Способ диагностики изделий из композиционных материалов

 

Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов (КМ) и может быть использовано для диагностики изделий из КМ с помощью метода акустической эмиссии. Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования за счет определения местоположения возникающих межслоевых трещин в изделиях из КМ. Сущность изобретения состоит в том, что при изготовлении изделия в его стенке с заданным шагом по радиальной координате вдоль слоев армирования материала укладывают непрерывные волноводы путем их намотки по винтовой линии совместно с основной арматурой и оставляют в дальнейшем составной частью изделия, а со стороны наружной поверхности отформованного изделия группами впрессовывают прямолинейные стержневые волноводы до контакта каждой их группы соответственно с одним из винтовых волноводов и акустически соединяют торцы стержневых волноводов с электроакустическими преобразователями. Состояние изделия диагностируют по параметрам акустической эмиссии КМ нагруженного изделия. 1 ил. 00 1C

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ iTHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) т

I та, к (21) 4822073/28 (22) 03,05.90 (46) 07.01.93. Бюл. N. 1 (71) Ленинградский механический институт им, Д,Ф.Устинова (72) В,Н.Шалыгин, О.Л.Петровский и

И.А.Дубровин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 725016, кл. G 01 N 29/04. 1980.

Авторское свидетельство СССР

ГФ 717648, кл, G 01 N 29/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1725108, кл. G 01 N 29/14, 1989. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов (КМ) и может быть использовано для диагностики изделий из КМ с помощью метода акустической эмиссии. Целью изобретения

Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов (KM) и может быть использовано для диагностики изделий из этих материалов с помощью метода акустической эмиссии (АЭ).

Известны способы диагностики изделий из КМ, включающие установку на изделие приемных преобразователей, прием и регистрацию сигналов АЭ и определение по ним местоположения источников сигналов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ приема сигналов акустической эмиссии при контроле изделий из КМ (3), заключающийся в установке перпендикулярно слоям армирования материала прямолинейных стержневых волноводов электроакустических

». Ы,, 1786424 А1 является повышение достоверности диагностирования за счет определения местоположения возникающих межслоевых трещин в изделиях из КМ, Сущность изобретения состоит в том, что при изготовлении изделия в его стенке с заданным шагом по радиальной координате вдоль слоев армирования материала укладывают непрерывные волноводы путем их намотки по винтовой линии совместно с основной арматурой и оставляют в дальнейшем составной частью изделия, а со стороны наружной поверхности отформованного изделия группами впрессовывают прямолинейные стержневые волноводы до контакта каждой их группы соответственно с одним из винтовых волноводов и акустически соединяют торцы стержневых волноводов с электроакустическими преобразователями.

Состояние изделия диагностируют по параметрам акустической эмиссии КМ нагруженного изделия, 1 ил.

4 преобразователей, приеме сигналов АЭ через систему волноводов и последующей об- «р работке этих сигналов.

Недостатком этого способа является низкая достоверность диагностирования оболочек, характеризуемая невозможно- Ь стью определения местоположения возникающих дефектоа типа Me>KciloBsl lx трещин.

Причинами указанного недостатка являются низкая акустическая проводимость KM u неоднородность акустических свойств этих материалов в зависимости от направления распространения сигнала АЭ в слоях армирования, которая определяется ортотропной природой слоистых KM.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования за

1786424

20

30

40

50

55 счет определения местоположения возникающих межслоевых трещин в изделиях из

KM.

Поставленная цель достигается тем, что на изделии устанавливают перпендикулярно слоям армирования материала прямолинейные стержневые волноводы электроакустических преобразователей, по которым принимают сигналы акустической эмиссии через систему волноводов, при изготовлении изделия в его стенке с заданным шагом по радиальной координате вдоль слоев армирования материала укладывают непрерывно волноводы путем их.намотки по винтовой линии совместно с основной арматурой впрессованные прямолинейные стержневые волноводы вводят в контакт с винтовыми волноводами.

Способ осуществляется с помощью схемы укладывания волноводов в изделии, приведенной на чертеже.

Оболочка 1 состоит из винтовых волноводов 2 и прямолинейных стержневых волноводов 3, акустически соединенных с электроакустическими преобразователями

4. Волноводы 2 и 3 представляют собой отрезки тонкого длинномерного материала, обладающего высококачественными акустическими свойствами, в частности высокой проводимостью сигналов АЭ, а также высокой стабильностью акустических свойств при изменении внешних условий.

