способ контроля дефектности изделия

Формула изобретения

Способ контроля дефектности изделия, заключающийся в том, что в контролируемом изделии ударом возбуждают упругие колебания, принимают собственные колебания изделия, измеряют параметры этих колебаний и с учетом этих параметров определяют дефектность изделия, отличающийся тем, что колебания возбуждают в одной и той же точке контролируемого изделия с постоянными силой и длительностью воздействия, принимают в двух различных точках и измеряют амплитуды колебаний в этих точках на собственных частотах, а по величине отношений амплитуд определяют дефектность изделия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для диагностики изделий переменной толщины сложной геометрии по параметрам их колебаний.

Известен способ контроля дефектности изделия, заключающийся в том, что в изделии возбуждают вынужденные колебания, изменяют частоту вынужденных колебаний до возникновения резонансных колебаний в изделии, измеряют параметры резонансных колебаний, в качестве которых регистрируют верхнюю и нижнюю частоты, соответствующие заданной амплитуде отклика. Определяют отношение этих частот. Дополнительно проводят аналогичные прозвучивания в N точках и определяют отношение верхней и нижней частот каждого из N измерений, а о дефектности изделия судят по разности максимального и минимального этих отношений [1].

Недостатками данного способа являются невысокая точность из-за погрешностей измерений, зависимость от условий проведения эксперимента, невозможность дефектов для изделий переменной толщины и сложной геометрии.

Наиболее близким по своей сущности является способ контроля дефектности изделия, заключающийся в том, что в контролируемом и эталонном изделиях ударом возбуждают упругие колебания, принимают собственные колебания этих изделий, измеряют параметры колебаний и с учетом этих параметров определяют дефектность изделия, возбуждения упругих колебаний в обоих изделиях осуществляют одновременно, регистрируют колебания обоих изделий, измеряют период биений результирующего колебания, а дефектность изделия определяют по уменьшению измеряемого периода биений относительно эталонного периода биений [2].

Недостатком этого способа является невысокая точность измерений из-за погрешностей проведения эксперимента и условий применения способа и, кроме того, необходимость в эталонном изделии.

Задача изобретения - повышение точности и надежности контроля технического состояния изделия.

Поставленная задача решается следующим образом.

В известном способе контроля дефектности изделия, заключающемся в том, что в контролируемом изделии ударом возбуждают упругие колебания, принимают собственные колебания изделий, измеряют параметры этих колебаний и с учетом этих параметров определяют дефектность изделия, согласно изобретению колебания возбуждают в одной и той же точке контролируемого изделия с постоянной силой и длительностью воздействия, принимают - в двух различных точках и измеряют амплитуды колебаний в этих точках на собственных частотах, а по величине отношений амплитуд определяют дефектность изделия.

Способ контроля дефектности изделия реализуется с помощью устройства, изображенного на чертеже.

Устройство содержит узел крепления контролируемого изделия 1, электроударник 2, два конденсаторных микрофона 3 с усилителями 4, аналого-цифровой преобразователь 5, ЭВМ 6. В контролируемом изделии 7, подвешенном с помощью узла крепления, электроударником 2 возбуждают упругие колебания, конденсаторные микрофоны 3, расположенные у поверхности изделия в различных точках, воспринимают колебания. Принятые сигналы поступают в АЦП, где преобразуются в цифровой код, затем с помощью ЭВМ известными методами измеряются и сравниваются амплитуды этих колебаний на собственных частотах. Отношение амплитуд колебаний в двух различных точках изделия постоянно, если оно исправно, и возбуждение колебаний ударом производится в одной и той же точке, с одним и тем же усилием и длительностью воздействия. При измерении условий, например, наличии в контролируемом изделии дефекта, изменяются параметры колебательного процесса, что приводит к измерению отношения амплитуд на собственных частотах колебаний в этих точках и свидетельствует о наличии дефекта.

Проведены лабораторные испытания предлагаемого способа. В качестве контролируемых изделий переменной толщины сложной геометрии исследовались рабочие лопатки ступени 1 турбины авиационного двигателя НК-82-У. Всего исследовалось 20 исправных лопаток и 6 лопаток, имеющих трещины на выходной кромке пера длиной от 4 до 8 мм. Использовался электроударник, наносящий удар с постоянной силой и временем воздействия по определенной точке на пере лопаток. В качестве приемных устройств использовались два полудюймовых микрофона фирмы "Брюль и Кьер", для анализа отношений амплитуд колебаний на собственных частотах применялась ПЭВМ IBM PC/AT. Удар наносился по центру пера лопатки, колебания регистрировались в двух точках пера лопатки, расположенных у основания бандажа и у основания замка. Сравнение колебаний осуществлялось с использованием статистики амплитуд

,

где a₁ - амплитуда на i-й частоте в первой точке;

a₂ - амплитуда на i-й частоте во второй точке.

Анализ результатов экспериментов показал, что статистика амплитуд 20 исправных изделий на порядок выше статистики амплитуд дефектных изделий.

Таким образом, экспериментально доказано, что предлагаемый способ контроля дефектности изделий позволяет точно и надежно определять дефекты типа трещины в изделиях переменной толщины и сложной геометрии.