SU1415178A1 - Способ вибрационного контрол конструкций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  определени  типов дефектов и их расположени  в издели х. Целью изобретени   вл етс  повышение информативности контрол  конструкции за счет определени  типов дефектов и их местоположени . Сущность изобретени  заключаетс  в том, что установка частоты колебаний констр тсции nosBonflet измерить распределение амплитуд синфазных составл ющих колебаний, которые при резонансе равны нулю. Изменение относительного распределени  и амплитуд синфазных составл ющих перемещени  при первоначальных и последующих Измерени х позвол ет определить местоположение дефектов типа ослабление соединений элементов, то же распределение квадратурньк составл ющих позвол ет определить местоположение и оценить величину дефектов типа трещины в силовых элементах. 1 ил.

Description

€Д

|шА

оа

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  определени  типов дефектов и I их расположени  в конструкци х. ; , Целью изобретени   вл етс  повышение информативности контрол  конструкции за счет опред елени  типов дефекттов и их местоположени .

На чертеже представлено устройствс реализующее способ вибрационного I контрол  конструкций.

i Устройство содержит силовозбудите- ; ли 1,установленные на изделии 2, на i противоположной поверхности конструкции 2 установлены виброизмерительные преобразователи 3, которые через ком- ; мутатор 4 последовательно соединены ; с анализатором 5 частотных характерис- тик и ЭВМ 6, управл ющий выход которой i соединен с входом синусоидального I генератора 7, выходь которого соединены с входами силовозбудителей 1.

Способ вибрационного ко трол  конструкций заключаетс  в следующем.

Перед началом эксплуатации последовательно возбуждают различные формы резонансных колебаний конструкции. Частоту колебаний по каждой форме уставливают вблизи резонансной так, чтобы не равн лись нулю амплитуды синфазньк и квадратурных по отноше-; , кию к возб ждению составл ющих перемещений (ускорений) точек конструкции Значение частоты устанавливаетс  исход  из достижени  определенного , Tf)e6yeMoro из услови  точности уровн  амплитуд синфазньгх составл ющих перемещений (ускорений) .

Регулируют уровень возбзпкдени  до определенного уровн  амплитуд квадратурных составл ющих перемещений (ускорений ) .

Аналогичные измерени  провод т через заданный период эксплуатации, причем уровни амплитуд синфазных и квадратурных составл ющих устанавли- ,вают такими же как при-первоначальных испытани х..

Сравнива  относительное распреде-

ление амплитуд квадратурных и синфа .зных составл ющих при первоначальных

и повторных измерени х, определ ют .

соответственно расположение дефектов

типа трещины и дефектов типа ослабле- .

ние соединений элементов конструкции. Дл  определени  расположени  и типов дефектов по измеренным данными . провод т расчет с использованием математического аппарата теории чувствительности . Составл ют математическую модель, отражающую динамические свой ства и геометрию исследуемой конструкции , определ ют ее резонансные частоты и составл ющие формы и последовательно уменьшают коэффициенты жесткости и демпфировани  каждого из элементов математической модели.Затем снова определ ют резонансные частоты и компоненты формы колебаний. ТакиМ образом стро т матрицу чувствительности частот и составл юпдах резонансных форм к изменению параметров жесткости и демпфировани  элементов конструкции.

Динамические параметры системы Р. , в данном случае частоты и составл ющие форм резонансных колебаний конструкции,  вл ютс  функцией жестко- стных и диссипативных параметров системы

Pjj f(C,C;j,,...C,h|,h,...hn).

Разлагают функцию в р д Тейлора по изменению жесткостных и диссипативных параметров системы и, предполага  к малость их изменени , ограничиваютс  только первыми членами р да:

f (С ,С ,.. ,Cj,,h ,h... ,h) и f (С С j, ...,C,h ;,h°,...h°)+II (||7)(CrCt)-

1 1

,f

).

где С

h - соответственно жесткостные и диссипатив- ные параметры элементов неповрежденной системы.

Перенос т первый член р да в левую часть. Получают систему уравнений дл  определени  изменений параметров модели в матричном виде:

&р

Подставл   в левую часть этой системы результаты сровнени  первоначальных и последующих измерений, вычисл ют на ЭВМ изменени  жесткостных и диссипативных параметров математической модели. Изменени  жесткостных параметров модели определ ют дефекты

. 1

типа трещины в соответствующих элементах конструкции, а изменени  дис- сипативных параметров в элементах математической модели определ ют дефекты типа ослаблени  в стыках ме аду. соответствующими элементами кон- струкции.

Дл  реализации предлагаемого способа силовозбудител ми 1 возбуждают колебани  исследуемой конструкции 2, С помощью анализатора частотных характеристик 5 и мини-ЭВМ 6, котора  управл ет синусоидольным.генератором 7, вьюод т конструкцию 2 в резонанс. .С помощью виброизмерительных преобразователей 3 перемещени  (ускорени ) в исследуемых точках конструкции преобразуютс  в электрические .сигналы , которые через комт утатор 4 посту пают на анализатор 5 частотных характеристик , где измер етс  относительное распределение амплитуд синфазных и квадратурных составл ющих сигналов, Полученные данные ввод т в мини-ЭВМ 6, где происход т их обработка согласно описанной методике и определение мест дефектов.

Использование предлагаемого способа позволит повысить информативность контрол  конструкций путем определени  типа дефектов и их местоположени , что приведет к более достоверному контролю конструкций и

I

пп

15178

повышению безопасности их эксплуатации .

Claims (1)

1. .Формула изобретени  Способ вибрационного контрол  конструкций , заключакю ийс  в том, что в конструкции в нескольких точках возбуждают колебани  гармоническими силами , измер ют амплитуду и частоту

   10 этих сил в момент фазового резонанса, провод т повторные измерени  параметров колебаний через определенный пе- риод времени и по изменению параметров суд т 6 дефектности контролируемой

   15 конструкции, отличающийс  тем, что, с целью повышени  информативности контрол , устанавливают частоту возбуткдени  вблизи резонансной частоты так, чтобы синфазна , сое™ 20 тавл юа1а  составл ла 0,3-1,0 от квадратурной, регулируют уровень возбужде1ти  так, чтобы уровни синфазных и квадратурных составх; ющих колебаний конструкции по отногаению

   25 к амплитуде возбуждающих сил были посто нны при первоначальных и повторных измерени х, измер ют относительное распределение амплитуд синфазных и квадратурных составл ющих

   30 сигналов, по распределению синфазных составл ющих суд т о местоположении дефектов типа ослабление соединений элементов конструкций, а по квадратурной - о местоположении дефектов типа трещины.

   35

   -, Г