автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Разработка нового метода расчета акустического тракта с целью повышения информативности ультразвукового контроля

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственный

технически университет им.Н.Э.Баумана

______

--—

На правах рукописи 7Ж G20.I79.I6

ГУСАРОВ Водтл Роджкнальдович

РАЗРАБОТКА НОВОЮ МЕТОДА РАСЧЕТА АКУСТИЧЕСКОГО ТРАКТА С ЦЕЛЬЮ ПОЗШШШ ШЗОКЛАТИШОСГ.! УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Специальность 05.02.11 - Метода контроля и • диагностики в машшостроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва,1990

Работа выполнена в Московском Государственном ордена Ленина, ордена Октябрьской Резолюции и ордена Трудового Красного Знамени Техническом университете ишнп Н.Э.Баумана и Всесоюзном паучно-псслодоватольском институте по разработке г.'.отодэв к сродств неразрушаацего контроля.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Алешин Н.П.

00;щпальнио. оппоненты - доктор технических наук

Воиидкин А.Х. кандидат технических наук Григорьев М.В.

Зедуцэе прэдпркятко - Центральный научно-исследовательский институт технологии машиност-роеняя ; /

Ззилта диссертация состоится -' - ^ -/' 199^г. на

заседании специализированного совета К 053.I5.0lf Московского Государственного технического университета шл.Н.Э.Баумана по адресу: 107005, г.!.!осква, 2-я Бауманская ул. 5.

Баз отзив, заверенный печатью, просим выслать по указанно:.!"/ здре-су.

С диссертацией ¡южно ознакомиться в библиотеке МГГУ.

Гела'-ацио присутствовать на защите должны заблаговременно известить совот пксыила заинтересованных организаций на идя председателя соеотз.

Толе^он дай справок 263-65-14. /)

Автореферат разослан " А " "- "Ут 1990 г.

УЧЯШЙ СЕКРЕТАРЬ с:>л';,:Ги-пз.;рованно1,о созота у

г..т.к., доцент РЯБОВ В.Т.

.¿•агаз Объем I п.л. Тирад 100 экз. Пода, к печати6>'/<• #>

У.71У, 107005, ¡.'.осква, 2-л Бауманская, 5

Актуальность птоблемн. Постояяю Бозрясталзде трооиг-л-ния к качеству и наде.шюсти продузшдпг, производимой в стран«, порождают необходимость разработки адскзатнзя: истодов н средств зсоззтрсля, позволяжрга полагать информацию о налита:i, положении:, коифигтрацш!, ориентации п физических свойствах дефозсгов. Эта информация в совокупности о нормами допустит* дефектов в конкретной продукции позволяет сделать вцвод о се пригодности. В тон шга ином объеме тагля инфоргацил мо?.:ет быть изэлочона из совокупности параметров ультразвукових полой, рассеявших на дефектах и фиксирует в процессе контроля как его результат. Объем и достоверность зязфориацда о дефекте, извлекаемой из результатов контроля, кроме прочих факторов, определяются тем, насколько полно и точно известна связь параметров и характеристик дефекта о совокупностью измеренных параметров рассеянзшх на нем акустических полей, то ость точностью ir полнотой теорётичесглп: представлении об акустическом тракте.

Тазам образом, разработка более точного по оравнозтгао с существующими методой расчота акустического тракта, основанного на твердотельном приближении и могутного стать основой дальнейшего поведения информативности я достоверности ультразвукового контроля, является актуальной и перспективной. Вследствие высокого урозззщ развитзи вычислительной техники в последние годы этот метод монет иметь форму пакета программ , роализугацпс математическую модель р.кусткчосюто тразста на персональных ЭШ, доступных широкому кругу пользователей.

* работч ,и основное задачи; псачпдог'шия. Целью рабо-

ты является разработзеа нового метода расчета акустштоского траз:та и повышение на его основе информативности удъ'/рнзвг-кового контроля.

