×
27.01.2013
216.012.20c9

Результат интеллектуальной деятельности: УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКТОГЕНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют время их распространения, повторно возбуждают ультразвуковые волны в этой же зоне в процессе эксплуатации, измеряют время их распространения, определяют относительное изменение времени распространения δt и рассчитывают плотность ρ исследуемой детали по следующему уравнению: ρ=ρ·[1+(a·δt+b)], где а и b - эмпирические коэффициенты. Технический результат: повышение точности определения плотности деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена и обеспечение возможности в любой заданный период эксплуатации проведения контроля деталей различного размера и конфигурации при одностороннем доступе, а также через слои других материалов с применением типовых промышленных приборов, в том числе в полевых условиях.
Основные результаты: Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют время их распространения, повторно возбуждают ультразвуковые волны в этой же зоне в процессе эксплуатации, измеряют время их распространения, определяют относительное изменение времени распространения δt и рассчитывают плотность ρ исследуемой детали по следующему уравнению: ρ=ρ·[1+(a·δt+b)], где а и b - эмпирические коэффициенты.

Изобретение относится к области диагностики неразрушающими методами деталей и конструкций и может быть использовано для прецизионного определения плотности в процессе эксплуатации изделий, составной частью которых являются контролируемые детали из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена, в горно-рудной и военной промышленности, а также в строительной индустрии.

Жестким требованиям точности определения плотности деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена удовлетворяет лабораторный метод гидростатического взвешивания («Взрывчатые вещества». Учебное издание. ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». г.Саров, 2007, том 2, стр.345), погрешность которого зависит от массы детали и не превышает 0,25-0,30%.

Известен способ определения плотности деталей из высоконаполненных композитных материалов, основанный на измерении ослабления потока γ-квантов, прошедшего через контролируемую зону детали с известной средней толщиной («Взрывчатые вещества». Учебное издание. ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». г.Саров, 2007, том 2, стр.262). Высокая точность этого способа, сопоставимая с методом гидростатического взвешивания, проистекает из жесткой зависимости между плотностью материала и ослаблением потока γ-квантов. Однако этот метод обладает рядом существенных недостатков:

- высокая трудоемкость и длительность испытаний;

- сложность методики и используемого оборудования;

- повышенная опасность и экологические проблемы, связанные с применением радиоактивных источников;

- невозможность проведения испытания при одностороннем доступе к детали.

Более простыми являются ультразвуковые методы определения плотности.

Плотность композитных материалов определяется в основном физическими характеристиками входящих в материал компонентов, их соотношением по объему или массе, структурой армирования, пористостью, степенью отверждения (полимеризации) матрицы. Этими факторами определяется и основная акустическая характеристика материала - скорость распространения ультразвуковых волн, называемая параметром неразрушающего контроля, т.к. этот параметр может быть определен в процессе контроля свойств детали.

Однако связь между скоростью ультразвука и физическими характеристиками материала, в частности плотностью, не является однопараметрической, поэтому плотность контролируемых деталей определяют по предварительно установленной корреляционной (статистической) зависимости от параметра неразрушающего контроля, причем оценка плотности по этим зависимостям, как правило, недостаточно надежна. Низкое значение коэффициента корреляции (r) связи плотность - скорость ультразвука для подавляющего большинства материалов ограничивает применение ультразвукового метода в практике контроля плотности композитов.

Например, метод определения плотности по скорости распространения продольных колебаний в трех направлениях, включенный в ОСТ 5.9102-72 «Стеклопластики полиэфирные. Контроль качества материала судовых конструкций без их разрушения», дает погрешность оценки плотности порядка 5%.

Широкое распространение при контроле металлов нашел способ определения структуры, упругих свойств или состава материалов по изменению величины поглощения ультразвуковых волн либо по изменению скорости их распространения в исследуемом теле (а.с. СССР 77708, опубл. 30.11.49).

Предложенный А.К. Бровцыным и Г.С.Чернышевой способ определения влажности и плотности глин (журнал «Дефектоскопия», 1999 год, №10, стр.56) позволяет определять указанные параметры на основании закономерностей распространения ультразвуковых волн.

Основным недостатком указанных способов является низкая точность измерений (единицы процентов).

Известен также способ определения плотности древесных материалов (А.С. №678391, М. Кл.2 G01N 9/00, опубл. 05.08.79, Бюл. №29) с высоким коэффициентом корреляции r=0,97, в котором определяются скорости распространения ультразвуковых волн в направлениях трех координатных осей, а плотность определяется по формуле:

ρ=0,23·(Va+Vt+Vr)/3+2,

где ρ - плотность материала;

Va - скорость распространения волны по оси ординат;

Vt - скорость распространения волны по оси абсцисс;

Vr - скорость распространения волны по оси апликат.

Но и этот способ имеет погрешность на уровне 3% и, кроме того, при его реализации нужен доступ к детали с трех сторон.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании простого в реализации высокоточного способа контроля плотности деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена в процессе эксплуатации.

