Влияние ориентации (угла наклона) дефекта относительно поверхности

[Kirpich]

Здравствуйте!
Мне необходимо вывести зависимость амплитуды сигнала от угла наклона дефекта, трещины относительно поверхности. Пересмотрела много справочников по этому вопросу, но там только графики, построенные относительно прямого угла между дефектом и поверхностью. Подскажите, как можно вывести эту зависимость или где найти аналогичные выводы по этой теме?

 

[Kaktus_SPb]

Здравствуйте!
Мне необходимо вывести зависимость амплитуды сигнала от угла наклона дефекта, трещины относительно поверхности. Пересмотрела много справочников по этому вопросу, но там только графики, построенные относительно прямого угла между дефектом и поверхностью. Подскажите, как можно вывести эту зависимость или где найти аналогичные выводы по этой теме?

В идеале взять преобразователь с переменным углом ввода, взять наклонную плоскость ( донную поверхность утюга или прорезь под углом) лучше перпендикулярную углу ввода 50. Ну и менять угол ввода с шагом в 1 градус....
Если будет время, сниму Вам завтра- послезавтра для угла ввода 50 плюс минус 10 градусов и для угла ввода 65 плюс минус 10 градусов

 

[astrut]

зависимость амплитуды сигнала от угла наклона дефекта, трещины относительно поверхности

Кроме основного сигнала будут еще и дифракционные от вершины трещины и, возможно, от пересечения трещины с поверхностью, особенно на остром угле, Ваш правый рисунок.

или прорезь под углом

Поверхность трещины заменять гладкой плоскостью не очень правильно. Поверхность трещины очень редко (почти никогда) не бывает гладкой, соответственно, индикатрисы рассеяния будут сильно отличаться. Направление трещины в процессе развития может меняться, т.е. поверхность трещины не только не гладкая, но и не плоская. Если задачка практическая, может, не связываться с простым ручным УЗК. Применить, например, электропотенциальный метод оценки глубины и наклона. Высокой практической точности измерения угла вряд ли добьетесь, да и смысла мало. Если задача учебно-тренировочная - дерзайте или поменяйте тему

 

[Kirpich]

Мне необходимо теоретически выявить изменение амплитуды сигнала от угла наклона дефекта с плоской поверхностью. Есть графики теоретические, отражающие изменение амплитуды, но на основе каких выражений они построены непонятно...

 

[lona53]

Мне необходимо вывести зависимость амплитуды сигнала от угла наклона дефекта...

Сначала попробуем поаккуратнее сформулировать задачку попроще (чтобы не усложнять с дифракцией на краях, неидеальной отражающей поверхностью модели дефекта и конечными размерами как отражателя так и самого ОК - совершенно правильные замечания от astrut).
Думаю, для начала:
- полубезграничный (ну или очень "толстый" ОК) - соответственно отражатель может находиться в дальней зоне;
- отражатель - идеальная плоскость, наклоненная под углом к поверхности ввода. Находится от поверхности ввода достаточно далеко: опять же в дальней зоне;
- среда ОК - изотропная.
Тогда открываем букварь: Ермолов, Вопилкин, Бадалян "Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии", М, 2004, стр.57, рис.6.1 в, формула 6.5
Сам букварь (очередной поклон С.Реуке) здесь: http://defectoscopia.narod.ru/books.html

Есть там еще рис. 6.1 б, но я бы с этим погодил...

Да, еще классик в этом букваре отмечает, что зависимости теоретические и экспериментально не подтверждены, так что я бы любезное предложением Kaktus_Spb не игнорировал.
В заключение позвольте полюбопытствовать: кто и главное с какой целью, такие задачи перед вами поставил.
Вообще же не уверен, что существует сейчас много научных работников, способных "по-взрослому" (выше - расчеты инженерные) такого рода зависимости вывести.

 

[dea135]

Вообще же не уверен, что существует сейчас много научных работников, способных "по-взрослому" (выше - расчеты инженерные) такого рода зависимости вывести.

но все же немного то есть, я правильно понял? ну человек пять или шесть или меньше?

 

[lona53]

но все же немного то есть, я правильно понял? ну человек пять или шесть или меньше?

Технически подготовленных, думаю, много больше. Просто им таких задач уже не ставят. А тех кому это интересно "для души" - да, думаю, уже совсем мало...

 

[astrut]

так что я бы любезное предложением Kaktus_Spb не игнорировал.

Он уже проделывал подобное здесь
https://defektoskopist.ru/showthread.php?p=165860#post165860

Есть там еще рис. 6.1 б, но я бы с этим погодил...

:drinks:

 

[astrut]

Тогда открываем букварь: Ермолов, Вопилкин, Бадалян

:drinks:
А если открыть древний букварь Н. П. Алешин, В. Г. Лупачев "Ультразвуковая дефектоскопия", 1987 г. , то на стр.75 найдем описание образца №4. Там 3 сегментных отражателя - один ориентирован в лоб, и два +/- 2 градуса. Вот только потом не прижились сегментные отражатели. Вроде, воспроизводимость хуже чем у зарубки.