Поставленззая цель достигается:

- разработкой метода вычисления на ЭВМ нолей тлученгл и приезда ультразвуковых контактних преобразователей в твор-

дом полупространстве;

- созданном эффективного метода решения на ЭВМ гадачи рассеяния продольна и попорочинх волн, излучаемых контактными преобразователями, на дефектах произвольной формы с произвольными физичоекпми свойствами;

- составлением и отладкой пакета прикладных программ, реализующих метод расчета акустичзского тракта на ЭВМ не -большой мощности;

- разработкой нового метода и критерия оценки тонкой структуры дефектов, базирующихся на созданном методе расчета акустическом тракта в твердом полупространстве.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

- разработан эффективный ушшерсалъный асимптотический метод вычисления полой излучэпш и приема контактных преобразователей ( и систем преобразователей) в твердом полупространстве;

- предлокен метод вынесения источников решения плоских и пространственных задач для уравнения установившихся колебаний жидкостей и твердых тел;

- впервые метод вынесения источников применен к ращению плоских и пространственных задач дифракции на телах произвольной формы с граничными условиями любого типа;

Практическая ценность.Пакет программ, реализующий разработанный мзтод расчета акустического тракта на ЭВМ небольшой мощности, внедрен в течение 198Э года в БааЦСМ, ЕЛО "Дальстандарт", ШО ЦИИИШаа, НПО "Энергия", где используется с целью оптимизации структуры и элементов метрологического обеспечения СНК, отработки штодик контроля изделий. Ожидаемый годовой экономический аффект от применения пакета составляет не менее 110 тыс.руб.

На базе разработанного метода расчота акустического тракта цредаохен метод восстановления характеристик дефектов и критерий оценки их конфигурации, ориентации, и раз-

мэров.

Аптюбачта.Основные результаты работы догладавалвоь и обсувдалпсь на Международной ши#срешцш "^ВЖСГОС^СОШЯ-вО" (Пловдив, октябрь, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической хсон^орешды по акустоэяоктронике ц фчзикэ твердого тела (Кнванов, шь, 1989 г.), на научных сегазгарах ка.рдри "Мази-Ш1 и автоматизация сварочных процессов" I.HT7 гая.Н.Э.Баумана.

0^й211Ш121Ло материалам диссертации опубликовано 9

работ.

Ме,тодтг тгсрдодрзчпял. Взшэкив поставлэншпс в диссертация задач осуществлялось путем анализа трехмерных уравнений динамики твердого тела. Проверка объективности получению: результатов осуществлялась экспериментально и путем сопоставления с более точили ропенпямп.

Объем уботц. Диссертационная работа нзло-хсна на 187 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками, состоит из введения, трех глав, общих вшзодов, списка литературы из IÖ6 наименований, приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЗРКАШЗ РАБОТЫ

В первой главе дан обзор литературы, краткий анализ существущих методов расчета акустического тракта и его элементов , а талссг.о их связь с информативными возможностями: ультразвукового неразрузащего контроля, Осуществлена постановка задач исследований.

Теоретический фундамент ультразвуковых методов нераз-рушащего контроля, применяемых сегодня, создан трудами Гур-зича А.К., Ермолова H.H., Аюглша Н.П., ШраЗббг* Л.С,, Гребенника B.C., Щербзнского В.Г., Диакона Д.Б., Вопялккла А.Х„, Викторова И.А. и других.

В настоящее время существуют два подхода it расчету акустического трахяа, основпваюднеся на скалярном и твердотельном пркблЕзенихх.

Сзть гидг.остного приближения состоят в аамоло реального твердого тола гипотетическим, состоящим из идеальной

3

или слабо вязкой шдкости, скорость распространения звука в которой совпадает со скоростью распространения рассматриваемого типа воли в твердом тела.

