GOST R 53568-2009

• gost-r-53568-2009.pdf (431.16 KiB)
  ГОСТ Р 53568-2009

GOST R 53568−2009 nedestruktivní Kontrolu. Definice konstant pružnosti třetího řádu akustické metody. Obecné požadavky

GOST R 53568−2009
Skupina Т59

NÁRODNÍ NORMY RUSKÉ FEDERACE

Nedestruktivní kontrola

DEFINICE KONSTANT PRUŽNOSTI TŘETÍHO ŘÁDU AKUSTICKÉ METODY

Obecné požadavky

Non-destructive testing. Evaluation of the third order elasticity modulus by ultrasound method. General requirements

OAKS 77.040.10

Datum zavedení 2010−12−01

Předmluva

Cíle a principy normalizace v Ruské Federace stanoví Federální zákon z 27 prosince 2002 N 184-FZ «O technické regulaci», a předpisy, národní normy Ruské Federace GOST R 1.0−2004 «Standardizace v Ruské Federaci. Základní ustanovení"
Informace o standardu

1 je NAVRŽEN Нижегородским pobočkou Institutu strojní jim. Va Va Благонравова Ruské akademie věd (Nf ИМАШ RAN), Autonomní nezisková organizace «výzkumné centrum pro kontrolu a diagnostiku technických systémů" (AIP «SIC CD»)

2 ZAPSÁNO Technickým výborem pro normalizaci TC 132 «Technická diagnostika"

3 SCHVÁLEN A UVEDEN V PLATNOST Usnesením Federální agentura pro technickou regulaci a metrologii od 15 prosince 2009 N 861-art

4 PŘEDSTAVEN POPRVÉ


Informace o změnách na této normy je zveřejněn na každoroční издаваемом informačním rejstříku «Národní normy», a znění změn a doplňků — měsíčně vydávaných informačních указателях «Národní standardy». V případě revize (výměna) nebo zrušení této normy příslušné oznámení bude zveřejněno v měsíční издаваемом informačním rejstříku «Národní standardy». Relevantní informace, oznámení a texty najdete také v informačním systému veřejné — na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii v síti Internet

Úvod

Objektivní posouzení funkčnosti a bezpečnosti эксплуатирующихся odpovědných technických objektů ve většině prakticky důležitých případů není možné bez posouzení stavu stresu, ve kterém se nachází jejich materiál.

Mezi moderní nedestruktivní metody měření mechanického namáhání akustické metody patří mezi nejvíce perspektivní a stále více používaných ve světové praxi.
Na základě akustických metod pro určení stavu stresu leží упругоакустический efekt — lineární závislost rychlosti podélné a strike-slip elastické vlny od napětí v materiálu, spolehlivé experimentální stanovení kterém to stalo se možné s příchodem moderní ultrazvukové a elektronické měřící techniky.

Základní vlastností tohoto materiálu, který ocení jeho napjatý stav, jsou jeho koeficienty акустоупругой komunikace [1], definovaná funkce pro nastavování parametrů elasticity druhého a třetího řádu. V případě, že postup určení konstanty pružnosti druhého řádu методически dávno отработана, pak funkce definice konstant pružnosti třetího řádu v ničem, kromě [2], není regulována. V této souvislosti se jeví aktuální vývoj standardu, které splňují moderní požadavky normativní zajištění rozvojových metod ndt.

Kromě určení stavu stresu pevných látek na základě jevu акустоупругости, znalost konstant nelineární pružnosti je důležité při určování tvrdě-kmen stav desek a obalů, při studiu účinků interakce pole elastických deformací polí různého charakteru (elektrické, magnetické, a tak ap).

Tato norma představuje metodický základ pro určení konstant pružnosti třetího řádu při aplikaci akustické metody kontroly mechanických namáhání podle GOST P 52731, a může být také použit pro jiné praktické aplikace nelineární teorii pružnosti, zejména při analytické a numerické výpočty namáhání-kmen stavu materiálů a konstrukcí pomocí nelineární elastické modely materiálu.

1 Oblast použití

Tato norma se vztahuje na laboratorní akustická metoda pro stanovení konstant pružnosti třetího řádu pevných látek a stanoví obecné požadavky na pořadí definice konstant pružnosti třetího řádu, průměry na tloušťce materiálu a objemu ultrazvukového paprsku, pomocí hromadné ultrazvukových vln, které se šíří ve směru kolmém k rovině povrchu vzorků materiálů.

