CN110873757A - 用于超声横波校准的参考试块 - Google Patents

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Abstract

一种用于超声横波校准的包括槽缝(4)的参考试块(1)，其中，所述参考试块(1)具有至少两个不同的厚度(2)，每个厚度(2)包括两个凹部(3)，在每个凹部(3)处设有至少一个槽缝(4)。优选地，所述参考试块(1)包括多个台阶，每个台阶限定不同的厚度(2)。根据本发明的所述参考试块提供了通用参考试块，以避免针对每种零件厚度或每种紧固件直径制造新的参考试块。

Description

用于超声横波校准的参考试块
技术领域
本发明涉及一种用于在检查金属结构时进行超声横波校准的参考试块，其尤其是例如用于在飞行器的金属结构中寻找从紧固件孔中扩散的不可触及的裂纹。
背景技术
在飞行器使用寿命期间，定期检查一些相关区域，以确保使结构保持完整性。
特定的但不明显的情况是金属结构不能直接触及的情况：一个实例是零件被另一部件隐藏，另一实例是需要检查从相反表面开始的裂纹。
目前应用利用横波技术的超声法。该方法包括一种超声装置(仪器和探头)，该超声装置引导超声束穿过部件的可触及表面，其方式是超声束通过在这些表面上连续弹回而在零件内部传播。
如果存在裂纹，则超声束会在该裂纹上弹回并返回装置。可以调整该装置以使接收到的信号与裂纹的位置和大小相关联(超声装置校准)。
目前要求在飞行器的维修任务期间检测从紧固件孔中生长的疲劳性角部裂纹。
为了对超声装置进行校准，必须制造具有相同厚度、相同紧固件孔直径并且包含人工槽缝的参考试块。
使用这种参考试块，将超声装置调整为将来自孔的回波定位在某个时基位置处。在将探头朝向开槽侧滑动的情况下，来自孔边缘的回波的幅度减小，而在不同时基位置处的新回波的幅度增加。这是从紧固件孔边缘生长的裂纹的典型转换模式。目前，两个表面都使用参考试块以针对从每一侧开始的裂纹进行校准。
如今，所需的参考试块的数量(目前是每种厚度和每种孔直径各一个)使得飞行器的维护和检查任务变得复杂。
本发明涉及定义通用参考试块以避免针对每种零件厚度或每种紧固件直径制造新的参考试块。
此外，本发明涉及对试块边缘进行设计以在试块与工作表面之间获得间隙以防止超声能量的损失。
发明内容
利用根据本发明的参考试块，可以解决所述缺点，从而提供以下描述的其他优点。
根据本发明的用于超声横波校准的参考试块包括槽缝，并且其特征在于，所述试块具有至少两个不同的厚度，每个厚度包括两个凹部，在每个凹部处设有至少一个槽缝。
根据优选实施例，所述试块包括多个台阶，每个台阶限定不同的厚度。
有利的是，在所述试块的凹部的边缘制成所述槽缝，并且在所述试块的相反两侧形成所述凹部。
另外，每个凹部包括两个槽缝，并且优选地，每个厚度处的所述槽缝置于距所述凹部形成的侧边不同距离处。
根据优选实施例，每个凹部具有U形的形状以便近似地模拟来自孔的转换模式，同时允许在大于孔的模拟半径的距离处制造槽缝，但是凹部可以具有任何合适的形状。
另外，所述试块有利地包括两个面：具有台阶式构型的第一面以及具有平坦构型的第二面。
所述试块还可以在所述试块的具有最小厚度的侧边包括边沿，使得所述边沿的厚度与所述试块的相反侧(最大厚度的侧边)的厚度相同。
另外，所述试块还可以包括放置在其拐角部、优选地放置于所述试块的两面的支撑件。
利用根据本发明的参考试块，飞行器运营商和维护中心以及其他设施需要制造或购买的参考试块的数量减少，从而还减少了相应的储存、库存和定期监控成本。
此外，因为避免了制造专用试块来定义检查参数的需要，根据本发明的参考试块改进了检查零件或部件的裂纹的校准过程并加快了检查程序的开发。
附图说明
为了更好地理解以上说明并且仅为了提供实例的目的，将一些非限制性附图包括在内，这些非限制性附图示意性地描绘了实际的实施例。
图1是根据本发明的参考试块的透视图，示出了该试块的第一面；
图2是根据本发明的参考试块的透视图，示出了该试块的第二面；
图3是根据本发明的参考试块的平面视图，示出了槽缝距试块的最近侧边的距离；并且
图4是根据本发明的参考试块的剖视图。
具体实施方式
用于超声横波校准的参考试块用作如前所述的用于通过横波来检查金属结构以用于检查不可触及的裂纹(比如飞行器中的不可触及的裂纹)的参考试块。其用途与传统的参考试块相同，但是仅用一个根据本发明的参考试块来替代多个传统的参考试块。
根据本发明的参考试块整体用附图标记1标识，限定了第一面(如图1所示)和第二面(如图2所示)。
根据所示实施例的试块限定了矩形的形状，但是它可以具有比如方形等任何其他合适的形状。
如图所示，试块1包括不同的厚度2(在所示的实施例中为五个)，但是试块1可以包括任何其他合适数量的厚度。
根据本实施例，每个厚度2由台阶来限定，并且每个厚度包括置于试块1的相反两侧的两个凹部3。
根据所示的实施例，每个凹部3限定了U形的形状，但是凹部3可以限定任何其他合适的形状。
另外，每个凹部3包括在其边缘形成的至少一个槽缝4，该至少一个槽缝用于校准。根据所示的实施例，每个凹部3包括两个槽缝4，这些槽缝在距试块1的最近侧边不同距离处制成。
如图1和图2所示，槽缝4形成在试块1的任何合适的位置。
例如，每个凹部3可以通过钻孔和切割制成，并且槽缝4(例如宽度为3mm的槽缝)可以通过在三个不同距离处进行放电加工(EDM)制成。这模拟了每个台阶三个不同的孔直径。因此，获得了针对每个台阶三个不同的紧固件孔直径的转换模式。
这意味着根据本发明的试块1包含五个厚度以及位于三个距离的槽缝，因此它替代了十五个可能的当前参考试块。
仅供参考，台阶被设计为具有2mm的增量，但是可以定义任何合适的值。
如图1和图2所示，试块1的第一面具有台阶式构型，并且试块1的第二面具有平坦构型。因此，试块1在未设有凹部的相反两侧具有相同的厚度，试块1在具有最小厚度的侧边包括边沿5。
另外，为了防止试块1与工作表面接触，试块1在试块1的两侧都包括放置于其拐角处的支撑件6。
仅供参考，在图3中，距离值被示出为a、b、c、d、e，它们对应于从槽缝4到试块1的侧边的距离。
例如，这些值可以是以下值：
a＝10.3mm
b＝12.6mm
c＝8.6mm
d＝11.8mm
e＝11.0mm
这些距离与孔直径相关，如下：
a模拟来自直径为9.4mm的孔的裂纹
b模拟来自直径为4.8mm的孔的裂纹
c模拟来自直径为12.8mm的孔的裂纹
d模拟来自直径为6.4mm的孔的裂纹
e模拟来自直径为8.0mm的孔的裂纹
而且，作为参考，在图4中，厚度值示出为A、B、C、D、E，它们对应于每个台阶的厚度。
例如，这些值可以是以下值：
A＝2mm
B＝4mm
C＝6mm
D＝8mm
E＝10mm
尽管已经参考了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，本文描述的参考试块易于进行多种变化和修改，并且在不脱离由所附权利要求限定的保护范围的情况下，所提及的所有细节可以替代其他技术上等同的细节。

