Controlul cu ultrasunete al volantelor auto

1. Rezumat

În această lucrare se va analiza un studiu asupra unor fenomene asociate unei volante auto , volanta Duster. Metoda de investigare, este o metodă clasică de control nedistructiv (NDT), această metodă fiind controlul cu ultrasunete cu unde longitudinale, se vor utiliza sunete, unde mecanice de înaltă frecvență , care incidente la probă se reflectă , refractă și se transmit diferit în funcție de problemele întalnite în material. Este o examinare nedistructivă cu ultrasunete bazată pe unde mecanice generate de un element piezo-magnetic excitat la o frecvență cuprinsă între 2 și 5 Mhz.

Metoda clasică de control nedistructiv cu ultrasunete , are ca scop detectarea defectelor , fisurilor , localizare defecte, estimare proprietăți fizice, mecanice ale materialului, caracterizarea structurii, etc.

Se va urmări pe un osciloscop energia undei în funcție de timp, se poate determina funcția în spațiu a defectului și indicațiile asupra dimensiunii lui.

Imagine ava fi o imagine ultrasonora A-Scan , imaginea de înaltă rezoluție prin trasarea intensității semnalului, folosind un sistem de scanare controlat de calculator.

Cuvinte cheie: volantă, ultrasunete, transformare energie, nedistructiv.

2. Descriere teoretică-principii fizice

În principiu, controlul nedistructiv cu ultrasunete constă în introducerea unui fascicul de ultrasunete într-un material și analiza perturbațiilor propagării fascicolului în materialul vizat. Datorită caracteristicilor elastice diferite, dintre materialul de bază și un defect anume (fisură, segregație, suflură, etc.), la interfața dintre acestea va avea loc un fenomen de reflexie a ultrasunetelor, ceea ce va permite punerea în evidență, localizarea și măsurarea defectului.

2.1 Oscilații și unde elastice.

Ultrasunetele sunt vibrații ale mediilor elastice cu frecvențe mai mari de 20 kHz, fiind de aceeași natură cu sunetul. Să considerăm un sistem oscilant, precum cel prezentat în figura de mai jos, format dintr-o mulțime de particule legate între ele prin forțe elastice.

În funcție de frecvența de oscilație, undele elastice se împart în patru categorii astfel :

Infrasunete - sunt unde elastice a căror frecvență de oscilație este mai mică decât 16 Hz;

Sunete sau unde sonore - sunt unde elastice a căror frecvență de oscilație este cuprinsă în intervalul 16 Hz - 20 kHz;

Ultrasunete - sunt unde elastice a căror frecvență de oscilație este cuprinsă în intervalul 20 kHz - 104 MHz;

Hipersunete - sunt unde elastice a căror frecvență de oscilație este cuprinsă în intervalul 104 MHz - 108 MHz.

Modelul bidimensional al unui sistem oscilant format din puncte materiale conectate între ele prin forțe elastice.

Undele sonore

Undele sonore (la fel ca orice tip de unde) sunt caracterizate de amplitudine, perioadă, frecvență și lungime de undă.

Caracteristicile principale ale unei unde

Amplitudinea unei unde (figura 1a) reprezintă deviația maximă față de poziția de echilibru a unei particule oscilante și se notează cu „A”. Dacă amplitudinea unei unde este constantă în raport cu timpul spunem că unda respectivă are oscilație neamortizată. Dacă amplitudinea unei unde scade în raport cu timpul spunem că unda respectivă are oscilație amortizată. Perioada unei unde reprezintă timpul necesar pentru realizarea unei oscilații complete (figura 1a) și se notează cu „T”. Frecvența undei reprezintă numărul de cicluri complete de oscilație pe care le execută o particulă sau un element de masă într-o secundă. Unitatea de măsura a frecvenței de oscilație este Hertzul (Hz), frecvența se notează cu „f”. Lungimea de undă reprezintă distanța între două puncte succesive de maxim sau de minim dintr-o undă (figura 1b) și se notează cu „λ”.