Технические результаты, достигаемые при осуществлении заявляемого изобретения, заключаются в повышении точности определения плотности деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена и обеспечении возможности в любой заданный период эксплуатации проведения контроля деталей различного размера и конфигурации при одностороннем доступе, а также через слои других материалов с применением типовых промышленных приборов, в том числе в полевых условиях.

Это достигается тем, что в ультразвуковом способе контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ0, измеряют время их распространения, повторно возбуждают ультразвуковые волны в этой же зоне в процессе эксплуатации, измеряют время их распространения, определяют относительное изменение времени распространения δt и рассчитывают плотность ρ исследуемой детали по следующему уравнению:

ρ=ρ0·[1+(a·δt+b)],

где а и b - эмпирические коэффициенты.

Сущность заявляемого способа основана на определении плотности деталей из высоконаполненных композитов на основе октогена с помощью установленной корреляционной связи между относительным изменением плотности - δρ=(ρ-ρ0)/ρ0 и относительным изменением времени распространения ультразвуковых волн - δt=(t-t0)/t0:

δρ=a·δt+b.

Подставляя эту зависимость в выражение

ρ=ρ0·(1+δρ),

получаем искомое уравнение:

ρ=ρ0·[1+(a·δt+b)].

Для установления корреляционной связи (δρ=a·δt+b) при контроле деталей после различных сроков и температур выдержки, имитирующих возможные воздействия в процессе эксплуатации, была проведена совместная обработка результатов определения изменения плотности деталей с помощью гидростатического метода и результатов определения изменения времени прохождения ультразвуковых волн с помощью дефектоскопа А 1214 с последующим расчетом относительных величин δρ и δt. В результате было получено следующее корреляционное уравнение:

δρ=-0,0495·δt-0,0003 (коэффициент корреляции r~0,94).

Проверка корреляционного уравнения проведена путем расчета плотности для выборки деталей из того же материала, в том числе и других типоразмеров, выдержанных в аналогичных условиях, по уравнению:

ρ=ρ0·[1+(-0,0495·δt-0,0003)].

Погрешность определения значений искомой плотности, рассчитанной для выборки контрольных деталей по данному уравнению, не превысила ±0,3%.

Ввиду малости величины коэффициента b в некоторых случаях им можно пренебречь.

Заявляемый способ реализуется следующим образом:

- в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ0, определенной ранее, например, гидростатическим способом, возбуждают ультразвуковые волны частотой 1,2÷2,5 МГц и измеряют время их распространения t0;

- в процессе эксплуатации, например при проведении регламентных работ, повторно возбуждают ультразвуковые волны в этой же зоне детали и измеряют время их распространения t;

- определяют относительное изменение времени распространения ультразвуковых волн - δt=(t-t0)/t0;

- рассчитывают плотность ρ исследуемой детали по следующему уравнению:

ρ=ρ0·[1+(-0,0495·δt-0,0003)].

Возбуждение ультразвуковых волн и измерение времени их распространения осуществляют с помощью промышленного дефектоскопа, например А 1214.

Реализация заявляемого способа показала достижение высокой точности, быстроты и простоты определения плотности деталей из композитного материала на основе октогена в процессе эксплуатации, который может быть использован непосредственно в конструкциях без их разборки и разрушения, что приводит в конечном счете к повышению надежности изделий, в состав которых входят контролируемые детали.

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют время их распространения, повторно возбуждают ультразвуковые волны в этой же зоне в процессе эксплуатации, измеряют время их распространения, определяют относительное изменение времени распространения δt и рассчитывают плотность ρ исследуемой детали по следующему уравнению: ρ=ρ·[1+(a·δt+b)], где а и b - эмпирические коэффициенты.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 663.
20.07.2014
№216.012.de4a

Радиоприемное устройство с автокорреляционным разделением посылок частотно-манипулированного сигнала с непрерывной фазой

Изобретение относится к технике радиосвязи. Техническим результатом изобретения является упрощение радиоприемного устройства с автокорреляционным разделением посылок частотно-манипулированного сигнала с непрерывной фазой. В радиоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522692
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de7a

Способ определения характеристик фугасности (варианты)

Группа изобретений относится к области испытаний боеприпасов. При испытании производят выстрел объекта испытания в виде фрагмента или уменьшенной модели боеприпаса из баллистической установки, подрывают в заданной точке его заряд, регистрируют характеристики проходящей воздушной ударной волны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522740
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de81

Поглощающий нейтроны материал на основе гафната диспрозия

Изобретение относится к поглощающему нейтроны материалу на основе гафната диспрозия, содержащему оксиды диспрозия и гафния. Материал дополнительно содержит триоксид молибдена, имеет следующие соотношение компонентов, мас.%: и его получают путем твердофазного синтеза при температуре 1500-1700°C...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522747
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de88

Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов

Изобретение относится к области методов проведения оперативного контроля и регулирования влажности в герметичных контейнерах с электронными приборами для обеспечения надежности их функционирования. Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов включает помещение анализируемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522754
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de8b

