BEPALING
VAN D E P O S I T I E EN
D E G E O M E T R I E VAN H E T L A S B A D M.B.V.
ULTRA-GELUIDSGOLVEN
-
K.M. Broek
-
BEPALING VAN DE POSITIE EN DE GEOfvETRIE VAN HET LASBAD M.B.V. ULTRA-GELUIDSGOLVEN
Afstudeerverslag van K.M.
Broek
In opdracht van P r o f . G. den Ouden Begeleider Drs.
D e l f t , j u n i 1987
W.J.P. V i n k
INHOUDSOPGAVE Summary Samenvatting Symbolenlijst 1 INLEIDING
1
2 THEORIE
2
2.1
Lasbadonderzoek
2
2.1.1 U . S - o n d e r z o e k b i j kamertemperatuur
2
2.1.2 U l t r a s o o n l a s b a d o n d e r z o e k
6
3 EXPERIMENT
13
3.1
Lasbadonderzoek
13
3.1.1
Inleidende experimenten
13
3.1.2 O p s t e l l i n g en meetmethode
15
3.1.3 Waarnemingen
19
3.1.4 V e r w e r k i n g van w a a r n e m i n g e n
22
3.1.5 T o e p a s s i n g van h e t t r a n s i t t i m e - d e l a y - m o d e l
25
3.1.6 T o e p a s s i n g b i j t r a n s v e r s a l e g o l v e n
27
3.1.7 B e v i n d i n g e n b i j h e t l a s b a d o n d e r z o e k
30
3.2.1 I n l e i d e n d e e x p e r i m e n t e n
33
3.2.2 O p s t e l l i n g en meetmethode
35
3.2.3 Waarnemingen b i j v e r s c h i l l e n d e t e m p e r a t u r e n
39
3.2.4 R e s u l t a t e n b i j v e r s c h i l l e n d e t e m p e r a t u r e n
40
3.2.5 E x p e r i m e n t e n b i j kamertemperatuur
42
3.2.6 F o u t b e s p r e k i n g
46
4 DISCUSSIE EN CONCLUSIE
52
4.1
Discussie
52
4.1.1 Lasbadonderzoek
52
4.1.2 G e l u i d s n e l h e i d s o n d e r z o e k
53
4.2
55
Conclusie
Literatuur FIGUREN
APPENDICES A
Ivfateriaalsamenstelling
B
Geluidsdrukafname
C
De t e m p e r a t u u r a f h a n k e l i j k h e i d van C u , O T en V
D
Correctiefactoren t.b.v.
E
I n v l o e d van T op de s t a a f af met i ngen
F
D e t a i l s van de o p s t e l l i n g voor
G
S t a a f a f m e t i n g e n en s t a a f m a s s a ' s
H
Waarnemingen EWI
I
Methode van p i e k w a a r d e b e r e k e n i n g
J
a-Waarden voor EWI, LW5 en LWB
K
Berekende Cu-waarden van LWl, LW4, L ^
L
Waarnemingen en r e s u l t a t e n van LWB
door b u n d e l s p r e i d i n g
elastomatproeven
lasbadonderzoek
en EWI
The
increase
in using
c r e a t e d a g r e a t demand p o s i t i o n i n g and
for
for
welding
resulted in
sensors
beads
detection
of
We in
have thick
The studied
to e x c e s s i v e
longitudinal
and
the
two
sonic
the value
of t h e
frequency.
field
of
possibility our
geometry of steel.
This
s p e e d of
of beaddimensions.
the
longitudinal
waves
reflections.
transversal
speeds i n
addition
the
construction
sound p l a y e d T h e r e f o r e we
the t e s t i n g m a t e r i a l .
done by s c a n n i n g t h e r e s o n a n c e f r e q u e n t i e s of temperatures; i n
the
t h e s o l i d / l i q u i d - i n t e r f a c e by means of
s u c c e s f u l due
important r o l e i n r e s e a r c h
l a s t years,
method became
researched
t r a n s v e r s a l sound waves; t h e e x p e r i m e n t s w i t h were not
in
sensorprinciple; this
investigation.
stationary
reliable
p r o c e s s c o n t r o l . L i t e r a t u r e shows t h e
of u s i n g u l t r a s o n i c s a s goal
weldingrobots during the
s p e e d of
a bar
sound was
at
an
have
This
was
different
determined
by
Samenvatting
Door de toenemende r o b o t i s e r i n g van laatste
jaren
een
grote
het
lasproces
b e h o e f t e aan betrouwbare
behoeve van de
l a s b o o g p o s i t i o n e r i n g en
staan. U i t
l i t e r a t u u r s t u d i e b l e e k d a t één
een
c i p e s g e b a s e e r d i s op methode werd
s t a t i o n a i r lasbad, meer
voor
naar
voren
werken
de
dat
l o n g i t u d i n a l e en parallel van
aan
l i n g wordt maat
geometrie
een
is
om
met
vast/vloeibaar-metaal golven
bestuvan
een
transversale te
detecteren;
l e v e r d e een overmaat
s p e e l t de
transversale geluidsnelheid essentiële r o l .
het
staafje
D i t was
l a s b a d o n d e r z o e k de i n het
b i j verschillende
g e b r a c h t ; de
voor de
Deze
voortloopsnelheid
aan
één
van
de
a l s f u n c t i e van
de
van
om
de r e d e n e n
p r o e f m a t e r i a a l nader
te
be-
experimenten
temperaturen i n e i g e n t r i l -
f r e q u e n t i e van
geluidsnelheid.
grootte
temperatuurafhankelijkheid
Het p r i n c i p e van de h i e r u i t v o o r t v l o e i e n d e
i s d a t een een
mogelijk
lasbadonderzoek
de twee g e l u i d s n e l h e d e n
studeren.
van de s e n s o r p r i n -
op.
B i j het u l t r a s o o n t e m p e r a t u u r een
het
longitudinale
storende s i g n a l e n
de
l a s s e n met
ten
procescontrole ont-
ultra-geluidsgolven.
aan
de
d i k k e p l a a t c o n s t r u c t i e s t a a i . Er kwam onder
overgang
met
er
sensoren
a f s t u d e e r o p d r a c h t nader
onderzoek
t i j d e n s het
n u l i n een
geluidsgolven het
van
i n h e t k a d e r van een
d e e r d . Gekozen werd g e l i j k aan
het gebruik
de
is
de e i g e n t r i l l i n g i s
dan
a b c Cu, CT Cs, d D Duxe E G I k Ks, 1 IN m> p p R s
-
b r e e d t e van s t a a f j e d i k t e van s t a a f j e geluidsnelheid longitudinale g e l u i d s n e l h e i d transversale geluidsnelheid van V a f h a n k e l i j k e o m r e k e n i n g s f a c t o r dikte transraissiefactor d i k t e v e r h o u d i n g t u s s e n LM e n EW elasticiteitsmodulus glijdingsmodulus stroomsterkte f a c t o r voor b u n d e l s p r e i d i n g c o r r e c t i e f a c t o r voor g o l f - o r d e p correctiefactor b i j torsie-golven van V a f h a n k e l i j k e omrekeningsfactor lengte l e n g t e van F r e s n e l z o n e constante voor g o l f - o r d e p [lasbadonderzoek:3 g e l u i d s d r u k [geluidsnelheidsonderzoek:3 golf-orde reflectiefactor standaard afwijking
tcj TM U Vd X Ze
-
tijdverlengingsf actor smelttemperatuur elek. potentiaalverschi1 deeltjessnelheid afstand a c o u s t i s c h e impedantie
a ƒ A V J>
-
hoek frequentie golflengte c o n s t a n t e van P o i s s o n s o o r t e l i j k e massa (s.m. )
llong 2tors 3tranA 3tranB EW LW
-
eerste longitudinale t r i l l i n g (grondtrilling) tweede t o r s i e - t r i l l i n g derde t r a n s v e r s a l e t r i l l i n g * ( s t a a f h o o g t e = a ) derde t r a n s v e r s a l e t r i l l i n g * ( s t a a f h o o g t e = b ) e v e n w i j d i g aan w a l s r i c h t i n g l o o d r e c h t op w a l s r i c h t i n g
KTORS
*betreft f e i t e l i j k
b u i g i n g s g o l v e n ( z i e 2.2)
m m m/s m/s m/s m
Pa Pa A
m m Pa
°C V m/s ra N-s/kg
Hz ra kg/m=
1 1 INLEIDING
Door de toenemende r o b o t i s e r i n g v a n h e t laatste
jaren
een
behoeve van de
grote
lasproces i s
b e h o e f t e aan betrouwbare s e n s o r e n
1asboogpositionering
en
de
van de s e n s o r p r i n c i p e s g e b a s e e r d opdracht
van
op
het
Cl]
Gekozen
een s t a t i o n a i r
werd
bleek dat
gebruik
methode werd i n h e t kader
nader b e s t u d e e r d .
