SU1552089A1 - Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working - Google Patents

Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working Download PDF

Info

Publication number
SU1552089A1
SU1552089A1 SU884456170A SU4456170A SU1552089A1 SU 1552089 A1 SU1552089 A1 SU 1552089A1 SU 884456170 A SU884456170 A SU 884456170A SU 4456170 A SU4456170 A SU 4456170A SU 1552089 A1 SU1552089 A1 SU 1552089A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
product
residual stresses
frequency
vibrations
ultrasonic vibrations
Prior art date
Application number
SU884456170A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Гельманович Саиткулов
Виталий Алексеевич Смирнов
Марк Сергеевич Афанасьев
Марс Хасанович Алеев
Роза Сафаевна Алеева
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5953
Казанский авиационный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я М-5953, Казанский авиационный институт filed Critical Предприятие П/Я М-5953
Priority to SU884456170A priority Critical patent/SU1552089A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1552089A1 publication Critical patent/SU1552089A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол . Цель изобретени  - повышение точности определени  параметров остаточных напр жений в издели х, подвергнутых упрочнению поверхности наклепом, благодар  прозвучиванию издели  поверхностными ультразвуковыми (УЗ) колебани ми различных частот и измерению времени их распространени . В результате обеспечиваетс  послойное получение информации. В издели  излучают поверхностные УЗ колебани  и принимают прошедшие в изделии заданную базу колебани  первой частоты. Измер ют их врем  распространени  и определ ют разность этого времени с временем прохождени  аналогичных УЗ колебаний на участке издели  без напр жений. Повтор ют данные операции на других частотах в пор дке их убывани . По результатам измерений на различных частотах с учетом глубины проникновени  поверхностных УЗ колебаний на этих частотах в материал издели  определ ют глубину залегани  и величину остаточных напр жений. 2 ил.This invention relates to acoustic methods of non-destructive testing. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the parameters of residual stresses in products subjected to hardening of the surface by hardening, due to the sounding of the product by surface ultrasonic (US) vibrations of various frequencies and measuring the time of their propagation. As a result, layered information is provided. Surface ultrasonic vibrations emit in the product and receive the oscillations of the first frequency passed in the product given a base. Their propagation time is measured and the difference between this time and the time of passage of similar ultrasonic vibrations in the area of the product without stresses is determined. These operations are repeated at other frequencies in order of their decrease. According to the results of measurements at various frequencies, taking into account the depth of penetration of surface ultrasonic vibrations at these frequencies into the material of the product, the depth and the magnitude of the residual stresses are determined. 2 Il.

Description

ел спate cn

юYu

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол  и может быть использовано при определении параметров остаточных напр жений в издели х, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, например при определении величины и глубины залегани  поверхностных напр жений в детал х после виброударного упрочнени .The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing and can be used in determining parameters of residual stresses in products subjected to surface hardening, for example, in determining the magnitude and depth of surface stresses in parts after vibro-impact hardening.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  параметров остаточных напр жений за счет послойного получени  информации благодар  прозвучиванию издели  поверхностными колебани ми различных частот и измерении времени их распространени .The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the parameters of residual stresses due to the stratification of information due to the sounding of the product by surface oscillations of various frequencies and measuring the time of their propagation.

На фиг. представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - эпюра остаточных напр жений в изделии, определенна  в результате реализации способа.FIG. a block diagram of a device implementing the method is presented; in fig. 2 is a plot of residual stresses in the product, determined as a result of the method implementation.