Способ определения коэффициента диффузии в порошковых материалах и способ определения толщины и показателя целостности покрытия на частицах порошковых материалов

Изобретения относятся к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, например коэффициентов диффузии, по величине электропроводности, и могут найти применение в порошковой металлургии, в изучении процессов самораспространяющегося...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522757
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb1

Способ определения концентрации изотопного состава молекулярного йода в газах

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в атомной энергетике и для охраны окружающей среды. Осуществляют прокачку анализируемой смеси газов через исследуемую ячейку, возбуждают в ней флуоресцентное излучение перестраиваемыми полупроводниковыми лазерами с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522795
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb3

Устройство для формирования ударно-волнового импульса

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности испытаний объектов на воздействия воздушных ударных волн. Устройство содержит ударную трубу, источник ударной волны, размещенный на одном торце ударной трубы, и заглушку, размещенную на другом торце ударной трубы. Заглушка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522797
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.def2

Устройство для одновременной трансляции сигналов в оптическом и радиочастотном диапазонах излучения

Изобретение относится к области измерений кинематических параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах. Технический результат - обеспечение возможности производить измерения кинематических параметров фиксированного участка (точки) движущейся поверхности. Для этого устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522860
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df0c

Многоканальная отражательная линия задержки на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники, предназначенным для формирования кодированного информационного сигнала в системах радиочастотной идентификации объектов. Технический результат - повышение достоверности приема и обработки информационного сигнала, повышение технологичности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522886
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df11

Магнитное пороговое устройство

Изобретение относится к приборостроению, к исполнительным магнитным механизмам. Магнитное пороговое устройство содержит постоянный магнит, магнитопроводы, примыкающие к его полюсам и образующие рабочий зазор для размещения в нем якоря, упор исходного положения якоря и стержень из магнитомягкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522891
Дата охранного документа: 20.07.2014
Показаны записи 131-140 из 487.
20.07.2014
№216.012.de4a

Радиоприемное устройство с автокорреляционным разделением посылок частотно-манипулированного сигнала с непрерывной фазой

Изобретение относится к технике радиосвязи. Техническим результатом изобретения является упрощение радиоприемного устройства с автокорреляционным разделением посылок частотно-манипулированного сигнала с непрерывной фазой. В радиоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522692
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de7a

Способ определения характеристик фугасности (варианты)

Группа изобретений относится к области испытаний боеприпасов. При испытании производят выстрел объекта испытания в виде фрагмента или уменьшенной модели боеприпаса из баллистической установки, подрывают в заданной точке его заряд, регистрируют характеристики проходящей воздушной ударной волны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522740
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de81

Поглощающий нейтроны материал на основе гафната диспрозия

Изобретение относится к поглощающему нейтроны материалу на основе гафната диспрозия, содержащему оксиды диспрозия и гафния. Материал дополнительно содержит триоксид молибдена, имеет следующие соотношение компонентов, мас.%: и его получают путем твердофазного синтеза при температуре 1500-1700°C...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522747
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de88

Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов

Изобретение относится к области методов проведения оперативного контроля и регулирования влажности в герметичных контейнерах с электронными приборами для обеспечения надежности их функционирования. Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов включает помещение анализируемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522754
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de8b

Способ определения коэффициента диффузии в порошковых материалах и способ определения толщины и показателя целостности покрытия на частицах порошковых материалов

Изобретения относятся к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, например коэффициентов диффузии, по величине электропроводности, и могут найти применение в порошковой металлургии, в изучении процессов самораспространяющегося...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522757
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb1

Способ определения концентрации изотопного состава молекулярного йода в газах

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в атомной энергетике и для охраны окружающей среды. Осуществляют прокачку анализируемой смеси газов через исследуемую ячейку, возбуждают в ней флуоресцентное излучение перестраиваемыми полупроводниковыми лазерами с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522795
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb3

Устройство для формирования ударно-волнового импульса

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности испытаний объектов на воздействия воздушных ударных волн. Устройство содержит ударную трубу, источник ударной волны, размещенный на одном торце ударной трубы, и заглушку, размещенную на другом торце ударной трубы. Заглушка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522797
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.def2

Устройство для одновременной трансляции сигналов в оптическом и радиочастотном диапазонах излучения

Изобретение относится к области измерений кинематических параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах. Технический результат - обеспечение возможности производить измерения кинематических параметров фиксированного участка (точки) движущейся поверхности. Для этого устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522860
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df0c

Многоканальная отражательная линия задержки на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники, предназначенным для формирования кодированного информационного сигнала в системах радиочастотной идентификации объектов. Технический результат - повышение достоверности приема и обработки информационного сигнала, повышение технологичности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522886
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.df11

Магнитное пороговое устройство

Изобретение относится к приборостроению, к исполнительным магнитным механизмам. Магнитное пороговое устройство содержит постоянный магнит, магнитопроводы, примыкающие к его полюсам и образующие рабочий зазор для размещения в нем якоря, упор исходного положения якоря и стержень из магнитомягкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522891
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД