|
DOI: 10.14489/td.2022.03.pp.004-016
Данилов В. Н., Воронкова Л. В.
О ВЛИЯНИИ ПАРАМЕТРОВ ВКЛЮЧЕНИЙ ШАРОВИДНОГО ГРАФИТА НА АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧУГУНА И СИГНАЛЫ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРОДОЛЬНОЙ ВОЛНЫ
(с. 4-16)
Аннотация. На основе аналитических моделей показана зависимость скорости и коэффициента затухания продольной ультразвуковой волны в чугуне с шаровидным графитом от среднего размера элементов графита и его объемного содержания. Проведено компьютерное моделирование акустических трактов для среды – чугуна с шаровидным графитом для стандартных прямых преобразователей для оценки влияния такой среды на характеристики излучаемых и регистрируемых сигналов при ультразвуковом контроле. Расчеты диаграмм направленности преобразователей с нормированием каждой диаграммы на свой максимум для стали и чугуна с шаровидным графитом показали небольшое изменение ширины диаграмм, обусловленное меньшей скоростью продольных волн в чугуне в сравнении со сталью. Установлено, что амплитуда донного сигнала в чугуне с шаровидным графитом может превышать ее значения для конструкционной стали. Оценка нелинейности затухания для чугуна с шаровидным графитом показала, что она весьма мала. Отмечены особенности АРД-диаграмм для чугуна с шаровидным графитом, связанные с более высоким, чем в стали, затуханием продольных волн, а также с меньшими скоростями их распространения.
Ключевые слова: чугун, шаровидный графит, включение, продольная волна, спектр сигнала, коэффициент затухания, прямой преобразователь, диаграмма направленности, АРД-диаграмма.
Danilov V. N., Voronkova L. V.
ON THE INFLUENCE OF THE PARAMETERS OF GLOBULAR GRAPHITE INCLUSIONS ON THE ACOUSTIC CHARACTERISTICS OF CAST IRON AND ULTRASONIC LONGITUDINAL WAVE SIGNALS
(pp. 4-16)
Abstract. Based on analytical models, the dependence of the velocity and attenuation coefficient of the longitudinal ultrasonic wave in cast iron with globular graphite on the average size of graphite elements and its volume content is shown. Computer modeling of acoustic paths for a medium – cast iron with globular graphite for standard normal probes was carried out to assess the influence of such a medium on the characteristics of the transmitted and recorded signals during ultrasonic testing. Calculations of directivity characteristic of probes with normalization of each directivity characteristic to its maximum for steel and cast iron with globular graphite, a slight change in the width of the directivity characteristics due to the lower velocity of longitudinal waves in cast iron compared to steel. It is established that the amplitude of the bottom signal in cast iron with globular graphite can exceed its values for structural steel. Evaluation of the nonlinearity of attenuation for cast iron with globular graphite showed that it is very small. The features of DGS-diagrams for cast iron with globular graphite are noted, associated with higher attenuation of longitudinal waves than in steel, as well as with lower velocities of their propagation.
Keywords: cast iron, globular graphite, inclusion, longitudinal wave, signal spectrum, attenuation coefficient, normal probe, directivity characteristic, DGS-diagram.
В. Н. Данилов, Л. В. Воронкова (АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. N. Danilov, L. V. Voronkova (ROSATOM Scientific Centre of Russian Federation JSC RPA “CNIITMASH”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Александров Н. Н., Бех Н. И., Радченко М. В. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом – уникальный конструкционный материал XXI века // Литейное производство. 2009. № 6. С. 2 – 4.
2. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование влияния затухания упругих продольных волн в чугуне с пластинчатым графитом на характеристики сигналов при ультразвуковом контроле // Контроль. Диагностика. 2019. № 6. С. 18 – 33.
3. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. М.: Наука, 1973. 224 с.
4. Чабан И. А. Расчет эффективных параметров микронеоднородных сред методом самосогласованного поля // Акуст. журнал. 1965. Т. 11, № 1. С. 102 – 109.
