Способ голографического неразрушающего контроля механических дефектов

 

СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО НЕРАЭРУИтКМЦЕГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ, СОСТОЯЩИЙ в том, что получают Голографические интерфероrpaiv iH эталонного и тестируемого объектов при идентичных условиях внешнего воздействия и находят места отличий интерферограмм, соответствующие местам расположения дефектов , отличающийся тем, что, с целью повышения точности обнаружения и локализации дефектов, дополнительно получают две муаровые картины, одну из которых образуют путем наложения указанных интерферограмм с совмещением контуров эталонного и тестируемого объектов, на ней находят области, охватываемые замкнутыми мyapoвы y полосами, и места пересечения муаровых полос, соответствующие местам расположения дефектов, другую муаровую картину образуют путем наложения со сдвигом двух дублей интерферограимы тестируемого объекта, на ней находят места возникновения новых муаровых полос в процессе плавного увеличе (Л ния сдвига, соответствующие местам расположения дефектов, и по полученным данным судят о наличии и местах расположения механических дефектов в тестируемом объекте. 4iib N( СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ)ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) С, 01 В 9/021

: ) с)4йл 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А т01 СНОММ СВ ЕТЕЛ1СТВУ

ГОСУДАРСТВЕКК )Й КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21! 3544474/18-25 (22) 14.01.83 (46) 07.10.84. Бюл. Р 37 (72)С.T.Äå, E.Í.Äåíåæêèí и В.A.Xàíдогин (71) Новосибирский электротехнический институт (53) 772.99 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 642606 кл. G 01 В 9/021, 1979..

2. Голографические неразрушающие испытания. Под ред. P.Ýðôà. М., "Машиностроение", 1979, с. 311-333(прототип ). (54)(57) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ДЕФЕКТОВ, состоящий в том, что получают голографические интерферограммы эталонного и тестируемого объектов при идентичных условиях внешнего воздействия и находят места отличий интерферограмм, соответствующие местам расположения дефек„„SU„„1117445 А тов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обнаружения и локализации дефектов, дополнительно получают две муаровые картины, одну иэ которых образуют путем наложения укаэанных интерферограмм с совмещением контуров эталонного и тестируемого объектов, на ней находят области, охватываемые замкнутыми муаровыми полосами, и места пересечения муаровых полос, соответствующие местам расположений дефектов, другую муаровую картину образуют путем наложения со сдвигом двух дублей интерберограимы тестируемого объекта, на ней находят места возникновения новых муаровых полос в процессе плавного увеличения сдвига, соответствующие местам расположения дефектов, и по полученным данным судят о наличии и мес- С тах расположения механических дефектов в тестируемом объекте.

) и

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения механических дефектов в элементах конструкций.

Известен способ дефектоскопии, состоящий в том, что о наличии деФектов и местах их расположения судят по картине, получаемой при совмещении голографической интерферограммы тестируемого объекта с его фотографией, выполненной в инфракрасном свете (1).

Недостатком указанного способа является значительная сложность его практической реализации. Кроме того, при одновременной регистрации голо-. графической интерферограммы и инФракрасной фотографии последнюю уда.ется получать в качественном виде только для термостабильных материалов.

Наиболее близким по технической . где сути к предлагаемому являЕтся способ голографического неразрущающего контроля механических дефектов, состоящий в том, что получают голографические интерферограммы эталонного и тестируемого объектов при идентичных условиях внешнего воздействия и находят места отличий интерферограмм, соответствующие местам расположения дефектов (2$.

Недостаток известного способа состоит в том, что он позволяет обнаружить в тестируемом образце только наиболее грубые механические дефекты по причине, которую можно уяснить на примере двухэкспозиционных интерферограмм. В том случае картина интерференционных полос на интерферограмме тестируемого объекта описывается уравнением (0 J ) + U ) = Д Н г — сумма ортов направлений наблюдения и освещения„.

tI>,U — поля перемещений эталонного и тестируемого объектов соответственно; длина световой волны;

Н вЂ” порядок интерференционных полос ,Цля технологических дефектов поля и U отличаются мало (не более, 3 чем на 10-15%). Причем из сравнения интЕрферограмм могут быть обнаружены только наиболее сильные механические дефекты, вызывающие в тестируемом объекте значительную концентрацию деформаций (Кц 2, где K>— коэффициент концентрации деформаций) и изменение поля перемещений больше, чем 5-10%. Только такие дефекты заметным образом изменяют интерферограмму тестируемого объекта по сравнению с интерферограммой эталона. Более слабые дефекты, вызывающие меньшую концентрацию деформаций (К < 4 1, 5-2 ), недостаточно изменяют интерферограмму тестируемого объекта и поэтому не могут быть обнаружены указанным способом. цель изобретения — повышение точности обнаружения и локализации деФектов, не обнаруженных при сравнении интерферограмм, путем выделения из интерферограммы тестируемого . объекта информации о поле перемещений, связанной только с дефектами.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, состоящему в том, что получают голографические интерферограммы эталонного и тестируемого объектов при идентичных условиях внешнего воздействия и находят места отличий интерферограмм, соответствующие местам расположения дефектов, дополните..ьио получают две муаровые картины, одну из которых образуют путем наложения указанных интерферограмм с совмещением контуров эталонного и тестируемого объектов, на ней находят области, охватываемые замкнутыми муаровыми полосами, и места пересечения муаровых полос, соответствующие местам расположения дефектов, другую муаровую картину образуют путем наложения со сдвигом двух дублей интерФерограммы тестируемого объекта, на ней находят места возникновения новых муаровых полос в процессе плавного увеличения сдвига, соответствующие местам расположения дефектов, и по полученным данным судят о . наличии и местах расположения механических дефектов в тестируемом объекте.

