1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z możliwościami zastosowania ultradźwięków w nieniszczących metodach badań.

W zakres ćwiczenia wchodzi zapoznanie się z obsługą oprogramowania softwarowego defektoskopu ultradźwiękowego typu UMT - 12.

1. Opis stanowiska badawczego

Stanowisko pomiarowe składa się z komputera i sprzężonej z nim karty pomiarowej dostosowanej do obsługi defektoskopu ultradźwiękowego.

3) Teoria

„LOKALNE I GLOBALNE METODY DETEKCJI

Nieniszczące metody wykrywania uszkodzeń można podzielić na dwie grupy - metody lokalne i globalne.

Jak wyjaśnia prof. Ostachowicz, metody lokalne stosowane są do wykrywania uszkodzeń w bezpośrednim sąsiedztwie sond pomiarowych.

Do metod tych należą badania radiograficzne, ultradźwiękowe, magnetyczne oraz inspekcja wizualna, pomiary odkształceń i technika warstwic termicznych.

"Niestety, większość tych metod cechują wady objawiające się m.in. trudnościami ich stosowania w przypadku konieczności monitorowania złożonych konstrukcji o dużych gabarytach" - mówi prof. Ostachowicz.

Naukowcy pracują od kilkunastu lat nad metodami globalnymi pozwalającymi wykrywać uszkodzenia z dala od miejsca położenia czujników - w konstrukcjach mających duże gabaryty, czy trudno dostępnych miejscach, a także w czasie pracy urządzeń.

OBIECUJĄCE METODY GLOBALNE

Jak tłumaczy Ostachowicz, w grupie metod globalnych obserwujemy intensywny rozwój kilku nowoczesnych technik badań nieniszczących.

Do najbardziej obiecujących, w ocenie naukowca, należą:

* metoda emisji akustycznej (ang. Acoustic Emission - AE),

* metoda obserwacji zmian odkształceń we włóknach czujników optycznych (ang. Optical Fiber Sensors - OFS),

* metody wibracyjne (Vibration-Based Methods - VBM)

* i metoda ciągłego monitorowania żywotności konstrukcji (ang. Structural Health Monitoring - SHM).

Naukowcy z Gdańska zajmują się unowocześnianiem metody wykrywania uszkodzeń w różnego rodzaju elementach konstrukcyjnych w fazie ich początkowego rozwoju za pomocą ostatniej z wymienionych technik (ciągłego monitorowania żywotności konstrukcji).”

W teorii zacytowałem fragment artykułu „MOŻNA SKUTECZNIEJ MONITOROWAĆ USZKODZENIA ELEMENTÓW KONSTRUKCJI” znajdującego się w Internecie pod adresem:

http://www.naukawpolsce.pap.pl/cgi-bin/index.pl?id_depeszy=PAP20040818W05763&k=16

pod wyżej wskazanym adresem można dowiedzieć się więcej na temat wykrywania wad w materiale.

4. Przebieg ćwiczenia

Fale podłużne

Głowica pomiarowa M042L0^o10C

M04 - nazwa własna

2 - częstotliwość własna 2MHz

L - fale długie

0^o - kąt załamania

C - przetwornik okrągły

10 - średnica przetwornika

Po przeprowadzeniu kalibracji głowicy pomiary wykonywaliśmy na wzorcu W1

Odległość zarejestrowana pomiędzy echami wejścia i wyjścia 100,32mm

Odległość zarejestrowana pomiędzy echami drugiego i trzeciego sygnału 100,32mm

Prędkość fali podłużnej dla wzorca W1 - 5921m/s

Fale poprzeczne

Głowica pomiarowa ZT0^o10C

ZT - nazwa własna

2 - częstotliwość własna 2MHz

L - fale długie

0^o - kąt załamania

C - przetwornik okrągły

10 - średnica przetwornika

Pomiary wykonywane metodą przejścia

25 mm grubość wzorca

25,08 mm grubość zbadana

Prędkość fali dla wzorca W1 3260m/s

C_L = 5921m/s

C_T= 3260m/s

υ = 0,28

ρ=7850 kg/m3

E= 269GPa

Moduł Younga E=269 [GPa]

Moduł Kirchoffa G=105[GPa]

Liczba Poisona υ=0,28

5. Wnioski

Metoda ultradźwiękowa jest jedną z metod badania wad materiału bez konieczności niszczenia badanego detalu. Więcej można przeczytać pod wskazanym przeze mnie adresie internetowym który znajduje się w teorii.

Ultradźwięki nadają się nie tylko do odnalezienia miejsca materiału w którym jest on wadliwy ale również umożliwia nam on odczytanie gabarytów przedmiotu badanego oraz wiele innych przydatnych wartości dzięki którym możemy obliczyć między innymi moduł Younga, Kirchoffa, liczbe Poisona.

Do obsługiwania urządzenie ultradźwiękowego potrzebna jest spora wiedza na temat obsługi oprogramowania dołączonego do tego urządzenia, gdy nie posiadamy takiej wiedzy ciężko jest odczytywać jakieś wartości które by były zgodne z prawdą.

Badany przez nas materiał ma bardzo duży współczynnik Younga.

Nasze urządzenie było prawidłowo z kalibrowane na co wskazuje zgodność wymiarów badanego wzorca z wartościami uzyskanymi na urządzeniu ultradźwiękowym.

.

---