Способ неразрушающего контроля изделий из диэлектрических материалов

 

Изобретение относится i способам неразрушающего контроля изделий из диэлектрических материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности , производящих и использую щих изделие из диэлектрических материалов в частности из сегнетокерами ки Цель изобретения сокращение времени контроля В контролируемом изделии возбуждают акустические колебания на одной из низкочастотны четных мод регист рируют температурное поле на поверхности изделия и по появпениютемпературього поля с количеством максимумов рав1 ыг номеру моды судят о неоднородности внутренней структуры материала издачия 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs>)s 6 01 К 25/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618062/25 (22) 24.10.88 (46) 15.04.91. Бюл. ¹ 14 (71) Ленинградский кораблестроител.ьный институт (72) Ф.Ф.Легуша, Р.Е.Пасынков и Б.А.Финагин (53) 536,6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 783667, кл. G 01 N 25/72, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 1474531, кл, G 01 N 25/72, 1989. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАТЕ P VIAflOB

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий и может быть использовано в различных отраслях промышленности, производящих и эксплуатирующих изделия из диэлектрических материалов, в частности из сегнетокерамики.

Цель изобретения — сокращение времеНи контроля.

Возбуждение в контролируемых образцах акустических колебаний обеспечивает их внутренний нагрев за счет диссипации колебательной энергии. При этом механические колебания изделий из пьезоэлектриков (например, из пьезокерамики) возбуждают переменным электрическим полем, а в изделиях, не обладающих пьезоэлектрическими свойствами, — посредством внешних источников колебаний, например электромеханических преобразователей. В процессе контроля обычно контролируются образцы, свободно лежащие на какой-либо плоскости и имеющие незакрепленные кон„,5LI„„1642348 А1 (57) Изобретение относится, способам неразрушающего контроля изделий из диэлектрических материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, производящих и использующих изделие из диэлектрических материалов, в частности из сегнетокерамики. Цель изобретения — сокращение еремени контроля. В контролируемом изделии возбуждают акустические колебания на одHQA из низкочастотных четных мод, регистрируют температурное поле на поверхности изделия и по появлению температурного поля с количеством максимумов, равны ", номеру моды, судят о неоднородности внутренней структуры материала изделия. 2 ил. цы. Экспериментальные исследования изделий из диэлектриков, имеющих форму стержней или пластин, показали, что при таких условиях возбуждение продольных колебаний в образцах на четных модах (и = 2. 4, 6, ...) однозначно указывает на наличие неоднородности структуры его материала. Это обстоятельство позволяет выявить и отбраковать образцы. имеющие неоднородную структуру материала.

Контроль диэлектрических изделий начинают с возбуждения в них продольных колебаний на одной из низкочастотных четных мод. Если при этом на поверхности исследуемого образца появляется температурное распределение с количеством максимумов, соответствующим номеру моды, то неоднородность структуры его материала имеет место. Образец должен быть отбракован без дальнейших исследований, что позволяет существенно сократить время контроля. (:: ! () фм, ) Сд, QO

1642348

На фиг.1 представлена схема образца в форме пластины для осуществления способа неразрушающего контроля изделий из диэлектрических материалов; на фиг,2— распределение температур ЛТ2(х) по поверхности изделия, имеющего неоднородность структуры материала и совершающего собственные колебания на второй (и = 2) моде; пунктиром показано распределение температур AT (х,у), возникающее в пьезоэлектриках, имеющих однородную структуру материала при их возбуждении электрическим полем.

Контролируемое изделие 1 длиной I аакреплено держателем так, чтобы его концы остались свободными. Температурное поле регистрируется на поверхности 2 изделия, которое совершает колебания в направлении 3 (вдоль оси x).

В исследуемом изделии 1 (фиг.1) возбуждают колебания на одной из низкочастотн ых четн ых собствен н ых мод продольных колебаний, а затем регистрируют температурное распределение AT1(х,у) на поверхности 2 изделия, параллельной направлению 3 колебаний. Вид распределения Л Тл(х,y) зависит от степени однородности внутренней структуры материала изделия и номера моды колебаний и, возбуждаемой в нем, Так, например, в изделиях в виде пластин, изготовленных из однородного неполяризованнЬго диэлектрика, четные моды собственных продольных колебаний вообще не возбуждаются и какое-либо температурное распределение на поверхности пластины не возникает. Такие изделия должны быть подвергнуты дальнейшим испытаниям посредством одного из известных способов неразрушающего контроля изделий из диэлектрических материалов на предмет поиска в них дефектов типа разрыва сплош ности среды. Если в материале изделия имеет место распределенная структурная неоднородность, то четная мода собственных продольных колебаний в нем возбуждается и íà его поверхности появляется температурное распределение

AT>(x,у) с числом максимумов, соответствующих номеру моды.

В качестве примера на фиг,2 показан характер распределения ЬТ2(х,у) для изделия, в котором возбуждается вторая мода колебаний. При возбуждении изделия на других четных модах характер ЛТ (х,у) не изменяется, а число максимумов равно номеру моды п. Таким образом, возбуждение в изделии четной собственной продольной моды колебаний является надежным при15

45 знаком наличия в материале распределенной структурной неоднородности. Такое изделие должно быть забраковано, и его дальнейшиЕ испытания прекращаются

Зта позволяет существенно сократить время контроля как отдельных изделий, так и партии изделий в целом.

Если испытывается изделие, изготовленное из однородного поляризованного птезоэлектрика и возбуждаемое переменным электрическим полем, то четные моды собственных продольных колебаний в нем также не возбуждаются (AT>(x,ó) = О), но на его поверхности возникает температурное распределение АТ> (х,у) (фиг.2, пунктир), обусловленное диэлектрическими потерями в материале изделия. Характер распределения AQ(x,у) сохраняется при испытаниях любых изделий, имеющих форму стержней или пластин, и свидетельствует о равномерном разогреве образцов. Изделия, для которых ATn(x,ó) = О, должны подвергаться дальнейшим испытаниям для контроля наличия в них дефектов типа разрыва сплошности среды. Если в материале изделия, изготовленного из пьезаэлектрика, имеет место распределенная структурная неоднородность, та четная мода собственных продольных колебаний в нем возбуждается и HB его поверхности на фоне температурного распределения ЛТ (х,у) появляется температурное распределение ЛТ п(х,у), Отличия в характере распределений ЛТП(х,у) и

AT (х,у) хорошо заметны (фиг,2) и появление изображения ЛТ„(х,у) надежно свидетельствует а наличии распределенной структурной неоднородности в материале изделия, который должен быть забракован и испытания ега прекращены, Использование изобретения позволяет уже на ранней стадии контроля надежно отбраковывать изделия, материал которых имеет структурную неоднородность, чта приводит к уменьшению числа проверочных испытаний и, как следствие этого, к снижению времени контроля.

Формула изобретения

Способ неразрушающега контроля изделий из диэлектрических материалов, имеющих форму стержней или пластин, заключающийся в возбуждении в изделии акустических колебаний и регистрации температурного поля на его поверхности, а т— л и ч а ю шийся тем, чта, с целью сокращения времени контроля, акустические колебания в изделии возбуждают на одной из низкочастотных четных мод и по появлению

1642348

Составитель В.Марченко

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор И,Муска

Редактор M,Öèòêèíà

Заказ 1143 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 температурного поля с количеством максимумов, соответствующих номеру моды, судят о неоднородности внутренней структуры материала изделия,