2) при двух значениях давления опрессовки: Р= 0,4 Р (кривые 1 а и 2 а); Р . 0,7 Р (кривые16 и 26), где Р, разрушающее давление для эталонной оболочки.Из результатов измерений следует,что для первой оболочки контрольныйучасток лежит по периметру нормального сечения при Н/Н = О, 1, а длявгорой оболочки - йри Н/Н=0,5,Измеряют удлинение Д 1 выбранногоконтрольного участка по показаниямтензометрического датчика и определяют прочность Р оболочки по тарировочной зависимости3 1357830 4 15 7А1 35 отн.,ед аг Л а И И а 7 аВ аН.(Н НИИПИ Заказ 5991/43 Тираж 776 Подписное изв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,нагружении оболочки нижняя границалежит в пределах 100 кГц. Со сторонывысоких частот частота 1: приема сигналов АЭ ограничена геометрическимисвойствами поверхности оболочки, какотражающей или рассеивающей дифракционной решетки с малой периодической неровностью. Частота заграждениярешетКи оценивается по отношениюс/Л, где с - скорость распространения 10продольных колебаний в материале матрицы, Л - период неровностей, равный частному от деления ширины лентына число в ней нитей. Для матрицы из эпоксидной смолы с = 2600 и/с, ширины ленты 3,5 10 м, числу нитей 40, частота заграждения равна 33 ИГц. Считая спектр сигналов АЭ равномерным, а затухание сигналов 20 АЭ на частоте заграждения равным их дийамическому диапазону 80 8 Б и учитывая тот Жакт, что при понижении частоты коэффициент поглощения полимерных композиционных материалов уменьшается пропорционально квадрату частоты, получают оценку ограничений со стороны высоких частот равной 330 кГц. Если считать количество М точек приема сигналов АЭ неизменным, 30 для оболочек различной площади Б целесообразно выбирать частоту Г приема из выражения где А - параметр, определяемый материалом оболочки, в основном коэффициентом поглощенияакустических колебаний, равный для стеклоорганопластиков 0,1,При использовании данной формулывыбранная частота лежит в пределахвышеприведенных ограничений для оболочек с площадью 3 - 40 мПовышение точности определенияпрочности оболочек позволяет болееверно назначать эксплуатационные нагрузки, в результате чего увеличивается срок их службы, снижается числоаварий и т.п.Формула из обретенияСпособ определения прочности оболочки из полимерных композиционныхматериалов, заключающийся в том, чтоприкладывают к оболочке давление опрессовки, измеряют удлинение участкаоболочки и по измеренному удлинениюс помощью тарировочной зависимостиопределяют прочность оболочки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, после приложениядавления принимают сигналы акустичес 6кой эмиссии в равномерно распределенных по оболочке точках, измеряют параметры принятых сигналов и по максимальному значению принятого параметра определяют участок оболочки,на котором производят измерение удлинения.