Научная статья на тему 'Использование вынужденных колебаний при акустико-эмиссионном неразрушающем контроле'

Использование вынужденных колебаний при акустико-эмиссионном неразрушающем контроле Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
158
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Использование вынужденных колебаний при акустико-эмиссионном неразрушающем контроле»

D, ivivi

D (t) D (t)

2

1.5

1

"’мнК(") °.5

о

\ \ \ \ \ \

\ ч •, N \ >

\ \ ч \ ‘ N

* — —

, град (t)

1° 2°

3° 4°

t

2

1.5

()

_(t) 1

І© °-5

0

\ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \

\ N ч %

ч.

1° 2° 3° 4° 5°

t

Рис.8 Рис.9

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мельников Ю.П, Попов С.В. О беспеленговых методах позиционирования летательных аппаратов относительно источников излучения // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2002. №12.С.8-14.

2. Евдокимов Ю.Ф. Анализ амплитудных методов определения местоположения источников излучения с борта летательного аппарата // Телекоммуникации. 2003. №3. С.36-41.

3. Бабаев А.А., Евдокимов Ю.Ф. Амплитудный метод определения местоположения источников излучения и оценка его точности // Вопросы специальной радиоэлектроники. Научнотехнический сборник, серия “Общие вопросы радиоэлектроники (ОВР)”. Москва - Таганрог: Таганрогский НИИ связи. 2003. Вып.1. -С.101-104.

4. Евдокимов Ю.Ф., Медведев В.П. Амплитудный способ определения местоположения источников излучения с использованием метода наименьших квадратов // Известия ТРТУ. Тематический выпуск: Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием “Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности”. -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. №3(22). -С.155-157.

5. Царьков Н.М. Многоканальные радиолокационные измерители. -М.: Сов. Радио, 1980. -192 с.

6. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Изд. 3-е, перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1989. - 656с.

7. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие для студентов вузов. -М.: Высш. шк., 2001. -400с.

8. Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: Пер. с англ. -М.: Мир, 1989. -376 с.

9. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1991. -304 с.

А.В. Попов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ

В настоящее время сроки эксплуатации большинства конструкций машиностроения существенно превышают гарантийные. В связи с этим, задача диагностики таких

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

конструкций с целью оценки их фактического состояния и прогнозирования ресурса является важной и актуальной.

В зависимости от условий эксплуатации конструкций возможно использование различных методов современной неразрушающей дефектоскопии. Использование дефектоскопов для сканирования всей поверхности сложных крупногабаритных конструкций практически невозможно. В большинстве случаев потеря несущей способности силовых элементов конструкций обусловлена развивающимися дефектами-трещинами. В сварных емкостях, стрелах кранов и других конструкциях, которые несут большие статические и динамические нагрузки, трещины образуются в зонах сварных швов и краевого эффекта (шпангоуты, стрингеры, балки и т. п.).

В последнее время широкое распространение получает метод акустической эмиссии (АЭ), основанный на регистрации и анализе упругих волн, обусловленных образованием и развитием дефектов в материале конструкции. Ограничением при использовании метода акустической эмиссии является то, что на испытуемую конструкцию необходимо воздействовать нагрузкой, что не всегда возможно в условиях эксплуатации.

Для проведения контроля в таких случаях предлагается использовать разработанный нами метод акустической диагностики, основанный на совместном использовании принципов акустико-топографического интегрального метода вынужденных колебаний [1] и метода акустической эмиссии [2].

Суть метода заключается в возбуждении в конструкции вынужденных акустических колебаний и регистрации распределения амплитуд упругих волн на всей контролируемой поверхности или её большом участке при помощи многоканальной акустикоэмиссионной аппаратуры.

При проведении локации дефектная зона отличается характерным изменением информативных параметров колебаний, что позволяет определять её местоположение, размеры и форму.

При наличии в конструкции дефектов типа трещин, вынужденные колебания могут вызывать трение берегов трещин друг о друга, что приводит к возникновению характерных акустико-эмиссионных сигналов.

