UA21061U

UA21061U - Method for measuring microstrains when testing parts by holography

Info

Publication number: UA21061U
Application number: UAU200610350U
Authority: UA
Inventors: Serhii Stepanovych Karabiniosh
Original assignee: Univ Nat Agrarian
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2007-02-15

Abstract

The proposed method for measuring microstrains when testing parts by holography implies recording, by a video camera, the movement of the interference fringes, while rotating the hologram of the part at an angle of 30 à 36 degrees relative to the specified axis, and determining the number of the fringes that pass through a defined point at the surface of the part.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель належить до галузей машинобудування і ремонту машин, зокрема до вимірювання величини 2 мікродеформацій при визначенні технічного стану деталей машин, в тому числі і сільськогосподарських, при їх дефектації і контролі в процесі виробництва або ремонту.The useful model belongs to the fields of mechanical engineering and machine repair, in particular to measuring the magnitude of 2 micro-deformations when determining the technical condition of machine parts, including agricultural ones, during their defects and control during the production or repair process.

Як показав практичний досвід та численні теоретичні та експериментальні дослідження, одними із раціональних і технологічно доступних способів для машинобудування і ремонтного виробництва є застосування оптичних методів контролю поверхонь деталей, які виготовляють або відновлюють. Раціональне використання 70 методів контролю дозволяє забезпечити та підвищити якість продукції на протязі всього часу її застосування, запобігає виникненню аварій і дає виробництву великі економічні переваги. Розширення можливостей інтеферометрії, зв'язане із розвитком оптичних методів дослідження, супроводжується значними ускладненнями, пов'язаними з розшифруванням інтеферограм. Вони характеризуються отриманням інформації про зміни, які проходять в об'єкті за період часу між двома експозиціями, в нашому випадку - про зміщення поверхні об'єкту, 12 який досліджують, його мікродеформації.As practical experience and numerous theoretical and experimental studies have shown, one of the rational and technologically available methods for mechanical engineering and repair production is the use of optical methods for controlling the surfaces of parts that are manufactured or restored. The rational use of 70 control methods allows to ensure and improve the quality of products during the entire period of their use, prevents the occurrence of accidents and gives production great economic advantages. The expansion of the capabilities of interferometry, associated with the development of optical research methods, is accompanied by significant complications associated with deciphering interferograms. They are characterized by receiving information about the changes that take place in the object during the time period between two exposures, in our case - about the displacement of the surface of the object being studied, its microdeformations.

Відомий спосіб вимірювання величини мікродеформації |див. Ерф Р.К. Голографические неразрушающие исследования. /Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1979. - 446с., що взятий за прототипі|, при встановленні технічного стану поверхонь деталей, шляхом отримання голограми з поверхні деталі, її відновленні в світлі точкового джерела та зчитування кількості інтерференційних смуг, що пересікають конкретну точку на поверхні 20 виробу, при обертанні голограми, безпосередньо з її поверхні. При підрахунку кількості інтерференційних смуг, що переміщуються через певну точку застосовують монітор або ПК із спеціальним цифровим адаптером.A known method of measuring the amount of microdeformation | see Erf R.K. Holographic non-destructive studies. / Trans. with English - M.: Mashinostroenie, 1979. - 446 p., which is taken from the prototype|, when establishing the technical condition of the surfaces of the parts, by obtaining a hologram from the surface of the part, restoring it in the light of a point source and reading the number of interference bands crossing a specific point on the surface 20 products, when rotating the hologram, directly from its surface. When counting the number of interference bands moving through a certain point, a monitor or a PC with a special digital adapter is used.

Визначення величини мікродеформації здійснюють шляхом обертання голограми на певний кут навколо однієї із координатних осей. Підраховують кількість інтерференційних смуг, які пересікають крапку (координату) на тілі виробу при обертанні голограми. Сумарну величину складової вектора мікродеформацій вздовж осей Х і У 22 визначали за виразом : шо (0Determination of the amount of microdeformation is carried out by rotating the hologram by a certain angle around one of the coordinate axes. Count the number of interference bands that cross a point (coordinate) on the body of the product when the hologram is rotated. The total value of the component of the vector of microdeformations along the axes X and Y 22 was determined by the expression: sho (0