geometrie
is
ten
p r o c e s c o n t r o l e ont-
s t a a n . U i t een l i t e r a t u u r s t u d i e van B r o e k e.a. g e l u i d s g o l v e n . Deze
e r de
van
van een
voor
één
ultra-
afstudeer-
onderzoek
aan
l a s b a d , t i j d e n s h e t l a s s e n met
v o o r t l o o p s n e l h e i d g e l i j k aan n u l i n een
dikke plaat
de een
constructie-
staal. B i j het
u l t r a s o o n lasbadonderzoek
ge1uidsne1heden a l s f u n c t i e van rol.
Dit
was één
de
s p e e l t de g r o o t t e van
temperatuur
een
van de r e d e n e n om p a r a l l e l aan h e t
belangrijke lasbadonder-
zoek de t e m p e r a t u u r a f h a n k e l i j k h e i d van de l o n g i t u d i n a l e en versale geluidsnelheid
nader t e
bestuderen.
h i e r u i t v o o r t v l o e i e n d e experimenten s c h i l l e n d e temperaturen
is
trans-
Het p r i n c i p e van
d a t een
de
de
staafje bij
ver-
i n e i g e n t r i l l i n g wordt g e b r a c h t ; de
fre-
q u e n t i e van de e i g e n t r i l l i n g i s dan een maat
voor de
geluidsnel-
heid. Zowel
het
lasbadonderzoek
werd u i t g e v o e r d aan FeölO Nb, d i x A gegeven wordt. Het was mm)
d i e beiden
inleidende
uit
proeven
g e b r u i k gemaakt.
geluidsnelheidsonderzoek
waarvan de s a m e n s t e l l i n g
i n appen-
b e s c h i k b a a r i n twee d i k t e n (25 en
dezelfde werd
a l s het
van
ovencharge andere
afkomstig
50
waren. Voor
ongelegeerde s t a a l s o o r t e n
2 2 THEORIE
I n deze p a r a g r a a f v r a r d t over n i e t - d e s t r u c t i e f Versluis
C23). De
toegepast z i j n
het r e l e v a n t e
deel van
de t h e o r i e
ultrasoon-onderzoek gepresenteerd
twee
golfvormen
d i e met
die hierbij
m e e s t a l worden
l o n g i t u d i n a l e en t r a n s v e r s a l e
t i n g . E r komen e c h t e r ook a n d e r e
t y p e s voor,
(Vink en
zoals
voortplan-
oppervlakte-
golven en p l a a t g o l v e n . Voor de
b e p a l i n g van
echo-methode ("taster")
gebruikt op
het
het
materiaal Door
en t e r u g k e e r
t o t e e n f o u t kan de p u l s -
Hierbij
onderzoeken Bij
wordt
een
meetsonde
o b j e c t g e p l a a t s t . V a n u i t de
l o n g i t u d i n a l e of
ingestuurd.
zodat dan een gedeelte rugkeert.
worden.
te
t a s t e r wordt e e n k o r t e
de a f s t a n d
transversale geluidpuls
e e n f o u t kan r e f l e c t i e
v a n de p u l s even
later b i j
de t a s t e r t e -
r e g i s t r a t i e van h e t t i j d v e r s c h i l t u s s e n
v a n de
geluidpuls
("transittime")
optreden opwekking
i s b i j bekende
m a t e r i a a l g e l u i d s n e l h e i d de a f s t a n d t o t de f o u t t e berekenen. De waarde v a n de g e l u i d s n e l h e i d hangt n i e t a l l e e n a f van h e t m a t e r i a a l maar ook van richtlijn
voor
de
het
golftype.
longitudinale
Voor
i s mogelijk
om
de s n e l h e d e n
kan
men a l s
s n e l h e i d b i j kamertemperatuur
Cu = 5920 m/s nemen en voor de t r a n s v e r s a l e Het
FeSlO golf Cr
- 3255 m/s.
t e b e r e k e n e n u i t de e l a s t i s c h e
(1 ) c^
(2)
- 4(G//)'
w a a r b i j E de e l a s t i c i t e i t s m o d u l u s i s , G de glijdingsmodulus,ƒ de s o o r t e l i j k e massa e n V de c o n s t a n t e
van Poisson.
3 In
een
willekeurige
doorsnede, loodrecht
tingsrichting, veroorzaken nale
golven
krachten. ting
de t r i l l e n d e
normaalkrachten
en
transversale
m o g e l i j k i s . Een
deeltjes b i j longitudi-
b i j tranversale golven
U i t h e t laatstgenoemde i s a f
van
op de v o o r t p l a n -
te leiden
schuif-
dat v o o r t p l a n -
g o l v e n i n n i e t - v l s c e u z e v l o e i s t o f f e n on-
belangrijke
grootheid
i s de g e l u i d s d r u k . De g e l u i d s d r u k
bij
longitudinale
golven
p i s g e l i j k aan h e t p r o d u c t
van
de d i c h t h e i d ƒ , de g e l u i d s n e l h e i d Cu. en de d e e l t j e s s n e l h e i d v^.
p =/>'CL..Vd = Za-Va
...
De g r o o t h e i d ƒ3. C u noemt men
de g e l u i d s ^ e r s t a n d o f
acoustische
impedantie
De
redig
e n de i n t e n s i t e i t
TCtp
v e r p l a a t s i n g van
Za.
amplitude A I is
de
specifieke
v a n de g o l f
e v e n r e d i g met
(3)
i s even-
p«. T i j d e n s de
h e t g o l f f r o n t z a l de geluidsdruk
hierin
meestal
afnemen. Deze v e r z w a k k i n g van h e t s i g n a a l l a a t z i c h u i t d r u k k e n decibels a l s
d e v e r h o u d i n g . v a n de
geluidsdruk
p
in
t . o . v . de i n -
gangsdruk p^r» bekend i s . E r g e l d t : Aantal
dB
Veronderstel
d a t we t w e e
l u i d s n e l h e i d tegen geluidsbundel
= 20•logCp/pi„) stoffen M t
elkaar plaatsen.
met
een
scheidingsvlak s t u i t ?
vlak
I n het
...
Wat
De som
van de
een v e r s c h i l l e n d e
ge-
z a l e r gebeuren a l s een
golffront algemeen kan
g e d e e l t e l i j k r e f l e c t i e en g e d e e l t e l i j k
(4)
loodrecht
op
het
g e s t e l d worden d a t
er
t r a n s m i s s i e z a l optreden.
i n t e n s i t e i t e n van de g e r e f l e k t e e r d e en doorgaande
g o l f i s n a t u u r l i j k g e l i j k aan d i e van de
i n v a l l e n d e g o l f . Daaren-
tegen g e l d t
invallende
d a t de
geluidsdruk
g e r e f l e c t e e r d e g o l f g e l i j k moet
van
de
z i j n aan
golf plus
de g e l u i d s d r u k
van
de de
doorgaande g o l f : p. + p ^in ^ref1. De r e f l e c t i e f a c t o r als:
= P_, ^doorg.
