Способ акустического контроля качества материалов

(505 6 01 й 29/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 917073, кл. 0 01 й 29/00, 1980.(54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯКАЧ Е СТВА МАТЕ РИАЛ О В(57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю. Целью изобретения является обеспечение возможности определения сдвиговых характеристик материалов. Сжимают образец 1 контролируемого матери-ала между рабочими поверхностями излучающего и приемного пьезокерамических пьезогтреобразователей 1, 2, виброиэолируют полученный пакет, излучают с частотой ниже резонансной, принимаютупругие колебания и измеряют их амплитуды и разность фаз, по которым с учетом толщины образца и площади его контакта с преобразователями определяют искомые характеристики, при этом задают размеры преобразователей и пакета. 2 ил.Изобретение относится к неразрушающему контролю и мЬжет быть использовано для, определения сдвиговых характеристик материалов нэ звуковых и инфразвуковых частотах.Цель изобретения - обеспечение возможности определения сдвиговых характеристик материалов.На фиг. 1 и фиг. 2 показаны схемы, иллюстрирующие осуществление предлагаемого способа, с одним и двумя образцами контролируемого материала соответствен. но.На схемах фиг. 1 и фиг. 2) изображены образцы 1 контролируемого материала, излучающий 2 и приемный 3 пьезопреобразователи, выполненные в виде пластин, виброизолирующие прокладки 4 и 5, размещенные на поверхностях пьезоэлементов, противолежащих рабочим, и узел 6 прижима, выполненный в виде струбцины, причем толщина Н пакета, образованного пьезопреобразователями 2 и 3 и образцами 1, и толщина Ь и максимальный раэмер 1 пьезопреобразователей выбраны из условия0,05- 0,4;Н О;7 (1)ЬСпособ осуществляют следующим образом,Образец 1 контролируемого материала (фиг. 1) размещают между рабочими поверхностями пьезоэлементов 2 и 3, виброизолируют полученный пакет с помощью виброизолирующих прокладок 4 и 5 и сжимают его с помощью узла бприжима,На обкладки излучающего преобразователя 2 подают электрический сигнал возбуждения синусоидальной формы с частотой, лежащей в пределах от 0 до резонансной частоты пакета, включающего пьезопреобрэзователи и образец, снимают электрический сигнал с обкладок приемного пьезопреобразовэтеля 3, измеряют амплитуды Овх и Овых соответственно подаваемого и принимаемого сигналов и разность о их фаз и определяют комплексную сдвиговую жесткость К, образца, модуль Ох сдвига и коэффициент дх потерь по формуламОвых, КоОвх . Но Кх Ьоб,О, ="6; р =1 ду. (3) ГДЕ Лоб И Зоб - СООтВЕтСтВЕННО тОЛЩИНа Образца и площадь его контакта с излучающим и приемным преобразователями;Но - отношение амплитуд принятого и поданного сигналов в случае, если один край излучающего пьезоэлемента и одинкрай приемного пьезоэлемента зафиксированы друг относительно друга;Ко - расчетная величина, равная," -К+К.где Ки и Кп - продольные жесткости излучающего и приемного преобразователей соответственно.10 Для одинаковых излучающего и приемного пьезопреобрэзователей:К К,Ко -- = -и и.2 2(5)где Ек - модуль Юнга пьезокерамики,Ь - ширина преобразователей.Изменяют частоту сигнала возбужденияв указанных пределах, определяют для каждого значения частоты значения контролируемых параметров и строят зависимостьКхФормула (2) для определения комплек 25 сной сдвиговой жесткости образца вернапри условии1 КхКокоторое для одинаковых излучающего и приемного пьезопреобразователей с учетом формул (3), (4), (5) принимает вид1 Кх 1- ",35ОхЗоб Екг) Ь"обОтсюда следует, что способ применимдля контроля материалов со сдвиговой жесткостью, много меньшей половины продольной жесткости излучающего и приемного преобразователей, и что при увеличении возрастает диапазон материалов, для которых способ может быть использован.Выбор отношения Ь/1 из условия (1)обусловлен тем, что при Ь/ 0,4 падает точность определения комплексной сдвиговой жесткости образца в связи с возникновением паразитных толщинных колебаний излучающего преобразователя, а при Ь/10,05 падает продольная жесткость преобразователей и уменьшается диапазон контролируемых материалов.За счет выбора толщины Н пакета из 55 условия Н 0,71 при выполненииусловия(б)обеспечивается возможность создания чисто сдвиговых деформаций в образце, так как при этом деформацию излучающего преобразователя можно считать независимой иаз 2324 Тираж 503 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 равной деформации образца, а деформацией приемника пренебречь.Для предотвращения изгибных колебаний всего пакета, искажающих результат измерений, целесообразно выполнить один из преобразователей в виде двух пластин и разместить между ними второй преобразователь с нанесенными на его рабочие поверхности слоями контролируемого материала.Таким образом, способ акустического контроля качества материалов обеспечивает возможность определения сдвиговых характеристик материалов,Ф ор мул а и зоб рете н ияСпособ акустического контроля качества материалов, заключающийся в том, что образец контролируемого материала размещают между рабочими поверхностями пьеэокерамических излучающего и приемного преобразователей, сжимают полученный пакет, излучают с заданной частотой и принимают преобразователями упругие ко лебания, измеряют их амплитуду, о т л ича ю щийс я тем,что, с цельюобеспечения определения сдвиговых характеристик материалов, виброизолируют пакет, возбуждение колебаний осуществляют с частотой, 10 меньшей резонансной частоты пакета, измеряют амплитуду возбуждающего сигнала и фазы возбуждающего и принятого сигналов, сдвиговые характеристики материала определяют с учетом измеренных амплитуд 15 и фаз, толщины образца и площади его контакта с преобразователями, а толщину Н пакета, толщину Ь и максимальный размерпреобразователей выбирают из условий 20 0,05-0,4; Н0,7.