Абу у -п.Жи2.со5 у, «- 30 де Дб, - величина складової вектора мікродеформації вздовж обраної осі координат, мкм; Ге) п - кількість інтерференційних смуг, що перемістились через конкретну точку поверхні тіла;Abu y -p.Zhy2.so5 y, "- 30 where Db, - the value of the component of the microdeformation vector along the selected coordinate axis, μm; Ge) n - the number of interference bands that have moved through a specific point on the surface of the body;

Х,- довжина хвилі лазера, Х-69Змкм; о лу - кут між бісектрисою і напрямком любої із складових вектора мікродеформації, рад. - 35 Величину ж складової вектора мікродеформації в напрямку осі 2 визначали за виразом: с (X, - wavelength of the laser, X-69µm; about arc is the angle between the bisector and the direction of any of the components of the microdeformation vector, rad. - 35 The magnitude of the component of the microdeformation vector in the direction of axis 2 was determined by the expression: с (

Ад, - пІх « ю де дб, - величина складової вектора мікродеформації вздовж осі 7, мкм; З пу - кількість інтерференційних смуг від початку нульового рівня до конкретної точки на дослідному виробі. с Недоліком відомого способу є те, що підрахунок кількості рухомих інтерференційних смуг безпосередньо із 1» голограми практично неможливий із-за складності ведення відліку їх кількості при пересіканні певних точок поверхонь об'єкта дослідження. Практично неможливо відтворити кут, на який необхідно обертати голограму при повторюваннях експериментального відліку. юю 15 Корисною моделлю ставиться завдання підвищити точність визначення величини мікродеформацій при встановленні якості виробів (їх технічного стану), підвищення продуктивності праці і створення умов - механізації та автоматизації контролю деталей машин, в тому числі і сільськогосподарських. о Поставлене завдання досягається тим, що у способі вимірювання величини мікродеформації при дефектації деталей голографічними методами, що включає визначення величини мікродеформації на поверхні деталі, згідно (о) 50 корисної моделі, що відеозапис переміщення інтерференційних смуг проводять при обертанні голограми навколо ще відповідної осі (Х; У) на заданий наперед кут 309-362, а відлік кількості смуг, які пересікають певну точку на поверхні деталі, відраховують на моніторі.Ad, - pIx « yu de db, - the value of the component of the microdeformation vector along axis 7, μm; Z pu - the number of interference bands from the beginning of the zero level to a specific point on the test product. c The disadvantage of the known method is that the calculation of the number of moving interference bands directly from the 1" hologram is practically impossible due to the difficulty of counting their number when crossing certain points of the surfaces of the research object. It is practically impossible to reproduce the angle by which it is necessary to rotate the hologram during repetitions of the experimental reading. 15. A useful model aims to increase the accuracy of determining the amount of microdeformations when determining the quality of products (their technical condition), increase labor productivity and create conditions for mechanization and automation of control of machine parts, including agricultural ones. o The task is achieved by the fact that in the method of measuring the amount of microdeformation during defecting of parts by holographic methods, which includes the determination of the amount of microdeformation on the surface of the part, according to (o) 50 useful model, that the video recording of the movement of interference bands is carried out when the hologram is rotated around the corresponding axis (X ; І) at a predetermined angle of 309-362, and the count of the number of stripes that cross a certain point on the surface of the part is counted on the monitor.

Дійсну величину вектора деформації в напрямку абсциси чи ординати визначають як кількість інтерференційних смуг, що проходить через певну характерну точку об'єкта на голограмі, яка відновлена, при обертанні її навколо відповідної осі на заданий наперед кут, який рівний куту експозиції при голографуванні. с Встановлено, що для дослідження поверхонь сільськогосподарських машин такий кут складає не більше 309-362 і при збільшенні його значення втрачається значимість отриманих результатів. Голограму 2 відновлюють за допомогою точкового джерела світла 1. Обертають її, і одночасно записують зображення відеокамерою 3, бо передаючи сигнали на відеорекордер 4. Відлік кількості смуг, які пересікають певну точку на поверхні деталі проводять за допомогою монітора 5. Спеціальна установка відеозапису переміщення та підрахунку приведена наThe actual value of the deformation vector in the direction of the abscissa or ordinate is defined as the number of interference bands passing through a certain characteristic point of the object on the hologram, which is restored, when it is rotated around the corresponding axis at a predetermined angle, which is equal to the exposure angle during holography. c It was established that for the study of the surfaces of agricultural machines, this angle is no more than 309-362 and when its value increases, the significance of the obtained results is lost. Hologram 2 is restored with the help of a point light source 1. It is rotated, and at the same time the image is recorded by a video camera 3, because by transmitting signals to a video recorder 4. The number of stripes that cross a certain point on the surface of the part is counted using a monitor 5. A special installation for video recording of movement and counting given on