Метод обеспечивает достаточную точность (20/0 при вычислении максимумов эхо-сигналов от моделей дефектов в широком диапазоне глубин их залегания, геометрических размеров, частот озвучивания и скоростей распространения ультразвуковых колебании. Он лег в основу методов определения условных размеров дефектов по их отражающей способности. В других методах используют известные зависимости формул акустических трактов для моделей дефектов от частоты. Представление Кирхгофа позволяет говорить о собственной направленности дефзк-та, как вторичного источника, поэтому в ряде методов в качестве информативных параметров используют модуль функции обнаружения дефекта. На измерении функций обнаружения основана и акустическая голография.

Таким образом, на основе жидкостного приблгосчия удалось достичь значительных успехов в развитии теоретических представлений об акустичзоком тракте и обеспечить на его основе относительно высокую информативность методик контроля, предлагаемых практике. Однако точноо-ишз и информативные возможности кпдкостной модели еграничеки. Она не принимает во внимание существование поперечных волн и возможности взаимной трансформации продольных и поперечных волн. Еидкостная модель не учитывает дифракционных эффектов аа границе излучения и приема призматических преобразователей. Ее возможности принципиально ограничены при описании процессов рассеяния волн различных типов на полостях к включетаях в твердом материале.

Суть твердотельного приближения состоит в использовании в качество отправного момента при расчете акустического тгак-та модели изотропной однородной линейно-упрутой сроды, подчп-няющайся пространственному закону Гука.

.¡¡да расчета полей излучения преобразователей, использующих продольные волны в твердом тело, применяется по сути

4

жидкостное приближение. При этом вместо давления рассматривают действующую компоненту тензора напряжений, а направленность точечного источншса, расположенного на поверхности контакта, считается равной I вне зависимости от направления fia точку наблюдения ( в пределах углов 0-60°).

Особенность акустического пода наклошюго преобразователя состоит в том, что у.з.к. излучаются в материал призмы, а затем, иегштав преломление на границе, попадают в контролируемое изделие. Поле в дальней зоне преобразователя образуется так, как если бн лучи диаграмма направленности возникали узе в призме и затем преломлялись на границе призш с пздели-ем. Более простой способ расчета поля излучения наклошюго преобразователя получается при замене действительного источника звука кшм.1. В других схеглах расчета используют тот факт, что расстояние от пьезоэлемвнта до пролог,тошцей поверхности, как правило, не превосходит половины протяженности ближней зон;? в призме. Это позволяет описать поле внутри призш плоской волной, мнимый источник разместить на преломляющей поверхности.

Поле приема призматических преобразователей, по аналогии с яядкостнш приближением, считавт пропорциональным полю' излучения.

Общш недостатком рассмотренных методов является е?-возмогсность применения их в случае, когда пьвзоэлетэгт не плеет правильной геометрической фор:яц илз Егагртжз 'вдоль его поверхности распределена неравномерно. .!лгттжл недостатком перечисленных методов является кдшетзяяоеть © тх ппгают получать приемлемые расчета тая. звЗлжш :прЕЛзетягащвЙ поверхности. Однако напболеэ е^эг'гзаггст/ нгдаггаткпм тагах подходов является прямой raspgsre .опгэзсяселж поля приема, данного для случая нидкостЕга ¡модвлз., ит твердотельную модель, поскольку наличзФ » prj^rp.ofi срсда кнзкодьклх типов точочннх источников;,. едзззглзянно ^зличаззосся по своим свойствам, праазданг ж ®гэ ¡имднэзнанностй.

Для решешя задачи дифракции в твердом тела применяет как точные, так и приближенные методы. Среда приближенных методов наиболее расиространеш приближение Кирхгофа и лучевое приближение (геометрическая теория дифракции). Допущении, используемые приближением Кирхгофа, в случае твердого тела не отличаются от соответствующих допущений жидкостной модели.

