SU1714495A1 - Method of testing products for crack formation - Google Patents

Method of testing products for crack formation Download PDF

Info

Publication number
SU1714495A1
SU1714495A1 SU894665082A SU4665082A SU1714495A1 SU 1714495 A1 SU1714495 A1 SU 1714495A1 SU 894665082 A SU894665082 A SU 894665082A SU 4665082 A SU4665082 A SU 4665082A SU 1714495 A1 SU1714495 A1 SU 1714495A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
product
acoustic emission
vibration
emission signals
frequency
Prior art date
Application number
SU894665082A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ефимович Гуров
Владимир Иванович Халиманович
Владимир Тимофеевич Фадеев
Михаил Юрьевич Савельев
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2190
Предприятие П/Я Г-4805
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 В-2190, Предприятие П/Я Г-4805 filed Critical Предприятие П/Я В-2190
Priority to SU894665082A priority Critical patent/SU1714495A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1714495A1 publication Critical patent/SU1714495A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю качества материалов и может быть использовано в машиностроении, транспорте и т.п. Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет приближени  условий испытаний к услови м эксплуатации. Изделие нагружают вибрацией, а сигналы акустической эмиссии принимают через воздушный зазор. Дополнительно нагружают изделие потоком газа с переменными скоростью и температурой. О трещйнообразовании в изделии суд т по временному интервалу от начала вибрации до по влени  сигналов акустической эмиссии. 2 ил.The invention relates to non-destructive quality control of materials and can be used in mechanical engineering, transportation, etc. The purpose of the invention is to improve the accuracy of control by bringing the test conditions to the conditions of operation. The product is loaded with vibration, and acoustic emission signals are received through the air gap. Additionally, the product is loaded with a gas stream with variable speed and temperature. The cracking in the product is judged by the time interval from the onset of vibration to the appearance of acoustic emission signals. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю качества материалов и изде ЛИЙ с применением  влени  акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени , энергетике и на транспорте.The invention relates to non-destructive quality control of materials and products with the use of acoustic emission (AE) and can be used in various fields of engineering, energy and transport.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет приближени  нагрузки издели  к услови м эксплуатации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of control due to the approach of the load of the product to the conditions of operation.

На фиг.1 и 2 приведены схемы устройства дл  реализации способа.Figures 1 and 2 are diagrams of a device for implementing the method.

На схемах обозначены вибростенд 1, изделие 2, воздушный зазор 3, пьезопреобразователь 4, подключенный к электрической цепи лз усилител  5, фильтра 6, компаратора 7, интенсиметра 8 и регистратора 9. Элемент 10 задержки включен между пусковым блоком вйбростенда 1 и первым входом элемента 11 совпадени , включен ного вторым входом и выходом соответственно между выходом компаратора 7 и входом интенсиметра 8.The diagrams show the vibrating table 1, product 2, air gap 3, piezotransducer 4 connected to the electric circuit of the amplifier 5, filter 6, comparator 7, intensity meter 8 and recorder 9. The delay element 10 is connected between the start block of the vibrospend 1 and the first input of element 11 the match is connected by the second input and output, respectively, between the output of the comparator 7 and the input of the intensity meter 8.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Предварительно определ ют резонансную частоту издели  и частоту сигналов АЭ от издели  при его нагружении. Затем располагают резонансный пьезопреобразователь 4 на рассто нии 5-20 мм от издели  2 и нагружают изделие 2 вибрацией с частотой , отличной от частоты АЭ. Целесообразно вибрацию издели  осуществл ть на частоте механического резойанса издели  2. Амплитуду вибраций устанавливают меньшей рассто ни  между пьезопрербразователем 4 и изделием 2v По временному интервалу с начала вибрации до момента возникновени  сигналов АЭ суд т о трещйнообразовании в изделии. Это врем  можно измерить, например, по ленте самописца, используемого в качестве регистратора, на которой отмечаетс  интенсивность сигналов , при одновременном включении вибростенда и самописца.The resonant frequency of the product and the frequency of the AE signals from the product when it is loaded are predetermined. Then, a resonant piezoelectric transducer 4 is disposed at a distance of 5-20 mm from the product 2 and the product 2 is loaded with vibration at a frequency different from the frequency of the AE. It is advisable to vibrate the product at the frequency of the mechanical resistivity of the product 2. The amplitude of the vibrations is established by a smaller distance between the piezoelectric transducer 4 and the product 2v. A time interval from the beginning of the vibration to the moment of occurrence of AE signals is detected by cracking in the product. This time can be measured, for example, by the recorder tape used as a recorder, on which the signal intensity is recorded, while the vibrator and the recorder are turned on simultaneously.

