Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

А

АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ испытаний материалов и конструкций

 

 

— разновидность адеструктивных методов. Акустический метод испытаний — резонансный, ультразвуковой, ударный— наиболее развиты и внедрены в практику стр-ва. Акустические методы испытаний основаны на определении косвенных акустич. характеристик объекта испытания, к-рые связаны с его физико-механич. свойствами.

Резонансный (вибрационный) метод позволяет определять динамич. модуль упругости образцов по частоте собственных изгибных или продольных колебаний, динамич. модуль сдвига по частоте собственных крутильных колебаний, коэффициент затухания. Резонансный метод применяется гл. обр. в лабораторных условиях. Для определения собственной частоты изгибных колебаний образец (прямоугольная балка, плита или цилиндр) укладывается на две опоры, отстоящие от концов образца на 0,224. Против середины образца устанавливается возбудитель колебаний — электромагнитный вибратор, механически соединенный с образцом, или громкоговоритель, имеющий с образцом акустическую связь. К возбудителю подводится напряжение от генератора звуковых частот. Конец образца связывается с датчиком (электромагнитным или пьезоэлектрическим), к-рый подключается ко входу электронного усилителя. Выход усилителя соединяется с вертикальными отклоняющими пластинами электронного осциллографа, на горизонтальные отклоняющие пластины подается напряжение от звукового генератора. С помощью генератора и возбудителя в образце возбуждаются изгибные колебания. Меняя частоту генератора, добиваются максим, размера изображения на экране по вертикали, что соответствует совпадению частот (резонансу) вынужденных и собственных колебаний образца. Для каждого образца по резонансной частоте (отсчитываемой по шкале генератора) определяется по формуле динамич. модуль упругости. При определении собственной частоты продольных колебаний в образцах обычно применяют схему установки, в к-рой возбудитель и датчик располагаются по торцам испытываемого образца, имеющего крепление в центре. В момент резонанса в образце возникают продольные стоячие волны. Собственные частоты крутильных колебаний измеряются по схеме. Возбудитель и датчик устанавливаются по концам образца на максимальном расстоянии от продольной оси образца.

 

 

При резонансе крутильных колебаний концы образца имеют максим, амплитуду колебаний, а узловая точка (с амплитудой, равной нулю) лежит в середине образца.

Коэффициент затухания, являющийся показателем вязкопластических свойств материала, определяется при резонансном методе путем измерения амплитуд изгибных колебаний образца (по экрану осциллографа или шкале вольтметра) на неск. близких к резонансной частотах. По этим данным строится резонансная кривая, ширина к-рой на высоте 0,5 от амилитуды точки резонанса характеризует коэффициент затухания. Погрешность определения коэффициента затухания этим способом 3—5%. Для автоматизации процесса измерения собственных частот и снижения погрешности измерений применяется аппаратура, основанная на возбуждении в образце автоколебаний.  

Для измерения частоты применяется электронная счетная схема, считающая число периодов автоколебаний за время, регламентируемое электронным или механич. секундомером. На подобных установках определяют динамич. модули упругости с погрешностью менее ±0,01%. Резонансный метод позволяет следить за измерениями свойств образцов, подвергаемых внешним воздействиям или находящимся в стадии твердения, исследовать кинетику твердения бетонов, структурные изменения при испытаниях на морозостойкость. По динамическому модулю упругости можно определять предел прочности бетона.

Ультразвуковой импульсный метод основан на измерении скорости распространения ультразвуковых импульсов, с помощью к-рого можно определить динамич. модуль упругости, являющийся характеристикой прочности. Определение скорости ультразвука производится измерением времени его распространения по всей толщине испытываемого объекта или на нек-ром его участке. Для измерения времени распространения ультразвука применяются спец. электронные приборы.