Среди точных методов решения задачи рассеяния наиболее эффективны метод разделения переменных, метод передаточных матриц, метод интегральных уравнений и метод конечных разностей. Задача точного расчета поля, рассеяшого на теле произвольной формы формулируется следующим образом. На тело (или тела) падает волна, характеризуемая вектором смещений и тензором напряжении..В результате взаимодействия этой волны с телом возникает новое поле, равное сумма падающего и рассеянного. Требуется построить рассеянное поле так, чтобы оно удовлетворяло уравнению колебаний изотропного линойно-упру-гого материала и , совместно с падающей волной, граничному условию на рассеивающей поверхности.

При решении задачи рассеяния ш методу разделения переменных рассеянная волна отыскивается в виде рядов собст-вешшх функций основного уравнения. Это ограничивает круг задач, для которых он применим рассеянием на цилиндрах, сферах, эллиптических цилиндрах.

Метод передаточных матриц является обобщением метода разделения переменны.;; на случаи тел произвольной форш. Элементы передаточной матрицы получатся обращением основной матрицы системы, имеющей бесконечную размерность, поэтому в процесса обращения основную матрицу всегда приходится усекать. Другим недостатком этого метода является больной обьал вычислений, необходимый дон получении коэффициентов основной матрицы.

Одним из наиболее общих подходов к резонна задачи рассеяния является метод интегральных уравнений. Bes поверхность рассеивавдего тела покрывают вторичными источниками

6

тгла сосредоточенной силы, непрерывно распределенными на ней. Полное поле рассеянной волны вычисляет? как сумму полей вто-р:гаж источников, интенсивность гаторых в каждой точке поверхности определяется произвольной векторной функцией. Подстановка такого представления рассеянной волны в граничные условия дает сясте"7 сингулярных интегральна уравнений от ноептольпэ компонент этой векторной функции. Решение сингулярных уравнений возмогло лишь численно л требует наличия ЭВМ больсой мозгостп.

Использование конечно-разностных методов позволяет свести исходное дифференциальное уравнение к система линейных уравнений относительно неизвестных значений вектора смещений в узлах сетки, аппроксимирующей область определения задачи, путем замены дифференциалов конечными приращениями.. Численная реализация этих методов требует значительных объемов памяти ЭВМ, хотя в большинстве конкретных задач требуется найти рассеянное поле не во всей области определения задачи, а в какой-то ее части.

Таким образом, общим недостатком применяющихся сегодня методов расчета акустического тракта является отсутствие единого методического подхода к описанию процессов излучения, распространения п рассеяния ультразвука в твердых телах.

Во второй главе разработан новый метод раочета акустического тракта, то есть по заданному электрическому напря- : жениа на входе излучателя ультразвуковых колебаний (у.з.к.) найден электрический сигнал на выходе приемника у.з.к. с учетом конфигурации дефекта в твердом теле.

Воздействие контактного преобразователя любого типа на полупространство из твердого материала эквивалентно приложении к поверхности полупространства нормальных сосредоточенных сил, непрерывно распределенных вдоль поверхности контакта. Поле излучения преобразователя любого типа колсот быть найдено как сумма полой сосредоточенных нормальных сил, интенсивность каждой из которых определяется типом и кидав и-

дуальными особенностями преобразователя. Поскольку характеристики системы сил, создаваемой преобразователем в зоно контакта, считались известными, то расчет его поля излучения был сведен к поиску поля точечного источника утазанного типа.

Задача о поле нормальной сосредоточенной силы на поверхности твердого полупространства формулировалась как трехмерная динамическая задача теории упругости. Для ее репехшя использовалось двумерное преобразование Фурьэ по плоскости границы полупространства. Вши найдены Фурье - изображения век-гора смещений и тензора напряжений поля точечного источника. На основе принципа пространственно-частотной фкьтрадш ползй были получены асимптотические соотношения дан искомых характеристик поля источника. Суть этих соотношений состоит в учете лишь составляющих полного поля в окрестности фронтов продольной н поперечной волн с учетом пстишого распределения интенсивности смещений ц напряжений вдоль фронтальных поверхностей. Полное поле контактного преобразователя любого типа вычислялось путем свертка поля точечного источника с функцией, задающей характер распределения иитенслвкостей стих источников вдоль поверхности контакта.