Для реализации метода разработан специализированный диагностический акустический комплекс, который состоит из генератора и излучателей акустических сигналов высокой амплитуды и низкой частоты, набора приёмных пьезодатчиков, установленных на объекте по схеме локации, многоканальной микропроцессорной системы для сбора и обработки акустической информации, поступающей от объекта контроля, и ПЭВМ типа Реп1шт. Управление системой, сбор данных, отображение информации в реальном масштабе времени производятся при помощи экспертной системы, основанной на анализе известных [3] и новых инвариантных акустико-эмиссионных критериев разрушения и методов диагностики [4-9]. Программа позволяет объединять независимые каналы в локационные группы, определять местоположение дефектов и ранжировать их по степени опасности.

После проведения испытаний определённые по результатам локации дефектные участки могут быть обследованы сканирующими приборами (ультразвуковой дефектоскоп, рентгеноскопия и др.).

Предложенный акустико-эмиссионный метод свободных колебаний, проводимый без нагружения конструкции, не вызывает остаточных деформаций, что важно при проведении контроля в заводских условиях.

На данный метод диагностики получен патент РФ на изобретение.

Вывод. Предложенный акустико-эмиссионный метод свободных колебаний позволяет определять местоположение, размеры и форму дефектов на этапах производства и эксплуатации, не проводя перегрузочные испытания конструкций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ермолов И.П., Алёшин Н.П., Потапов А.И. Акустические методы контроля. -М.: Высшая школа, 1991. - 281с.

2. Грешников А.В., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. - М.: Изд-во стандартов, 1976. - 272с.

3. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (РД 03-131-97).

4. Гостехнадзор России, 1997.

5. Попов А.В. Критерий Пирсона в задаче оценки технического состояния при акустикоэмиссионном контроле качества // Методы менеджмента качества. 2000. №5. С.33-35.

6. Попов А.В. О «разладке» в задаче исследования акустико-эмиссионных потоков // Методы менеджмента качества. 2001. №2. С.32-33.

7. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. Метод инвариантов в задаче исследования потоков акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2000. №10. С. 79-82.

8. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. К вопросу исследования динамики акустико-эмиссионных процессов в задачах неразрушающего контроля методами теории случайных потоков // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2000. № 3. С. 24-27.

9. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. Оценка степени опасности дефектов на основе инвариантов при акустико-эмиссионном неразрушающем контроле // Контроль. Диагностика. 2001. № 3(33). С.29-32.

10. Попов А.В. Оценка опасности дефектов конструкций по данным бесконтактного акустикоэмиссионного неразрушающего контроля // Автометрия. 2001. № 1. С. 84-87.

В.Е. Золотовский, А.О. Пьявченко, П.В. Савельев, В.В. Пустовалов,

Д.А. Беспалов

МНОГОМАШИННЫЙ КОМПЛЕКС ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НАВИГАЦИОННОГО ЭХОЛОТА

В статье рассмотрены принципы построения и результаты выполненной авторами работы по созданию многомашинного комплекса имитационного моделирования корабельного навигационного эхолота (КНЭЛ). Разработка многомашинного комплекса имитационного моделирования проводилась с целью создания проекта функционального программного обеспечения структурных компонентов КНЭЛ и отработки основных протоколов взаимодействия между ними.

Электронные комплексы, которые разрабатываются в наши дни, представляют собой весьма сложные и дорогостоящие устройства. В частности, к ним смело можно отнести корабельные навигационные эхолоты, имеющие, как правило, распределенную структуру: гидроакустическая антенна совместно с генератором и эхолотным усилителем размещаются на днище и в трюме судна, а сам обрабатывающий блок и блок отображения навигационной информации - на капитанском мостике судна. В зависимости от тоннажа судна максимальное расстояние между блоками КНЭЛ может достигать нескольких сотен метров. Отсюда высокие требования к надежности используемых каналов связи между блоками (приборами) из состава КНЭЛ, а также комплексный характер задачи проектирования КНЭЛ. Требования по сокращению сроков создания аппаратнопрограммных средств КНЭЛ, в особенности, его программного обеспечения определили

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.