 

[astrut]

Сначала попробуем поаккуратнее сформулировать задачку попроще

Я бы, для трещины, по-другому частную задачку ставил. Пусть пока это длинный паз, т.е. угловой отражатель. Но с отклонением угла от нормали

 

[lona53]

Я бы, для трещины, по-другому частную задачку ставил. Пусть пока это длинный паз, т.е. угловой отражатель. Но с отклонением угла от нормали

Это, скорее, не по-другому, а один из следующих этапов для очень пытливых и/или очень подготовленных: мало того, что в самом углу начинается волновой зоопарк, так еще и верхний кончик паза дифрагирует (как вы и отмечали выше).
Вообще же полагаю, что на современном этапе развития УЗК, аналитические модели нужны или для учебного процесса (чтобы как минимум понять сложность природы волнового зоопарка) или для тех немногих эгоистов, кто получает удовольствие от занятий математической физикой.

 

[astrut]

Вообще же полагаю, что на современном этапе развития УЗК, аналитические модели нужны или для учебного процесса (чтобы как минимум понять сложность природы волнового зоопарка) или для тех немногих эгоистов, кто получает удовольствие от занятий математической физикой.

:drinks: Математика - царица (полей :lol наук. Но тут главное с позиций физики все граничные условия обозначить и учесть. У Вас, после упрощения задачи до нулевого уровня, вон сколько получилось :drinks:
А инженерного смысла в этой задаче я не разглядел. С позиций практика, задача ни о чем, либо коряво сформулирована

 

[Kaktus_SPb]

Я задачу понял, расчет огибающей сигнала от трещины, а не от углового отражателя или плоскодонки (сегмента), поэтому предложил плоскость.... Картинки, как мне показалось, автор сам нарисовал, как он понимает поставленную задачу....

 

[lona53]

А инженерного смысла в этой задаче я не разглядел.

Так и классики не разглядели: сочли экспериментальное подтверждение не обязательным. Тут вы с классиками вполне ожидаемо в одной компании...

 

[lona53]

Я задачу понял, расчет огибающей сигнала от трещины, а не от углового отражателя или плоскодонки (сегмента), поэтому предложил плоскость.... Картинки, как мне показалось, автор сам нарисовал, как он понимает поставленную задачу....

И мне показалось что-то похожее, но лучше все же у автора спросить.

 

[astrut]

Я задачу понял,

А я нет.

от трещины, а не от углового отражателя или плоскодонки (сегмента)

Разве сегмент на трещину (полуэллиптическую) не похож с одной стороны?

автор сам нарисовал, как он понимает поставленную задачу....

Не уверен. В изотропном материале, пожалуй, наиболее распространены два направления трещин. Нормально и близко к 45 гр к поверхности. Полагаю, трещина найдена другим способом/этапом и задача стоит в оценке наклона. Если так, то практически задача решается озвучиванием 45 гр. ПЭП с двух сторон. Нормальная трещина имеет примерно одинаковые по амплитуде сигналы с обеих сторон, а наклонная - только с одной. Я бы не стал серьезно заниматься расчетами. Хлопотно, много граничных условий, мало входных данных (размеры - толщина, диапазоны длины и глубины, погрешность определения угла наклона ) Может, трещина и не в дальней зоне, тогда только эмпирика рулит. Практические вопросы, которые мне задавали при выявлении трещин - глубина с учетом наклона, чтобы установить возможность ремонта. На некоторых изделиях ограничивается глубина ремонтной выборки. Для ответа на такой вопрос часто достаточно определить координату светлой точки по глубине

 

[dea135]

Я задачу понял

а вот я понял, что один полуграмотный вопрос весь форум ушатал.

 

[Kaktus_SPb]

Здравствуйте!
Мне необходимо вывести зависимость амплитуды сигнала от угла наклона дефекта, трещины относительно поверхности. Пересмотрела много справочников по этому вопросу, но там только графики, построенные относительно прямого угла между дефектом и поверхностью. Подскажите, как можно вывести эту зависимость или где найти аналогичные выводы по этой теме?

Мне необходимо теоретически выявить изменение амплитуды сигнала от угла наклона дефекта с плоской поверхностью. Есть графики теоретические, отражающие изменение амплитуды, но на основе каких выражений они построены непонятно...

Для левой части Вашего рисунка можно сделать допущение, что трещина в дальней зоне, больше ширины пучка, считаем что отражает только трещина (а не края и угол с поверхностью изделия).
Допустим, что максимальный сигнал от трещины будет при её озвучивании лучом, перпендикулярным трещине.

Тогда возьмем в качестве модели бесконечную плоскость и посчитаем - (см вордовский файл)
Получается при отклонении трещины плюс минус 5 градусов получаем ослабление амплитуды 12 дБ

 

[Kaktus_SPb]

Мне необходимо теоретически выявить изменение амплитуды сигнала от угла наклона дефекта с плоской поверхностью. Есть графики теоретические, отражающие изменение амплитуды, но на основе каких выражений они построены непонятно...

Что касается углового отражателя, то у меня есть образец высотой 146мм с наклонным пазом.
Взял ПЭП121-2,5-50, нашел амплитуду эхо-сигнала от угла между пазом и донной поверхностью - 37 дБ
Развернул ПЭП в другую сторону и получил эхо-сигнал от торца - 37 дБ...

 

[lona53]

Что касается углового отражателя, то у меня есть образец высотой 146мм с наклонным пазом.
Взял ПЭП121-2,5-50, нашел амплитуду эхо-сигнала от угла между пазом и донной поверхностью - 37 дБ
Развернул ПЭП в другую сторону и получил эхо-сигнал от торца - 37 дБ...

Оба раза "основной" луч упирался в вершину угла (в первом случае, как понимаю, острого, а во втором прямого) или со смещением? И если со смещением, то с каким?
Спасибо.