Способ определени  параметров остаточных напр жений в издели х, подас fcoThe method of determining the parameters of residual stresses in the products, flow fco

вергиутых упрочнению поверхностным наклепом, заключаетс  в следующем, В изделии последовательно возбуждают поверхностные ультразвуковые колеба- ни   на частотах f ...,Ј.;..., соблюда  условие f j, f ; f V1 . Принимают прошедшие через один и тот же исследуемый участок издели  колебаний различных частот. Измер ют врем  распро- странени  прин тых ультразвуковых колебаний и определ ют разность &Т; времени распространени  ультразвуковых колебаний частоты fj на исследуемом и неупрочненном участках издели . Наход т произведение разности ДТ; и глубины h; проникновени  ультразвуковых колебаний частоты f, в материал издели . При каждом переходе с частоты f j, на частоту f; сравнивают зна- чени  ДТ;Ь; иЬТ;, h;..,. По достижении частоты fn, результаты измерений на которой удовлетвор ют условиюhardening by surface hardening is as follows. Surface ultrasonic vibrations at frequencies f ..., Ј. ... are successively excited in the product by observing the condition f j, f; f V1. Accept the vibrations of different frequencies that passed through the same test section of the product. The propagation time of the received ultrasonic vibrations is measured and the difference &T; the propagation time of the ultrasonic oscillations of the frequency fj in the tested and non-reinforced parts of the product. Find the product of the difference DT; and depths h; penetration of ultrasonic vibrations of frequency f into the material of the product. At each transition from the frequency f j, to the frequency f; compare the values of DT; b; ibt ;, h; ..,. Upon reaching the frequency fn, the measurement results on which satisfy the condition

ЬТц, Ьп., -Л Тп- Ъп. О,Tts, bn, -l tn-bn. ABOUT,

заканчивают возбуждение поверхностных ультразвуковых колебаний. Глубину Н залегани  и величину GJ остаточных напр жений в i-м слое определ ют из выраженийcomplete the excitation of surface ultrasonic vibrations. The depth H of the bedding and the magnitude GJ of the residual stresses in the i-th layer are determined from the expressions

hn.,. E h ;hn.,. E h;

г g

HAIIhLlJL2LbjlAiHAIIhLlJL2LbjlAi

h; - h;Hh; - h; H

4040

де - величина остаточных напр жений в слое, расположенном между глубинами h ,JM и h ; k - эмпирический коэффициентde is the value of residual stresses in the layer located between depths h, JM and h; k - empirical coefficient

пропорциональности; UT; - разность времени распространени  ультразвуковых ко- лебаний частоты f; на исследуемом и неупрочненном участках издели ; h; - глубина проникновени  поверхностных ультразвуковых колебаний частоты в материал издели ;proportionality; UT; - time difference between the propagation of ultrasonic oscillations of the frequency f; on the investigated and non-reinforced areas of the product; h; - the depth of penetration of surface ultrasonic frequency oscillations into the material of the product;

Н - глубина залегани  остаточных напр жений;H is the depth of the residual stresses;

i 1,2,...,n - пор дковый номер частоты f; возбуждаемых55 колебаний при расположении частот л р д в пор дке убывани  .i 1,2, ..., n is the sequence number of the frequency f; 55 oscillations excited when the frequencies are arranged in a series in decreasing order.

5 0 50

5five

0 0

5five

4040

Способ определени  параметров остаточных напр жений в издели х, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, осуществл ют следующим образом .The method of determining the parameters of residual stresses in products subjected to surface hardening is carried out as follows.

На контролируемое изделие 1, например , лопасть вертолета из материала АВТ-1, упрочненную шариками на вибростенде по серийной технологии, в зоне измерений устанавливают наклонные призматические излучающий 2 и приемный 3 преобразователи. Генератор 4, частота которого регулируетс  модул тором 5, возбуждает излучающий преобразователь 2. Последний в свою очередь возбуждает в изделии 1 поверхностные ультразвуковые колебани , которые пройд  заданное рассто ние по поверхности издели  1, поступают на приемный преобразЪватель 3.On the controlled product 1, for example, the blade of a helicopter made of material AVT-1, strengthened by balls on a vibrating table by serial technology, in the measurement zone, inclined prismatic radiating 2 and receiving 3 transducers are installed. The generator 4, whose frequency is regulated by the modulator 5, excites the radiating transducer 2. The latter, in turn, excites surface ultrasonic oscillations in the product 1, which have traveled a predetermined distance over the surface of the product 1, are fed to the receiving transducer 3.