Claims (12)

1.一种用于超声横波校准的包括槽缝(4)的参考试块(1)，其特征在于，所述参考试块(1)具有至少两个不同的厚度(2)，每个厚度(2)包括两个凹部(3)，在每个凹部(3)处设有至少一个槽缝(4)。
2.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，所述参考试块包括多个台阶，每个台阶限定不同的厚度(2)。
3.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，在所述参考试块(1)的所述凹部(3)的边缘制成所述槽缝(4)。
4.根据权利要求3所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，在所述参考试块(1)的相反两侧形成所述凹部(3)。
5.根据权利要求3所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，每个凹部(3)包括两个槽缝(4)。
6.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，每个厚度(2)处的槽缝(4)置于距形成所述凹部(3)的侧边不同距离处。
7.根据权利要求3所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，每个凹部(3)具有U形的形状。
8.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，所述参考试块(1)包括两个面：具有台阶式构型的第一面以及具有平坦构型的第二面。
9.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，所述参考试块(1)在所述参考试块(1)的具有最小厚度的侧边包括边沿(5)。
10.根据权利要求9所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，所述边沿(5)的厚度与所述参考试块(1)的相反侧的厚度相同。
11.根据权利要求1所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，所述参考试块(1)包括放置在其拐角部的支撑件(6)。
12.根据权利要求11所述的用于超声横波校准的参考试块(1)，其中，所述支撑件(6)放置于所述参考试块(1)的两面。
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