Ультразвуковой метод одновременного контроля остаточных напряжений и толщины изделия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Из-за различий в модах при передаче и приеме ультразвука, а также в сигналах в случае использования метода критически преломленных продольных волн для измерения напряжений в материале и метода распространяющегося перпендикулярно поверхности эхосигнала для измерения толщины, необходимо использовать различные датчики и оборудование при одновременном измерении напряжений и толщины. Сочетая моделирование методом конечных элементов (МКЭ) в программном пакете Comsol с экспериментальными исследованиями, определялось влияние угла падения зонда, расстояния между зондами и температуры на ультразвуковые волны, а также проанализирована связь между расстоянием между зондами и коэффициентом напряжения измеряемого компонента (K). Предложен новый синхронный ультразвуковой метод определения остаточного напряжения и толщины. В этом методе используется наклонный раздельно-совмещенный преобразователь, а в качестве ультразвуковой волны — критически преломленная продольная волна (КПП-волна) для выявления напряжений и синхронно генерируемые поперечные волны для измерения толщины. Впервые выведена формула для ультразвукового измерения толщины на основе наклонного падения. С помощью самостоятельно разработанного оборудования были проведены эксперименты по ультразвуковому контролю на ступенчатом испытательном блоке и нагруженных консольных балках для проверки точности и достоверности предложенного синхронного метода определения напряжений и толщины. Данный метод имеет значительные перспективы применения в инспекции или онлайн-мониторинге сосудов высокого давления, связанных с усталостными и коррозионными характеристиками.

Об авторах

Вэньтун Чжао

Шанхайский технологический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: zb521a@sina.com
Китай, 201418 Шанхай

Бин Чжоу

Шанхайский технологический институт; ООО «Сучжоу Айсиерти Технолоджи»

Email: zb521a@sina.com
Китай, 201418 Шанхай

Вэньруй Бай

Шанхайский технологический институт

Email: zb521a@sina.com
Китай, 201418 Шанхай

Чжаньюн Ван

Шанхайский технологический институт

Email: zb521a@sina.com
Китай, 201418 Шанхай

Список литературы

  1. Jinyao D., Kai S., Wenyu X., Guangming J., Chuang S. Application of Alternating Current Stress Measurement Method in the Stress Detection of Long-Distance Oil Pipelines % // J. Energies. 2022. V. 15 (14). P. 4965—4965. https://doi.org/10.3390/EN15144965
  2. Zhao Wei. Research on Stress Detection Methods of Steel Structures Using Critically Refracted Longitudinal Waves Ultrasonic Method // Sichuan Building Science Research. 2023. V. 49 (02). P. 58—66. https://doi.org/10.19794/j.cnki.1008-1933.2023.0021
  3. Chaki S., Ke W., Demouveau H. Numerical and experimental analysis of the critically refracted longitudinal beam // Ultrasonics. 2013. V. 53 (1). P. 65—69. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2012.03.014
  4. Yu Wenguang, Li Yukun, Zhang Mengxian et al. Quantitative Analysis of Main Influencing Factors in Measuring Pipeline Stress Using Ultrasonic Method // Nondestructive Testing. 2019. V. 41 (8). P. 11—15. https://doi.org/10.11973/wsjc201908003
  5. Nicolás P. Y. M. M., Flávio B. et al. Self-compensation methodology for ultrasonic thickness gauges // Ultrasonics. 2023. P. 135107105—107105. https://doi.org/10.1016/J.ULTRAS.2023.107105
  6. Rose L.J. Ultrasonic Guided Waves in Solid Media. Cambridge University Press, 2014. P. 06—15. https://doi.org/10.1017/CBO9781107273610
  7. Song Wentao, Pan Qinxue, Xu Chunguang et al. Residual Stress Nondestructive Testing for Pipe Component Based on Ultrasonic Method / 2014 Far East Forum on Nondestructive Evaluation/Testing: New Technology&Application. 2014. P. 163—167. https://doi.org/10.1109/FENDT.2014.6928254
  8. He Jingbo. Absolute Axial Stress Detection Method of Steel Components Based on Ultrasonic Method. Harbin Institute of Technology, 2020. https://doi.org/10.27061/d.cnki.ghgdu.2020. 005113
  9. Hou Huaishu, Fang Xinchong, Zhang Runze et al. Thin-walled metal round straight seam welded pipe residual stress ultrasonic testing // Manufacturing technology and machine tools. 2022. No. 02. P. 126—130. https://link.cnki.net/doi/10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.02.023
  10. Shuai Zhuming, Jia Guangming, Cheng Zhiqiang. Calibration and Analysis of Ultrasonic Stress Coefficient Based on Finite Element Simulation // APPLIED ACOUSTICS. 2024. V. 43 (02). P. 461—468. https://doi.org/10.11684/j.issn.1000-310X.2024.02.026
  11. Yu Wenguang. Research on Key Technologies of Ultrasonic Non-Destructive Testing for Pipeline Stress. China University of Petroleum (East China), 2019. https://doi.org/10.27644/d.cnki.gsydu.2019.000621
  12. Guo Mocheng. Research and Correction of Stress Detection Influencing Factors Based on Critical Refraction Longitudinal Wave Method. Sichuan Agricultural University, 2021. https://doi.org/10.27345/d.cnki.gsnyu.2021.000437
  13. Yang Shunmin, Mingquan Wang, Lu Yang. Investigation of Uncertain Factors on Measuring Residual Stress with Critically Refracted Longitudinal Waves // Applied Sciences. 2019. V. 9. No. 3. P. 485. https://doi.org/10.3390/app9030485
  14. Egle D.M., Bray D.E. Measurement of acoustoelastic and third-order elastic constants for rail steel // J. Acoust. Soc. Am. 1 September 1976. V. 60 (3). P. 741—744. https://doi.org/10.1121/1.381146
  15. Yang Shunmin. Research on Key Influencing Factors of Residual Stress Detection by Critical Refraction Longitudinal Wave. North University of China, 2019. https://doi.org/10.27470/d.cnki.ghbgc.2019.000005
  16. Jia D., Bourse G., Chaki S. et al. Investigation of Stress and Temperature Effect on the Longitudinal Ultrasonic Waves in Polymers // Research in Nondestructive Evaluation. 2014. V. 25 (1). P. 20—29. https://doi.org/10.1080/09349847.2013.820371
  17. Pan Qinxue, Shao Sing, XIAO Dingguo et al. Research on Ultrasonic testing method of Bolt tightening Force Based on Form factor // Acta Armmarii. 2019. V. 40 (04). P. 880—888. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1093.2019.04.024
  18. Niu Xiaochuan, Zhu Liqiang, Yu Zujun et al. Seamless rail the effect of temperature on the stress of nonlinear ultrasonic testing in the // Acta. 2019. V. 44 (02). P. 241—250. https://doi.org/10.15949 / j.carol carroll nki. 0371-0025.2019.02.011
  19. Zhang Y.C. Study on the influence of temperature effect on ultrasonic Testing of axial stress of steel members. Harbin Institute of Technology, 2022. https://doi.org/10.27061/ d.cnki.ghgdu.2022.001344

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».