|
• для повышения чувствительности и разрешающей способности контроля приложенных напряжений параметр R=UM/HM и параметр в=им/и1А. • для повышения достоверности оценки макронапряжений с отстройкой от влияния микронапряжений параметр P=Um*Hm. • для повышения чувствительности контрля механчиеских напряжений методом МАШ параметр К= U^/Uai Для примера на рис. 3.44 приведены результаты исследования параметров ОМШ и ОМАШ от величины приложенных напряжений а для стали ЭП-836. Видно, что увеличение а приводит к взаимнопротивоположным изменениям величин UM и Нм, а параметры Р, R, 76 и В растут с разной крутизной. Результаты сравнительных исследований чувствительности при контроле макронапряжений с использованием параметра Um и параметра R и В, проведенные на образцах из ст. 35X3HM, 30НГСН2А и ЭП836 показали, что чувствительность параметра В в среднем в 2.0 раза, а чувствительность параметров 7? и К в 1.8 раза выше чувствительности параметра UM. Однако, в этом случае ~ в 1.3М.5 раза возрастает погрешность, обусловленная квазистационарным характером регистрируемых МШ сигналов. Таким образом, использование информативных параметров R и К в среднем в 1.4 раза увеличивает разрешающую способность при тензометрировании изделий из высокопрочных конструкционных сталей. Однако их использование ограничено из-за влияния мешаюших факторов контроля, например, флуктуаций структурно-фазового состояния контролируемого материала, решением следующих задач: • контроль с использованием относительных методов измерений, когда необходимо зарегистрировать изменение состояние материала на одном и том же участке объекта контроля, например, в целях МШ тензометрии; 134 |
работы ферромагнитных изделий и используемой аппаратуры контроля показал, что интервал осреднения должен составлять величину порядка (0,02 -г0,03) Тп. В этом случае погрешность осреднения не превышает 1% при измерении по одной реализации ЭДС СБ. Аналогия расчетов энергетических и эмиссионных характеристик МШ и МАШ (см. пп. 2.4,2.5) позволяет распространить эти рекомендации по выбору интервала осреднения 0Нпри регистрации МАШ. 3.4 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ КОНТРОЛЯ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ. Качественный анализ изменения параметров МШ, проведенный в разделе 2.2, показывает, что использование в качестве информативного параметра положения максимума ОМШ в координатах амплитуда-поле перемагничивания открывает некоторые перспективные возможности при разработке аппаратуры контроля макронапряжений в деталях из высокопрочных конструкционных сталей. Из соотношений (2.44) и (2.45) и их графического анализа (рис. 2.19, 2.20) следует, что всякое изменение уровня макронапряжений должно приводить к взаимнопротивоположным изменениям величины Вм и Нм. Такой характер взаимосвязи этих величин позволяет предложить в качестве информативного параметра, повышающего чувствительность МШ метода к упругим напряжениям, параметр R, пропорциональный отношению Вми Нм. Результаты расчетов, приведены на рис. 3.12, показывают, что чувствительность известного и довольно часто используемого при оценке напряжений параметра Вм [6, 14, 117], пропорциональна изменению величины■^о'\ тогда как предлагаемого параметра пропорционально изменению Go. Следует учитывать, однако, и соответствующее увеличение влиянш мешающих факторов, в частности флуктуации структурного состояния контролируемого материала, на контроль макронапряжений по параметру R. Это ограничивает возможные области применения аппаратуры, использующей этот параметр, решением следующих основных задач: • контроль с использованием относительных методов измерений, когда необходимо зарегистрировать изменение состояния материала на одном и том же участке объекта контроля, например, в целях МШ тензометрии; L • контроль макронапряжений при обеспечении стабильности структуры материала контролируемого объекта с применением других методов НК. прямоугольного сечения 50 х10 мм, длины 700 мм из стали 45X1. Конец образца перемагничивался приставным электромагнитом. Индукционный и пьезоэлектрический преобразователи постепенно удалялись от зоны перемагничивания к противоположному концу образца и в каждой точке измерялись средние значения акустических и электромагнитных сигналов. Результаты измерений представлены на рис. 4.31. Видно, что сигналы МШ затухают уже на первых 50 мм. При удалении пьезоэлектрического преобразователя на противоположный от электромагнита конец балки средние значения сигналов МАШ уменьшились лишь на 21%. Слабое затухание сигналов МАШ можно объяснить малым коэффициентом поглощения ультразвука в сталях. Последнее дает преимущество методу МАШ контролировать на расстоянии труднодоступные зоны металлоизделий. Результаты исследований МШ и МАШ п.п. 4.2 и 4.3 показали возможность их совместного использования. Так в п.п. 3.4 и 4.3 показана перспективность использования для контроля макронапряжений параметров P=Um*Hm и R=Ua/Hm. Для примера на рис. 4.32 приведены огибающие распределений энергетических характеристик сигналов МШ —Umuiи МАШ Umaiu на полупериоде перемагничивания Тп для двух значений приложенных растягивающих напряжений ао=0 (сплошная линия) и cr=а02 (пунктирная линия) для образцов из стали ЭП-831. Типичные огибающие МШ имеют один максимум Umрасположенный в^близи области полей перемагничивания Нм=Нс коэрцитивной силы. Типичные огибающие МАШ имеют два максимума Uu и и 2Л, расположенные в областях полей перемагничивания близких к насыщению ферромагнетиков. С увеличением а параметры ОМШ и ОМАШ Um, UlA и U2A также меняются взаимопротивоположным образом (см. рис. 4.32), причем величина первого максимума иы меняется в 2-г-З раза быстрее, чем U2A (см. п. 4.3). Результаты исследований положены в основу построения алгоритмов обработки параметров ОМШ [185, 187]. • для повышения чувствительности и разрешающей способности контроля приложенных напряжений параметр R=Um/Hm и параметр B=Um/U]A. • для повышения достоверности оценки макронапряжений с отстройкой от влияния микронапряжений параметр P=UM*HM. Для примера на рис. 4.33 приведены результаты исследования параметров ОМШ и ОМАШ от величины приложенных напряжений а для стали ЭП-836. Видно, что увеличение <х приводит к взаимнопротивоположным изменениям величин UMи Нм, а параметры Р, R и В растут с разной крутизной. Результаты сравнительных исследований чувствительности при контроле макронапряжений с использованием параметра Umи параметра R и В , проведенные на образцах из ст. 35X3HM, 30НГСН2А, 45X1 и ЭП836 Um, Нм, усл.ед R, В, Р*10, усл.ед. 8 6 4 2 б, МПа Рис. 4.3 напряжений сто ОМШ и ОМАШ Однако их использование ограничено из-за влияния мешаюших факторов контроля, например, флуктуаций структурно-фазового состояния контролируемого материала, решением следующих задач: контроль с использованием относительных методов измерении, когда необходимо зарегистрировать изменение состояние материала на одном и том же участке объекта контроля, например, в целях МШ тензометрии; контроль макронапряжений при обеспечении стабильности структуры материала контролируемого объекта с применением других методов неразрушающего контроля, чувствительных к изменению структурно-фазового состояния, например, с использованием намагниченности (индукции) насыщения. Как видно из рис. 4.33 параметр Р обладает наименьшей чувствительностью к макронапряжениям. Однако его нечувствительность к изменениям микронапряжений (см. п. 4.2 и 4.3) компенсирует этот недостаток и обеспечивает надежность контроля. |