Устройство для определения полостей и дефектов в материалах

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОИАЛИг П ест ч 9 ( ) РЕСПУБЛ 3/5 ЕТГНИЯ е относится к кет быть испол фектав в виде й структуры и оительчых и др спытательзсвано для полостей и пытуемого /гих констИзобретен ой технике и м пределения д еоднороднасатериала в ст укциях,ГОсудАРстГ. нный КОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИПРИ "КНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОЬРК АВТО Р С КО У У С Я ИДЕТЕЛ Ь"ТВУ(71) Омский политехнический институт Г 72) Б. Н, Стихановский, Л. М, Стихановская и Н. В. Захарова(56) Авторское свидетельство СССР ГФ 373584, кл. 6 01 К 3/52, 1971.Авторское свидетельство СССР М 1270654, кл, 6 01 К 19/08, 1985.Авторское свидетельства СССР Р 126234";, кл, О 01 г 1 3/52 1985 (5 В УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОСТЕЙ И ДЕФЕКТОВ В МАТЕРИАЛАХ 57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для Известен прибоо для определения упруга гистерезисных свойств резины путем оценки ее деформации и зластичности при отскоке удар 1 ика. Прибор содержит ударник, выполненный в виде стержня с металлическим наконечником на одном конце и с двумя собач ка ми, уста но елен ными с вазможностью откидывания в противоположные стороны, на другом конце, и смонтирован внутри вертикальной направляющей трубки с закрепленной на ней шкалой с отклоняющимися при зацеплении с собачками двумя стрелками,Недостатком прибора является ега низкая чувствительность и производительность опаеделения дефектов в ви",е псхеп и неод на родн остей структуры ис сыт, емгл с, материала в строительных и других конструкциях, Цель изобретения - павышени чувствительности за счет уменьшения деформации формы наконечника, В устройстве наконечник выполнен наборным из двух наложенных одна на другую, жестко связанных между собой по периферии и с корпусам разнстолщинных пластин - мембра .ы и жестко. пластины, пр,чем жесткая пластина ссрашеча к ударнку и имеет по центру отверс;ие, конфигурация которого соответствует внешнему контуру ударника, 1 ил,труда, так как применен ручнои механизм взвода.Известно устройство для исследования материалов методом упругого отскок . содержащее трубу, один конец отарой предназначен для подвода к поверхности испытуемого материала, который содержит полости или неоднородности структуры; наконечник, установленны.; на конце направляющей трубки с возможностью перемещения вдоль ее аси и предназначенный для контакта с поверхностью испьгтуемогс материала боек, расположенный с возможностью перемещения в напаэвляющей трубке и предназначенный для взаимо;ейств . с наконечникам; механизм взвода, расположенный на другам конце направляющей трубки и предназначенный для разгона байка,Действие устройства основано а том, что когда послс соударения с наконечником боек меняет направление своео движения5 10 проходя эту значительную толщину, волны деформации претерпевают значительные искажения, и низкая производительность из-за использования ручного труда при взводе и пуске пружины механизма.Известно также устройство для определения полостей и дефектов в материалах, частично устраняющее указанный недостаток за счет применения наконечника, выполненного в виде шарового сегмента, сферическая часть которого обращена к ударнику, а плаская-к поверхности испытуемого объекта, прикрепленного к корпусу устройства винтами через упругие прокладки и имеющего толщину, определяемую, исходя из условия жесткости, охвата наибольшей площади и минимального влияния на отскок из соотношенияО(б,где 0 - усредненный поперечный размер ударника.Недостатком устройства является быстрая деформация формы пластинки наконечника в процессе работы и, как следствие этого, понижение чувствительности устройства эа счет искакения параметров отскока ударника.Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.Цель изобретения достигается тем, что в известном устройстве для определения полостей и дефектов в материалах, содержащем корпус, размещенный в нем ударник со штоком, периодически взаимодействующий с ним наконечник, установленный коаксиально ударнику соленоид, последовательно соединенные с ним диод и источник переменного тока и электромагнитный датчик скорости отскока ударника, наконечник выполнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаимодействия с образцом и ударником и жесткой кольцевой пластины. размещенной между корпусом и мембраной, с учетом того, что жесткой называется пластина. если ее на и бал ьший прогиб не п ревы шает 1/4 толщины; мембраной называется пластина, прогиб которой превышает толщину в 5 раэи более. 