Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел

 

АКУСТИЧЕСКИЙ СПСЮОБ КОНТЮЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СЮЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, заключающийся в том, что в боковой поверхности образца возбуждают ультразвуковые колебания, фиксируют точку выхода ультразвуковых колебаний, прошедших контролируемый образец, принимают их в этой точке и измеряют скорость распростраиеиия ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, возбуждают яоверхностнопродольиые колебания, принимают зги колебания иа торцовой поверхности образца, изменяют расстояние между точкой ввода и ультразвуковых колебаюсй, при этом фиксируют изменение скорости распространенкя поверхностно-продольных колебаний и координаты точки их выхода на торцовой § поверхности и по этим параметрам опредеСЛ ляют физико-мехатгееские свойства поверхностного слоя на глу&те.

СОО3 СОВЕТСНИХ

IH

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЖ (21) 3477942/25-28 (22) 30.07.82 (46) 15.02.84. Бюл. л"" 6 (72) С. Й. Саяускас, Л. В. Юоэонене и А. К. Крягжде (71) Каунасский политехнический институт нм. Антанаса Снечкуса (53) 620.179.16 (088.8) (56) i. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и

Лэмба в технике. М., "Наука", 1966, с. 159 — 160.

2. Авторское свидетельство СССР

У 729503, кл. 6 01 и 29/60, 1980 (прототип). (54) (57) АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИКΠ— МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, д (19) (10

3дР 6 01 N 2900 заключающийся s том, что в боковой поверхности образца возбуждают ультразвуковые колебания, фиксируют точку выхода ультра звуковых колебаний, прошедших контролируемый образец, принимают их в этой точке и измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний, о т л и ч а ющ и и сятем,,что,,с целью повышения точности контроля, возбуждают поверхностнопродольные колебания, принимают эти колебания на торцовой поверхности образца, изменяют расстояние между точкой ввода и приема ультразвуковых колебаний, при этом фиксируют изменение скорости распространения поверхностно-продольных колебаний и координаты точки их выхода на торцовой поверхности н ло этим параметрам определяют физико-механические свойства поверхностного слоя на глубине.

1073692

20 ника.

Редактор Л. Алексеенко

Подписное

Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к неразрушаю|цему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле твердости поверхностно-закаленных слоев изчелий.

Известен акустический способ определения механических напряжений в поверхцостном слое образца, заключакнцийся в том, что в поверхностном слое образца возбуждают поверхностные волны, измеряют скорость их распространения и цо этой скорости судят о механических напряжениях t 1 J

Однако известный способ дает интегральную оценку механических напряжений в поверхностном слое и не позволяет их определять послойно, Наиболее близким к изобретению по техническои сущности и достигаемому результату является акустический способ. контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел, заключающийся в том, что в боковой поверхности образца возбуждают ультразвуковые колебания,. фиксируют точку выхода ультразвуковых колебаний, нашедших контролируемый образец, принимают их в этои точке, измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний и по ней рассчитывают изменение физико-механических свойств поверхностного слоя (2), Недостатком известного способа является низкая точность контроля, обусловленная слабой зависимостью рефракции поперечных ультразвуковых волн в поверхностном слое.

Цель изобретения — повышение точности контрол я.

Поставленная цель достигается тем, что согласно акустическо д способу контроля физико- механических свойств поверхностного слоя твердых тел, заключающему ся в том, что в боковой поверхности образца возбуждают ультразвуковые колебания, фиксируют точку выхода ультразвуковых колебаний, прошедших контролируемый объект, принимают их в этой точке и измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний, возбуждают поверхностно-продольные колебания, принимают эти колебания на торцовой поверхности образца, изменяют расстояние между точкой ввода и приема ультразвуковых колебаний, при этом фиксируют изменение скорости распространения поверх",.oñrHà" п„.одольных колебаний и координаты то;ки и.:. выхода на торцовой поверхности и по этим параметрам определяют физикомеханические свойства поверхностного слоя на глубине.

Акустический способ контроля физико-механических свойств поверхностного слоя твердых тел осуществляется следующим образом.

На боковую поверхность исследуемого образца под углом, близким к первому критическому, посылают продольные ультразвуковые колебания. При этох оптимальных условиях в самом образце возбуждаются поверхностнс продольные упругие волны. Фронт этих волн направлен под некоторым небольшим углом отхода от поверхности, в результате чего основная энергия волны распространяется не по поверхности, а в приповерхностном слое, глубина которого зависит от длины волны и коэффициента Пуассона,. По торцовой поверхности исследуемого образца сканируют приемником ультразвуковых колебаний и фиксируют точку выхода поверхностно-продольных колебаний. По известному расстоянию между точкой ввода этих колебаний и плоскостью торцовой поверхности и измеренному времени рзспространення измеряют скорость распространения этого типа волн.

Затем проводят аналогичные измерения при другой базе прозвучиванил, причем е увеличением расстояния между точкой ввода и приема контролируются все более глубские слои, Следовательно, измснение скорости распространения поверхностно-продольных волн с изменением расстояния отображает закон изменения физико-механических свойств поверхностного слоя по высоте, На основе сравнения полученной зависимости;вменения скорос.и распространения упругих волн с глубиной калиброво вой кривой о1 ределяют физико- механические свойства выбранного подслоя поверхности:

Таким образом„акусти сский способ конт. роля физико- механических свойств поверхностного слоя твердых тел позволяет значительно повысить точность контроля за счет послойного прозвучивания поверхностного слоя при перемещении излучателя и приемСоставитель С. Федоров

Техред А.Е абинец - Корректор В by-тяга