R en
...(5)
de d o o r l a a t f a c t o r D worden gedefiniëerd
fdoorg. '
. ..
Pm
Omdat de d e e l t j e s s n e l h e i d h e t z e l f d e i s aan s c h e i d i n g s v l a k k a n v o o r R en D a f g e l e i d
beide z i j d e n
s,l
Bij reflektie
...
s t o f met
een
kleinere
geluidsweerstand
w o r d t R n e g a t i e f . -Voor l o n g i t u d i n a l e g o l v e n h e e f t d a t f a s e s p r o n g van
1/2
a l s conse-
o n t s t a a t i n de g e l u i d s d r u k .
kan betekenen d a t e r u i t d o v i n g s v e r s c h i j n s e l e n o p t r e d e n
invallende
en
het
^s,2
t e g e n een
q u e n t i e d a t e r een
van
wrdens
H . ^ s ^ 2 _ ^
Dit
(7)
gereflekteerde
l u c h t i s e e n v o o r b e e l d v a n een
golf.
tussen
De o v e r g a n g v a n s t a a l
situatie
naar
BKt een n e g a t i e v e R-waar-
d e , e v e n a l s de o v e r g a n g van v a s t s t a a l n a a r h e t v l o e i b a r e l a s b a d . De g e l u i d s w e r s t a n d v o o r t r a n s v e r s a l e
vloeistoffen
en
g a s s e n i s o v e r i g e n s n u l door h e t o n t b r e k e n van s c h u i f k r a c h t e n .
De
r e f l e k t i e z a l dan te
worden
dat b i j
golven i n
a l t i j d volledig zijn.
T e n s l o t t e d i e n t opgemerkt
de overgang n a a r een
s t o f met
een
grotere
l u i d s w e e r s t a n d de d o o r g a a n d e g e l u i d s d r u k g r o t e r i s dan
d i e van
gede
i n v a l l e n d e bundel. A l s h e t g o l f f r o n t onder een zal
er naast
r e f l e c t i e - en
reflectie
hoek op h e t s c h e i d i n g s v l a k
en t r a n s m i >aie
transmissiehoeken
ook
kunnen
op d e z e l f d e
de o p t i c a b e p a a l d worden. Een c o m p l i c a t i e g o l f t r a n s f o r m a t i e s kunnen o p t r e d e n . Een
breking
valt,
optreden.
De
wijze a l s in
i s e c h t e r dat e r v e e l a l
voorbeeld i s geschetst
in
f i g u u r 1 , w a a r i n u i t een i n v a l l e n d e l o n g i t u d i n a l e g o l f zowel twee
5 l o n g i t u d i n a l e g o l v e n o n t s t a a n ( r e f l e c t i e èn t r a n s m i s s i e ) a l s t w e e t r a n s v e r s a l e . De van S n e l l i u s .
g r o o t t e v a n de h o e k e n i s t e
bepalen
met
de 'wet
Deze z e g t d a t h e t quotiënt v a n de s i n u s v a n de
hoek
met de normaal en de g e l u i d s n e l h e i d van de g o l f c o n s t a n t i s :
ËHi™2 = c o n s t a n t c I n t e g e n s t e l l i n g t o t de
...
loodrechte
inval,
zijn
voor
(10)
onder
hoek i n v a l l e n d e g o l v e n geen eenvoudige f o r m u l e s voor R en D a f
een te
leiden. Met
de
u l t r a s o o n t a s t e r worden
geluidsgolven
ontvangen. Een summiere o m s c h r i j v i n g h i e r op z i j n p l a a t s
te z i j n .
B i j ons
r e c h t e t a s t e r s a l s van h o e k t a s t e r s de r e c h t e t a s t e r i s g e s c h e t s t ducent
is
door een
een
kristal
korte e l e k t r i s c h e
t r i l l i n g wordt huis. Uit
d i t meetinstrument onderzoek werd
heeft
f i g u u r 2.
spanningspuls kristal
een z o d a n i g e
volledig gereflecteerd
De in
feitelijke
van
trans-
mechanische
bevindt
in
het
dat
eigen-
z i c h samen met
beschermingszooi
grootte
een
taster-
i n het wordt. De
zoeksobject.
Onder
de
de normaal van h e t
m a t e r i a a l , maar
door g o l f t r a n s f o r m a t i e
i n het
ontstane
doorlopen i n het
verstaat
men
onder-
de hoek d i e
de
o n d e r z o e k s m a t e r i a a l maakt met
intreevlak.
bundelkarakteristiek
zal
alleen
b e s p r o k e n worden. P a r a m e t e r s h i e r b i j z i j n de cirkelvormig veronderstelde
kristal
vorm van
van
de r e c h t e t a s t e r
diameter d
van
en de g o l f l e n g t e A; de
hangt a f van de t a s t e r f r e q u e n t i e en de
m a t e r i a a l . De
hoek g e p l a a t s t .
t e onderzoeken
inzendhoek
t r a n s v e r s a l e geluidsbundel
een
d a t de opgewekte l o n g i t u d i -
t r a n s v e r s a l e t r i l l i n g z a l d a a r e n t e g e n wel
ste
zowel
g e b r u i k gemaakt. De opbouw van
3 ) i s h e t k r i s t a l onder
nale golf n i e t doorloopt
De
lijkt
piëzo-elektrische e i g e n s c h a p p e n ,
kunststof
en
deze t a s t e r komt een l o n g i t u d i n a l e g e l u i d s g o l f . B i j de
taster (fig.
Deze hoek
in
g e b r a c h t . Het
dempingsmassa en een schuine
met
van
gegenereerd
het
laat-
geluidsnelheid i n
het
de bundel s t a a t s c h e m a t i s c h weergegeven i n
f i g u u r 4. V l a k na de t a s t e r b l i j f t de
geluidsbundel
cilindrisch:
dit
i s de F r e s n e l z o n e o f h e t n a b i j e v e l d . De
v e r t o o n t h i e r Baaxima en m i n i m a . De
geluidsdrukverdeling
l e n g t e van
de F r e s n e l z o n e
Iw
wordt gegeven door:
1^ = 280
2_
...
Na de F r e s n e l z o n e komt de F r a u n h o f e r z o n e o f h e t v e r r e v e l d |
(11) hier-
i n t r e e d t k e g e l v o r m i g e b u n d e l s p r e i d i n g op. Voor de g e l u i d s d r u k PH l a n g s de x-as kan i n b e n a d e r i n g worden
geschreven
Px = P o " " 4 Hierin i s
po de g e l u i d s d r u k op x=0:
zone. I n f i g u u r 4 i s de l o o d r e c h t op kenen
••• het begin
g e l u i d s d r u k v e r d e l i n g over
de x-as aangegeven. De s p r e i d i n g s h o e k
een
doorsnede
a i s te
a - k. ^
Voor de l i j n waar de druk dB) g e l d t
... 1 0 % van
de maximumdruk
dat
trilt
h e t t a s t e r - e l e m e n t nog
i n f i g u u r 4 bevat
een
tas-
k o r t e t i j d door. Gedurende deze
de t a s t e r dan een e l e k t r i s c h s i g n a a l a f , waardoor h e t
de h i e r d o o r
opbouw en
20
gedeel-
d e t e c t e r e n van r e f l e c t i e s i n deze p e r i o d e o n m o g e l i j k i s . De van
(13)
getabel-
a l s "dode z o n e " bekend s t a a t . Na h e t a a n s l a a n van de
t i j d geeft te
bere-
i s (afname
k-1,09. De k-spaarden voor a n d e r e d r u k k e n z i j n
l e e r d i n appendix B. De F r e s n e l z o n e ter,
Fraunhofer-
volgens: sin
te
van de
^12)
van de
o n t s t a n e dode
zone hangt
apparatuur-instelling; h i j
a f van de kan z i c h
leng-
taster-
overigens
t o t i n de F r a u n h o f e r z o n e u i t s t r e k k e n .