Задача о рассеянии излученной про о бра зо ват ело м волны на дефекта с известными сармой и физическими свойствами формулировалась как трехмерная динамическая задача теории упругости. Для ое решения предложен метод вынесения источников, основная идея которого состоит в представлении полного поля , в виде суши падающей и рассеянной волн, размещении источников рассеянной волны во вне области определения задачи (то есть внутри рассеивающего тела) и подборе таких интенсивнос-тей вынесенных источников, что создаваемая ими рассеянная волна совместно о подающей удовлетворяет заданным граничным условиям на рассеивающей поверхности. Расположение источников не на границе рассеивающего тела (как зто происходит в методе интегральных уравнений), а внутри наго позволило нэ снижая общности подхода обойтись без использования разрывшее

8

функций, упростить процесс построения решения и снизить требования к ЭВМ. Поиск интенсишгостей вынесенных источников бнл сведен к решении системы линейных уравнений с комплексными хо&З^гааеатамя, вотпслясмима как значения элементарных функций. После того, как ¡штенсшшости внесенных источников нойдоди, рассоянное поло а дабой точке мо::;ет быть получено С5*:,;шровениом полей этих кадочников.

¡Три построении иола щу.'хма контактного преобразователя прэдюлагалось, что аарлисо кззезтко элоктричзскоо лааряаа-юго на его выходе пра сеследоватл'гьнсм еэзбуадо.чии поверхности полупространства во всех точках зон« контакта норгий-ниа еоородмочсшм ашульсом еавйсний. о?оЙ {иорэдя-

точно:!) фушщнп преобразователе лозьвдоот злима здокгрл\:оо~ кое напряжение, обусловленное приемом прскг.голмши волны, искать как композиции истинных нормально С!.ЭДВ!й1:1 и гоип контакта с этой передаточной функцией. С цодъя упрощения очень сложной задачи поиска истинных нормальных смещений в зоне контакта, рассматривались два независимых налрхт.ешю-деформировашшх состояния.

Первое нащлжешю-доформированноо состояние обусловлено приложением сосредоточенных сил внутри полупространства, второе напряпенно-деформировашгае состояние - прг-о.т.енис.м распределенных вдоль зоны контакта преобразователя нормалх-■ них сил, распределение которых совпадает с передаточной функцией рассматриваемого приемника. Применение к этим двум напръ^ешолцефоршфовантшм состояния?,! теоремы Бетти позво-лало свести задачу о поле приема к вычислению поля излучения ' того ао преобразователя, поскольку кмвшю полем излучения спрэдэляются смещения, обусловленные вторым напрягенно-дофор-мпровагашм состоянием в точках приложения спл, обусловливавших первое. Таким образом, поле приема преобразователя о заданной порэдаточной функцией (определяемой ого типом и индивидуальными особенностями) иэлет бнть вычислено как свертка поля смещений точечного источника типа нормально! сосрэ-

9

дотэчоялой сила на границе полупространства с данной передаточной урпдеой.

основе изложенного были построены алгоритмы, сос-тавлон отличен пакет программ, реализующий матоматпческуэ модель акустического тракта преобразователя (или система прз-образсзатолой) любого типа в твердом полупространстве.