С преобразовател  3 через усилитель 6 при н тый сигнал поступает на измеритель 7 интервала времени, измер ющий врем  прохождени  поверхностными ультразвуковыми колебани ми заданной базы (L 42 мм). Предварительно аналогичные измерени  провод тс  на отдельном куске издели  , используемом дл  изготовлени  образцов и освобожденном путем стравливани  в течение 2 ч от всех поверхностных наг пр жений, в том числе и предварительных технологических напр жении. В изделии 1 последовательно возбуждаютс  ультразвуковые колебани  следующих частот, МГц: f 18; Јг 11,5; f, 9,5; f 5; f5 3,6. Дл  каждого значени  частоты измер ют разницу ДТ времени прохождени  базы L колебани ми на исследуемом участке и на участке, свободном от всех поверхностных напр жений . Кроме того, дл  каждой частоты определ ют глубину h проникновени  ультразвуковых колебаний. Результаты измерений приведены в таблице .From the transducer 3 through the amplifier 6, the received signal is fed to the time interval meter 7, which measures the transit time of the surface ultrasonic oscillations of a given base (L 42 mm). Previously similar measurements are carried out on a separate piece of the product used for the manufacture of samples and freed by bleeding for 2 hours from all surface stresses, including preliminary process voltages. In product 1, ultrasonic oscillations of the following frequencies, MHz, are excited in series: f 18; Јg 11.5; f, 9.5; f 5; f5 3.6. For each frequency value, the difference DT of the time of passage of the base L by oscillations in the area under study and in the area free from all surface stresses is measured. In addition, for each frequency, the depth h of penetration of ultrasonic vibrations is determined. The measurement results are shown in the table.

-4,5 -4,5

-8,1 -8,8 -8,1 -5,2-8.1 -8.8 -8.1 -5.2

-4,5 -14,6-11,8-7,32+2,53-4.5 -14.6-11.8-7.32 + 2.53

Поскольку &Tsh5 -0, то остаточные напр жени  считают лежащими на глубине от 0,32 до 0,44 мм. Глубина залегани  остаточных напр же«оSince & Tsh5-0, the residual stresses are considered to lie at a depth of from 0.32 to 0.44 mm. Depth of residual for example

оabout

Фиг. ZFIG. Z

Claims (1)

Фор му л а. и з о б ре тенияFormula r Способ определения параметров ос* таточных напряжений в изделиях, подвергнутых упрочнению поверхностным наклепом, заключающийся в возбужении в изделии поверхностных ультразвуковых колебаний фиксированной частоты f,, приеме прощедших через исследуемый участок изделия колебаний, измерении времени распространения принятых колебаний и определении параметров остаточных напряжений на основании сравнения измеренного времени с временем распространения поверхностных колебаний той же частоты на неупрочненном участке изделия, о т лич ающийс я тем, что, с целью повышения точности определения параметров остаточных напряжений, дополнительно возбуждают в изделии поверхностные ультразвуковые колебания других частот f; последовательно в порядке убывания частот, принимают прошедшие через тот же участок изделия дополнительные колебания, измеряют их время распространения, находят произведение разности ΔΤ; времен распространения ультразвуковых колебаний частоты f( на исследуемом и неупрочненном участке изделия на глубину h’ проникновения этих колебаний в материал изделия, по достижении частоты f , при которой найденное отри10 цательное произведение больше произведения &ТП.,· hn.t, считают глубину залегания остаточных напряжений, ле жащей между значениями hn и hn_,, а величину (Г; остаточных напряжений в 15 слоях, расположенных между значениями h; и h\(, определяют из выражения где J· - величина остаточных напряжений в i-м слое;A method for determining the parameters of residual stresses in products subjected to hardening by surface hardening, which consists in exciting surface ultrasonic vibrations of a fixed frequency f in the product, receiving oscillations that have passed through the studied section of the product, measuring the propagation time of the received vibrations and determining the parameters of residual stresses based on a comparison of the measured time with the propagation time of surface vibrations of the same frequency on the unstrengthened section of the product, with the fact that, in order to increase the accuracy of determining the parameters of residual stresses, additionally excite surface ultrasonic vibrations of other frequencies f in the product; successively in decreasing order of frequencies, they take additional vibrations that have passed through the same section of the product, measure their propagation time, find the product of the difference ΔΤ; the propagation times of ultrasonic vibrations of frequency f (in the investigated and unstrengthened section of the product to a depth h 'of penetration of these vibrations into the product material, upon reaching the frequency f at which the negative product found is greater than the product & T P. , · h n . t , consider the depth residual stresses lying between the values of h n and h n _ ,, and the value (Г; residual stresses in 15 layers located between the values of h; and h \ ( , is determined from the expression where J · is the value of the residual stresses in the ith layer; к - эмпирический коэффициент пропорциональности;k is the empirical coefficient of proportionality; &h; - разность времен распространения ультразвуковых колебаний частоты f; на исследуемом и неупрочненном участках изделия;&h; - the difference in the propagation times of ultrasonic vibrations of frequency f; in the investigated and unstrengthened areas of the product; h; - глубина проникновения поверхностных ультразвуковых колебаний частоты f' в материал изделия;h; - the penetration depth of surface ultrasonic vibrations of frequency f 'in the product material; i = 1,2,3.,,,, η,... - порядковый номер частоты f,’ возбуждаемых колебаний, при расположении частот в ряд в порядке убывания.i = 1,2,3. ,,,, η, ... is the serial number of the frequency f, ’of the excited oscillations, when the frequencies are arranged in a row in descending order. Фиг2Fig2
SU884456170A 1988-04-28 1988-04-28 Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working SU1552089A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884456170A SU1552089A1 (en) 1988-04-28 1988-04-28 Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884456170A SU1552089A1 (en) 1988-04-28 1988-04-28 Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1552089A1 true SU1552089A1 (en) 1990-03-23

