SU1597717A1 - Method of vibroacoustic inspection of articles - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано дл  обнаружени  дефектов силовых элементов несущих поверхностей летательных аппаратов. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  за счет исключени  вли ни  на результат измерени  вынуждающей силы. Положительный эффект создаетс  за счет того, что изделие первоначально возбуждают бигармонической силой, а затем одну составл ющую на резонансной частоте отключают, что позвол ет исключить вли ние составл ющей на резонансной частоте на результаты измерений. 1 ил.The invention relates to non-destructive testing of products and can be used to detect defects in the power elements of the bearing surfaces of aircraft. The aim of the invention is to increase the reliability of control by eliminating the effect on the measurement of the driving force. The positive effect is due to the fact that the product is initially excited by a biharmonic force, and then one component at the resonant frequency is turned off, which eliminates the influence of the component at the resonant frequency on the measurement results. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к неразрушаю- щему контролю изделий и может быть использовано дл  обнаружени  дефектов силовых элементов несущих поверхностей летательных аппаратов.The invention relates to non-destructive testing of products and can be used to detect defects in the power elements of the bearing surfaces of aircraft.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  за счет ис- ключени  вли ни  на результат измерени  вынуждающей силы.The aim of the invention is to increase the reliability of control by eliminating the influence on the measurement result of the driving force.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ виб- роакустического контрол  изделий.The drawing shows a block diagram of a device that implements the method of vibro-acoustic control of products.

Устройство содержит вибратор 1, установленный на изделии 2 и подключенный к последовательно соединенным усилителю 3 и двухчастотному синусоидальному генератору 4. На изделии 2 также установлен пьезоэлектрический акселерометр 5, подключенный к входу предварительного усилител  6, выходы которого подключены к фильтру 7, настроенному на частоту 2 сОр изгибных колебаний, и к фильтру 8, настроенному на резонансную частоту Ыр колебаний издели ; выходы фильтров 7 и 8 соединены с входами детекторов 9 и 10, которые подключены к входу блока 11 сравнени , соединенного с блоком 12 измерени The device contains a vibrator 1 mounted on the product 2 and connected to a series-connected amplifier 3 and a two-frequency sinusoidal generator 4. The product 2 also has a piezoelectric accelerometer 5 connected to the input of the preamplifier 6, the outputs of which are connected to a filter 7 tuned to a frequency of 2 cOp bending vibrations, and to the filter 8, tuned to the resonant frequency Up of oscillation of the product; the outputs of the filters 7 and 8 are connected to the inputs of the detectors 9 and 10, which are connected to the input of the comparator unit 11 connected to the unit 12 of measurement

Способ виброакустического контрол  изделий осуществл етс  следующим образом .The method of vibroacoustic control of products is carried out as follows.

Возбуждают вынужденные изгибные колебани  контролируемого издели  2, при- прикладьша  к нему бигармоническую вынуждающую силу P(t) Р, sinoo-t + + P-j. sin 2 Wpt с частотой 2 сх)р, в два раза вьшге резонансной частоты колебаний издели  2, и с частотой Ыр, равной резонансной частоте колебаний издели  2. Соотношение амплитуд частотных составл ющих, создаваемых вибратором 1, усилителем 3 и генератором 4 бигармонической вынуждающей силы выбираетс  равным P,/Pj 1/5...1/100. Затем с помощью генератора 4 частотную составл ющую Р, sinu) t из вынуж (ЛThe stimulated bending vibrations of the controlled product 2 are excited, with the biharmonic driving force P (t) P, sinoo-t + + P-j applied to it. sin 2 Wpt with a frequency of 2 c) p, twice the higher resonance frequency of oscillation of product 2, and with a frequency Yp equal to the resonant frequency of oscillation of product 2. Ratio of amplitudes of frequency components created by vibrator 1, amplifier 3 and generator 4 of biharmonic driving force is chosen equal to P, / Pj 1/5 ... 1/100. Then, using generator 4, the frequency component of P, sinu) t is forced out (L

елate

со with

дающей силы P(t) убирают, т.е. теперь контролируемое изделие возбуждаетс  только силой P,j sin Zttipt. Далее с помощью измерительного акселерометра 5, предварительного усилител  6, фильтров 7 и 8, детекторов 9 и 10, блока 11 сравнени  и блока 12 измерени  измер ют амплитуды колебаний контролируемого издели  2 на резонансной час- тоте (л)., и на частоте 2 Wp , в два раза большей резонансной частоты изгибных колебаний издели  2, По отношению измеренных амплитуд определ ют дефектность контролируемого издели  2, а также оценивают ее степень.giving force P (t) is removed, i.e. now the controlled product is excited only by force P, j sin Zttipt. Next, using the measuring accelerometer 5, preamplifier 6, filters 7 and 8, detectors 9 and 10, comparator unit 11 and measurement unit 12 measure the oscillation amplitudes of the controlled product 2 at the resonant frequency (l)., And at frequency 2 Wp , twice the resonant frequency of the bending oscillations of the product 2; Defectiveness of the controlled product 2 is determined by the ratio of the measured amplitudes, and its degree is also evaluated.