5. Данилов В. Н., Ямщиков В. С. Рассеяние продольных упругих волн на совокупности малых сферических неоднородностей // Дефектоскопия. 1984. № 5. С. 14 – 19.
6. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
7. Данилов В. Н. К расчету коэффициента затухания упругих волн при рассеянии в поликристаллических средах // Дефектоскопия. 1989. № 8. С. 18 – 23.
8. Данилов В. Н. К оценке уровня структурных помех с учетом повторного рэлеевского рассеяния упругих волн // Дефектоскопия. 1989. № 5. С. 79 – 83.
9. Ермолов И. Н. Достижения в теоретических вопросах ультразвуковой дефектоскопии, задачи и перспективы // Дефектоскопия. 2004. № 10. С. 13 – 48.
10. Jing G., Truell R. Scattering of a Plane Longitudinal Wave by a Spherical Obstacle in an Isotropically Elastic Solid // Appl. Phys. 1956. V. 27. P. 1086 – 1097.
11. Меркулова В. М. Акустические свойства некоторых твердых гетерогенных сред на ультразвуковых частотах // Акустический журнал. 1965. Т. XI, Вып. 1. С. 68 – 73.
12. Химченко Н. В. Ультразвуковой структурный анализ металлических материалов и изделий. М.: Машиностроение, 1976. 32 с.
13. Zbinden H. U. Der ultrashall als Mittel der Wer Kstafforschung // Technica. 1969. No. 14. S. 3 – 18.
14. Heine H. J. Using NDT Effectively // Ultrasonics / Foundry M. and T., 1975, June. Р. 76.
15. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль // Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
16. Ермолов И. Н. Контроль ультразвуком: крат. справочник. М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992. 86 с.
17. ГОСТ 3443–87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. М.: Стандартинформ, 2005.
18. Mihovski M., Alexiev A., Kovachev B. et al. Modeling the Propagation of Ultrasonic Waves in a Medium with Non-homogeneities // 9th European Conference on NDT. Berlin, 2006, September 25 – 29. Berlin, 2006. Poster 203.
19. Воронкова Л. В. Контроль чугунных отливок ультразвуком. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 24 с.
20. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование возможностей ультразвукового контроля чугуна с шаровидным графитом с использованием продольных упругих волн // Контроль. Диагностика. 2020. № 2. C. 6 – 25.
21. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 – 43.
22. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование возможностей ультразвукового контроля чугуна с пластинчатым графитом с использованием стандартных прямых преобразователей // Контроль. Диагностика. 2020. № 1. С. 4 – 18.
23. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю., Воронков В. А. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследования работы прямых совмещенных преобразователей // Дефектоскопия. 1997. № 6. С. 39 – 49.
24. Разыграев А. Н., Разыграев Н. Н., Диков И. А. Методические рекомендации по применению АРД-диаграмм при ультразвуковом контроле основного металла, сварных соединений и наплавки. М.: ИД «Спектр», 2016. 78 с.
25. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. К вопросу о расчете АРД-диаграмм // Дефектоскопия. 2000. № 6. С. 35 – 43.