Znalost konstant pružnosti třetího řádu umožní provádět přesnější pevnostní výpočty desek a membrán s ohledem na nelineárních elastických vlastností materiálů.

Fyzické základem metody slouží упругоакустический efekt — závislost rychlosti podélné a strike-slip elastické vlny z hodnoty одноосного napětí v materiálu.

2 Normativní odkazy

V této normě použity normativní odkazy na následující normy:

GOST R 52731−2007 nedestruktivní Kontrolu. Akustické monitorovací metody mechanického namáhání. Obecné požadavky

GOST 12.1.001−89 Systém norem bezpečnosti práce. Ultrazvuk. Obecné požadavky na bezpečnost

GOST 12.1.019−79 Systém norem bezpečnosti práce. Электробезопасность. Obecné požadavky a klasifikace druhů ochrany

GOST 12.1.038−82 Systém norem bezpečnosti práce. Электробезопасность. Maximální povolené hodnoty napětí v dotyku a proudů

GOST 12.2.013.0−91 (IEC 745−1-82) Systém norem bezpečnosti práce. Stroje, ruční, elektrické. Obecné požadavky na bezpečnost a zkušební metody

GOST 1497−84 Kovy. Metody zkoušek v tahu

GOST 2768−84 Aceton technický. Technické podmínky

GOST 2789−73 Drsnost povrchu. Parametry a specifikace

GOST 6507−90 Микрометры. Technické podmínky

GOST 10587−84 Pryskyřice эпоксидно-диановые неотвержденные. Technické podmínky

GOST 17299−78 Líh technický. Technické podmínky

GOST 26266−90 nedestruktivní Kontrolu. Měniče ultrazvukové. Obecné technické požadavky

GOST 28840−90 Stroje pro zkoušení materiálů v tahu, tlaku a ohybu. Obecné technické požadavky

Poznámka — Při použití opravdovým standardem je vhodné zkontrolovat účinek referenčních standardů informačního systému veřejné — na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii v síti Internet nebo na každoročně издаваемому informační cedule «Národní standardy», který je zveřejněn ke dni 1 ledna tohoto roku, a na příslušné měsíční издаваемым informačních značek, vydané v aktuálním roce. Pokud referenční standard nahrazen (měnit), pak při použití tímto standardem by se měla řídit заменяющим (změněné) standardem. Pokud referenční norma je zrušena bez náhrady, je to stav, ve kterém je uveden odkaz na něj, je aplikován na části, které ovlivňují tento odkaz.

3 Označení

3.1 V této normě použity následující označení:

 — Youngův modul materiálu zkušebního vzorku, Mpa;

 — poměr Poissonova rozdělení materiálu zkušebního vzorku;

 — objemový modul pružnosti, Mpa;

,  — kurzy Ламэ druhého řádu, Mpa;

 — elastické одноосное napětí ve zkušebním vzorku, Mpa;

 — mez kluzu materiálu zkušebního vzorku, Mpa;

 — počet kroků elastického нагружения zkušebního vzorku;

 — pokoj je příčkou elastického нагружения zkušební vzorek 1, …, ;

 — zatížení -tého stupně нагружения, ;

 — одноосное napětí ve zkušebním vzorku na -tého stupně нагружения, Mpa;

 — tloušťka zkušebního vzorku v nezatíženém stavu, mm;

 — průřez zkušebního vzorku, v mm, kde šířka pracovní části vzorku, v mm;

 — zpoždění impulsů elastických vln na -tého stupně нагружения, iss:

— 1 odpovídá elastické smyku vlně s vektor polarizace, paralelní osy vzorku,

— 2 odpovídá elastické smyku vlně s vektor polarizace, перпендикулярным k ose vzorku,

— 3 odpovídá elastické podélné vlny;

 — rychlost šíření elastické vlny, odpovídající zpoždění impulsů elastických vln v materiálu , m/s;

 — kurzy акустоупругой komunikace, 1/Mpa, 1, 2, 3:

—  — relativní změna zpoždění impulsu smyku vlny, polarizovaná podél směru akce одноосного napětí při jeho změně o 1 Mpa;

—  — relativní změna zpoždění impulsu smyku vlny, polarizovaná příčný směr akce одноосного napětí při jeho změně o 1 Mpa;

—  — relativní změna zpoždění impulsu podélné vlny při změně napětí na 1 Mpa;

, , a  — konstanty pružnosti třetího řádu Мурнагана, Mpa.