Таким материалом может быть тонкая металлическая проволока, например диаметром 0,2 — 0,6 мм, Способ диагностики реализуется следующим образом.

На этапе намотки оболочки в ее стенке, например, на трех глубинах с шагом по толщине 3 мм, укладывают винтовые волноводы 2 в виде стальной проволоки диаметром

0,6 мм с шагом по винтовой линии 20 мм.

При этом обеспечивают сдвиг вдоль оси оболочки волноводов на разных глубинах, исключающий расположение витков одного волновода над или под"витками другого. Выбор шага укладки волноводов 2 по толщине характеризует точность способа по определению глубины залегания дефекта — источника АЭ и задается, исходя из задачи диагностирования и технологических особенностей производства оболочек из КМ.

После окончания намотки со стороны наружной поверхности оболочки перпендикулярно слоям армирования KM группами впрессовывают прямолинейные стержневые волноводы 3 диаметром 0,6 мм и соответствующей длины до контакта с каждым из винтовых волноводов 2 на каждом из их витков через каждый шаг винтовой линии.

Причем группу прямолинейных стержневых волноводов 3, контактирующих с винтовым волноводом 2 на данной глубине, располагают на одной линии вдоль оси оболочки, а контакт проверяют электрически. На торцы прямолинейных стержневых волноводов 3, выходящие на наружную поверхность оболочки, устанавливают электроакустические преобразователи 4 с обеспечением акустического контакта. Оболочку с электроакустическими преобразователями 4 размещают в печи, подключая последние к контрольноизмерительной аппаратуре, и проводят термообработку. Прием и регистрацию параметров сигналов АЭ (амплитуды АЭ, времени прихода сигнала АЭ, числа импульсов АЭ и т,д,) осуществляют на этапе охлаждения. При появлении дефекта типа межслоевой трещины им испускается дискретный сигнал АЭ, распространяющийся вдоль слоев армирования КМ, При достижении сигналом АЭ винтового волновода 2 он воспринимается последним и далее рапространяется по нему, так как высокая акустическая проводимость и стабильность акустических свойств волноводов обеспечивает в слое армирования магистральное направление гарантированного распространения сигнала АЭ практически без энергетических потерь и искажений с известной скоростью

В момент достижения сигналом АЭ прямолинейногоого стержневого волновода 3, контактирующего с данным винтовым, он передается на этот волновод и по нему выводится наружу к принимающей поверхности электроакустического преобразователя 4, преобразуется в электросигнал АЭ и подается для обработки на контрол ь но-измерительную а п па ратуру.

Прием сигнала А3 на прямолинейный стержневой волновод 3 из данной группы волноводов, контактирующих с одним винтовым волноводом 2 на известной глубине, позволяет сразу определить глубину залегания дефекта по наибольшей энергии и, соответственно, амплитуде принятого сигнала в сравнении с сигналом, принятым волноводами 3 другой группы, Вместе с тем, прием сигнала АЭ на волноводы 3 одной группы, находящиеся в контакте с соседними витками винтового волновода 2 в слое данной глубины, позволяет определить местоположение дефекта на поверхности этого слоя по последовательности моментов прихода сигнала АЭ на эти волноводы и по соотношению амплитуд сигнала.

Формула изобретения

Способ диагностики изделий из композиционных материалов, заключающийся в том, что на изделии устанавливают перпен178б424

40

50

Составитель О.Петровский

Техред М,Моргентал Корректор В,Петраш

Редактор

Заказ 245 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дикулярно слоям армирования материала прямолинейные стержневые волноводы электроакустических преобразователей, принимают сигналы акустической эмиссии через систему волноводов и по их параметрам судят о состоянии изделия, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что с целью повышения достоверности диагностирования за счет обеспечения возможности определения местоположения возникающих межслоевых трещин, при изготовлении изделия в его стенке с заданным шагом по радиальной координате вдоль слоев армирования материала укладывают непрерывные волноводы путем их намотки по

5 винтовой линии совместно с основной арматурой, а со стороны наружной поверхности отформованного изделия группами впрессовывают прямолинейные стержневые волноводы до контакта каждой их группы соответственно с

10 одним из винтовых волноводов.