15 20 25 ,"О 35 40 45 50 55 на обратное, параметры этого движения (скорость, время, величина отскока) определяотся наличием полостей под наконечниСкам и способностью наконечника достаточно точно пропустить через себя прямые и отраженные от поверхностей полостей волны деформации, возбужденные ударами бойка о наконечник,Недостатком устройства является его низкая чувствительность, обусловленнаябольшой толщиной наконечника, иэ-за чего,При проведении поиска па источникам патентной и научно-технической литературы для доказательства существености отли:-,ий заявляемого изобретения выделен следующий существенный признак,Наконечник вь 1 полнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаимодействия с образцом и ударником, и жесткой кольцевой пластины, размещенной между корпусом и мембраной. При поиске не обнаружено объектов техники, имеющих отличительныи признак в таком виде, хотя наконечник, выполненный в виде одного целого элемента, широко используется для пропуска через себя, "прослушивания" волны деформации, отраженных ат свободных поверхностей полостей и неоднородностей испытуемого материала. Компоновка наконечника в виде мембраны и жесткой кальцсвой пластины позволяет придать наконечнику такое сочетание свойств, как высокая чувствительность за счет применения мембраны, служащей в качестве элемента, пропускающего через себя прямые и отраженные от свободных поверхностей полостей волны деформации, возбужденные ударами, с минимальными искажениями, и сахраняемость этой чувствительности в процессе эксплуатации за счет применения жесткой пластинь, предотвращаю цей деформацию мембраны в зоне вне контакта ударника с мембраной, чта в конечном счете ведет к значительному улучшению качества определения полостей и неоднородностей в исг,ытуемам материале,Из привсденнаго анализа следует, чта предлагаемое устройство обладает существенным отличием.Устройства состоит из корпуса 1, размещенных в нем ударника 2 са штокам 3, наконечника, содержащего мембрану 4 и жесткую кальцевуфа пластину 5 и взаимадействуащего с поверхностью испытуемого материала б, соленоида 7, саединеннсго через диод с источникам переменнага тока 8, электромагнитного датчика 9 ск рости отскока ударника 2. Пластины наконечника крепятся между собой и к корпусу 1 винтами 10 через упругие прокладки 11,Устройство работает следующим абр=- зам,При подключении источника перемен- нага тока 8 диОд обеспечивает включение на половину периода переменного тока соленоида 7. который, притягивая ударник 2, разгоняет ега до определенной скорости, ог 1 ределяя удар по наконечнику. при этом жесткая кольцевая пластина 5 наконечника абесг"-чФвает контакт удэрнига Р с мюба 1758502ной 4, предотвращая при этом ее деформацию вне зоны контакта ударника с мембраной, а мембрана 4 с наименьшими искажениями передает через себя прямые и отраженные от поверхности пустот волны 5 деформации, возбужденные ударами, которые волны деформации) в конечном счете определяют параметры отскока ударника, регистрируемые электромагнитным датчиком скорости отскока, Пластины 4 и 5 нако неаника крепятся между собой и к корпусу 1 винтами 10 через упругие прокладки 11, значительно уменьшающими амплитуду передаваемого на корпус удара.Для работы на конкретных объектах ис пользуются тарировоаные кривые "электрический сигнал - велиаина скорости отскока - наличие полостей и пустот", Взаимосвязь скорости отскока (или, соответственно, электрического сигнала) от наличия поло стей и пустот определяется из этих экспериментальных тарировочных кривых, которые строятся на основе специальных имитациИ этих полостей по объему испытываемого материала, месторасположению их от места 25 удара бойка и других факторов.На основе тарировочной зависимости, "простучав" уже неизвестный объект, можно указать есть там полости и дефекты или нет, а также интегрально определить их приблизительный размер.Таким образом, предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа. так как позволяет обеспечить повышение аувствительности устройства и ее сохраняемость в процессе эксплуатации и на основе этого улучшение качества производимых работ по определению полостей и неоднородностей испытуемого материала,Формула изобретения Устройство для определения полостей и дефектов в материалах, содержащее корпус, размещенный в нем ударник со штоком, периодически взаимодействующий с ним наконечник, установленный коаксиально ударнику соленоид, последовательно соединенные с ним диод и источник переменного тока и электромагнитный датчик скорости отскока ударника, о т л и а а ющ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, наконечник выполнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаимодействия с образцом и ударником, и кольцевой пластины, размещенной между корпусом и мембраной.