4 Obecná ustanovení

4.1 Definice konstant pružnosti třetího řádu vykonávají v souladu s obecnými požadavky na [1].

4.2 Měření a zpracování výsledků provádějí v laboratorních podmínkách.

4.3 Měření se provádějí na zkušebních vzorcích materiálu objektu kontroly. Požadavky na vzorky jsou uvedeny v oddíle 7.

4.4 Pro určení konstant pružnosti třetího řádu používají сдвиговые vlny, polarizované podél a napříč osou vzorku, stejně jako podélné vlny.

4.5 Schéma прозвучивания materiálu odpovídá echo-ultrazvukové metody kontroly [1]. Způsob buzení elastické vibrace — pin. Druh vyzařovaného signálu — радиоимпульс s výsosti (ultrazvukovou) náplň, hladké háček a efektivní délce (0,6 maximální amplitudy) 2−4 období základní frekvence.

4.6 záření a příjem akustických signálů uplatňují приемопередающие (sdružené), piezoelektrické měniče (dále jen měniče) podélné a ostříhaný vln na GOST 26266.

4.7 Konstanty pružnosti třetího řádu jsou усредненными o objemu ultrazvukového paprsku, definován příčnými rozměry měniče a tloušťce materiálu vzorku.

5 bezpečnostní Požadavky

5.1 K provádění měření umožňují operátory, s dovednostmi, provoz zařízení ultrazvukové nedestruktivní zkoušení, умеющих využívat общероссийскими a průmyslových předpisů a technických dokumentů na akustické technik kontroly, kteří absolvovali školení práce s používanými prostředky pro měření a аттестованных na znalost pravidel bezpečnosti v příslušném odvětví.

5.2 Provozovatel musí řídit GOST 12.1.001 a pravidly technické bezpečnosti při provozu электроустановок spotřebitelů podle GOST 12.1.019 a GOST 12.1.038.

6 Požadavky na způsob měření

6.1 jako prostředek měření využívá instalace, shromážděné z produkční zařízení, nebo specializované nástroje (dále jen spotřebiče), certifikované a поверяемые v řádném termínu.

6.2 Akustické nástroje by měly obsahovat sadu měničů s nominální frekvencí 5 Mhz, poskytující záření a příjem ostříhaný a podélné elastické vlny.

6.3 Limity který relativní chyba měření času šíření impulsů elastických vln nesmí přesáhnout ±10.

6.4 jako нагружающих zařízení používají stroje pro zkoušení materiálů v tahu, tlaku a ohybu dle GOST 28840.

6.5 Limity který chyba měření zatížení při přímém průběhu (v procentech měřené zatížení) nesmí překročit ±0,5%, což odpovídá zkušebním strojům skupiny 0-GOST 28840.

6.6 Pro měření tloušťky vzorku v místě instalace snímače se používají микрометры podle GOST 6507 s cenou dělení 0,001 mm.

6.7 Pomocné zařízení a materiály

6.7.1 Broušení nástroj pro přípravu povrchu — podle GOST 12.2.013.0.

6.7.2 Pro odmaštění povrchu vzorku uplatňují alkohol podle GOST 17299 nebo aceton podle GOST 2768.

6.7.3 Pro zajištění akustického kontaktu snímače s povrchem vzorku platí эпоксидную pryskyřici podle GOST 10587 nebo jiné kontaktní kapalina. Viskozita kontaktní kapaliny při teplotě měření, musí splňovat viskozity epoxidové pryskyřice při teplotě 25 °C: 12−25 Pa·s.

7 Požadavky na zkušební vzorky

7.1 jako zkušebních vzorků se používají ploché vzorky vyrobené z materiálu objektu kontroly v souladu s GOST 1497.

7.2 Počet zkušebních vzorků musí být minimálně 5.

7.3 Tloušťka zkušebních vzorků musí být minimálně 5 mm.

7.4 Šířka pracovní části zkušebních vzorků by měla být 2−3 krát více geometrických rozměrů aktivní prvky měniče.

7.5 na obou stranách pracovní plochy zkušebních vzorků v centru pracovní části se připravují čtvercové hřiště se stranou, která se rovná šířce vzorku a drsnosti povrchu ne více než 1,25 podle GOST 2789.