2.1.2 Het
Ultrasoon
ultrasoon
maar l a s t i g e
lasbadonderzoek l a s b a d o n d e r z o e k bevat
aspecten.
Doordat
de
een a a n t a l i n t e r e s s a n t e
g e l u i d s n e l h e i d temperatuur-
7 afhankelijk is,
klopt bijvoorbeeld
richte transittime-ijking zwaar
is
gedeeltelijk
v a n de
de b i j kamertemperatuur apparatuur n i e t
t e ondervangen
meer. D i t
door, m i d d e l s
s t u d i e of e x p e r i m e n t e e l onderzoek, u i t t e zoeken hoe d i n a l e en
transversale geluidsnelheden
t u u r . Een e x t r a probleem vormt de i n het het
be-
literatuurde
longitu-
a f h a n g e n van de
tempera-
onbekende t e m p e r a t u u r v e r d e l i n g
p r o e f s t u k . Een b e s c h i k b a a r computerprogramma g e b a s e e r d op
model van E a g a r en T s a i
bruikte meetopstelling, k e l d moest worden
grootheden
product die
1 zijn als
geen o p l o s s i n g
voor de
van
beide
van
het
berekenen
van
g e e f t de
aanstraling
de
reflectie-
s p e c i f i e k e i m p e d a n t i e wordt soortelijke de
i n d i c a t i e de
punt TM. T a b e l 2
massa
waarden
van
en
gebruikt.
en g e l u i d s n e l h e i d ,
temperatuur a f h a n k e l i j k z i j n . Zs voor
In
een o n g e l e -
en rond h e t s m e l t -
R- en
D-coëfficienten b i j l o o d r e c h t e
lasbadwand.
Meer gegevens o v e r h e t v e r b a n d
t u s s e n de g e l u i d s n e l h e d e n van s t a a l
en
de
temperatuur
v i n d e n i n appendix C.
T a b e l 1: E n k e l e b e n a d e r i n g e n voor o n g e l e g e e r d s t a a l 20 *C
Net onder T„
Net boven T„
Cu
(m/s)
5920
4700
4000
P
(kg/m^)
7860
7270
7010
46,5.10^
34,2.10^
28,0.10^
(kg/m's)
ge-
e e n v o u d i g e i g e n model o n t w i k -
geerde s t a a l s o o r t v e r m e l d b i j kamertemperatuur van
voor de
(3.1.4).
doorgangscoëfficiënten Deze i s h e t
C3 3 bood
z o d a t een
I n 2.1.1 b l e e k d a t
tabel
ver-
T a b e l 2: R e f l e c t i e en doorgangscoëfficienten voor de s t a a l s o o r t u i t t a b e l 1 R
D
Overgang
vast/vloeibaar
-0,10
0,90
Overgang
vloeibaar/vast
0,10
1,10
z i j n te
8 B i j de, o v e r g a n g v a n reflectiecoëfficient d u s
vast.naar ongeveer
- v l o e i b a a r . s t a a l b e d r a a g t de lOZ.
De
geluidsdruk
v a n de
t e r u g k e r e n d e b u n d e l - w o r d t , o o k .beïnvloed.door de v o r m . v a n de r e flectiewand. B i j loodrechte
a a n s t r a l i n g van een
v l a k kan
de r e -
f l e c t i e 1 OOZ b e d r a g e n , b i j e e n b o l v o r m i s d a t s l e c h t s lOZ.
Indien
h e t r e f l e c t e r e n d o p p e r v l a k k l e i n e r i s dan
v a n de
geluidsbundel
t e r p l a a t s e , dan
f l e c t e e r d e g o l f ook minder z i j n .
z a l de
de
doorsnede
intensiteit
Daarnaast
heeft
k l e i n v l a k j e g e r e f l e c t e e r d e g o l f een dermate g r o t e (conform formule den. tes
1 3 ) , d a t deze b i j n a
De l a s b a d - o m t r e k l a a t v a a k z o w l
de
t e g e n een
spreidingshoek
beschouwd M i g w o r -
b o l - a l s holgebogen gedeel-
zien. Een
demping
l a a t s t e a s p e c t d a t U.S.-onderzoek b e m o e i l i j k t b e t r e f t de bij
hogere
temperaturen.
a u s t e n i e t e n deze s t r u k t u u r pen.
Daarnaast
liggen
Dan w r d t
f e r r i e t omgezet i n
h e e f t ongunstige dempingseigenschap-
kan ook k o r r e l g r o e i
g e b e u r t a l s de k o r r e l d i a m e t e r te
alsbol
v a n de g e r e -
t o t de d e m p i n g b i j d r a g e n . D i t
i n dezelfde
orde van
g r o o t t e komt
a l s de g o l f l e n g t e v a n de g e l u i d s p u l s . O v e r i g e n s i s b i j
l a s b a d o n d e r z o e k de g r o o t t e v a n de zone z i c h voordoen
gering.
Tenslotte
b r u i k v a n e e n a n d e r g o l f t y p e , de g e c o n s t a t e e r d werd en a u s t e n i e t
ten gevolge
( R o k h l i n e.a.
14]).
waar b e i d e
kan vermeld plaat- of
verschijnselen
worden d a t b i j geLambgolf, e r demping
van de f a s e - o v e r g a n g van f e r r i e t
Door een
s t a a f i n e i g e n t r i l l i n g t e b r e n g e n en de
frequenties te riaal
n o t e r e n kan
bepalen.
z i e n geven.
men
de g e l u i d s n e l h e d e n v a n een
E l k e s t a a f z a l meerdere
Dat z u l l e n
niet alleen
grondfrequentie: er z i j n namelijk grondfrequenties
en
torsie
komen. De
d e f i n i t i e s van
t e e r d aan
de l e n g t e - a s
de b o v e n t o n e n
te
en
z i j n van
golftypen
onderscheiden.
transversale
deze g o l v e n van de
met
staafas.
In
trilt
de
trillingen
gedragen a l s
op a t o m a i r n i v e a u
b i j longitudinale
transversale s t a a f t r i l l i n g paald
kan
worden. De
werd gebruikt
is
een
beweging
s c h u i f k r a c h t e n een
frequentie
zal
verslag
derhalve
om
geluidsnelheid
de
voor d i t g o l f t y p e d a t de De
voor d i t
torsietrilling
staafas, waarbij Uit
op
een
atomair
de b i j b e h o r e n d e
transversale geluidsnelheid
kunnen worden. B i j s t a v e n met
be-
h e e f t ; deze benaming
overgenomen.
r o l spelen.
de
b e t e k e n t d a t u i t de
Förster [53
de
l o o d r e c h t op
w i j z e worden o v e r -
longitudinale
meetapparatuur g e l e v e r d
trans-
b u i g i n g s g o l v e n waar-
op d e z e l f d e
I n s t i t u t Dr.
werd gemakshalve i n d i t niveau
richting
aanduiding t r a n s v e r s a a l
door h e t
onderzoek benodigde tenslotte
een
golven. D i t
de
voor-
Longitudinale golven
f y s i s c h e z i n i s h i e r s p r a k e van
b i j de k r a c h t e n
eigen
z i j n gedeeltelijk gerela-
proefstaaf.
staaf i n
een
I n de s t a a f
z i j n h i e r d e z e l f d e d r u k g o l v e n a l s genoemd i n 2 . 1 . 1 . B i j de versale golven
mite-
resonantie-frequenties te
meerdere
boventonen
kunnen l o n g i t u d i n a l e ,
resonantie-
eigen-
afgeleid
r e c h t h o e k i g e doorsnede komt h e t
t r a n s v e r s a l e t y p e twee maal v o o r , a f h a n k e l i j k van de s t a n d van staaf.