Хдл оценки погрешности разработанного асимптотического метсда расчета колей излучения и приема контактных преобразователен метод вынесения источников, не содержащий ни зкческих, ни математических упрощений, бил применен к задаче о поло излучения. Специфика применения метода вынесения в дх*л£ом случае состояла в том, что полное поле, излучаемое нрэобразогятглзм любого таз, было предстаг-леис. в вцдэ суша полэЛ сосредоточенных источников продольного и поперечного поте.игпалоз, расположенных в узлах квадратной сетки в плоскостях, параялельпих грашгде полупространства над ним. Ин-тенс:пность ноточлзюз подбиралась таким образом, чтобы сумма их полей удовлетворяла условиям на границе полупространства. Злдача поисгл интенсгазпостей вшесешшх псточзшглв в данном случае плоской границы бела сведена к стандартной задаче синтеза яоэВД.йг.ю:геов дьух доугоранх цжйювш: фильтров со спещ2Уй.Н1Д.я своЛотна^, опроделдвмхи йоркой рабочей поверхности преобразователя и распределением нагрузок вдоль нее. Сам синтез осуществлялся г.о методу частотной выборки.

Сопоставление расчетов по мзтоду вынесения источников к по асимптотическому методу полей излучения точечного, прямого и наклонных преобразователей показало, что область работоспособности асимптотического метода начинается с глубины дьух длин продольных волн, а погрешность в области работоспособности длл продольной волны не провосходит 3-5% дая поперечной - 5-10?-.

Для оп^ективкости метода вынесения источников

рп.-гонгд задач раосе.<няя к скорости сходимости получаемых с его г.да.'оаь'» »цглхяаюпай в сравненик с методом разделения пе-

10

ромзнних, оба метода бита првненоап к рассеясип» rcucrnx продольных а поперечных волн на пола круговых цк.иыдрах а cn-ля. Результаты различались не более чем па а процессорного времени на расчет методом зинссегь-л псточнияэ'л ио-ро-бовалооь на порядок ксяьио. Эксперюлоотальнад пр;т!ср:<а i-:года вынесения источников осуществлялась путем соло'этлланх;: расчетных и экспериментальных данных рассеян:« пентуг-по:! волны на эллиптических цилиндрах различите ээлиоьч* pisv/ojon и соотношении полуосей. Несмотря на ноуче? з расчоте ряда факторов, влиявыпхх на результат эксперимента, з осиопно:д пн-числепше и измеренные индикатрисы рассеяния совпадал:! вполне удовлетворительно.

Для проверки разработанного метода расчета акустического тракта в целом было проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных дта акустического тракта наклонного совмещенного преобразователя. По всем основным параметрам тракта (число эхо-сигналов от одного отраглтоля, их отпоси-то.1ЫШо амплитуда и времена распространения) отмочено хороглоо совпадение расчетных и экспериментальных данных (расхоздснпе расчетных и экспериментальных амплитуд не более 2,5 дБ).

В третьей главе на основе метода расчета акустического тракта в твердом полупространстве предложен л обоснован метод восстановления характеристик дефектов и критерий опенки его конфигурации, ориентации и размеров. Дано описание оксиери:читальной установки для реализации метода и проведен»! исследования ого возможностей на ряде моделей дефектов в стандарта:« образцах.

Величины Ц электрических сигналов, обусловленных отраже-лием от дефекта в твердом теле при различном его положении относительно источника и приемника ультразвуковых колебаний -(функция обнаружения дефекта) приблинен^о могут быть представ-лсны в виде СЕерткп поля излучения-приема акустической системы с функцией Н. Здесь функция Н(х,у) не равна нули, если точка (х,у) принадлежит проекции дефекта на плоскость сканирования,

II

равна нулю во всох остальных случаях. Пусть известна приблизительная глубина залегания дефекта неизвестной формы. Рассматривая последовательные положения на поверхности сканирования акустической системы, характеризуемые точками х^,у.), можно подобрать такие коэффициенты 5 .(j = I,... , 3 ), чтобы суммарное поле излучения-приема (как если бы теперь 3 акустических систем, идентичных исходной, действовали совместно) продставляло собой узкий луч в окрестности глубшш залегания этого дефекта. Если теперь вычислить величин

44VJ)= Г (*-*;,у-У--1^ M^pt^2"^' (1) j -1 J J

то видно, что модуль функции Ф не равен пулю только в тех точках плоскости г = const , которые принадло.тат проекции на цсо дефекта, а с]аза этой (характеристической) функции дает возможность найти относительное изменение шубинн залегания каздэй отражающей точки дефекта:

z- a^ [фt*.у.UP)]/гк, к» ж/А где - дгпш волны на частоте ю .

