Разработка акустических методов неразрушающего контроля динамических объектов и процессов

• Автор: Римлянд, Владимир Иосифович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 306 с. : ил.

* СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1 Ультразвуковая диагностика вращающихся тел

1.1 Методы диагностики вращающихся объектов

1.2 Система активной ультразвуковой диагностики вращающихся тел

% 1.2.1 Возбуждение и прием акустического сигнала

1.2.2 Регистрация и обработка сигнала

1.2.3 Результаты динамических испытаний

1.2.4 Влияние динамических нагрузок на работу преобразователей ультразвуковых колебаний

1.2.4.1 Изменение толщины контактного слоя

1.2.4.2 Влияние силы прижатия преобразователя к образцу на результаты

^ измерений
1.2.4.3 Оценка чувствительности метода
1.2.5 Обнаружение дефектов в динамическом режиме
1.2.5.1 Контроль механического контакта
1.2.5.2 Контроль рабочего колеса нагнетателя
1.3 Методика диагностики подшипникового узла
1.3.1 Выбор алгоритма обработки сигнала
^ 1.3.2 Амплитудно-частотные свойства системы излучатель
подшипник - приемник
1.3.3 Результаты измерений для подшипников с различной степенью
износа
Глава 2 Измерение виброперемещений вращающихся тел
2.1 Оптические методы измерения вибраций и контроля размеров динамических объектов
2.2 Измерительная система
ф 2.2.1 Метод измерений
2.2.2 Лазерный профилометр
2.2.3 Чувствительность лазерного профилометра в статическом режиме
2.2.4 Чувствительность лазерного профилометра в динамическом режиме
2.2.5 Калибровка ИСВ с помощью лазерного виброметра
2.3 Обработка сигналов и двухлучевая методика измерений
2.3.1 Метод фазовой дискретизации и синхронного усреднения сигнала
2.3.2 Работа лазерного профилометра совместно с ИСВ
2.4 Исследование динамики вращающихся тел
2.4.1 Исследование динамики вращающихся полуколец
2.4.2 Исследование динамики электродвигателя КУВ-071В
2.4.3 Исследование динамики турбины центробежного насоса
Глава 3 Измерение уровня жидкости в резервуарах акустическим эхо-методом
3.1 Эхолокационная измерительная система
3.1.1 Конструкция измерительной системы
3.1.2 Алгоритм обработки информационного сигнала
3.2 Точность измерения уровня эхолокационным методом
3.2.1 Влияние температуры на точность измерения
3.2.2 Погрешность измерения уровня
3.3 Экспериментальное определение погрешности
3.4 Дополнительные отражения ультразвукового импульса
Глава 4 Высокоточная автоматизированная система измерения уровня жидкости в резервуарах
4.1 Ультразвуковые поплавковые системы измерения уровня
4.2 Автоматизированная система измерения уровня жидкости
4.2.1 Метод измерения уровня
4.2.2 Системы измерения уровня
4.2.3 Основные виды погрешностей
4.3 Исследование дисперсионных характеристик волновода
4.3.1 Теоретический анализ дисперсионных характеристик стержней
4.3.1.1 Симметричные колебания

4.3.1.2 Изгибные колебания
4.3.1.3 Крутильные колебания
4.3.2 Дисперсионные искажения УЗ импульса
4.3.3 Экспериментальные исследования
4.3.3.1 Определение момента «прихода» УЗ импульса
4.3.3.2 Измерение спектральных и дисперсионных характеристик

сигнала
4.3.3.3 Определение акустической неоднородности волновода
4.4 Влияние температуры и режимов работы на точность измерения уровня
4.4.1 Зависимость скорости звука от температуры
4.4.2 Влияние теплого расширения
4.4.3 Применение сплавов с особыми тепловыми свойствами
* Глава 5 Исследование динамики акустических свойств
композиционных составов в процессе полимеризации
5.1 Акустические свойства полимерных материалов
5.2 Результаты экспериментальных исследований
5.2.1 Определение модулей упругости
5.2.2 Исследование динамики процесса полимеризации
5.2.3 Контроль степени отверждения
t 5.2.4 Автоматизированная система для изучения акустических свойств
полимеризующихся составов
5.3 Система контроля степени отверждения композиционных составов
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ны, изготовленного из композита, на участке протяженностью около 3 см по дуге окружности было обнаружено значительное уменьшение амплитуды регистрируемого УЗ импульса (задержки по времени прихода не происходило). При внешнем осмотре и при контроле эхо-методом никаких нарушений контакта поверхностей не наблюдалось и внутренних дефектов не выявлялось. Оценка ослабления УЗ-колебаний показала, что на дефектном участке коэффициент затухания в 2-3 раза выше, чем на бездефектном. Измерения проводились с помощью стандартного ПЭП из комплекта к дефектоскопу УД-10 с максимумом АЧХ 2,5 МГц (излучатель) и ПЭП, описанного в п. 1.2 (прием-
^ Г
ник). Излучатель (4 на рис 1.11) прижимался к торцевой поверхности кольца специальным фланцем, одеваемым на вал. Приемник (5 на рис 1.14) крепился с помощью дополнительного кольца. При сканировании неподвижной турбины оба ПЭП перемещались по дуге окружности вдоль поверхности контакта металл - композит с шагом в 1 см на фиксированном расстоянии друг от друга. Повторные статические измерения после вращения колеса на специальном стенде не показывали существенных изменений сигнала в области предполагаемого дефекта. Для определения влияния центробежных сил на характеристики дефекта были проведены измерения в динамическом режиме при п = 50 об/с по методике,описанной в п. 1.2. Турбина закреплялась на валу привода стенда с помощью специальной переходного фланца (на рисунке не показан). До и после вращения качество контактов ПЭП контролировалось дополнительным преобразователем.
На рисунке 1.15 показаны реализации сигнала для положения датчиков, соответствующих бездефектной области (положение А) и области предполагаемого дефекта (положение Б) для статического положения и при п = 50 об/с. При вращении изменений УЗ сигнала для датчиков, установленных в положение А, фактически не происходило, а в положении Б сигнал значительно изменялся как по амплитуде,так и по форме. Однако существенного сдвига переднего фронта по времени не происходило. Это говорит о специфическом характере дефекта. Возможно, например, расслоение объема ком-