На чертеже приведена структурная схема одного из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ.

Устройство состоит из голографического интерферометра 1, устройства 2 восстановления голограмм и получения интерферсграмм, приспособления 3 для получения муаровой картины путем наложения интерферограмм эталонного и тестируемого объектов, приспособления 4 для получения муаровой картины путем плавного сдвига двух дублей интерферограммы тестируемого объекта.

Голографический интерферометр 1 состоит из лазера, светоделителя, двух зеркал, двух микрообъективов и штатива для закрепления фотопластинок.

Устройство 2 восстановления го лограмм и получения интерферограмм, состоит нз лазера, коллиматора, штатива для укрепления фототехнических пленок.

Приспособления 3 и 4 для получения муаровых картин состоят из двух рамок, в которые укрепляются интер1117445

8 г т а8

° 8 а

N> — г

Л т1

Составитель В.Аджалов

Редактор Е.Папп Техред С,Мигунова Корректор С.Шекмар

Заказ 7182/24 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4 ферограммы и микровинтов, позволяющих сдвигать рамки одна относительно другой.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу устройства на примере двухэкспозиционного метода регистрации голограмм.

Сначала s голографическом интерферометре 1 регистрируют голограммы эталонного и тестируемого объектива при идентичных условиях внешнего воздействия.

B устройстве 2 восстанавливают голограммы и получают одну интерферограмму эталона и три дубля интерферограммы тестируемого объекта.

Интерферограммы регистрируют на прозрачную (фототехническую} пленку.

Сравнивая интерферограммы эталонного и тестируемого объектов, находят места их отличий, по которым судят о наличии и местах расположения наиболее сильных механических дефектов.

Путем наложения пленок с интерферограммами эталонного и тестируемого объектов в приспособлении 3 получают муаровую картину. Эта муаровая картина описывается уравнением

rг ((U U) = ЛН где N, — порядок муаровых полос, и не несет информации о поле перемещений, не связанной с дефектами.

Если в тестируемом объекте нет дефектов, тогда tl =U и муаровые полосы совсем отсутствуют. Наличие

iìóàðoâûõ полос свидетельствует о наличии в тестируемом объекте дефектов. В этом случае возмущение поля перемещения, вносимое дефектом и

4 равное U -U быстро уменьшается до нуля при удалении от дефекта. Поэтому в окрестности дефекта муаровые полосы всегда либо замкнутые, либо пересекающиеся. Учитывая ска.— занное, находят на муаровой картине области, охватываемые замкнутыми муаровыми полосами, и места пересечения муаровых полос, соответствую- щие местам расположения всех внявленных при сравнении интерферограмм, а также части невыявленных дефектов.

Тем самым определяют наличие и места расположения таких дефектов, которые вызывают в тестируемом объекЛ те изменение поля перемещений на величину большую, чем цена интерференционной полосы (Л/ w), вне зависимости от уровня концентрации деформаций.

Путем наложения двух дублей интерферограммы тестируемого объекта в приспособлении 4 получают другую муаровую картину, которая описывается уравнением где Nz - порядок муаровых полос, S — величина сдвига, д / d5 - производная по направлению сдвига. Из мененил порядка муаровых полос в процессе плавного увеличения сдвига подчиняются уравнению где точкой обозначена производная по времени. Дефекты вызывают концент рацию деформаций, поэтому величина (д б / d S) достигает наибольшего значения в их окрестности. Из-эа это— го и скорость изменения порядка муаровых полос (N ) также достигает наибольшего значения в окрестности дефектов, что, в конечном счете, приводит к появлению новых муаровых полос в местах расположения дефектов.

Учитывая сказанное, находят места возникновения новых муаровых полос в процессе плавного увеличения сдвига, соответствующие местам .расположения всех выявленных,.а также части невыявленных дефектов. Таким образом определяют наличие и мЕста расположения дефектов, вызывавщих в тестируемом объекте значительную концентрацию деформаций (K > 1,5-2) и возмущение поля перемещений превос1 одящее соответствующуую долю цены (/U — б / ) Д /К /y /) .

Таким образом, предлагаемый способ голографического неразрушавщего контроля позволяет обнаруживать и локализовать слабые механические дефекты, которые не могут быть обнаружены путем сравнения интерферограмм эталонного и тестируемого объектов.