10.14489/td.2021.07.pp.056-061

2021, 07 июль (July)

DOI: 10.14489/td.2021.07.pp.056-061

Федоров А. В., Быченок В. А., Беркутов И. В., Алифанова И. Е.
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ С ПОМОЩЬЮ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
c. 56-61)

Аннотация. Рассматривается ультразвуковой метод контроля механических напряжений с использованием головных волн. Проведен анализ факторов, оказывающих вклад в результат измерений механических напряжений, среди которых: скорость распространения головной ультразвуковой волны (УЗВ), температура окружающей среды и объекта контроля, коэффициенты акустоупругой и термоакустической связей, параметры оптико-акустического преобразователя. Проведена оценка вклада каждого из этих факторов в результаты измерений механических напряжений. Разработана методика оценки неопределенности измерений механических напряжений ультразвуковым методом с применением головных волн.

Ключевые слова: механические напряжения, ультразвуковой метод, неопределенность измерений, акустоупругость, акустическая тензометрия, головная волна.

Fedorov A. V., Bychenok V. A., Berkutov I. V., Alifanova I. E.
METHODOLOGY FOR EVALUATION THE UNCERTAINTY OF MEASUREMENT OF MECHANICAL STRESS BY THE ULTRASONIC METHOD WITH THE HELP OF AN OPTICAL-ACOUSTIC SEPARATE-COMBINED TRANSDUCER
(pp. 56-61)

Abstract. The work is devoted to the ultrasonic method for controlling mechanical stresses using ultrasonic head waves. The speed of the head ultrasonic wave is the highest, which allows it to be recorded stably among other types of ultrasonic waves and noises. To determine mechanical stresses, registration of the relative change in the velocity of propagation of the head ultrasonic wave is used, corrected for the change in the measured value caused by the change in the temperature of the test object. Thus, mechanical stresses are not measured directly, but the sources of uncertainty are the results of measurements of the propagation velocity of the head ultrasonic wave, the temperature of the environment and the test object, the coefficients of acoustoelastic and thermoacoustic coupling, and the parameters of the optical-acoustic transducer. The contribution of each of these factors to the results of measurements of mechanical stresses is estimated. On the basis of GOST 34100.3–2017, a method has been developed for asessing the uncertainty of measurements of mechanical stresses by the ultrasonic method using head waves. The dependence of the expanded measurement uncertainty on the value of the measured mechanical stresses was obtained. This dependence shows that measurements of mechanical stresses in the range of less than 100 MPa have an uncertainty of more than 10 % of the measured value. When measuring mechanical stresses over 200 MPa, the measurement uncertainty will not exceed 4 % (at a confidence level of 95 %).The proposed approach to assessing the uncertainty of measurements of mechanical stresses can be useful in the development of requirements for the used measuring instruments, alignment samples and control objects, as well as in the development of methods for monitoring mechanical stresses by the ultrasonic method using an optical-acoustic separate-combined transducer.

Keywords: mechanical stress, ultrasonic method, measurement uncertainty, acoustoelasticity, acoustic tensometry, head wave.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. В. Федоров (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. А. Быченок (Учреждение науки «ИКЦ СЭКТ», Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
И. В. Беркутов (ООО «НТЦ «Эталон», Санкт-Петербург. Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
И. Е. Алифанова (Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. V. Fedorov (ITMO University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. A. Bychenok (Scientific Institution Engineering and Design Center for Supporting the Operational of Space Technology, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
I. V. Berkutov (OOO STC Etalon, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
I. E. Alifanova (ITMO University, St. Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. ГОСТ 34100.3–2017. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. М.: Стандартинформ, 2018.
2. Быченок В. А., Беркутов И. В., Майоров А. Л. и др. Контроль остаточных напряжений в околошовной зоне сварного шва // В мире неразрушающего контроля. 2018. Т. 21, № 4. С. 50 – 53.
3. ГОСТ Р 55043–2012. Контроль неразрушающий. Определение коэффициентов упругоакустической связи. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2014.

Eng

1. Measurement uncertainty. Part 3. Guidance on the expression of measurement uncertainty. (2018). Ru Standard No. GOST 34100.3–2017. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
2. Bychenok V. A., Berkutov I. V., Mayorov A. L. et al. (2018). Residual stress control in the heataffected zone of the weld. V mire nerazrushayushchego kontrolya, Vol. 21, (4), pp. 50 – 53. [in Russian language]
3. Non-destructive testing. Determination of the coefficients of elastic-acoustic coupling. General requirements. (2014). Ru Standard No. GOST R 55043–2012. Moscow: Standartinform. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2021.07.pp.056-061

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2021.07.pp.056-061

and fill out the form