Обеспечения алгоритмов

Обнаружение трещин с помощью дефектоскопа, движущегося внутри трубы, связано с определенными трудностями. Дефектоскопы указанного типа были разработаны для обнаружения дефектов и расслоений металла, общей и язвенной коррозии [121,122]. Применительно к КР сложно отличить трещины от других дефектов. Кроме того, не все трещины могут быть зарегистрированы-в связи с малой чувствительностью диагностических комплексов указанного типа к продольным трещинам. Специально разработанный ультразвуковой дефектоскоп для поиска продольных трещин прошел проверку в США только на магистральном нефтепроводе (КР проявляется только на магистральных газопроводах) [221]. Последнее, по-видимому, связано с трудностью обеспечения акустического контакта между стенкой трубы и искателями. По данным национального совещания по безопасности магистральных газопроводов США 1994 года [121,122], дефектоскопы указанного типа, так же как и применение систем телемеханики и автоматики, не могут существенно снизить риск возникновения аварийной ситуации на магистральных газопроводах. Существен-

Эхо-метод применяют для обнаружения грубых дефектов в слитках из различных металлов и сплавов, предназначенных для изготовления ответственных изделий. Простая форма слитка благоприятствует контролю. Однако слитки имеют крупнозернистую структуру, что требует снижения частоты и снижает чувствительность метода контроля. Слитки из углеродистой стали могут быть прозвучены на толщину до 1 мм при частоте 0,25— 1 МГц. Слитки из легированной стали прозвучиваются значительно хуже. Слитки из титановых и алюминиевых сплавов могут быть проконтролированы на глубину более 1 м при частоте 1—1,5 МГц. Для обеспечения акустического контакта вдоль боковых поверхностей слитка зачищают полосы шириной 50—70 мм от окалины и других неровностей.

Конструктивно все ПЭП выполнены в цилиндрических корпусах одинакового размера и размещены в блоке. ПЭП, закрепленные в разрезных кольцах, имеют возможность дискретного поворота на 90°, что обеспечивает прозвучивание как вдоль оси валка, так и по хорде. Блок ПЭП, являясь самоцентрирующимся на цилиндрической поверхности валка, устанавливается на нем в рабочем положении с помощью специального шарнир'ного устройства. Для обеспечения акустического контакта в щелевой зазор под каждым ПЭП подается контактная жидкость. Электронный блок содержит четыре канала, три из которых задействованы для поиска дефектов и один для слежения за качеством акустического контакта. На ленте самописца регистрируют амплитуду сигнала от дефекта и дна, условную протяженность дефекта, координаты дефекта. Производительность контроля 0,4 ... 1,0 м/с.

Устройство представляет собой каретку с удлинительными штангами, на которой установлен акустический блок для контроля в продольном и радиальном направлениях. Имеет систему обеспечения акустического контакта и высокочастотный тракт, подключенный к серийному дефектоскопу.

Инфракрасные методы. При контроле качества изделий из пластмасс и особенно стеклопластиков высокую эффективность показывают акустические и СВЧ-методы. Однако в отдельных случаях применение этих методрв ограничено рядом объективных причин, к которым можно отнести следующие: необходимость обеспечения акустического контакта (что не всегда возможно) и снижения частоты при контроле материалов с сильным затуханием ультразвука, что приводит к уменьшению чувствительности, а также затрудняет автоматизацию процесса контроля) и т. д.

5. Для обеспечения акустического контакта между поверхностью изделия и преобразователями прибора использовать пластилин с толщиной слоя не более 0,5 мм, либо тонкий слой (0,5—1,0 мм) эластичного протектора. Высокую эффективность при этом показывает эластичный полиуретан.

Если предусмотрен контроль однократно отраженным лучом, то важно также состояние донной поверхности. Обычно требуют, чтобы ее шероховатость была не более Rz = 160 мкм, а волнистость не более 0,025. Рекомендации по выбору контактных сред, предназначенных для обеспечения акустического контакта преобразователь—изделие, были даны в разд. 2.2.4.9.

Поэтому для контроля материалов особенно важно знать поведение ультразвуковых волн в тонких слоях, так как некоторые дефекты материала представляют собой тонкие прослойки: например, трещины в соединениях при сварке и склеивании. Не следует также забывать, что тонкие слои воздуха препятствуют прохождению ультразвука в изделие. Поэтому их нужно заменять слоем жидкости (среда для акустического контакта). Но то, что благоприятно для поиска дефектов, т. е. хорошо отражающие слои, для обеспечения акустического контакта нежелательно: здесь применяют хорошо проницаемые тонкие слои.