Генератор зондирующих импульсов вырабатывает кратковременные (длительностью 0,1—15 мксек) электрич. импульсы (обычно 50—500 импульсов в секунду). К выходу генератора подключен возбудитель (пьезоэлектрич. или магнитострикцион- ный), плотно прижимаемый к объекту испытаний. Под действием электрич. импульса, преобразованного возбудителем в механич. импульс, в объекте испытания возникают ультразвуковые колебания с частотой 20— 200 кгц. Пройдя через объект испытания, ультразвуковые колебания воздействуют на датчик, к-рый ставится на противоположной стороне испытываемого изделия или на нек-ром расстоянии от возбудителя, именуемом базой измерения. Электрич. сигнал, получаемый на выходе датчика, усиливается и подводится к вертикальным пластинам электроннолучевой трубки, на к-рой появляется изображение воспринятого датчиком сигнала. Выход генератора зондирующих импульсов также соединен с вертикальными пластинами трубки, поэтому на экране трубки появляется изображение двух сигналов — зондирующего импульса и сигнала, принятого датчиком. Зондирующий импульс также запускает т. н. «ждущую развертку», перемещающую луч по экрану трубки с определенной скоростью в горизонтальном направлении; благодаря чему изображения сигналов появляются на определенном расстоянии. При постоянной скорости развертки расстояние между зондирующим и принятым импульсом характеризует время прохождения ультразвуковых колебаний через объект испытания. Измерение времени осуществляется путем сравнения расстояния между сигналами со спец. метками времени, появление к-рых на экране трубки чередуется с изображением сигналов. Поскольку частота следования изображений сигнала и частота следования разверток с метками времени достаточно велика (50—500 гц), глаз оператора воспринимает эти изображения как одно. Метки времени вырабатываются спец. стабилизированным генератором и позволяют изменять интервалы времени до 0,1 мксек. По скорости распространения ультразвука определяется предел прочности бетона. Однако на скорость ультразвука влияют возраст и условия твердения бетона, гранулометрич. состав заполнителя и его количество, водоцементное отношение, влажность бетона и др. Поэтому для каждого вида бетона составляются тарировочные зависимости— «предел прочности—скорость ультразвука» — путем прозвучивания и последующего механич. определения предела прочности (раздавливанием на прессе) образцов. Погрешность определения предела прочности с помощью тарировочных зависимостей обычно не более±10%. Испытание бетона неизвестного состава может привести к недопустимым погрешностям в определении предела прочности.

Повышение точности определения предела прочности бетона и уменьшение степени влияния его состава может быть получено путем измерения скорости, затухания и рассеяния ультразвука.

Ультразвуковой импульсный метод может применяться для контроля прочности и однородности изделий, нарастания прочности бетона в процессе термовлажностной обработки. При испытании строительных конструкций определяют минимальную и максимальную скорости ультразвукового импульса. При отсутствии тарировочной зависимости в участках с максим., миним. и средними скоростями вырезают контрольные кубики (не менее 5—8 шт.), по к-рым определяют зависимость между прочностью и скоростью ультразвука для данного состава бетона. Погрешность определения предела прочности таким способом лежит в пределах ±15—25%.

Усиленный сигнал включает пусковое устройство микросекундомера, к-рый начинает отсчитывать время. Когда волна доходит до второго датчика, сигнал последнего выключает пусковое устройство микросекундомера и счет времени прекращается. Показания микросекундомера будут соответствовать времени распространения ударной волны между двумя датчиками. По времени распространения волны и по расстоянию между датчиками определяется скорость распространения ударной волны в объекте испытаний. По тарировочной зависимости между скоростью и пределом прочности устанавливается предел прочности испытываемого объекта. Погрешность результатов ударного метода испытаний имеет тот же порядок, что и погрешность ультразвукового метода. Достоинствами ударного метода испытаний является возможность испытания сооружений большой длины, имеющих свободный доступ только с одной стороны.

 

Лит.: Вайншток И. С., Радиоэлектроника в производстве сборного железобетона, М., 1961: Защук И. В., Новые методы испытания дорожных материалов и сооружений без разрушения, М., 1962; Ультразвук в строительной технике, под ред. Ю. А. Нилендера, М., 1962; Указания по методике вибрационных испытаний бетона, М., 1959.    Р. А. Макаров.

 

 

 Физические методы контроля качества бетона - ультразвуковой...

К ним относят электронно-акустические методы испытания, которые в свою очередь можно разделить на импульсные и вибрационные.

 

СТРОЙМАТЕРИАЛЫ: Механические свойства стройматериалов

Наибольшее распространение из неразрушающих методов испытаний получили акустические, в частности импульсный и резонансный.

 

Лучевые методы диагностики

 Назовите основные общие рентгенологические методы диагностики. … — Какой метод позволяет верифицировать локализацию и вид бронхоэктазов?

 

КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА. Прибор КИСИ. Приборы: Бетон...

Испытание на изменение формы. Испытание по методу Вебе. Метод пенетрации шара. Сравнение методов испытаний. Влияние времени и температуры на удобоукладываемость. Расслаивание бетона.

 

Установка крупномасштабного зондирования УКЗУ для испытания...

К неразрушающим методам контроля относятся ультразвуковой и гамма-каротаж, нейтронная радиография, акустический, динамический и другие методы.

 

Шкала твердости Мооса

Известны акустические методы, из которых наибольшее распространение получили импульсный и резонансный. Указанным методам присуще общее основное положение, а именно: физические свойства...

 

К содержанию книги:  ЭНЦИКЛОПЕДИЯ СТРОИТЕЛЯ

  

Последние добавления:

 

 Справочник мастера-строителя   Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство

 

СПРАВОЧНИК МАСТЕРА-СТРОИТЕЛЯ    СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Строительные работы и технологии

 

Справочник строителя-отделочника   СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Технология строительного производства

 

СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Литература по строительству   Строительные технологии