1. Aleksandrov N. N., Bekh N. I., Radchenko M. V. (2009). Ductile cast iron with nodular graphite is a unique structural material of the 21st century. Liteynoe proizvodstvo, (6), pp. 2 – 4. [in Russian language]
2. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2019). Investigation of the effect of attenuation of elastic longitudinal waves in cast iron with flake graphite on the characteristics of signals during ultrasonic testing. Kontrol'. Diagnostika, (6), pp. 18 – 33. [in Russian language] DOI 10.14489/td.2019. 06.pp.018-033
3. Rzhevskiy V. V., Yamshchikov V. S. (1973). Acoustic methods of research and control of rocks in the massif. Moscow: Nauka. [in Russian language]
4. Chaban I. A. (1965). Calculation of Effective Parameters of Microinhomogeneous Media by the Self-Consistent Field Method. Akusticheskiy zhurnal, Vol. 11, (1), pp. 102 – 109. [in Russian language]
5. Danilov V. N., Yamshchikov V. S. (1984). Scattering of longitudinal elastic waves by a set of small spherical inhomogeneities. Defektoskopiya, (5), pp. 14 – 19. [in Russian language]
6. Ermolov I. N. (1981). Theory and practice of ultrasonic control. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Danilov V. N. (1989). On the calculation of the damping coefficient of elastic waves during scattering in polycrystalline media. Defektoskopiya, (8), pp. 18 – 23. [in Russian language]
8. Danilov V. N. (1989). On the estimation of the level of structural noises taking into account the rayleigh repeated scattering of elastic waves. Defektoskopiya, (5), pp. 79 – 83. [in Russian language]
9. Ermolov I. N. (2004). Achievements in theoretical issues of ultrasonic flaw detection, tasks and prospects. Defektoskopiya, (10), pp. 13 – 48. [in Russian language]
10. Jing G., Truell R. (1956). Scattering of a Plane Longitudinal Wave by a Spherical Obstacle in an Isotropically Elastic Solid. Journal of Applied Physics, Vol. 27, pp. 1086 – 1097.
11. Merkulova V. M. (1965). Acoustic properties of some solid heterogeneous media at ultrasonic frequencies. Akusticheskiy zhurnal, Vol. XI, (1), pp. 68 – 73. [in Russian language]
12. Himchenko N. V. (1976). Ultrasonic structural analysis of metallic materials and products. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
13. Zbinden H. U. (1969). Der ultrashall als Mittel der Wer Kstafforschung. Technica, 14, pp. 3 – 18.
14. Heine H. J. (1975). Using NDT Effectively. Ultrasonics / Foundry M. and T.
15. Klyuev V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Ultrasonic control. Non-destructive testing: reference book: in 8 volumes. Vol. 3. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
16. Ermolov I. N. (1992). Ultrasonic control: a quick reference. Moscow: NPO TsNIITMASh. [in Russian language]
17. Cast iron castings with various forms of graphite. Methods for determining the structure. (2005). Ru Standard No. GOST 3443–87. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
18. Mihovski M., Alexiev A., Kovachev B. et al. (2006). Modeling the Propagation of Ultrasonic Waves in a Medium with Non-homogeneities. 9th European Conference on NDT. Berlin.
19. Voronkova L. V. (2006). Control of iron castings by ultrasound. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N. E. Baumana. [in Russian language]
20. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2020). Investigation of the specificity of ultrasonic testing of cast iron with globular graphite using longitudinal elastic waves. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 6 – 25. [in Russian language] DOI 10.14489/td.2020.02.pp.006-025
21. Danilov V. N. (2006). The program for computer simulation of the operation of electroacoustic paths of flaw detectors "Impulse +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]
22. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2020). Investigation of the possibilities of ultrasonic testing of cast iron with lamellar graphite using standard normal probe. Kontrol'. Diagnostika, (1), pp. 4 – 18. [in Russian language] DOI 10.14489/td.2020.01.pp.004-018
23. Danilov V. N., Izofatova N. Yu., Voronkov V. A. (1997). Comparison of theoretical and experimental results of the study of the operation of direct combined converters. Defektoskopiya, (6), pp. 39 – 49. [in Russian language]
24. Razygraev A. N., Razygraev N. N., Dikov I. A. (2016). Guidelines for the use of DGS diagrams for ultrasonic testing of base metal, welded joints and surfacing. Moscow: Izdatel'skiy dom «Spektr». [in Russian language]
25. Danilov V. N., Ermolov I. N. (2000). On the issue of calculating DGS-diagrams. Defektoskopiya, (6), pp. 35 – 43. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). 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.2022.03.pp.004-016
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). 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.2022.03.pp.004-016
and fill out the form
.
|
Текущий номер
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»