Фіг1. При зміні положення голограми відносно джерела когерентного або точкового світла всі точки інтерференційних смуг рівної деформації будуть переміщуватись одночасно через характерну точку. Знаючи довжину хвилі лазера, кут на який обертають голограму навколо вибраної осі координат (302-362) по обидва боки бБ Від осі, відраховують кількість інтерференційних смуг, які переміщуються через конкретну визначену точку на поверхні об'єкта. Цим визначають величину складової вектора мікродеформації навантаженого тіл в пошуковому напрямку. Обертаючи голограму навколо осі У визначають складову вектора мікродеформації в напрямку осі Х, і навпаки - обертаючи навколо Х отримують складову вектора в напрямку У. Величину складової вектора мікродеформації в напрямку осі 7 визначали підрахунком кількості інтерференційних смуг на проміжку від нульового рівня до заданої точки.Fig1. When changing the position of the hologram relative to the source of coherent or point light, all points of the interference bands of equal deformation will move simultaneously through the characteristic point. Knowing the wavelength of the laser, the angle by which the hologram is rotated around the selected axis of coordinates (302-362) on both sides bB From the axis, the number of interference bands that move through a specific defined point on the surface of the object is counted. This determines the value of the vector component of the microdeformation of the loaded bodies in the search direction. By rotating the hologram around the Y axis, the component of the microdeformation vector in the direction of the X axis is determined, and vice versa - by rotating it around X, the vector component in the Y direction is obtained. The value of the component of the microdeformation vector in the direction of axis 7 was determined by counting the number of interference bands in the interval from the zero level to the given point.

Приклад. Визначали величину допустимих і граничних параметрів технічного стану гільз циліндрів внутрішнього згорання двигуна СМД-6О діаметром 130 7902мм і висотою 223мм та товщиною стінки 10мм контролювали (дефектували) за приведеною вище технологією. Проведені дослідження, з реалізацією способу вимірювання, дозволили встановити придатність ряду деталей, у яких математичне сподівання величини 70 мікродеформації складає 0,035-0,037мм, що становить допустиму величину при встановленому навантаженні.Example. We determined the value of the permissible and limit parameters of the technical condition of the liners of the internal combustion cylinders of the SMD-6O engine with a diameter of 130 7902 mm and a height of 223 mm and a wall thickness of 10 mm. They were controlled (defective) according to the above technology. The conducted research, with the implementation of the measurement method, made it possible to establish the suitability of a number of parts, in which the mathematical expectation of the value of 70 microdeformation is 0.035-0.037mm, which is an acceptable value at the set load.

Таким чином, реалізація способу, який пропонують, дозволяє підвищити точність вимірювання, шляхом застосування сучасної відеотехніки, збільшити продуктивність праці і створити умови для забезпечення механізації та автоматизації технологічного процесу контролю або дефектації в процесі встановлення технічного стану деталей машин, в тому числі і сільськогосподарських.Thus, the implementation of the proposed method makes it possible to increase the accuracy of measurement by using modern video technology, increase labor productivity and create conditions for ensuring the mechanization and automation of the technological process of control or defecting in the process of establishing the technical condition of machine parts, including agricultural ones.

Claims

The formula of the invention

The method of measuring the amount of microdeformation during defecting of parts by holographic methods, which

It includes the determination of the amount of microdeformation on the surface of the part, which is distinguished by the fact that the video recording of the movement of interference bands is carried out when the hologram is rotated around the corresponding axis (X; Y) at a predetermined angle of 309-362, and the count of the number of bands that cross a certain point on the surface of the part, are counted on the monitor.

what with

"-

(Se) "c) "- c - i"

name) - (in)

(about) -

60 b5