RU2611709C1 - Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов - Google Patents
Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611709C1 RU2611709C1 RU2015141787A RU2015141787A RU2611709C1 RU 2611709 C1 RU2611709 C1 RU 2611709C1 RU 2015141787 A RU2015141787 A RU 2015141787A RU 2015141787 A RU2015141787 A RU 2015141787A RU 2611709 C1 RU2611709 C1 RU 2611709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- values
- bottom signal
- amplitude
- transducers
- value
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Abstract
Использование: для оценки качества конструкций замкнутого контура с внутренней полостью, изготовленных из полимерных композиционных материалов, например углепластика или стеклоуглепластика. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение и прием импульсов ультразвуковых колебаний проводят роликовыми преобразователями, расположенными на одной стороне контролируемого изделия, причем углы наклона колодок роликов и положения осей роликов одинаковы. В способе сначала определяют значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Sо в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Soc в соседних точках. По построенной кривой зависимости значений амплитуды донного сигнала Sо от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение амплитуды донного сигнала, являющееся браковочным критерием SA. По построенной кривой зависимости разности значений Sо и Soc от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение разности значений Sо и Soc, являющееся браковочным критерием SR. Далее определяют значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sи в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sис в соседних точках, анализируют полученные значения, сравнивая их с браковочными критериями SA и SR, и в случае, если Sи<SA и/или Sи-Sис<SR, устанавливают наличие дефекта. Технический результат: обеспечение высокой чувствительности и достоверности обнаружения дефектов в изделиях из полимерных композиционных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю и может быть использовано для оценки качества конструкций замкнутого контура с внутренней полостью, изготовленных из полимерных композиционных материалов, например углепластика или стеклоуглепластика.
Из авторского свидетельства SU 1497561 А1, опубл. 30.07.1989, МПК G01N 29/04 известен способ зеркально-теневого ультразвукового контроля изделий равного сечения. В известном способе в изделии наклонно возбуждают в одной точке непрерывные ультразвуковые колебания и принимают в другой точке отраженные противоположной поверхностью изделия ультразвуковые колебания. Сканируют изделие и измеряют амплитуду принятых колебаний. При уменьшении амплитуды принятых ультразвуковых колебаний фиксируют местоположение точек приема и измеряют крутизну изменения амплитудной огибающей принятых ультразвуковых колебаний. По измеренной крутизне определяют наличие дефекта.
Недостатками известного способа является низкая чувствительность и достоверность контроля. Имеющиеся в исследуемом изделии неровности увеличивают зазор между исследуемым изделием и преобразователем, что приводит к ослаблению измерительного сигнала. Уровень полезного сигнала в приемнике может упасть настолько, что станет ниже браковочного уровня и произойдет ложное срабатывание дефектоскопа, вызванное не наличием дефекта, а слишком большим рассеиванием или поглощением ультразвукового пучка. Кроме того, известный способ может быть применим только для ультразвукового контроля изделий из металла, например при скоростном контроле листового и сортового проката, железнодорожных рельсов.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ, известный из патента RU 2461820, опубл. 20.09.2012, МПК G01N 29/04. В известном способе ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов осуществляют возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний излучающим преобразователем, прием импульсов ультразвуковых колебаний приемным преобразователем и анализ полученных значений путем измерения их спектра, с учетом которого определяют прочностные характеристики полимерного композиционного материала.
Недостатком известного способа является невозможность определения наличия дефектов на фоне изменения прочностных характеристик от повреждающих воздействий. Кроме того, для реализации известного способа необходимо изготовление образцов-свидетелей в количестве не менее трех и воздействие на образцы-свидетели механических, тепловых и иных нагрузок.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простого в осуществлении способа ультразвукового контроля полимерных композиционных материалов, позволяющего обнаруживать дефекты в изделиях из полимерных композиционных материалов, в том числе в изделиях из полимерных композиционных материалов, имеющих замкнутый контур с внутренней полостью.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении высокой чувствительности и достоверности обнаружения дефектов в изделиях из полимерных композиционных материалов.
