Способ акустоэмиссионного контроля изделий

200309 в) Ш 351) 5 001 Х ЗОБРЕТЕ К ПАТЕН Г) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Физико-технический институт со специальнымконструкторским бюро и опытным производствомУральского отделения РАН(73) Физико-технический институт со специальнымконструкторским бюро и опытным производствомУральского отделения РАН(54) СПОСОБ АКУСТОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к акустоэмиссионномуконтролю и может быть использовано дпя опредепения ориентации поверхностных микротрещин имикротрещин, не выходящих на поверхность изделия (скрытых подло верхностных микротрещин).Цель изобретения - повышение достоверности акустоэмиссионного контроля за счет определения ориентации микротрещины в изделии. При контроле на поверхности иэделия по диаметру предварительно локализованной по окружности области устанавливают не менее четырех преобразователей, реагирующих на Е-компоненту рэпеевской волны под углами 0, 45, 90 и 180 относительно произвольно выбранной оси, проходящей через центр локализованной области, принимают импульс рэлеевской волны, регистрируют распределение амплитуд и сопоставляют его с диаграммами направленности волн Рэпея, излучаемых трещинами горизонтальной и вертикальной ориентаций, и по результату определяют ориентацию микротрещины. Угол поворота микротрещины вертикальной ориентации относительно выбранной оси определяется путем вычислений ипи геометрических построений 12 ил.) (В - е ) (7) 2 дог цилиндрической системе ко где а - угол вординат.Из формул 1 и 7 видно, что источник типа пары вертикальных сил излучает волны, амплитуда которых не зависит от угла а, т.е. поле волн симметрично относительно оси Е. Источник же типа пары горизонтальных сил излучает волны Рэлея, амплитуда которых пропорциональна соз а(угол а отсчитывается от направления силы (см. диаграммы направленности волн Рэлея на фиг.2 и 3 соответственно), Это обстоятельство позволяет по распределению амплитуд волн Рзлея, приходящих на различные преобразователи, судить об ориентации источника, Для этого необходимо на поверхности образца по диаметру предварительно локализованной по окружности области контроля расположить не менее четырех преобразователей рэлеевской волны под углами 0, 45, 90 и 180 относительно произвольно выбранной оси, проходящей через центр локализованной области. Такое расположение преобразователей позволяет не только разделить между собой источники горизонтальной и вертикальной ориентаций, но и определить угол поворота микротрещины вертикальной ориентации относительно вы 55 Ц о = Ко б - ) 1,о(6)Аналогичным образом решена задача определения полей упругих смещений в волнах Рэлея, излучаемых моделью источника АЭ типа пары горизонтальных сил, сосредоточенных на глубине и под поверхностью упругого полупространства, точки приложения которых разнесены на величину Ь Х, Такая модель может, например, имитировать микротрещины, перпендикулярные поверхности, вероятность появления которых велика при изгибе, кручении, термодинамических нагружениях и в15 ряде других случаев, Получена следующая формула для Е-компоненты смещений в волнах Рэлея Оув:Ро Ь В Л Х Сов а Ко 2 Ко Оей2/4 701: .о 7- х (е бранной оси путем простых вычислений ипи геометрических построений.Способ осуществляется следующим образом,На поверхности образца по диаметру локализованной по окружности области контроля устанавливают преобразователи, реагирующие на Е-компоненту рэпеевской волны, под углами 00, 450, 90 и 180 относительно произвольно выбранной оси, проходящей через центр локализованной области, принимают сигналы АЭ, измеряют их амплитуды, сопоставляют их с диаграммами направленности волн Рэлея, излучаемых микротрещинами горизонтальной и вертикальной ориентаций, и судят о горизонтальной или вертикальной ориентациях микротрещины, а также о направлении горизонтальной микротрещины относительно выбранной оси, Предлагаемый способ определения ориентации обладает высокой достоверностью, так как рэлеевская волна достигает приемника единственным путем и поэтому несет неискаженную информацию об источнике АЭ,На фиг.4 - 12 представлены результаты определения ориентации вертикальных микротрещин, расположенных под углами: 0 - фиг.4; 30 - фиг,5; 60 - фиг,6; 90 фиг.7; 135 - фиг.8; 180 - фиг.9; 235 фиг.10: 300 - фиг.11 относительно оси, проходящей через центр локализованной области контроля, и горизонтальной микро- трещины - фиг.12 с помощью системы четырех преобразователей, расположенных под углами 0 (Д 1), 45 (Дг), 90 (Дз), 180 (Д 4) относительно оси Х, На фиг,4 - 12 Р 1, Рг, Рз и Р 4 - амплитуды импульсов рэлеевской волны, пришедших соответственно на Д 1, Дг, Дз и Д 4, Ориентация вертикальной микро- трещины в плоскости ХОУ определяется путем геометрических построений.Применение в способе рэлеевских волн позволяет получать более достоверную информацию о процессе разрушения, а в конечном счете более достоверно прогнозировать прочность и оценивать реальный остаточный ресурс конструкций и материалов,(56) Авторское свидетельство СССРВ 1037170, кп. 6 01 1 ч 29/14, 1982.Авторское свидетельство СССРЬЬ 1320734, кл. 6 01 М 29/14, 1983.Формула изобретен ияСПОСОБ АКУСТОЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что на изделии устанавливают преобразователи волн Рэлея, принимают сигналы акустической эмиссии, измеряют амплитуду принятых сигналов, по которым судят о наличии дефекта, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверно сти контроля путем определения ориентации дефекта в изделии, преобразователи волн Рэлея устанавливают по диаметру локализованной эоны под углами 0, 45, 90 и 180 относительно оси, проходящей через центр этой области, регистрируют распределение амплитуд принятых сигналов, сопоставляют его с диаграммами направленности волн Релея, излучаемых дефектами горизонтальной и вертикальной ориентации, и по результату определяют ориентацию дефекта.,б иУ 4 Ьа 7 Фиг Составитель О,Недэвеехред М.Моргентал орректор Л,Ливринц ор Т.Горячева Тираж Подписное НПО "Поиск"Роспатента3035,Москва,Ж, Рауиккая наб., 4/ каэ 323 вемно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 0