Гдк показывают исследования, на качество восстановления характеристической оункцпи существенное влияние оказывают ошибки системы сбора данных, помехи структуры материала и другие моасшдпо ^акторы. Для обеспечения высокого качества восстановления в реальных условиях необходимо адаптировать коэффициенты ^к уровнэ и сиек-ттльиому составу шумов и помех. Это могло сделать "обучив" коадащиэнты па различных реализациях Функций обнаружения дефектов с известными характеристическими функциями.

Дет экспериментальной проварки метода была собрана лабо-раторнач установка, содер;?л^ая 331,1, сканирующее устройство, генератор возбуздзкия преобразователя и аналого-цифровой преобразователь. Генератор возбуздал преобразователь, который излучал импульсы ультразвука в воду к принимал эхо-сигналы. Эхо-сигналы поступали на аналого-цифровой преобразователь, откуда в цифровом виде передавались в ЭВМ и подвергались даскре-

тно:ду преобразована» <5урьо по врсмчта. Та-: :•:»:•.'«

ронио значения функции обнаружения в одьом иод^с т:~ а?->с-:; я-зователя. Формирование всой иупкцяп обсар.гсгг.и от.-гегт:.1-лось путем измерения оо значений в гаалплж :и>~гт::.:\ :г ■■ образовагелч.

Исследования возможностей метода прл ло"!о:л'. пг.д'ап акустического тракта л тпордом полупространство его предельная разрепплгоя способность по Тренту ¡-с-п"' т около /\ /Я, а лучевая рязретшчая способность Л До. применим как в случпо использо-пния продольинх воли, тъ; и з случае использования пошзрэтттк. Зкгаерл^онх'.ть'-'оя ■.•-.ссор!г-метода подтвердила его внеокуто л^оргешачюсть :г пгчг.о?:.?.:-щенность и показала, что он мо:".ет бнть язпользегш: по сачькс-дач оценки тонкой структура допоктеп слоеной ,гог:.:и, но к д-т выявления дефектов, расположших вблизи дна пли ¿окских отопок контролируемого изделия.

В Ы В О Д Н

1. На основе строгого резсия» урпгнон/Л устпксп.дттг/сл колебаний линейно-унругой однородной язстгожюй сродк рчити-ботан метод расчета акустического тракта в гпзрдо-: полупространство. Область работоспособности нр5длагао-'"то метода чтшается с расстояния от поверхности пол;-;!. глгдкотз

2. Обоснован метод расчета поля г.хтучендл контактного преобразователя любого т:ша. Полное поле пзлучоння продстап-лено в виде суша полой точеных источников типа взртпкдлклгх сил, распределенных вдоль зоны контакта и имегащх катд-'Л сгол интенсивность. Найдена и проворена асимптотика поля толстого источника.

3. Предложен метод вынесения источников реления задачи рассеяния в твордом тело на дефекта произвольной форт, заключающийся в расположении источников рассеянной волны (типа сосредоточешш: сил) во янэ области опродолеигл задачи и подборе таких интенсивностей этих источников, чтобы создавала', ими рассоягаая волна совместно с падпщой удовлетворяла граничным условиям на поверхности дефекта.

4. Разработаны эффективные алгоритмы, составлен и отлажен пакет прикладных программ, реализующий предложенный метод расчёта-акустического тракта- в-твердом полупространстве на персональной ЭВМ небольшой мощности. Погрешность расчета составляет 3-5% по продольной и 5-8% по поперечной волнам. Пакет позволяет расчитывать тракт для преобразователей и систем преобразователей любого типа.

