Способ контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий

 

Использование - неразрушающий контроль анизотропии прочности металлических и строительных материалов и изделий. В способе контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий пропускают через контролируемый объект сигнал направленного действия, при этом контроль осуществляется высокочастотным электромагнитным полем через обкладки конденсатора последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях в одной плоскости с регистрацией тока, а анизотропию прочности определяют через соотношение токов и длин по контролируемым направлениям. Технический результат: упрощение способа. Способ имеет широкие технологические возможности при неразрушающем контроле твердых материалов и изделий различной формы и размеров. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля анизотропии прочности твердых металлических и строительных материалов и изделий.

Известен способ определения анизотропии прочности материалов по величине отпечатков, параллельных и перпендикулярных к оси приложения силы /Милов В. А. Устройства для контроля прочности. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 46-48/, при котором применяют ударные склерометры, а прочностные характеристики материала оценивают по соотношению отпечатков ребра индентора в форме диска. Недостатком способа является необходимость применения эталонного образца при его одновременном силовом ударном нагружении совместно с исследуемым объектом. Способ сложен в осуществлении и практически непригоден для контроля металлических объектов или строительных изделий сложной формы и конфигурации.

Известен также импульсный метод контроля прочности материалов и изделий /Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. В. В. Клюева. -М.: Машиностроение, Кн. 2, 1976. - С. 278-281/, при котором пропускают через контролируемый объект ультразвуковой сигнал и оценивают скорость прохождения звука, которая зависит от плотности и прочности. При этом требуется сложная контрольно-измерительная аппаратура для создания и приема ультразвуковых колебаний. Кроме того, импульсный метод малопригоден для контроля высокопрочных материалов.

В предлагаемом способе контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий пропускают через контролируемый объект сигнал направленного действия, при этом контроль осуществляется высокочастотным электромагнитным полем через обкладки конденсатора последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях в одной плоскости с регистрацией тока, а анизотропию прочности определяют через соотношение токов и длин по контролируемым направлениям. Потери энергии электромагнитного поля адекватны плотности и прочности материала и скорость прохождения сигнала и его величина будут максимальными по направлению с наибольшей плотностью и прочностью.

На фиг. 1 показана схема контроля анизотропии прочности.

На фиг. 2 показана зависимость анизотропии прочности для предложенного способа и при механических разрушающих испытаниях.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемый объект устанавливают между металлическими обкладками конденсатора, включенного в цепь генератора высокочастотных колебаний. Фиксируют значения токов I₁ и I₂ при прибору-регистратору, входящему в электрическую цепь генератора, при прохождении сигнала в двух взаимно перпендикулярных направлениях 1-1 и 2-2 /фиг. 1/. Анизотропия прочности определяется по соотношению токов и длин l₁ и l₂ по формуле: I₁·l₂/I₂·l₁. Полученные значения сравнивают с механической прочностью σ_B1/σ_B2 при разрушающих испытаниях по двум указанным направлениям. Для механических испытаний подбирают опытные образцы или изделия при одинаковых значениях тока, а следовательно, при одинаковой прочности. Применяется именно высокочастотное электромагнитное поле из-за высокой стабильности, проходимости через токонепроводящие объекты, высокой чувствительности и информативности получаемых данных.

Способ реализован при контроле анизотропии прочности бетона на кубиках размером 100 х 100 х 150 х 150 мм, которые после неразрушающего электромагнитного контроля разрушали при осевом сжатии по направлениям 1-1 и 2-2 /фиг. 2/. Получено, что прочность бетона может отличаться до 40% и более, что необходимо учитывать при силовом нагружении изделий по различным направлениям.

Предлагаемый способ контроля анизотропии прочности прост в практическом осуществлении, имеет широкие технологические возможности при неразрушающем контроле различных твердых материалов и изделий различной формы, конфигурации, размеров и назначения. Это могут быть металлические заготовки и готовые детали или изделия; строительные материалы и изделия - бетон, мрамор, керамика, бетонные плиты, сваи, балки и др. По разности сигналов при контроле объекта по двум направлениям можно выявлять пустоты, инородные включения, расслоения и другие дефекты.

Формула изобретения

Способ контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий, заключающийся в том, что через контролируемый объект пропускают сигнал направленного действия, отличающийся тем, что контроль осуществляется высокочастотным электромагнитным полем через обкладки конденсатора последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях в одной плоскости с регистрацией тока, а анизотропию прочности определяют через соотношение токов и длин по контролируемым направлениям.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2