Технический результат обеспечивается тем, что в способе ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов, включающем в себя возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний излучающим преобразователем в контролируемом изделии, прием импульсов ультразвуковых колебаний приемным преобразователем и анализ полученных значений, возбуждение и прием импульсов ультразвуковых колебаний проводят роликовыми преобразователями, расположенными на одной стороне контролируемого изделия, причем углы наклона колодок роликов и положения осей роликов одинаковы, при этом сначала определяют значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Sо в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Sос в соседних точках, по построенной кривой зависимости значений амплитуды донного сигнала Sо от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение амплитуды донного сигнала, являющееся браковочным критерием SA, по построенной кривой зависимости разности значений Sо и Soc от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение разности значений Sо и Soc, являющееся браковочным критерием SR, далее определяют значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sи в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sис в соседних точках, анализируют полученные значения, сравнивая их с браковочными критериями SA и SR, и в случае, если Sи<SA и/или Sи-Sис<SR, устанавливают наличие дефекта.
Углы наклона колодок преобразователей соответствуют 5-15°, а расстояние между осями роликов соответствует 30-45 мм.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано взаимное расположение роликовых преобразователей, где 1 - колодка излучающего преобразователя, 2 - колодка приемного преобразователя, α1 - угол наклона колодки излучающего преобразователя, α2 - угол наклона колодки приемного преобразователя, h1 - положение оси ролика излучающего преобразователя, h2 - положение оси ролика приемного преобразователя, А - расстояние между осями роликов.
На фиг. 2 показан график зависимости значений амплитуды донного сигнала в бездефектных зонах настроечного образца Sо от расстояния L, прошедшего преобразователями по поверхности образца, где SA - браковочный критерий.
На фиг. 3 показан график зависимости разности значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке и среднего значения амплитуды в соседних с данной точках в бездефектных зонах настроечного образца (Sо-Soc) от расстояния L, прошедшего преобразователями по поверхности образца, где SR - браковочный критерий.
На фиг. 4 показан график зависимости значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке Sи контролируемого изделия от расстояния L, прошедшего преобразователями по поверхности изделия, где SA - браковочный критерий.
На фиг. 5 показан график зависимости разности значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке и среднего значения амплитуды в соседних с данной точках контролируемого изделия (Sи-Sис) от расстояния L, прошедшего преобразователями по поверхности изделия, где SR - браковочный критерий.
Способ реализуется следующим образом.
По поверхности настроечного образца и контролируемого изделия, выполненных, например, из углепластика, перемещают роликовые преобразователи, установленные на одной стороне контролируемого изделия. Возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний осуществляют излучающим преобразователем. Принимающим преобразователем осуществляют прием импульсов ультразвуковых колебаний. Углы наклона α1 и α2 колодок 1 и 2, а также положения осей роликов h1 и h2 преобразователей должны быть одинаковыми (см. фиг. 1). Углы наклона α1 и α2 находятся в диапазоне 5-15°. Расстояние А между осями роликов находится в диапазоне 30-45 мм.
Сначала проводят контроль настроечного образца. Материал, из которого изготавливают настроечный образец, должен быть идентичен материалу контролируемого объекта, а толщина настроечного образца должна быть равна толщине контролируемого объекта. Определяют значение амплитуды донного сигнала настроечного образца в конкретной точке Sо. Строят график зависимости значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке Sо настроечного образца от расстояния L, прошедшего преобразователями (см. фиг. 2). По построенной кривой зависимости значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке Sо от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение амплитуды донного сигнала в бездефектных зонах настроечного образца, являющееся браковочным критерием SA. В процессе контроля, кроме измерения амплитуды донного сигнала в конкретной точке Sо и его записи, производят вычисление среднего значения амплитуды в соседних с данной точках (значение Soc). Значение Soc для каждой точки будет разным. Строят график зависимости разности значений Sо и Soc настроечного образца от расстояния, прошедшего преобразователями (см. фиг. 3). По построенной кривой зависимости разности значений Sо и Soc от расстояния L, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение отклонения параметра разности значений Sо и Soc в бездефектных зонах настроечного образца, являющееся браковочным критерием SR.