Van
de s t a a f a f m e t i n g e n i s
( a > b ) ; a l s de hoogte van de t r i l l i n g van
a
de
en
b
l i g g e n d e s t a a f g e l i j k i s aan
het t r a n s v e r s a a l - A - t y p e
het t r a n s v e r s a a l - B - t y p e
breedte
( t r a n B ) . De
(tranA) z i j n
de
dikte
a z a l de
en a n d e r s
t r i l l i n g s v o r m e n van
de
van
tranA
en
t r a n B z i j n i d e n t i e k , maar de f r e q u e n t i e s v e r s c h i l l e n ( z i e t 5 ] ) . Het
i s e e n v o u d i g om
het
verband
l o n g i t u d i n a l e e i g e n f r e q u e n t i e ƒ van een g e l u i d s n e l h e i d Ci_. De g e l u i d s n e l h e i d l e n g t e en de f r e q u e n t i e van
af
te
leiden
d r a a d en de
de
longitudinale
i s h e t produkt van
de t r i l l i n g ;
tussen de
golf-
de l e n g t e van de d r a a d 1
10 k a n b i j de g r o n d t r i l l i n g g e l i j k g e s t e l d w o r d e n aan de l e n g t e . Het
resultaat
halve g o l f -
i s dan:
(14)
2.1.ƒ
cu=
Desgewenst kan m i d d e l s de
relatie
(15)
Ci_= vf(E/p)
het verband
t u s s e n e l a s t i c i t e i t s m o d u l u s en e i g e n f r e q u e n t i e weer-
gegeven worden door: E =
(16)
A'l^'f-f\
I n ons e x p e r i m e n t werden e c h t e r geen d r a d e n g e b r u i k t met
een
rechthoekige
doorsnede.
D i t betekent
maar s t a v e n
d a t de
van bovenstaande f o r m u l e s h i e r v o o r g e c o r r i g e e r d moeten De b e r e k e n i n g
elke prismatische
staaf mogelijk
met
formule E = 4.Kj.l^./-f
De orde i n d e x p; (17) dan
worden.
van de e l a s t i c i t e i t s m o d u l u s u i t de l o n g i t u d i -
n a l e g r o n d t r i l l i n g i s voor de
uitkomsten
kan
2 1
(17)
van de t r i l l i n g wordt i n d i t v e r s l a g weergegeven door voor de ook
grondtrilling heeft
p de
waarde één.
q u e n t i e berekend
wordt. Dat
/ R de grondf r e -
l a a t s t e i s s n e l u i t v o e r b a a r door
de
betrekking:
p.f
(18)
1
De c o r r e c t i e f a c t o r KR b r e n g t rekening.
Formule
voor h o g e r e - o r d e - t r i 1 1 i n g e n g e b r u i k t worden, m i t s
Kl door Kp» v e r v a n g e n wordt en u i t de gemeten
eenvoud van de
de
de
afwijking
van
de
draadvorm i n
De g r o o t t e van KR i s a f h a n k e l i j k van de g o l f - o r d e p:
11
2 P
Het
2
2
2
12
f
i s ook m o g e l i j k om de e l a s t i c i t e i t s m o d u l u s u i t de t r a n s -
versale resonantie-frequenties
t e halen.
mule g e l d t e c h t e r a l l e e n voor s t a v e n
De h i e r n a v o l g e n d e
met e e n
rechthoekige
fordoor-
snede !
_
48-n^
E
=
— 4 —
„
1^
-^P a
fflp Merk
op
ingevuld
dat kan
constanten
hierin
eventueel
worden en
bevat.
V
' ? ' f ^
'Kp.
d a t de
...
(20)
d i r e c t e e n gevonden harmonische f o r m u l e twee
van p a f h a n k e l i j k e
B I J de g r o n d t r i l l i n g g e l d t m i - 4 , 7 3 0 0 en e v e n -
e e n s voor p - 1 g e l d t :
= 1 + 5
K ^
. ( 4,12
- 8,4'(l+y) ~
waarden en
verhoudingen t u s s e n
de genoemde b i j l a g e . B i j
)
1^ ...
I n a p p e n d i x D s t a a n ook de P>1; de
+ 2,46- (1+V)
1^
fi
formules van
m en
(21 )
K bij
en fr- z i j n e v e n e e n s t e v i n d e n i n
rechthoekige
staven
zullen veelal
twee
g r o n d f r e q u e n t i e s gevonden worden: i n bovenstaande f o r m u l e s z i j n a en b v e r w i s s e l b a a r . De g l i J d i n g s m o d u l u s G kan t i e - f r e q u e n t i e bepaald
t e n s l o t t e u i t de t o r s i e - r e s o n a n -
worden door s u b s t i t u t i e van de
h e r l e i d e ) g r o n d f r e q u e n t i e i n de volgende
(eventueel
vergelijking:
...
(22)
12
De f a c t o r
KXORS
in
deze f o r m u l e
i s alleen
a f h a n k e l i j k van h e t
quotiënt van a en b. Voor s t a v e n met een v i e r k a n t e of een vormige
doorsnede
s t a a n de
geldt
Kxor<w-l,
voor
r e c h t h o e k i g e doorsneden
waarden i n a p p e n d i x D. T o r s i e - h a r m o n i s c h e n z i j n n e t a l s
l o n g i t u d i n a l e - b o v e n t o n e n een v e e l v o u d van de A l s van de d r i e p a r a m e t e r s E, ligt
cirkel-
ook de d e r d e v a s t . Hun
G en v>
r e l a t i e wordt
grondfrequentie. er
twee bekend
weergegeven
zijn,
door (23)
Het
bepalen
van
twee
e l a s t i s c h e p a r a m e t e r s l s voldoende
om
de
l o n g i t u d i n a l e en t r a n s v e r s a l e g e l u i d s n e l h e d e n t e kunnen b e r e k e n e n u i t de
formules 1
en 2.
een a a n t a l r e l a t i e s van de
U i t deze en voorgaande
tussen
geluidsnelheden
en e i g e n f r e q u e n t i e s
staaf:
p ^ p , t r a n a=
^1 =
. 1 ' ^"^^ " i T
Voor ƒ
. .: p,tran b
s u b s t i t u e e r a=b
Voor f
. ^ p,tors
c . - g r - l — • 2-1 • t K^Q^g
Voor de
:
en voor
r '
(1-V)
.
...
(25)
...
(26)
i n (25)
P
C T géén.
(t.w. de
zowel
V
slechts
c o n s t a n t e van P o i s s o n ) ,
B i j de t o e p a s s i n g van de f o r m u l e s 24 t.e.m. 26
op metingen b i j v e r s c h i l l e n d e t e m p e r a t u r e n d i e n t den d a t
?
(1 ^ V ) ( l - 2 y ) ^ ' ^p
b e r e k e n i n g van CL. u i t de e i g e n f r e q u e n t i e s i s dus
één e l a s t i s c h e p a r a m e t e r n o d i g
b e d a c h t t e wor-
a l s de s t a a f a f m e t i n g e n n i e t c o n s t a n t z i j n .
de t e m p e r a t u u r a f h a n k e l i j k h e i d van V s t a a t C en
formules volgen
de v e r a n d e r i n g
van de
i n f o r m a t i e i n appendix
staafafmetingen a l s
t e m p e r a t u u r wordt b e s p r o k e n i n a p p e n d i x E.