Выбор рассто ни  между пьезопреобразователем 4 и изделием 2 определ етс  чувствительностью пьезопреобразовател  4, затуханием сигнала в среде промежутка и нагружающим действием в достаточной степени вибрации.The choice of the distance between the piezoelectric transducer 4 and the product 2 is determined by the sensitivity of the piezoelectric transducer 4, the attenuation of the signal in the gap medium and the loading effect of a sufficient degree of vibration.

Дл  длинномерных изделий, моделируемых , в частности, односторонне закрепленной пр моугольной пластиной, пьезопреобразователь 4 размещают над той частью больщей поверхности, где ее смещение относительно других частей должно принимать минимальное значение, т.е. вблизи закреплени  пластины или узлов пучности ее колебаний. Если в изделии 2 имеетс зародышевый дефект, дл  которого параметры движени  по мере вибрации привод т к напр женно-деформируемому состо нию локальной области материала выше критического, то этот дефект (усталостна  трещина) начинает развиватьс , одновременно порожда  в среде ЛЭ. В воздушном пространстве дискретные импульсы АЭ распредел ютс  энергетически сообразно диаграмме излучени  издели  2 как акустически передающей антенны и отфильтровываютс  от сдвиговой компоненты изначальной упругой волны в твердом теле. Вследствие этого пьезопреобразователь 4 принимает эти импульсы с минимальным ослаблением (составл ет примерно 15-17 дБ на частотах 100-300 кГц дл  воздушного промежутка длиной мм) и с наименьшей величиной помехи от движени  издели  2. Прин тые АЭ, а также акустические помехи низкочастотного диапазона преобразуютс  в электрические, усиливаютс  усилителем 5 и импульсной частью пропускаютс  фильтром 6 в виде радиоимпульсов на компаратор 7 с порогом срабатывани . Частота среза фильтра (сЬвЧ) выбираетс  несколько меньшей резонансной частоты пьезопр(еобразователй 4 (частоть приема сигналов АЭ), чем обеспечиваетс  глубокое подавление помех за счет рассогласовани  их частотных свойств с аналогичными свойствами сигналов АЭ от развивающихс  дефектов. Компаратор 7 преобразует каждый радиоимпульс в серию видеосигналов, замер емых по числу в единицу времени интенсиметром 8, длина которой зависит также от величины порога компаратора 7 и АЧХАЭ тракта.For long products modeled, in particular, by a one-sidedly fixed rectangular plate, the piezoelectric transducer 4 is placed over that part of the larger surface, where its displacement relative to other parts should take the minimum value, i.e. near the fastening of the plate or nodes of the antinodes of its oscillations. If there is a germinal defect in product 2, for which the motion parameters as the vibration leads to a stress-strain state of the local region of the material above the critical, then this defect (fatigue crack) begins to develop, simultaneously generating in the LE environment. In airspace, discrete AE pulses are distributed energetically according to the radiation pattern of the product 2 as an acoustically transmitting antenna and are filtered out from the shear component of the original elastic wave in the solid. As a result, piezotransducer 4 receives these pulses with minimal attenuation (approximately 15-17 dB at frequencies of 100-300 kHz for an air gap of mm length) and with the smallest amount of interference from product movement 2. The received AE and acoustic noise of the low frequency range are converted into electrical ones, amplified by amplifier 5, and the pulse part is passed by filter 6 in the form of radio pulses to comparator 7 with a trigger threshold. The cut-off frequency of the filter (CVF) is chosen at a slightly lower resonance frequency of the piezoelectric transducer (generator 4 (frequency of reception of AE signals), which ensures deep interference suppression due to the mismatch of their frequency properties with similar properties of AE signals from developing defects. Comparator 7 converts each radio pulse into a series of video signals , measured by the number per unit of time with an intensity meter 8, the length of which also depends on the threshold value of the comparator 7 and the AChAE path.

