- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы Объем дисциплины и виды учебной работы
- •2.2.1.Тематический план дисциплины для очной формы обучения
- •2.2.2.Тематический план дисциплины для очно-заочной формы обучения
- •2.2.3.Тематический план дисциплины для заочной формы обучения
- •3.2. Опорный конспект
- •Введение
- •3.2.1. Общие вопросы
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Стандартизация и метрологическое обеспечение нкфмх и см
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Основные физико-механические свойства материалов и изделий
- •Виды материалов
- •Прочностные характеристики
- •Упругие характеристики
- •Твердость
- •Электрические и магнитные свойства
- •Плотность, пористость, кажущаяся плотность, влажность
- •Термические свойства, способность поглощать и рассеивать гамма-излучение
- •Взаимосвязь между различными физико-механическими характеристиками
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Основные методы нкфмх и см
- •3.2.4.1. Акустические методы
- •Выбор параметров для измерений при акустическом нкфмх и см
- •Классификация методов акустического контроля
- •Импульсные ультразвуковые (узк) методы
- •Методы собственных частот
- •3.2.4.2. Электромагнитные методы контроля.
- •3.2.4.3. Вихретоковые методы контроля
- •3.2.4.4. Радиоволновые методы контроля
- •3.2.4.5. Тепловые методы контроля
- •3.2.4.6. Радиационные методы контроля
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Основные области применения методов нкфмх и см
- •3.2.5.1. Контроль строительных материалов
- •3.2.5.2. Контроль абразивных изделий
- •3.2.5.3. Контроль огнеупорных изделий.
- •3.2.5.4. Контроль углеграфитовых изделий
- •3.2.5.5. Контроль заготовок из чугуна
- •3.2.5.6. Контроль изделий из высокопрочной керамики и синтетических высокотвердых материалов
- •3.2.5.7. Определение упругих констант материалов
- •3.2.5.8. Дефектоскопия изделий
- •Вопросы для самопроверки
- •3.3 Практический блок
- •3.3.1. Перечень лабораторных работ
- •3.3.2. Методические указания к выполнению лабораторных работ Лабораторная работа № 1 «Неразрушающий акустический контроль качества изделий с помощью измерителя частот собственных колебаний «Звук-203».
- •Метод испытания
- •Характеристика испытуемых изделий
- •Порядок проведения измерений
- •Рекомендации по обработке полученных результатов
- •Вспомогательные материалы
- •Рекомендуемая форма отчета по лабораторной работе «Неразрушающий акустический контроль качества изделий с помощью измерителя частот собственных колебаний «Звук-203»
- •Лабораторная работа № 2 «Неразрушающий акустический контроль качества изделий с помощью измерителя частот собственных колебаний «Звук-110м» Метод испытания
- •Характеристика испытуемых изделий
- •Порядок проведения измерений
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Теоретические вопросы
- •Задача 1
- •Задача 2
- •4.2. Текущий контроль
- •4.3. Итоговый контроль
- •4.4. Итоговое тестирование
- •Глоссарий
- •Содержание
- •3.3.2. Методические указания к выполнению лабораторных работ 45
- •4. Блок контроля освоения дисциплины 58
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5
Вопросы для самопроверки
1. Какими нормативными документами обеспечиваются метрологические характеристики приборов акустического контроля?
2. Для чего используется корреляционный анализ связи параметров неразрушающего контроля и физико-механических характеристик материалов и изделий?
3. В каких случаях при применении НКФМХ следует применять статис-тические методы обработки полученных данных?
3.2.3. Основные физико-механические свойства материалов и изделий
Многообразие материалов, производимых и используемых в различных областях промышленности, чрезвычайно велико. Как следствие многообразия материалов, имеется очень большое количество физико-механических свойств, характеризующих эти материалы, причем в зависимости от назначения продук-ции необходимо измерять те или иные характеристики.
Виды материалов
Все материалы можно разделить на множество групп по различным признакам. По химическому составу материалы делятся на две большие группы: МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ. По количеству компонент, входящих в состав, отличают ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Многокомпонентные материалы называют также КОМПОЗИЦИОННЫМИ.
По виду структуры материалы можно условно разделить на ГОМОГЕННЫЕ и ГЕТЕРОГЕННЫЕ. Гомогенные (однородные) материалы – материалы со структурой, внутри которой нет поверхностей раздела, по которым соприкасаются части, отличающиеся друг от друга по составу и свойствам. К гомогенным материалам относятся металлы, а также аморфные материалы (стекло, резина, керамика) и мелкодисперсные (керамика, метало-керамика). В таких материалах если и имеется некоторая неоднородность структуры, то она пренебрежимо мала в сравнении с размерами изделий и длинами волн полей, используемых при испытаниях. Гетерогенные материалы имеют структуру с поверхностями раздела, по которым соприкасаются части, отличающиеся друг от друга по составу и свойствам. К таким материалам относятся горные породы, огнеупоры, композиционные материалы и др.
В зависимости от того, одинаковы ли свойства материала в различных направлениях, различают ИЗОТРОПНЫЕ и АНИЗОТРОПНЫЕ материалы. ИЗОТРОПНЫЕ материалы имеют одинаковые значения различных физико-механических характеристик при их измерении в различных направлениях. Примером таких материалов могут служить большая часть металлов, композиционные материалы, в которых компоненты расположены случайным образом и сравнительно малы с размерами изделия. АНИЗОТРОПИЯ связана с упорядоченным расположением различных компонент, что вызывает различие свойств по разным направлениям. Наиболее часто в технике встречаются следующие виды анизотропных материалов: ТРАНСВЕРСАЛЬНО-ИЗОТРОПНЫЕ, в которых свойства существенно отличаются в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, и ОРТОТРОПНЫЕ, в которых свойства различны по трем взаимно-перпендикулярным направлениям. К трансвер-сально-изотропным материалам относятся, как правило, листовые материалы, например фанера, древесно-волокнистые плиты, картон и др. Ортотропные материалы обычно состоят из матрицы (связующего на основе, например, синтетических смол) и упрочняющего вещества: ткани (текстолиты), изделия из стеклянных волокон (стеклопластики) и др.
Важнейшими физико-механическими характеристиками, которые суще-ственны для всех перечисленных типов материалов поскольку входят в расчеты прочности и надежности конструкций и сооружений, являются следующие:
- прочностные характеристики – пределы прочности при сжатии σсж, растяжении σр, изгибе σизг, сдвиге σсд; напряжении σн при максимально допусти-мой деформации, критерии усталостной прочности и др.;
- упругие характеристики – модули упругости материала (модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона и др.); скорости распространения продольных и поперечных упругих колебаний и др.
- плотность – абсолютная, кажущаяся, поверхностная.
В зависимости от назначения изделий могут быть существенны многие другие физико-механические свойства, например твердость, пористость, элект-рические, магнитные и тепловые свойства материалов.