5. Расчеты,проведение при помоги пакета прикладных программ,показали,что индикатрисы рассеяния продольных и поперечных волн па группах объемных дефектов имеют многолепестковкй характер,сходный с характером индикатрис рассеяния на плоскостных дефектах,поэтому определить к которому из названных типов относится дефект на основании одной лишь индикатрисы рассеяния невозможно.

6. Предложен и теоретически обоснован матод сценки конфигурации,ориентации и размеров дефектов,баз..рутадийся на твердотельной модели,при реализации которого на первой отапз осуществляют пкалибровху"используемой системы сбора данных,» на втором этапа той же системой сбора данных измеряют функцию обнаружения исследуемого дефекта неизвестной формы и ее фильтрацией получают характеристическую функцию этого дефекта.Конфигурацию и размеры дефикта определяют по модуля характеристической функции,а ориентацию и форму - по <..л аргументу.Предельная разрешающая способность по фронту данного метода составляет око-го Л/2 ,а лучевая разрешающая способность - Л/20 .В случае использэзанпя поперечных волн.разрешавшая способность улучшается к 1.2 раза.

Основное содержание диссертации изложено в работах :

1.Перлатов Б.Г.,Гусаров В.Р.,Антипин Е.В.Структурная схема дефектоскопа oOqsro назначения // Дефектоскопия.-1934. -М2. -С.5Ь-67.

2.Гусаров В.Р..Перлатов В.Г.,Антипин Б.Е.Погрешности измерения параметров импульса дефектоскопа на различных образцах

// Дефектоскопия.-19сЬ.-М2.-С. ¿6-62. 3.Гусаров В.Р..Лерлатов В.Г..Гусарова А.Г.Структурная схема дефектоскопа в случае контроля упругого полупространства /BîwùIiJK.-Кишинев, 19<Ь.-27с. :Илл.-Вибл.7назв.-Двпон. з Mo.ид hVwiiïù ,19:35, };• Ь72/сЗэ.

'1. Гусаров В.Р..Гусарова А.Г..Перлатов В.Г.Униьарсальная модель акустического тракта дефактоскопа в случае контроля твердого' полупрострлнстьа / Biiîli'.iK. Кишинев,1У&3.-2-»с.:11лл.-Библ. 2н*ав.-Допои. а ы|формирибсгре, I9d3,# 4335-пр.УЬ.

5.Гусаров В.Р. .Гусарова А.Г. .Парлатов В.Г. Об одном м«тоде вычисления акустических полей,рассеянных ¡(а г плах произвольной формы / В1ШИК. -Кишинев, 19е9.-16 с. :Клл.-Библ. 14 млзв.-Деп. з ИнформлрибореД9сЮ,:? 4341-пр.Ш.

6. Алехин Н.П.,Гусароа В.Р. .Мэгкльпер Л.Ю. Колш'гстггнноэ исследование рассеяния продольных и попоречних волн на эллиптических цилиндрах // Дефектоскопия. -198:3.-/Ж.-С. 13-Ю,

7.Гусаров В.Р., Антипин В.Е.,Перлатои В.Г. Об одном методе лос-становленля характеристик источников звуков // Х1У Всесоппн. коыф.по акустоолектронике и фис-пчиской акустике твердого тела, Кишинев, 13-15 июня 1939г. -Кишинев,1969.-4.1. -С. 66-67.

8.Гусаров В.Р., Алешин Н.П. Об одном методе определения конфигурации, ориентации и размеров дефектов // Дефектоскопия-вЭ. Мгядунзр.конф. Пловдип,Болгария,24-26 октября 1989г.-Плоя-д:1Я,19с39.-Т.1.-С. 156-160.

9.А.с. 1467461 СССР, ИК11 501/29/04.Способ ультразвукового контроля иэдмий / Гусаров В.Р. (СССР).-!? 4173007/25-28;Заявлено 4.01.67; Опубл. 23.03.89, Баял.М! // Откс; -.ня. Изобретения.-1989.-:? II.

/