Брлее качественным изделием считают то, дл  которого при вибрации измеренный временной интервал либо больше, либо вообще не имеет завершени . При этом прогноз разрушени  материала издели  предполагаетс  по усталостному механизму . В другом случае, если указанный интервал меньше статистического дл  качественных изделий и составл ет от него 10-25%, возникновение и развитие трещины обусловлено в большей степени технологическими причинами: нарушением соотношени  рецептуры материала, режима его пластического деформировани , термообработки и т.д. ,, : . . A higher quality product is considered to be one for which, with vibration, the measured time interval is either longer or has no end at all. In this case, the prediction of the destruction of the material of the product is assumed by the fatigue mechanism. In another case, if the specified interval is less than the statistical one for quality products and is 10-25% of it, the occurrence and development of the crack is due to a greater degree of technological reasons: a violation of the ratio of the material formulation, the mode of plastic deformation, heat treatment, etc. ,,:. .

Таким образом, способ весьма эффективно и широко решает проблему контрол  трещинообразовани  в издели х из материалов , преимущественнс, высокой удельной прочности (легированные стали, магниевые и титановые сплавы, конструкционные пластики и др.), движущихс  в воздушной среде.Thus, the method very effectively and widely solves the problem of controlling cracking in products made of materials, mainly, high specific strength (alloyed steels, magnesium and titanium alloys, structural plastics, etc.) moving in air.

Ограничение способа указанными материалами вытекает в основном из-за того, что их трещинообразование, как правило,сопровождаетс  большими амплитудами импульсов АЭ, чем в случае каких-либо других материалов. Это позвол ет использовать способ без принципиального увеличени  чувствительности АЭ аппаратуры, котора  составл ет примерно 1-2 мкВ дл  полосыThe limitation of the method to these materials results mainly from the fact that their crack formation is usually accompanied by large amplitudes of AE impulses than in the case of any other materials. This allows the method to be used without a fundamental increase in the sensitivity of the AE apparatus, which is approximately 1-2 µV for the band

частотой 200 кГц.200 kHz frequency.

Вместе с тем дл  изделий, к которым до вибронагружени  никаких нагрузок не прикладывалось , прием сигналов АЭ начинают с небольшой задержкой относительно момента пуска вибростенда 1, например на врем , равное 2-3 периодам частоты вибрации . Чем исключают за счет эффекта Кайзера информацию, не св занную непосредственно с первым скачкообразным подрастанием (образованием) трещины . В этой св зи схема На фиг. 1 может быть дополнена электрической линией 10 задер- жки и пропускателем электрического сигнала , выполненным, например, в видеHowever, for products to which no loads were applied before the vibration, the reception of AE signals begins with a slight delay relative to the starting moment of the vibrating stand 1, for example, for a time equal to 2-3 periods of the vibration frequency. By which, due to the Kaiser effect, information that is not directly related to the first discontinuous growth (formation) of a crack is excluded. In this regard, the circuit of FIG. 1 can be supplemented with an electrical delay line 10 and an electrical signal transmitter made, for example, in the form of

элемента 11 совг1адени  (фиг.2).element 11 of the joint (figure 2).

Способ гарантирует также долговременную и надежную работу пьезопреобразовател , так как исключают пр мое на него воздействие сил трени  и инерции от движени  контролируемого издели . При этом конструкци  пьезоДатчика может быть упрощена , поскольку нет надобности в протекторе , возможно использование менее прочного корпуса и т.д.The method also guarantees the long-term and reliable operation of the piezoelectric transducer, since it excludes the direct impact of the forces of friction and inertia from the movement of the product under test. At the same time, the design of the piezo-sensor can be simplified, since there is no need for a protector, it is possible to use a less durable case, etc.

Дл  приближени  испытаний к услови м эксплуатации дл  некоторых изделий типа транспортных средств необходимо использовать дополнительное нагружение издели  обработкой потока газа с переменными скоростью и температурой. Если изделие имеет внутреннюю полость, то целесообразно в этом случае разместить пьезопреобразователь со стороны внутренней полости, благодар  чему исключаютс To bring the test to the operating conditions for some products such as vehicles, it is necessary to use additional loading of the product by treating the gas flow with variable speed and temperature. If the product has an internal cavity, then it is advisable in this case to place the piezoelectric transducer from the internal cavity, thereby eliminating

тепловые и акустические помехи, маскирующие сигналы АЭ от усталостной трещины.thermal and acoustic noise masking AE signals from fatigue cracks.