Анализируют контролируемое изделие. Определяют значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия в конкретной точке Sи и среднее значение амплитуды в соседних точках Sис. Строят график зависимости значений амплитуды донного сигнала в конкретной точке Sи контролируемого изделия от расстояния L, прошедшего преобразователями (см. фиг. 4) и график зависимости разности значений Sи и Sис контролируемого изделия от расстояния L, прошедшего преобразователями (см. фиг. 5). Сравнивают полученные значения с браковочными критериями SA и SR. Критерием наличия дефекта является уменьшение Sи контролируемого изделия ниже SA. Также критерием наличия дефекта является уменьшение разности Sи и Sис контролируемого изделия ниже SR. Зону считают дефектом при срабатывании одного из вышеуказанных критериев.
Возбуждение и прием импульсов ультразвуковых колебаний осуществляют роликовыми преобразователями, расположенными на одной стороне контролируемого изделия, что позволяет обнаружить дефекты в изделиях из полимерных композиционных материалов, имеющих сложный контур, например, замкнутый контур с внутренней полостью.
Повышение чувствительности и достоверности обнаружения дефектов в изделиях из полимерных композиционных материалов достигается за счет возбуждения и приема импульсов ультразвуковых колебаний роликовыми преобразователями, углы наклона колодок и положения осей роликов которых одинаковы (обеспечивается минимальный зазор между контролируемым изделием и преобразователем, предотвращается ослабление измерительного сигнала), а также за счет сравнения значений амплитуды донного сигнала контролируемого изделия в конкретной точке Sи и среднего значения амплитуды в соседних точках Sис с двумя браковочными критериями SA и SR.
Claims (2)
1. Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов, включающий в себя возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний излучающим преобразователем в контролируемом изделии, прием импульсов ультразвуковых колебаний приемным преобразователем и анализ полученных значений, отличающийся тем, что возбуждение и прием импульсов ультразвуковых колебаний проводят роликовыми преобразователями, расположенными на одной стороне контролируемого изделия, причем углы наклона колодок роликов и положения осей роликов одинаковы, при этом сначала определяют значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Sо в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Soc в соседних точках, по построенной кривой зависимости значений амплитуды донного сигнала Sо от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение амплитуды донного сигнала, являющееся браковочным критерием SA, по построенной кривой зависимости разности значений Sо и Soc от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение разности значений Sо и Soc, являющееся браковочным критерием SR, далее определяют значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sи в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sис в соседних точках, анализируют полученные значения, сравнивая их с браковочными критериями SA и SR, и в случае, если Sи<SA и/или Sи-Sис<SR, устанавливают наличие дефекта.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углы наклона колодок преобразователей соответствуют 5-15°, а расстояние между осями роликов соответствует 30-45 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141787A RU2611709C1 (ru) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141787A RU2611709C1 (ru) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611709C1 true RU2611709C1 (ru) | 2017-02-28 |
Family
ID=58459194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015141787A RU2611709C1 (ru) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611709C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650711C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-04-17 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (АО "ЦНИИСМ") | Способ определения глубины залегания дефектов в изделиях из композиционных материалов |
| CN116312898A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-23 | 中国电子科技集团公司信息科学研究院 | 识别复合材料力学参数及训练其识别模型的方法、装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4346599A (en) * | 1980-09-08 | 1982-08-31 | Armstrong World Industries | Method and apparatus for ultrasonically testing polymers |
| SU1585729A1 (ru) * | 1987-12-24 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я А-1233 | Способ определени прочностных температурных характеристик полимеров |
