Устройство для ранней диагностики образования и развития микротрещин в деталях машин и конструкциях
счетчики импульсов прямоугольные импульсы LC-фильтр ВЧ-усилитель смеситель анализатор спектра микродефект диагностика Акустическая эмиссия
Устройство относится к техническим средствам неразрушающего контроля различных материалов и изделий по сигналам акустической эмиссии и может быть использовано для диагностики развивающихся микродефектов в элементах конструкций различных деталей механизмов, машин и трубопроводов в условиях их эксплуатации. 
Основным элементом устройства является акустическая ячейка, образованная приемником сигналов акустической эмиссии и предварительным усилителем сигналов, выход которого через коаксиальный кабель подключен к первому входу анализатора спектра сигналов акустической эмиссии, выполненного в виде трех смесителей частоты инфрадинного типа, с совмещенными ВЧ - полосовыми LC - фильтрами, обеспечивающие перенос спектра принимаемых сигналов акустической эмиссии из области низкочастотного ультразвукового диапазона частот   МГц, в три высокочастотные области спектра, почти прямоугольной формы с полосой промежуточных частот:   МГц,   МГц,    МГц, без изменения параметров частотного спектра акустических сигналов, второй вход анализатора – вторые входы смесителей, подключены к выходу генератора высокой частоты – гетеродину, частота которого выше частотного спектра сигналов акустической эмиссии и составляет   МГц, а выходы смесителей подключены к трем частотно-избирательным резонансным узкополосным усилителям ВЧ-сигналов, выходы которых подключены к трем отдельным блокам измерения амплитуды одиночных импульсов, а также к трем отдельным блокам формирования прямоугольных импульсов, выходы которых подключены к входам трех отдельных цифровых счетчиков импульсов.
Совокупность этих признаков позволяет проводить исследования зависимости числа импульсов акустической эмиссии от величины деформирующей силы, возникающих в цилиндрических стержнях, плоских пластин малых размеров и трубопроводов в режиме упругой одноосной деформации – продольного растяжения или поперечного изгиба и по полученным данным оценить эффективную длину развивающихся микротрещин в исследуемых образцах.
Предлагаемое устройство позво-лит по полученным зависимостям числа импульсов АЭ и величины их суммы ам-плитуд на выходе каждого ВЧ-канала, полученных в режиме одноосной деформации, определить тип микродефектов, а также рассчитать параметры микротрещин, возникающих в данном образце. Аналитическая зависимость суммарного числа N импульсов акустической эмиссии от величины эффективной длины микротрещины  , образующейся в режиме упругой деформации в исследуемом образце выражается формулой:
  ,  или    ,        (1)
где с  некоторая константа для данного механического напряжения и геометрических размеров исследуемого образца.
Из полученных экспериментальных данных и применяя выражение (1), можно рассчитать отношение эффективных длин развивающихся микротрещин трещин в исследуемых образцах:
 .
Вышеописанное устройство может найти применение в химическом машиностроении, в автомобильном и воздушном транспорте, а также в атомной энергетике для диагностики образования и развития опасных микродефектов и трещин в элементах конструкций различных деталей машин, конструкций и трубопроводов в режиме их эксплуатации.
Владимир
Кревчик
Дмитриевич
декан ФПИТЭ ПГУ
Доктор физико-математических наук
Профессор
I-7784- 2014, E-5150-2014
6602856973
147373
0000-0002-3522-8326
РОССИЯ
Александр
Гуляков
Дмитриевич
ректор
РОССИЯ
29.03.19
Механические измерения в физическом эксперименте. Измерения времени и частоты в физическом эксперименте
01.03.AA
ACOUSTICS
Михаил
Семенов
Борисович
РОССИЯ
Александр
Рудин
Васильевич
РОССИЯ
Владимир
Кревчик
Дмитриевич
РОССИЯ
ФГБОУ ВО "ПГУ", ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
1025801440620
АЛЕКСАНДР
ГУЛЯКОВ
ДМИТРИЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения
ФГБОУ ВО "ПГУ", ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
1025801440620
АЛЕКСАНДР
ГУЛЯКОВ
ДМИТРИЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения