Курсовые по акустике - три готовых варианта, плюс чертежи преобразователей и схема мезона в маткаде (Tolstii)

Посмотреть архив целиком

Расчет параметров аппаратуры для контроля сварных швов большой толщины


При контроле сварных швов толщиной 100мм и более /рис./ ультразвук проходит большой путь в металле, что вызывает существенное ослабление чувствительности. Задается средний размер D зерна металла /низкоуглеродистой стали/, толщина h контролируемого шва, диаметр d плоскодонного отверстия, которое необходимо выявить, и /в некоторых вариантах/ минимальная фронтальная разрешающая способность. Необходимо выбрать угол наклона a и преобразователя, рассчитать рабочую частоту f и диаметр преобразователя 2a .

Угол наклона призмы преобразователя a выбирается равным 400, если толщина шва меньше 150-200мм и 35-300 для более толстых швов. Далее по закону синусов рассчитывается угол преломления /угол ввода/ g .

Расчет рабочей частоты выполняется из условия достижения максимальной амплитуды сигнала от дефекта. Ослабление зондирующего импульса в акустическом тракте прибора определяется формулой



где - коэффициент прохождения через границу плексиглас-сталь, r - путь ультразвука в изделии /следует брать его максимальное значение с учетом угла наклона искателя и схемы контроля/, rпр - средний путь в призме преобразователя, - приведенный путь от мнимой пьезопластины до дефекта /следует брать его максимальное значение/, - площадь мнимой пьезопластины, - площадь плоскодонного отражателя, c- скорость распространения ультразвука в изделии, и - затухание ультразвука в изделии и призме. Мнимая пьезопластина строится в соответствии с рекомендациями / [1] стр. 84-86 /. Затухание в изделии определяется формулой



где первый член характеризует поглощение, а второй - рассеяние звука. берется в мм, f - в МГц, а - в непер/м.

Затухание ультразвука в призме происходит по линейному закону , где коэффициент определяется из графиков [1] /стр.276, рис.П5/. В качестве материала призмы выбирается органическое стекло или арелакс. Путь ультразвука в призме rпр определяется аналитически или графически, исходя из конструкции призмы с учетом условий отмеченных [1] /стр.106,задача 2.3.1/. Размер пьезопластины выбирается для этого расчета с учетом рекомендаций [2] /стр.232/; впоследствии размеры пьезопластины уточняются.

Из формулы для видно, что повышение частоты уменьшает расхождение ультразвуковых лучей, но увеличивает затухание. Отсюда возникает необходимость вычисления оптимальной частоты.

Проверяется, что найденное значение частоты обеспечивает условие: длина волны ультразвука меньше размера дефекта, который требуется выявить. Окончательное значение частоты в МГц выбирается из ряда значений регламентированного ОСТом /0,5;0,6;1,0;1,2;1,5;1,8;2,0;2,5;3,0;5,0;7,5;10,0/.

Уточненный размер пьезопластины выбирается наибольшим, исходя из двух условий : отношение сигнал - средний уровень структурных шумов больше 2 и достижение минимального /или заданного/ значения фронтальной разрешающей способности как при малых, так и при больших расстояниях до дефекта.

Отношение сигнал - шум определяется путем деления выражения для на выражение для среднего уровня структурных шумов /помех/.


где - длительность импульса.

Фронтальная разрешающая способность для ближней зоны определяется формулой


а для дальней зоны



Здесь 2a - диаметр пьзопластины. Коэффициент 0,5 принимается для границы ближней зоны, а 1 - вблизи преобразователя.

Совместное вычисление по этим формулам позволяет определить величину D, обеспечивающую фронтальную разрешающую способность. Если минимальное значение задано, то следует проверить выполнение этого требования во всех зонах сварного шва и в случае необходимости скорректировать значение диаметра пьезопластины и частоты. Диаметр пластины выбирается исходя из второго условия, и затем проверяется выполнение первого.







Рис. Схема контроля сварных швов большой толщины.


ЛИТЕРАТУРА


1. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ. В 5 кн. Кн. 2 Акустические методы контроля: Практическое пособие/ И.Н.Ермолов, Н.П.Алешин, АИ.Потапов; Под ред. В. В. Сухорукова.-M.: Высш. шк., 1991.-283 с.: ил.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Ч. II., глава 12/ ред. В.В.Клюев. - М.Машиностроение, 1976. 326 c.



Случайные файлы

Файл
160825.rtf
10504.rtf
102986.rtf
158992.rtf
73303-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.