| WO1999013327A1 (fr) * | 1997-09-08 | 1999-03-18 | Osaka Gas Co., Ltd. | Sonde de focalisation ultrasonique a ondes longitudinales destinee a l'inspection d'une matiere polymere, et systeme d'evaluation de defauts |
| RU2319957C2 (ru) * | 2006-03-15 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Совтех" | Способ ультразвукового контроля предела прочности при разрыве полимеров |
| RU2461820C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов |
-
2015
- 2015-10-02 RU RU2015141787A patent/RU2611709C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4346599A (en) * | 1980-09-08 | 1982-08-31 | Armstrong World Industries | Method and apparatus for ultrasonically testing polymers |
| SU1585729A1 (ru) * | 1987-12-24 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я А-1233 | Способ определени прочностных температурных характеристик полимеров |
| WO1999013327A1 (fr) * | 1997-09-08 | 1999-03-18 | Osaka Gas Co., Ltd. | Sonde de focalisation ultrasonique a ondes longitudinales destinee a l'inspection d'une matiere polymere, et systeme d'evaluation de defauts |
| RU2319957C2 (ru) * | 2006-03-15 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Совтех" | Способ ультразвукового контроля предела прочности при разрыве полимеров |
| RU2461820C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650711C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-04-17 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (АО "ЦНИИСМ") | Способ определения глубины залегания дефектов в изделиях из композиционных материалов |
| CN116312898A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-23 | 中国电子科技集团公司信息科学研究院 | 识别复合材料力学参数及训练其识别模型的方法、装置 |
| CN116312898B (zh) * | 2023-05-11 | 2023-08-25 | 中国电子科技集团公司信息科学研究院 | 识别复合材料力学参数及训练其识别模型的方法、装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111751448B (zh) | 一种漏表面波超声合成孔径聚焦成像方法 | |
| Sakagami et al. | Development of self-reference lock-in thermography and its application to remote nondestructive inspection of fatigue cracks in steel bridges | |
| Kasal et al. | Stress waves | |
| RU2611709C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов | |
| KR101351231B1 (ko) | 레이저-초음파 시스템의 분광 특성화를 위한 방법 및 장치 | |
| RU2760512C1 (ru) | Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков | |
| Schadow et al. | Ultrasonic inspection and data analysis of glass-and carbon-fibre-reinforced plastics | |
| RU2406083C1 (ru) | Способ определения дефектности титанового проката | |
| Juhasz | STUDY ON NON-DISTRUCTIVE ULTRASOUND CONTROL. | |
| Hattori et al. | Crack sizing accuracy of a phased array ultrasonic scanner developed for inspection of rib-to-deck welded joints in orthotropic steel bridge decks | |
| RU2788337C1 (ru) | Способ контроля глубины дефектов типа "складка" в изделиях из стеклопластиковых материалов ультразвуковым методом | |
| Grosse et al. | Application of impact-echo techniques for crack detection and crack parameter estimation in concrete | |
| RU2472143C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля | |
| EP2324346A1 (en) | A method and an apparatus for non-destructively investigating an aging property of a substantially homogeneous plastic object | |
| RU2814130C1 (ru) | Ультразвуковой способ измерения высоты вертикально ориентированных плоскостных дефектов в кварцевой керамике | |
| RU2191376C2 (ru) | Способ измерения размеров дефектов при ультразвуковом контроле изделий | |
| Yan et al. | Inspection of anisotropic composites using ultrasonic phased arrays | |
| Boukani et al. | The effect of martensitic stainless steel microstructure on the ultrasonic inspection of turbine runner joints | |
| RU2775516C1 (ru) | Ультразвуковой способ контроля изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности | |
| RU2760487C1 (ru) | Ультразвуковой способ измерения высоты вертикально ориентированных плоскостных дефектов в стеклокерамических материалах элементов конструкций летательных аппаратов | |
| Ismagilov et al. | Increasing the laser-acoustic method efficiency for testing metal products by using 3D visualization | |
| Zhi et al. | Experimental Investigation of Weld Root to Throat Crack Recognition by Double-Probe Ultrasonic Testing | |
| Dvořák et al. | Optimization of the determination of the ultrasonic pulse velocity in concrete using spectral noise analysis | |
| RU2251101C2 (ru) | Способ оценки механических свойств металлов при пластическом деформировании | |
| Zagrai et al. | Micro/meso scale fatigue damage accumulation monitoring using nonlinear acoustic vibro-modulation measurements |