Over
f u n c t i e van de
13 3 EXPERIMENT
3^X.^sbadonderzoek 3.1.1
Inleidende experimenten
Er werd g e s t a r t met met
behulp
Vervolgens
h e t creëren
van een
stationair
van T I G - l a s a p p a r a t u u r i n een 22 mm werd h e t l a s b a d v a n u i t een
op de
d i k k e p l a a t Fe360. p l a a t staande
t a s t e r ultrasoon
a a n g e s t r a a l d ; d i t gebeurde v i a een
tie
B i j toepassing
i n de p l a a t .
v o o r een ling.
lasrobot i s
was
U.S.-taster a l s sensor
echter
tussen
boven
een
geschoven.
Het
bij
de
onderzoek t o e g e r u s t i s . Het lasperiode
(1
wisselende
scoopbeeld.
è. 3
en
temperatuur, De
USIP 11 van
het
de
firma
- r e c e i v e r d i e s p e c i a a l voor
U.S.-
minuten) c o n c l u s i e s Wel
s i g n a a l werd op
b l e e k m o e i l i j k t e z i j n om werd
i n de
korte
te trekken u i t het s t e r k
d u i d e l i j k dat
de t a s t e r s
af
en
warm werden: de a m p l i t u d e van de getoonde s i g n a l e n , waar-
onder d i e van de i n z e n d p u l s
begonnen
d a l e n . Een b l i j v e n d e b e s c h a d i g i n g komen worden. De b e h o e f t e op
een
aankoop van
later
ruimschoots goed
om
tijdstip
in
apparaat
tijd
v a n de t a s t e r s kon
f l i n k te
s t e e d s voor¬ teneinde
100 MHz-transiëntrecorder. Doordat instantie
en h e t hem
af
zekere
t e kunnen a n a l y s e r e n , l e i d d e t o t de
eerste
overschreed
na
de s i g n a l e n v a s t t e l e g g e n ,
een g e a v a n c e e r d e
fabrikant
tatief
rechte
de hand heen en weer
t a s t e r terugkerende
K r a u t k r a m e r i s een p u l s g e v e r
de
van
50 en 80 graden c e l c i u s l i g t , d e f e c t kunnen r a k e n .
scoopscherm van een USIP 11 weergegeven. De
ze
de b e s c h e r m i n g
critische
g e b r u i k t e 45»- en 60»-hoektasters werden met
toe t e
opstel-
t e g e n een t e hoge t e m p e r a t u u r . A l l e b e s c h i k b a r e
t a s t e r s en h o e k t a s t e r s zouden
hoek-
bodemreflec¬
d i t de meest voor de hand l i g g e n d e
De b e l a n g r i j k s t e overweging
de t a s t e r die
van een
lasbad
de
gestelde
l a t e r n i e t l u k t e om
te leveren,
levertijd een
moest e r n a a r een
kwali-
alterna¬
t i e v e opnamemethode g e z o c h t
worden. Deze werd gevonden i n de vorm
van
met
een
kleinbeeldcamera
tiJdmechanisme;
hiermee kon
het
14 scoopscherm
periodiek
g e f o t o g r a f e e r d worden
(minimumperiodetijd:
1 sec). De s t a n d t i j d over
te
van de
stappen
op
een
ongewenste r e f l e c t i e s 30 mm
t a s t e r s kon dikkere
tegen t e
i e t s v e r g r o o t worden door
plaat
Fe360.
aangeschaft.
Als
P a n a m e t r i c s m i c r o t a s t e r gekozen (2,25 bevatte
een
45»- en
480»C bedragen. schaft
(rechte
MHz);
deze
wel,
de
een
t a s t e r met
genoemde
om
een t w e e t a l hoge-
hoektaster MHz;
1/4"
werd
een
kristal).
Deze
60»-zool; de c o n t a c t t e m p e r a t u u r mocht
Van h e t z e l f d e
kon een
was
gaan t w e e z i j d i g v l a k g e s I e p e n t o t
d i k t e . D a a r n a a s t werd voor d i t onderzoek
temperatuurtasters
Deze
merk werd
een S . E . - t a s t e r aange-
g e s c h e i d e n zend- en o n t v a n g k r i s t a l ;
c o n t a c t t e m p e r a t u u r van maximumtemperaturen
5
400»C w e e r s t a a n . L e t
g e l d e n voor de k u n s t s t o f
z o l e n ; de k r i s t a l l e n mochten n i e t warmer worden dan 50»C. E r werd een t i e n t a l t a s t e r , gevolgd 45»-
lasproeven uitgevoerd
door een
paar e x p e r i m e n t e n
met
met
de 45»-micro-
de c o n v e n t i o n e l e
en 6 0 ' - h o e k t a s t e r s . Deze werden nu door een eenvoudige
i n r i c h t i n g op
klem-
h e t w e r k s t u k g e f i x e e r d . De s t r o o m s t e r k t e variëerde
van 100 t o t 225 A.
I n de p l a a t
o p p e r v l a k geboord
met
werden een
aantal putjes
b o o r t j e s van 03 of 02,5 mm.
i n het
De t a s t e r werd
dan z o d a n i g g e p o s i t i o n e e r d d a t deze p u t j e s een o p t i m a l e
reflectie
t e z i e n gaven. E r werd daarmee z e k e r h e i d v e r k r e g e n o v e r een goede koppeling tussen piek
(vóór
t a s t e r en
zou een
dergelijke
h e t l a s s e n ) een goed r e f e r e n t i e p u n t op h e t
scoopbeeld
vormen. De t e onderzoeken gang werd verwacht.
p l a a t . Daarnaast r e f l e c t i e van
de
vast/vloeibaar-over-
dan een s t u k j e voor de i n m i d d e l s verdwenen Omdat de v e r k r e g e n b e e l d e n n i e t
w a r e n , werd
conform de
fase-overgang
l e i d d e t o t h e t voornemen de S . E . - t a s t e r i n t e z e t t e n .
Deze h e e f t een het
zullen
worden.
Het vermoeden d a t de r e f l e c t i e van de g e z o c h t e
golven
verwachting
g e z o c h t n a a r een andere meetmethode. I n 3.1.6
t o c h e n k e l e r e s u l t a t e n besproken t e zwak was
boorputpiek
hogere
materiaal
frequentie in:
twee
en
hij
stuurt
longitudinale
f a c t o r e n d i e e l k voor een
iets
k l e i n e r e demping zorgen. De g r o o t s t e s i g n a a l w i n s t werd g e z o c h t i n een v e r k l e i n i n g
van de
a f s t a n d t u s s e n t a s t e r en lasbadwand.
Dit
15 kon
g e r e a l i s e e r d worden door de t a s t e r
i e t s dikkere
plaat te
ter.
( r e c h t onder h e t l a s b a d ) en i n 45»-
worden; voor
een u i t h o l l i n g met e e n eerste vereiste
de l a a t s t g e n o e m d e z o u i n de p l a a t
s c h u i n e wand
gemaakt moeten
worden. E e n
b i j deze p r o e f was e e n goede k o e l i n g v a n de t a s ¬
Om t e z i e n o f p e r s l u c h t k o e l i n g v a n t a s t e r
de m o g e l i j k h e d e n digheden p l a a t s .
onderkant van een
koppelen, n a m e l i j k 50 mm d i k Fe510 Nb. E r
zouden metingen i n 0 ° - p o s i t i e positie verricht
a a n de
e n plaatbodem t o t
behoorde, vond e e n s i m u l a t i e v a n de meetomstanI n een
tegen
de
plaatbodem
aangedrukt b l o k j e
R.V.S. ( t a s t e r s u b s t i t u u t ) r e g i s t r e e r d e e e n thermokoppel de températuur t i j d e n s het lassen. buizen geconstrueerd
Hieromheen
waardoor de
waren
l u c h t kon
twee c o n c e n t r i s c h e stromen. Het e f f e c -
t i e v e p l a a t o p p e r v l a k d a t door de l u c h t s t r o o m werd g e k o e l d
bedroeg
ongeveer 1500 mm'. D i t met v e e l g e s i s g e p a a r d gaande a f k o e l p r o c e s had e e n tot
n i e t - s i g n i f i c a n t e temperatuurverlaging
gevolg.