Family

ID=21387922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884456170A SU1552089A1 (en) 1988-04-28 1988-04-28 Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1552089A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 4138379, кл. G 01 N 29/00, . 21.10.86. Бобренко В. М., Вангели М. С. Куценко А. Н. Акустические методы контрол напр женного состо ни материала деталей машин. - Кишинев: Штиин- ,ца, 1981, с. 91 - 94. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0525045B2 (en)
SU1552089A1 (en) Method of determining parameters of residual stresses in articles subjected to surface cold working
RU2319957C2 (en) Method of ultrasonic inspection of polymers for strength limit at break
RU2308028C2 (en) Method of detecting object defects
SU1390356A1 (en) Method of determining phase velocities of elastic waves in rock when measuring its strained state
RU2350944C1 (en) Method for measurement of average size of material grain by surface acoustic waves
JPH09257769A (en) Measurement of slurry
RU2006853C1 (en) Ultrasonic method for determining elastic constants of solid bodies
RU2112235C1 (en) Method for measuring attenuation variables of elastic waves
SU1392429A1 (en) Method of determining tension in samples
SU1460620A1 (en) Method of measuring the mean ultrasound velocity in positively nonhomogeneous layer
SU389401A1 (en)
SU1518781A1 (en) Method of ultrasnic inspection of characteristics of unidirectional irregularities of surface of articles
SU949487A1 (en) Method of determination of material stressed state
RU2231054C1 (en) Method of determination of degree of polymerization of composite materials
SU548801A1 (en) Ultrasonic control method for polarization of a piezoelectric
SU1719979A1 (en) Method of determining physico-mechanical properties of planar objects
SU1298639A1 (en) Method of measuring angle of introducing vibrations in material
RU2025727C1 (en) Method of determination of normal anisotropy sheet rolled stock
Gericke Dual‐Frequency Ultrasonic Pulse‐Echo Testing
SU1116381A1 (en) Method of determining percentage of component in increased viscosity substance
SU868364A1 (en) Method of determining elasticity constants of solid isotropic bodies
SU1185220A1 (en) Method of ultrasound structural analysis of material
SU1719981A1 (en) Method of ultrasonic quality control
SU588495A1 (en) Ultrasonic method of determining sound attenuation in material specimens