SU1631398A1

SU1631398A1 - Nondestructine eddy-current checking method

Info

Publication number: SU1631398A1
Application number: SU884358156A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Карлашов; Григорий Михайлович Борозенец; Владимир Васильевич Черняк; Константин Владимирович Маркевич; Евгений Михайлович Бабенко
Original assignee: Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл неразрушающего контрол механических напр жений в углепластике. Цель изоИзобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл определени величины имевшего место силового воздействи на слабопровод щие композиционные материалы, типа углепла- стиковых , методом вихревых токов « Цель изобретени - расширение области использовани за счет определени остаточных механических напр жений в углепластике ., На фиг. 1 представлены эпюры изменени плотности вихревых токов по глубине контролируемого издели (поз. 1 показана эпюра изменени плотности вихревых токов на частоте . 2 обозначена эпюра бретени - расширение области использовани за счет определени остаточных механических напр жений в углепластике. Это достигаетс за счет того, что в изделии возбуждают накладным преобразователем вихревые токи на нескольких, например двух смежных, частотах. При этом частоты выбирают из услови проникновени электромагнитного пол до величины, равной или большей толщины издели , и различающиес не более чем на 37% по частоте. Измерение выполн ют с однократной установкой вихрэтокового преобразовател . По разности сигналов вихретокового преобразовател на смежных частотах определ ют разность Дсгпотерь на вихревые токи и вычисл ют остаточные механические напр жени Р из соотношени Р А До где А и п - экспериментальные коэффициенты , полученные дл данного вида нагружени . 2 ил. изменени плотности вихревых токов на частоте йЈ);на фиг. 2 - устройство дл реализации способа. Устройство дл реализации способа содержит вихретоковый преобразователь (ВТП)З, установленный на контролируемом изделии 4, коммутатор 5, попеременно соедин ющий ВТП с двум генераторами 6 и 7, работающими на частотах сот и 0Ј а также два амплитудных детектора 8 и 9, с которых сигналы поступают на сумматор 10 и индикатор 11. Спо соб осуществл етс следующим образом . сл с с S Сл) Сл5 ю 09The invention relates to non-destructive testing and can be used for non-destructive testing of mechanical stresses in CFRP. The purpose of the invention relates to non-destructive testing and can be used to determine the magnitude of the force exerted on weakly conducting composite materials, such as carbon plastics, by the eddy current method. The purpose of the invention is to expand the range of use by determining the residual mechanical stresses in carbon plastic. FIG. Figure 1 shows diagrams of the change in density of eddy currents along the depth of the product under test (Figure 1 shows the diagram of changes in density of eddy currents at a frequency. 2 denotes the brevity diagram — expanding the field of use by determining the residual mechanical stresses in carbon fiber. This is achieved due to the product is induced by an overhead transducer, eddy currents at several, for example, two contiguous, frequencies, in which the frequencies are chosen from the condition of penetration of the electromagnetic field to a value equal to and greater thickness of the product, and differing by no more than 37% in frequency. The measurement is performed with a single installation of the eddy current converter. From the difference of signals from the eddy current converter at adjacent frequencies, the difference Dssr from the eddy currents is determined and the residual mechanical stresses P are calculated from the ratio P A Do where A and p are the experimental coefficients obtained for a given type of loading (2 or a change in the density of eddy currents at the frequency ЈЈ); 2 - a device for implementing the method. A device for implementing the method includes an eddy current transducer (ESP) 3 installed on the monitored product 4, a switch 5 alternately connecting the ECP with two generators 6 and 7 operating at frequencies of cells 0 and 0 and also two amplitude detectors 8 and 9, from which the signals arrive at the adder 10 and indicator 11. The method is carried out as follows. sl с с S Сл) Сл5 ю 09

Description

Вихретоковый преобразователь 3 устанавливают на контролируемое изделие 4 с помощью коммутатора 5, периодически и попеременно св зывают ВТП с генераторами 6 и 7. Сигналы с ВТП после возбуждени на частотах wi и од через амплитудные детекторы 8 и 9 поступают на сумматор 10, где они сравниваютс , и результат сравнени поступает на индикатор 11. Поскольку измерени на двух частотах выполн ютс с однократной установкой ВТП на изделии , то все вли ющие неизмеренные факторы присутствуют в каждом измерении.The eddy current transducer 3 is installed on the monitored product 4 using a switch 5, periodically and alternately connect VTP with generators 6 and 7. Signals from the VTP after excitation at frequencies wi and one through amplitude detectors 8 and 9 arrive at adder 10, where they are compared, and the result of the comparison is supplied to the indicator 11. Since measurements at two frequencies are performed with a single installation of ECPs on the product, all the influential non-measured factors are present in each measurement.

