Контрольная работа: Акустические методы контроля материалов

4. дифракционно-временной метод;

5. ревербирационный метод.

Рис. 7 - Методы отражения:а - эхо; б - эхо-зеркальный; в - дельта-метод; г - дифракционно-временной; д – ревербереционный: 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приёмник; 5 - усилитель; 6 - синхронизатор; 7 – индикатор

В комбинированных методах (рис. 8) используют принципы как прохождения, так и отражения акустических волн:

1. зеркально-теневой метод;

2. эхо-теневой метод;

3. эхо-сквозной метод.

Рис. 8 - Комбинированные методы, использующие прохождение и отражение:а - зеркально-теневой; б - эхо-теневой; в - эхо-сквозной: 2 - излучатель; 4 - приёмник; 3 - объект контроля

Методы собственных частот(рис. 9) основаны на измерении этих частот (или спектров) колебаний контролируемых объектов. Собственные частоты измеряют при возбуждении в изделиях как вынужденных, так и свободных колебаний. Свободные колебания обычно возбуждают механическим ударом, вынужденные - воздействием гармонической силы меняющейся частоты.

Рис. 9 - Методы собственных частот. Методы колебаний: вынужденных: а – интегральный, б – локальный; свободных: в – интегральный, г – локальный. 1 - генератор непрерывных колебаний меняющейся частоты; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приёмник; 5 - усилитель; 6 - индикатор резонанса; 7 - модулятор частоты; 8 - индикатор; 9 - спектроанализатор; 10 - ударный вибратор; 11 - блок обработки информации

Импедансные методы (рис. 10, а) используют зависимость импедансов изделий при их упругих колебаниях от параметров этих изделий и наличия в них дефектов. Пассивные акустические методы основаны на анализе упругих колебаний волн, возникающих в самом контролируемом объекте. Наиболее характерным пассивным методом является акустико-эмиссионный метод (рис. 10, б). Явление акустической эмиссии состоит в том, что упругие волны излучаются самим материалом в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин под влиянием внешней нагрузки, аллотропические превращения при нагреве или охлаждении, движение скоплений дислокаций, - наиболее характерные источники акустической эмиссии. Контактирующие с изделием пьезопреобразователи принимают упругие волны и позволяют установить место их источника (дефекта).

Рис. 10 - Методы контроля:а - импедансный; б - акустико-эмиссионный: 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приёмник; 5 - усилитель; 6 - блок обработки информации с индикатором

Пассивными акустическими методами являются вибрационно-диагностический и шумодиагностический. При первом анализируют параметры вибраций какой-либо отдельной детали или узла (ротора, подшипников, лопатки турбины) с помощью приёмников контактного типа, при втором - изучают спектр шумов работающего механизма, обычно с помощью мокрофонных приёмников.

По частотному признаку акустические методы делят на низкочастотные и высокочастотные. К первым относят колебания в звуковом и низкочастотном (до нескольких десятков кГц), ультразвуковом диапазоне частот. Ко вторым - колебания в высокочастотном ультразвуковом диапазоне частот: обычно от нескольких сот кГц до 20 МГц. Высокочастотные методы обычно называют ультразвуковыми.

Заключение

В ходе изложения материала было рассказано о достижении теории и практики в решении различных задач акустического контроля. Развитие акустических методов происходит по пути изыскания новых путей решения рассматривавшихся акустических задач, а именно, разработки, способов излучения и приема коротких импульсов с узкой диаграммой направленности при пониженном требовании к акустическому контакту, улучшении отношения сигнал - помеха при контроле материалов с крупнозернистой анизотропной структурой; достижения высокой разрешающей способности; разработки высокоинформативных способов оценки формы, размера дефектов; наглядного представления результатов контроля.

Другой подход к определению тенденций развития исходит из задач, вытекающих из требований промышленности. Здесь можно назвать требования по контролю новых материалов типа армированных пластиков, металлокерамики, созданию высокоэффективных способов контроля сварки давлением, измерения внутренних напряжений в изделиях, гарантированного прогнозирования безопасности работы объектов и ряд других.

Для решения перечисленных проблем находят новые методы и способы контроля, предлагают новые пьезоматериалы, расширяют освоенный частотный диапазон, разрабатывают новую аппаратуру с повышенной чувствительностью и эффективными средствами представления информации, ведут исследования по излучению, распространению, дифракции волн, способам обработки результатов контроля.

Литература

1. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. - М.: Наука, 1989. - 416 с.

2. Викторов И.А. Ультразвуковые поверхностные волны в твердых телах. - М.: Наука, 1981. - 288 с.

3. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

4. Иванов В.И., Белов В.М. Акустикоэмиссионный контроль сварки и сварных соединений. - М.: Машиностроение, 1981. - 284 с.

5. Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы неразрушающего контроля многослойных конструкций. - М.: Машиностроение, 1991.

6. Методы акустического контроля металлов / Под ред. Н.П. Алешина. - М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.