можно получить намного большие изменения толщины, чем у всех других. Поэтому PZT (ЦТС) является наилучшим материалом для излучателей. Обе приведенные здесь марки PZT различаются в основном диэлектрической проницаемостью и механической добротностью. Материал Р2 является цирконатти-танатом свинца с особо низкой проницаемостью ег = 480, тогда как у материала Р5 этот показатель составляет 1600. В зависимости от размера излучателя и частоты выбирают разновидность PZT, электрическая емкость которого хорошо согласовывалась бы с импедансом прибора. Влияние механической добротности на поведение излучателя далее поясняется на примере метаниобата свинца. Однако в качестве приемника звукового давления более эффективен поливинилиденфторид (см. значение g3%). Как по соображениям механического демпфирования, так и для обеспечения акустического контакта желательно иметь низкое звуковое сопротивление преобразователя. Так как при излучении в жидкость, как например при жидком акустическом контакте с твердым телом, эффективное звуковое сопротивление составляет всего несколько миллионов Н-с/м3, керамика PZT и титанат бария оказываются недостаточно эффективными; высокая их чувствительность не может быть использована. Метаниобат свинца, сульфат лития и поливинилиденфторид оказываются намного более эффективными. Это относится и к тому случаю, когда один и тот же кристалл является одновременно и излучателем, и приемником.

Не следует недооценивать возможность легкой очистки во~ дой изделия, искателей, а также рук оператора, которые всегда загрязняются. Поэтому уже применялся концентрированный раствор сахара. Обычная вода имеет перед маслами тот недостаток, что она не всегда хорошо смачивает поверхность; для; обеспечения акустического контакта это очень важно. Если же достигается хорошее смачивание, в частности при добавлении поверхностно-активных веществ, то она является весьма подходящей средой для акустического контакта при ее использовании либо в неподвижном слое на горизонтальной поверхности, либо при постоянном подводе в зазор между искателем и поверхностью (контакт с проточной водой). У наклонных искателей

Трудности обеспечения акустического кона-акта- пьезоэлектрических преобразователей с горячими поверхностями отпадают при применении электромагнитных преобразователей (см. раздел 8.4) или лазеров (раздел 8.6). Сообщения о. практических, применениях этих методов имеются, в частности, в литературе [1632, 765, 1047, 1319, 710, 1068].

Набор приведенных в данной главе процедур математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность стержневых систем можно рассматривать как пакет прикладных программ модульной структуры. Каждая процедура этого пакета выполняет впрлне определенные специфические функции и является отдельным исходным модулем, написанным на алгоритмическом языке PL/I в системе ОС ЕС.

Аналогичным образом компилируются, редактируются и размещаются в индивидуальной библиотеке загрузочных модулей LIB03 остальные исходные модули из пакета процедур математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность стержневых систем, тексты которых приведены в настоящей главе.

Если имеется в наличии библиотека загрузочных модулей математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность пространственных стержневых систем, то объектно-ориентированную процедуру расчета целесообразно организовывать на базе этих модулей. В этом случае задача состоит в преобразовании входной информации, необходимой для расчета объекта, во входную информацию, необходимую для использования процедур математического обеспечения, а выходную информацию этих процедур — в выходную информацию с результатами расчета объекта.

Если библиотека загрузочных модулей математического обеспечения алгоритмов расчета на прочность пространственных стержневых систем отсутствует, то необходимо составлять независимую объектно-ориентированную процедуру расчета. Этот путь целесообразен и тогда, когда в распоряжении пользователя по каким-либо причинам имеется только оперативная память ЭВМ.

Материал, излагаемый в гл. 6, не имеет непосредственного отношения к теории оболочек и носит вспомогательный характер. Здесь приведены тексты процедур математического обеспечения алгоритмов определения напряженно-деформированного состояния многослойных анизотропных оболочек.

YQ(0f;M, N) - массив, содержащий компоненты вектора у(х) в узловых точках*s (s =0,1, ...,М); YS(N) — массив, содержащий после выполнения процедуры INTER компоненты вектора у(х) в точке интерполяциях Процедурой INTER мы закончим обсуждение процедур математического обеспечения алгоритмов численного решения задач прочности многослойных анизотропных оболочек вращения простой формы и сложной. Всего этих процедур пять: SMOSPL, GEOM, GAGON, PROGON, INTER и все они будут широко использоваться в дальнейшем.

13.4. Подсистема математического и программного обеспечения алгоритмов определения напряженно-деформированного состояния

13.2. Структура программного обеспечения алгоритмов

Вспомогательные процедуры математического обеспечения алгоритмов. При численной реализации алгоритмов на ЭВМ возникает ряд специфических проблем, связанных с часто повторяющимися программными фрагментами. Эти программные фрагменты реализованы в виде пакета вспомогательных процедур, содержащего программные модули, выполняющие следующие операции с действительными и комплексными переменными:

13.4. Подсистема математического и программного обеспечения алгоритмов определения напряженно-деформированного состояния и динамических характеристик конструкций

Это позволяет рассматривать перечисленные пакеты проблемно-ориентированных процедур как подсистему математического и программного обеспечения алгоритмов определения НДС и динамических характеристик конструкций, предназначенную для формирования математического аппарата численного моделирования поведения тонкостенных осесимметричных и призматических конструкций при действии статических и динамических внешних воздействий.