ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль качества и физико-механических свойств трехслойных конструкций из "Технологический неразрушающий контроль пластмасс" В различных отраслях народного хозяйства широкое распространение получили трехслойные панели и оболочки с внутренним слоем из пенопласта. Они используются в качестве ограждающих конструкций в строительстве, теплоизоляционного материала в рефрижераторах, в кузовах автобусов, для хранения агрессивных сред и для других целей. [c.163] Существующие методы оценки качества трехслойных конструкций и определения физико-механических характеристик материала, основанные на разрушающих испытаниях образцов, изготовленных из этих конструкций, весьма условны и приводят к нарушению сплошности, а в некоторых случаях — и к разрушению конструкции. С помощью этих методов невозможно проводить сплошной контроль качества трехслойных конструкций. [c.163] На основании анализа различных неразрушающих методов было установлено, что оптимальными для неразрушающего контроля качества и физико-механических характеристик трехслойных конструкций являются импульсный акустический и микрорадиоволновой методы. [c.164] Применение импульсного акустического метода для неразрушающего контроля качества и определения физико-механических характеристик основано на измерении параметров распространения ультразвукового сигнала в исследуемой среде. В качестве ультразвуковых параметров нами использовались такие, как скорость распространения, амплитуда и частотный спектр сигнала. [c.164] Расчет упругих характеристик с помощью импульсного акустического метода проводится по формулам, в которых необходимо учитывать структуру материала обшивок и пенопласта. В качестве обшивок трехслойных конструкций используются алюминий, асбестоцемент, древеснослоистые пластики, древесностружечные плиты, фанера, стеклопластики и другие материалы. Алюминий, асбестоцемент, древесностружечные плиты относят к слабоанизотропным или изотропным материалам, а стеклопластики, фанеру, древеснослоистые пластики — к анизотропным. [c.164] В результате анализа параметров распространения упругих волн в широком частотном диапазоне нами было установлено, что для указанных выше материалов оптимальный диапазон ультразвуковых частот для определения упругих характеристик равен 40—150 кГц. В этом диапазоне длина волны упругих колебаний составляет 2—15 см, что значительно превышает толщину используемых обшивок, т. е. упругие колебания будут распространяться в условиях пластины. [c.164] Для определения упругих характеристик в изотропной пластине по параметрам распространения упругих волн используют формулы (3.72), (3.73), (3.75), (3.76). Упругие характеристики анизотропных (ортотропных) материалов импульсным акустическим методом определяют с помощью уравнений (3.36) — (3.37). Однако эти выражения позволяют определять упругие характеристики ортотропных материалов только в направлениях, совпадающих с направлением осей упругой симметрии. Для определения упругих характеристик в произвольных направлениях применяют формулы (3.41—3.47). [c.164] Следует отметить, что в расчетах трехслойных конструкций используют упругие характеристики в основном вдоль осей упругой симметрии. [c.164] При распространении ультразвукового сигнала в пенопласте длина волны упругих колебаний составляет 0,5—2 см, что почти всегда значительно меньше геометрических размеров исследуемой среды. В этом случае упругая волна будет распространяться в условиях квазиизотропной безграничной среды. Для подобной среды упругие характеристики определяются в соответствии с выражениями (3.70), (3.71) и (3.77). [c.165] Таким образом, используя значения скоростей распространения упругих волн, измеренных с помощью импульсного акустического метода, представляется возможным определить все упругие характеристики материала трехслойных конструкций. [c.165] Для ультразвуковых испытаний трехслойных конструкций могут быть использованы серийно выпускаемые ультразвуковые приборы типа УКБ-1М, ДУК-20, УК-ЮП, УК-ЮПМ или любые другие, позволяющие измерить время распространения сигнала и амплитуду ультразвукового сигнала. [c.165] Как было показано выше, основным параметром, входящим в формулы для расчета упругих характеристик, является скорость распространения упругих волн. [c.165] Скорость распространения упругих волн в обшивках измеряют путем их поверхностного прозвучивания. Излучатель и приемник упругих волн располагаются на одной стороне трехслойной конструкции. Однако при измерении времени распространения сигнала необходимо учитывать так называемое мертвое время — время, необходимое для прохождения ультразвукового сигнала через преобразователи и электрический тракт прибора. Методику определения мертвого времени см. в работе [159]. [c.165] При определении скорости распространения упругих волн в пенопласте необходимо использовать методику сквозного прозвучивания, по которой требуется обеспечение соосности расположения излучателя и приемника на противоположных поверхностях трехслойной конструкции. [c.165] При измерении скорости распространения упругих волн в пенопласте непосредственно в трехслойной конструкции необходимо учитывать время распространения сигнала в обшивках и мертвое время. [c.165] Следует отметить, что данная формула может быть использована при определении скорости распространения как продольных, так и сдвиговых волн. [c.166] Для обнаружения дефектов импульсным акустическим методом используется также методика сквозного прозвучивания. [c.166] Основными признаками наличия дефекта в трехслойной конструкции являются заметное падение амплитуды сигнала — на 40—50% (расслоение — зона И), изменение частотного спектра в сторону более низких частот (рыхлость пенопласта — зона П1) и снижение скорости распространения упругих волн (уменьшение прочности и объемной плотности — зона IV). Зоне / соответствует качественный участок конструкции (рис. 8). На качественном участке изделия будет наблюдаться максимальная амплитуда сигнала первого вступления и минимальный период УЗК. [c.166] При дефектоскопии трехслойных конструкций и определении механических характеристик пенопласта импульсным акустическим методом существенное влияние на параметры распространения упругих волн оказывают конструктивные особенности трехслойных конструкций каркас, шпангоуты, вкладыши и другие элементы, расположенные между обшивками. [c.166] И —излучатель УЗК П —приемник УЗК. Вверху приведены осциллограммы упругих импуль-СОВ, прошедших контролируемый участок. [c.167] Вернуться к основной статье