De
temperatuur
150»C.
Een
volgende
w a t e r k o e l i n g . H e l a a s b l e e k de het lasbadonderzoek.
B i j de
procent
v a n de plaatbodem r e c h t onder h e t
l a s b a d , was n a v i j f minuten l a s s e n met 200 hoog!
van t i e n
stap
A nog
a l t i j d veel t e
werd g e z e t i n de r i c h t i n g v a n
S E - t a s t e r ongeschikt
te zijn
voor
g e b r u i k t e v e r s t e r k i n g e n v a n 70 è. 80
dB g a f de t a s t e r na p l a a t s i n g op de p l a a t t e v e e l s t o o r p u l s e n a f . Nadat de S . E . - t a s t e r a f v i e l luidsgolven,
werd
besloten
a l s bron
door
v a n l o n g i t u d i n a l e ge-
e e n k l e i n e i n g r e e p de e e r d e r
g e b r u i k t e m i c r o h o e k t a s t e r h i e r v o o r g e s c h i k t t e maken
3.1.2
O p s t e l l i n g en meetmethode
De b o v e n z i j d e v a n e e n plaatselijk
zodanig
blok s t a a l
werd m.b.v. l a s a p p a r a t u u r
v e r h i t d a t e r e e n k l e i n e v l o e i b a r e zone o n t -
s t o n d : h e t l a s b a d . De l a s a p p a r a t u u r bestond trafo
met
(3.1.2).
daaraan
een
TIG-lastoorts
u i t een
(figuren
5 en
Miller
las-
6 ) . B i j het
T I G - l a s p r o c e s wordt g e b r u i k gemaakt van e e n w o l f r a a m e l e k t r o d e d i e ten
opzichte
van h e t s t a l e n werkstuk een negatieve p o t e n t i a a l
k r i j g t opgelegd.
Tussen e l e k t r o d e
en w e r k s t u k
wordt m.b.v. e e n
16 hoogfrequent ken.
Om
ontstekingsmechanisme
het ontstane lasbad t e
de t o o r t s ;
d i t heeft
beschermen s t r o o m t
t e v e n s een
a f s m e l t e n d e e l e k t r o d e . Z i e voor r a t u u r appendix
F. B i j
een e l e k t r i s c h e boog
een s t r o o m s t e r k t e
horende boogspanning van c i r c a 11 V v l a k t e doorsnee
variërend van
t u s s e n 5 en 6 mm
lag.
e r argon door
koelende f u n c t i e d e t a i l s over
voor de
t o o r t s en
niet
lasappa-
van 200 A en een
had h e t
10 t o t
getrok-
bij-
s m e l t b a d een opper-
14 mm,
en een d i e p t e d i e
De g e b r u i k t e b l o k k e n hadden een a f m e t i n g van 205 « 120 mm.
Ze
waren
uit
een
* 50
p l a a t F e S l O Nb gezaagd; de w a l s h u i d
aan
onder- en bovenkant was n i e t v e r w i j d e r d . Aan de o n d e r z i j d e bevond z i c h een
u i t h o l l i n g met twee wanden d i e een hoek van 45° met
p l a a t o p p e r v l a k maakten ( f i g . 7 ) .
De
rechte
u l t r a s o o n t a s t e r werd
t e g e n één van deze wanden g e z e t , z o d a t h e t m o g e l i j k werd om een hoek l o n g i t u d i n a l e g o l v e n
het
het
materiaal
in
te
onder
sturen.
De
u i t h o l l i n g was g e r e a l i s e e r d m i d d e l s een e e n s t a p s v o n k v e r s p a n i n g s p r o c e s ; de o p p e r v l a k t e r u w h e i d was t o e r e i k e n d voor Er
werd
geen g e b r u i k
gemaakt van
U.S.-onderzoek.
de m o g e l i j k h e i d
r e c h t onder de l a s t e p l a a t s e n (O* p o s i t i e ) .
om de
G e v r e e s d werd d a t de
t a s t e r t e m p e r a t u u r ondanks de w a t e r k o e l i n g t e hoog zou Als taster
werd een ontmantelde
g e b r u i k t ; zonder rechte
taster
warmtebestendige fungeren.
d.m.v. een m e s s i n g en
plaat
Ultragel
werd
Panametrics microhoektaster
zool
figuur
dicht b i j
namelijk a l s
j u k t e g e n de p l a a t werd g e d r u k t . T u s s e n
taster
een koppelmiddel t o e g e p a s t ; i n d i t g e v a l g e p l a a t s t dat
p a k k i n g t e g e n de p l a a t werd a a n g e s c h r o e f d de t a s t e r
van de
met
(figuur 9 ) .
w a t e r i n l a a t een
b u i s j e dat
uitmondde. D i t was gedaan om rond de
een z e k e r e s t r o m i n g t e v e r o o r z a k e n . Om een
deze
taster
Binnenin zat a l s verlengstuk
in
kon
I I . Over de t a s t e r werd een w a t e r h u i s
een r u b b e r
oplopen.
8 i s t e z i e n hoe de
altijd
In
taster
t e voorkomen d a t de
taster taster
l u c h t b e l zou komen t e z i t t e n , werd h e t op de p l a a t gemon-
t e e r d e b a k j e i n omgekeerde p o s i t i e aangebrachte
ontluchtingsnippeltje
l u c h t ontsnappen.
met kon
water
tijdens
R e c h t s a c h t e r deze n i p p e l i s
voor h e t t a s t e r s i g n a a l k a b e l t j e
zichtbaar.
gevuld. de
het
Door h e t vullen
de
doorgangsplaats
17 Als pulsgever
en - r e c e i v e r w e r d e e n USIP 11 v a n Krautkramer
g e b r u i k t . Met d i t a p p a r a a t kan e e n drietal
signaalvormen
om
naar
s t u r e n . E r werd u i t s l u i t e n d gemaakt. Het rond de
v a n de
nulwaarde
werd door
de USIP
gemaakt u i t e e n
de i n r u s t v e r k e r e n d e t a s t e r t e
van
de
meest
steile
piek gebruik
t a s t e r terugkerende s i g n a a l bestond u i t een schommelend
potentiaalverschil.
Dit
signaal
11 e e r s t g e l i j k g e r i c h t ; v e r v o l g e n s werd op h e t
o s c i l l o s c o o p s c h e r m de als functie
keuze worden
van de
omhullende v a n
het g e l i j k g e r i c h t e
signaal
t i j d g e p r o j e c t e e r d . De i j k i n g v a n de a p p a r a -
t u u r gebeurde m.b.v. e e n FeSlO i j k b l o k met bekende a f m e t i n g e n . t i j d s c h a a l van
h e t scoopscherm
De
werd n i e t g e i j k t op t r a n s i t t i m e ,
maar op de door de g e l u i d s p u l s a f g e l e g d e weg ( h e t getoonde b e r e i k l i e p van O t o t 100 mm). Het b e e l d s c h e r m v a n de USIP 11 kon g e f o t o g r a f e e r d worden met een Nikon F2 k l e i n b e e l d c a m e r a . Het g e b r u i k en e e n
seconde.
t a s t e r a a n s l a g 500
Aangezien
Hz bedroeg,
de h e r h a l i n g s f r e q u e n t i e werden e r p e r f o t o c a . 62
v e r s c h i l l e n d e b e e l d e n g e r e g i s t r e e r d . Met de camera van 36
400 ASA f i l m
v o l l e l e n s o p e n i n g v a n f 2 . 8 l e i d d e t o t h e t g e b r u i k van een
s l u i t e r t i j d v a n 1/8 van de
van een
opnamen p e r
f i l m gemaakt
kon e e n s e r i e
worden; voor h e t f i l m t r a n s p o r t
zorgde e e n aangekoppelde m o t o r d r i v e .