8 Příprava k výkonu měření

8.1 U každého zkušebního vzorku až do jeho instalaci do gripy zkušební stroj měří tloušťku v místě instalace měniče.

8.2 Stanoví zkušební vzorek v rukojeti zkušební stroj.

8.3 Naneseme vrstvu vazební na připravený povrch zkušebního vzorku.

8.4 V centru vzorku stanoví převodník ostříhaný vlny, ориентируя jeho vektor polarizace paralelně k ose vzorku.

8.5 Výše na ose vzorku stanoví převodník ostříhaný vlny, ориентируя jeho vektor polarizace je kolmá k ose.

8.6 Níže na ose vzorku stanoví převodník podélné vlny.

8.7 Patří zařízení, zobrazují se na obrazovce видеоконтрольного zařízení dočasné skenování přijatých signálů.

8.8 Kontrolovat kvalitu akustického kontaktu, na obrazovce видеоконтрольного zařízení by měla být dodržována opakovaně odráží impulsy tří typů vln při trvání zamést ne méně než 50 ms pro strike-slip a ne méně než 30 ms pro podélné vlny.

9 Postup pro měření výkonu

9.1 Měření provádějí za normálních klimatických podmínkách

9.2 Zkušební vzorek нагружают silou , pak postupně 4−6 schody snižují ji až do hodnoty .

9.3 V první fázi se нагружения (1) volí první echo, impuls a další za ním druhý echo impuls, který se používá pro měření zpoždění impulsů v dvojité tloušťce vzorku.

9.4 Pro první echo, impuls volí okamžiku, odpovídající реперной bodu profilu pulsu.

Poznámka — jako реперной volí jeden z bodů, kde signál má hodnotu nula.

9.5 Pro druhé echo-pulsu určují okamžiku, odpovídající stejné реперной bodu profilu tohoto impulsu.

9.6 Na rozdíl od dob určují zpoždění impulsu na dvojité tloušťce vzorku (1, 2, 3, respektive pro strike-slip vlny, polarizované široko daleko zkušební vzorek, a podélné vlny).

Poznámka — Pokud je chyba v definici nesplňuje požadavky 6.5, pak se měří časový interval mezi první a -echo m-pulsy (pořadové číslo echo, impuls) v souladu s GOST R 52371. Dále jako zpoždění používají výsledná hodnota.

9.7 Měření v souladu s 9.2−9.6 opakují pro každou z etap, нагружения zkušebního vzorku.

9.8 Měření v souladu s 9.2−9.6 opakovat pro všech zkušebních vzorků materiálu objektu kontroly.

10 Zpracování výsledků měření

10.1 výsledky měření na všech zkušebních vzorcích pro každý typ vlny počítají koeficienty korelace mezi relativní změnou zpoždění a napětí podle vzorce

. (1)

Výsledky měření jsou považovány za uspokojivé, pokud koeficienty korelace pro všechny typy vln není menší než 0,95. V opačném případě je experiment je třeba opakovat se zvýšeným počtem úrovní нагружения do té doby, dokud nebude splněna podmínka 0,95 (1,2, 3).

10.2 Kurzy акустоупругой komunikace se počítá podle vzorce

. (2)

10.3 Konstanty pružnosti třetího řádu Мурнагана se počítá podle vzorce [3, 4]

, (3)

, (4)

, (5)

kde

, (6)

, (7)

. (8)

Poznámka — Místo konstant pružnosti třetího řádu Мурнагана domácí používat konstanty , , [5], , , [6], , , [7].


Vzorce komunikace mezi funkce pro nastavování parametrů jsou uvedeny v tabulce 1.


Tabulka 1 — Vzorce komunikace mezi různými funkce pro nastavování parametrů elasticity třetího řádu

11 Zpracování výsledků měření

Výsledky měření zaznamená do protokolu, jehož tvar je uveden v příloze Va

Příloha A (doporučené). Forma protokolu měření

Aplikace A
(doporučené)

PROTOKOL
definice konstant pružnosti třetího řádu

Tabulka 1 — Výsledky měření na zkušební vzorek N

9 Uváděné hodnoty konstant pružnosti třetího řádu jsou uvedeny v tabulce 2


Tabulka 2 — Hodnoty konstant pružnosti třetího řádu

Poznámka: — , ,  — relativní chyba určení konstant pružnosti třetího řádu , , .