Формул а изо бретени  Способ контрол  трещинообразовани  в изделии, заключающийс  в том, что в процессе нагружени  издели  принимают сигналы акустической эмиссий, по которым суд т отрещинообразровании, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, прием сигналов акустической эмиссии осуществл ют на рассто нии 5-20 мм от издели , нагружение осуществл ют вибрацией с частотой, отличной от частоты сигналов акустической эмиссии, а о трещинообразовании суд т по интервалу времени от начала вибрации до по влени  сигналов акустической эмиссии.Formulas of the method of controlling cracking in the product, namely, in the process of loading the product, acoustic emission signals are received, which are judged by declining, which, in order to improve accuracy, acoustic emission signals are carried out at a distance of 5–20 mm from the product, loading is carried out by vibration at a frequency different from the frequency of acoustic emission signals, and cracking is judged by the time interval from the start of vibration to the appearance of acoustic signals th emission.

ФигЛFy

Фиг, гFIG, g

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ контроля трещинообразования в изделии, заключающийся в том, что в процессе нагружения изделия принимают сигналы акустической эмиссий, по которым судят отрещинообразровании, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, прием сигналов акустической эмиссии осуществляют на расстоянии 5-20 мм от изделия, нагружение осуществляют 5 вибрацией с частотой, отличной от частоты сигналов акустической эмиссии, а о трещинообразовании судят по интервалу времени от начала вибрации до появления сигналов акустической эмиссии.The method of controlling crack formation in the product, which consists in the fact that during the loading of the product, acoustic emission signals are received, which are used to judge crack formation, which is based on the fact that, in order to improve accuracy, acoustic emission signals are received at a distance of 5-20 mm from the product, loading is carried out by 5 vibrations with a frequency different from the frequency of acoustic emission signals, and crack formation is judged by the time interval from the start of vibration to the appearance of acoustic emission signals.
SU894665082A 1989-01-27 1989-01-27 Method of testing products for crack formation SU1714495A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665082A SU1714495A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Method of testing products for crack formation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665082A SU1714495A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Method of testing products for crack formation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1714495A1 true SU1714495A1 (en) 1992-02-23

Family

ID=21435395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894665082A SU1714495A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Method of testing products for crack formation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1714495A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методы неразрушающих испытаний./Под ред; Р.Шарпа. - М.: Мир, 1972, с.27-58. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2496935A1 (en) System and method for acoustic chaos in sonic infrared imaging
US3741334A (en) Method and apparatus for measuring thickness by exciting and measuring free resonance frequency
SU1714495A1 (en) Method of testing products for crack formation
US2889705A (en) Material thickness and deflect testing device
US3490270A (en) Substantially non-destructive fatigue testing by localized stressing at ultrasonic frequencies
US6111335A (en) Piezoelectric interface analyzer
Vahaviolos Real time detection of microcracks in brittle materials using stress wave emission (SWE)
SU1499221A1 (en) Apparatus for testing articles by its own frequencies
US2851877A (en) Vibration testing device
SU1762225A1 (en) Method for control of adhesive joint of multi- component piezoceramic converters
SU1392494A1 (en) Method of checking articles for defects
SU1619167A1 (en) Ultrasonic method of inspection of articles
SU1320741A1 (en) Method of calibrating receiving devices of acoustic emission signals
SU1640631A1 (en) Ultrasonic defect detection method
SU1483353A1 (en) Method for ultrasonic quality testing of articles with pressure-welded joints
SU1206690A1 (en) Method of ultrasonic quality inspection of articles
SU1582119A1 (en) Ultrasonic method of determining residual longevity of structure member
SU1525455A1 (en) Method of determining the change of physico-mechanical properties of materials by thickness
SU1366932A1 (en) Method of eddy-current check of materials and articles
SU1188641A1 (en) Method of measuring rate of acoustic wave propagation in dielectrics and apparatus for accomplishment of same
SU879448A1 (en) Article quality control method
SU1458804A1 (en) Ultrasonic inspection apparatus
SU1132220A1 (en) Ultrasonic immersion-type flaw detector
SU693246A1 (en) Ultrasonic transducer
SU1682907A1 (en) Method of testing physico-mechanical parameters of polymers