В спектре, создаваемом вибратором 1, усилителем 3 и генератором 4 бигар- монической вынуждающей силы P(t), на- р ду с основными гармониками с частотами u)p и 2 со имеютс  и паразитные гармонические составл ющие с частотами , Зшр и т.д. (дл  гармоники с частотой to,In the spectrum created by the vibrator 1, the amplifier 3, and the generator 4 by the bi-harmonic driving force P (t), along with the fundamental harmonics with frequencies u) p and 2 co, there are also parasitic harmonic components with frequencies З, and so on. d. (for harmonics with frequency to,

гармоники с -J,harmonics with -J,

перед замером амплитуд колебаний контролируемого издели  2 из вьшуждающей силы составл ющую Р, sinWpt с частотой (Ор убирают, соответственно уст- ран ютс  из P(t) и кратные частоте ujp паразитные гармоники с частотами 2cup , Зи)рИ т.д. А при контроле измер ют амплитуды колебаний издели  2 на его резонансной частоте оОр и на частоте 2Ыр , в два раза большей резонансной частоты изгибных колебаний издели  2. При этом ни одна из создаваемых вибратором 1, усилителем 3 и генератором А,паразитных гармоник вы- нуждающей силы с частотами 4а)р , 6W|,, 8ыр и т.д. не совпадает по частоте с резонансной частотой Ыр издели  2. Таким образом, не создаетс  пред- посьтки дл  возбуждени  колебаний Before measuring the amplitudes of oscillations of the controlled product 2, the component P, sinWpt with frequency (Op is removed, and parasitic harmonics with frequencies 2jp, Zi) are respectively eliminated from P (t) and are multiples of P (t) and so on. In the course of control, the amplitudes of oscillations of product 2 are measured at its resonant frequency oOr and at a frequency 2Rp, twice as large as the resonant frequency of the bending oscillations of product 2. Moreover, none of the parasitic harmonics created by the vibrator 1, amplifier 3 and generator A forces with frequencies 4a) p, 6W | ,, 8yr, etc. does not coincide in frequency with the resonant frequency Ыр of product 2. Thus, no predisposition is created to excite oscillations

Ua rl 1 .. J, А i-ivi «i 4 Ua rl 1 .. J, A i-ivi "i 4

О ) и 4а)(, J 6top и т.д. (дл  ; частотой 2 oJnJ. Так какO) and 4a) (, J 6top, etc. (dl; frequency 2 oJnJ. Since

- Q 5 - Q 5

0 0

0 35 40 450 35 40 45

5five

издели  2 на частоте Wp при отсутствии в нем повреждени , т.е. если повреждени  в изделии 2 нет, при возбуждении его изгибных колебаний вьшуждающей силой с частотой 2а)р спектральный состав колебаний издели  2 не содержит составл ющей на частоте. Wp . Дл  бездефектного издели  отношение амплитуд однозначно равн етс  нулю и бездефектное изделие не относитс  к дефектным.product 2 at the frequency Wp in the absence of damage in it, i.e. If there is no damage in the product 2, when its bending vibrations are excited by a driving force with a frequency of 2a) p, the spectral composition of the product 2 does not contain a component at the frequency. Wp. For a defect-free product, the amplitude ratio is uniquely zero and the defect-free product is not defective.

Анализ спектрального состава субгармонических колебаний, возбуждающихс  в системе под действием бигармони- ческой вынуждающей силы, позвол ет при отключении низкочастотной гармоники Р| SinсОр t достоверно определ ть величину повреждени  элемента конструкции .The analysis of the spectral composition of subharmonic oscillations excited in the system under the action of a biharmonic driving force allows, when the low-frequency harmonic is turned off, P | Sinsor t reliably determine the amount of damage to the structural element.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ виброакустического контрол  изделий, заключающийс  в том, что возбуждают изгибные колебани  контролируемого издели , измер ют параметры колебаний издели  на частоте резонанса и на частоте возбуждени  и по ним суд т о дефектности издели , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  достоверности результатов контрол , возбуждают контролируемое изделие бигармонической силой P(t) Р sincOpt + РЗ sin 2 Wp t, где (,) - резонансна  частота колебаний издели ; Р, и Р - амплитуды составл ющих бигармонической возбуждающей силы, с соотношением амплитуд частотных сое-- тавл ющих вынуждающей силы 1/5...1/100, измерени  провод т на частотах Шри 2 и)р при действии составл ющей Pj, а степень повреждени  издели  определ ют по спектральному составу измеренных колебаний.The method of vibroacoustic control of products, which consists in exciting bending vibrations of the controlled product, measuring the parameters of the product's oscillations at the resonance frequency and at the excitation frequency, and judging them about the defectiveness of the product, characterized in that, in order to increase the reliability of the control results, controlled product by the biharmonic force P (t) Р sincOpt + РЗ sin 2 Wp t, where (,) is the resonant oscillation frequency of the product; P, and P are the amplitudes of the components of the biharmonic exciting force, with the ratio of the amplitudes of the frequency components of the driving force 1/5 ... 1/100, measurements are made at frequencies Sri 2 and ρ p under the action of the component Pj, and The degree of damage to the product is determined by the spectral composition of the measured vibrations. / / / / / // / / / / /