Дл возбуждени преобразовател используют частоты и и% 0,37 0) где выбирают из услови проникновени электромагнитного пол на всю толщину контролируемого материала, исход изтого, что под глубиной проникновени вихревых токов (ВТ) понимаетс уменьшение плотности наведенных ВТ на величину 1/е, что примерно соответствует 37% от исходной величины плотности ВТ.Frequencies and% 0.37 0 are used to excite the converter, where they are chosen from the condition of penetration of the electromagnetic field for the entire thickness of the material being monitored, assuming that the penetration depth of eddy currents (BT) is understood as a decrease in the density of induced VTs by 1 / e, approximately corresponds to 37% of the initial value of the density of BT.

В данном случае частота Wi выбираетс так, чтобы на противоположной стороне образца из углепластика интенсивность наведенных ВТ соответствовала значениюл 37% от исходной величины плотности ВТ. Соответственно частота иц выбираетс таким образом , чтобы на противоположной стороне углепластика интенсивность наведенных ВТ равн лась 0. .In this case, the frequency Wi is chosen so that on the opposite side of the carbon-fiber sample, the intensity of the induced VTs corresponds to a value of 37% of the initial value of the BT density. Accordingly, the frequency of the eggs is chosen so that on the opposite side of the CFRP, the intensity of the induced BTs is equal to 0.

Из фиг. 1 следует, что потери на ВТ представл ют собой разность площадей 2 и 1 (заштрихованных). По этой разности и определ ют разность Да потерь на вихревые токи, которые возникают при зондировании углепластика электромагнитным полем указанных частот.From FIG. 1, it follows that the BT loss is the area difference 2 and 1 (hatched). It is this difference that determines the difference Da, the losses due to eddy currents, which occur when CFRP is probed by the electromagnetic field of the indicated frequencies.

Получив величину Лст вычисл ют остаточные механические напр жени Р из соотношени Having obtained the value of Lst, the residual mechanical stresses P are calculated from the ratio

Р А До,RA A Do,

где А и п -экспериментальные коэффициенты , получаемые дл данного вида напр жени .where A and p are the experimental coefficients obtained for a given kind of voltage.

Коэффициенты А и п наход тс опытным путем из данных эксперимента. Дл каждого вида нагружени коэффициенты А и п различны.The coefficients A and P are experimentally obtained from experimental data. For each type of loading, the coefficients A and p are different.

Пример определени коэффициентов А и п.An example of determining the coefficients A and p.

5five

00

где Р - напр жение, кг/мм2 или МПа;where P is the voltage, kg / mm2 or MPa;

Да - приращение удельной электро- 0 проводности, определ емое потер ми на вихревые токи.Yes - the increment of the specific electrical conductivity, determined by eddy current losses.

Логарифмируют формулу Р А До. Получают lgP tgA + nlg Да ° Аналогично имеют flg12 lgA + nlg0.004 lg20 lgA+nlgO,008 |lg24 gA + nlgO,012Log the formula RA to Do. Get lgP tgA + nlg Yes ° Similarly, have flg12 lgA + nlg0.004 lg20 lgA + nlgO, 008 | lg24 gA + nlgO, 012

0 Пд32 1дА + п|дО,018 Лд36 1дА + ,024 lg40 lgA + nlgO,026. Реша совместно, получают 31дА- 6.420 3,76,, 31дА-4,95п 4,66.0 Пд32 1ДА + п | дО, 018 Лд36 1 дА +, 024 lg40 lgA + nlgO, 026. Resh together, get 31 dA-6,420 3,76 ,, 31 dA-4,95 p 4,66.

Отсюда наход т коэффициенты А и п ; А 3629, п 0,61.Hence, the coefficients A and p; A 3629, p 0.61.

Claims

Substituted in the formula, get R 3629 Up to ° 6 Claims of the invention The eddy current method of nondestructive testing, consisting in that the vortex current converter is placed on the controlled material, excites the converter at two frequencies and by the change of the signal frequency compared to the standard, the controlled parameter Q, characterized in that, in order to expand the scope of use by determining the residual mechanical stresses in the CFRP, the frequencies o are used to excite the converter and 5, 37 (Ui. where The selected conditions of penetration of the electromagnetic field on the entire thickness of the test material, was determined by the difference Yes eddy current losses with electrical sensing material 0 of said magnetic field frequency and calculating the residual mechanical stresses

Р from the ratio Р А Do, where А and п are the experimental coefficients, obtained -. ; for this type of loading.

100%

37%

I

Tut./

AT

W- $