Met
een
e l e k t r i s c h e timer
kon h e t f o t o g r a f e r e n g e a u t o m a t i s e e r d worden. D i t a p p a r a a t b e v a t t e twee t i j d k l o k k e n d i e o n a f h a n k e l i j k v a n e l k a a r t r a p l o o s i n s t e l b a a r waren. Met
de e e r s t e
k l o k kon e e n w a c h t t i j d i n g e s t e l d worden en
met de tweede de p e r i o d e t i j d v a n de p u l s a f g i f t e . t i j d e n van b i n a t i e van
0,1 seconde pulsgever
formeel mogelijk en
was n i e t g e h e e l f e i l l o o s .
waren, l e v e r d e de com-
camera-instelling
s e c ) een minimumtijd v a n 1 seconde
Hoewel p e r i o d e -
( s l u i t e r t i j d 0,125
op. De w e r k i n g van h e t s y s t e e m
Veelvuldig traden
er hinderlijke
sto-
r i n g e n op z o a l s h e t n i e t nemen v a n e e n f o t o na p u l s a f g i f t e en h e t n i e t s t o p p e n b i j h e t b e r e i k e n v a n de i n g e s t e l d e h o e v e e l h e i d opna-
18
TABEL 3: L a s p r o e v e n
met de r e c h t e t a s t e r
Film
I (A)
1.1 1.2 1.3 1.4
21 22 22 23
100 150 200 200
1.5
24
200
2. 1 2.2
25 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
200 200
Proef
2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
Er
werden
P l a a t 1; met
ca. 45° A l s 1.1 A l s 1.1 A l s 1.1
200 200 200 200 var. 200 200
op twee
Afkoelingsverloop Afwijkende l i g g i n g Afwijkende l i g g i n g I l o o p t van 150 t o t 250 A Afkoelingsverloop Afkoelingsverloop
blokken
lasproeven uitgevoerd.
staat in
volgorde
boorputje
V e r p l a a t s i n g v a n l a s b a d naar achteren t i j d e n s het l a s s e n D i v e r s e v e r p l a a t s i n g e n van het lasbad Plaat 2 Geen t a s t e r r e s e t na 2.1 Afkoelingsverloop
55° 44° 44° 44° 44° 29° (38° ) (50° ) 44° 50° 50° 38° 38°
z i c h t van de l a s p r o e v e n chronologische
Bi j z o n d e r h e d e n
Hoek
t a b e l 3.
weergegeven;
Een o v e r -
De p r o e v e n
staan i n
h e t e e r s t e c i j f e r van h e t
proefnummer g e e f t h e t plaatnummer aan. Onder "hoek" s t a a t t e l k e n s de hoek
vermeld t u s s e n de v e r b i n d i n g s l i j n van de t a s t e r naar h e t
lasbadmidden e n e r z i j d s , en de derzijds. Plaat proberen.
Op de p l a a t s waar h e t c e n t r u m van (alleen
boven t e
b i j de
staan. Er
eerste proef).
werden op
t a s t e r bleek
i n deze
stroomsterkten
het
a l s indica-
de boog r e c h t
drie lasproeven van 100,
uit-
150 en 200
g e v a l l e n goed t e f u n c t i o n e r e n en e r
werd b e s l o t e n om de s t r o o m s t e r k t e nemen. H i e r n a
H i e r kwam
deze p l a a t s
op u i t t e
de g e l u i d s b u n d e l
werd e e n b o o r p u t j e a a n g e b r a c h t
g e v o e r d met a c h t e r e e n v o l g e n s A. De
h e t p l a a t o p p e r v l a k an-
1 werd g e b r u i k t om e n k e l e meetmethoden
p l a a t o p p e r v l a k sneed, tiepunt
normaal op
van
200
A
als
standaard t e
werd t i j d e n s een t w e e t a l l a s p r o e v e n de boog e n k e l e
malen v e r p l a a t s t . Het tweede b l o k werd
benut om
v a n u i t de v a s t e
19 tasterpositie
van
45°,
het
t u s s e n 29° en 55° ( t . o . v . de f i g u u r 10
waar t e nemen onder h o e k e n
normaal op
het p l a a t o p p e r v l a k ) . I n
z i j n de v e r s c h i l l e n d e l a s p o s i t i e s onder v e r m e l d i n g van
de hoek weergegeven. B i j l a s t ; de
lasbad
derde e n
a l s enige
meerdere malen ge-
l a a t s t e k e e r werd de s t r o o m s t e r k t e t i j d e n s de
l a s p r o e f gevariëerd doorsnee van
44° werd
t o t een
het blok
maximum van
250 A.
L a t e r werd een
gemaakt om e e n m a c r o s c o p i s c h b e e l d van de
a f m e t i n g e n van h e t l a s b a d en d i e van de warmte-beïnvloede-zone t e krijgen. B i j elke
p r o e f werden
gedurende 2 èi 2,5 minuut opnamen ge-
maakt van de s c o o p b e e l d e n . Soms gebeurde
d a t met
constante
senpozen (5 è. 10 s e c ) , a n d e r e k e r e n werd t e l k e n s een s e r i e s n e l a c h t e r e l k a a r genomen enige
tientallen
seconden.
afkoelingsverloop nieuwe f i l m .
( 1 s e c ) , gevolgd door Na
dit
gebeurde
v e r w i s s e l e n van
i n t a c t g e l a t e n , z o d a t de t o t a l e l a s d u u r minuut. T u s s e n
de proeven
een
een pauze van telkens
op een
de f i l m s werd de boog
dan o p l i e p
tot 5
è 5,5
door vond i n h e t algemeen een t a s t e r -
r e s e t p l a a t s , d.w.z. d a t de t a s t e r van de er
foto's
sommige l a s p r o e v e n werd ook h e t
geregistreerd;
T i j d e n s het
tus-
p l a a t werd
gehaald en
nieuw l a a g j e koppelmiddel werd a a n g e b r a c h t . D i t was n o d i g
omdat de g e b r u i k t e U l t r a g e l
3.1.3
I I e n i g z i n s o p l o s t e i n water.
Waarnemingen
De e e r s t e waarnemingen g e l a s t werd.
Naast een
konden
verricht
dode zone
van 30
d u i d e l i j k e r e f l e c t i e p i e k e n aanwezig. De o n r e g e l m a t i g h e d e n van 1.1 was e r i n h e t boord; h i e r v a n
hiervan
lag i n
( w a l s h u i d ) . Voor p r o e f
klein
i n d i c a t i e p u t j e ge-
werd één s c h e r p e p i e k v e r w a c h t . I n p l a a t s d a a r v a n
was e r een p i e k z o n e scoopscherm ( f i g . v e e r 25 mm
een
voordat e r
è 40 ram, waren e r a l
oorzaak
het plaatoppervlak
plaatoppervlak
worden
van 59
mm t o t
c a . 78
mm z i c h t b a a r
op h e t
1 1 ) ; d i t komt o v e r e e n met een g e b i e d van onge-
l a n g s h e t o p p e r v l a k gemeten. D i t g e b i e d was nog g r o t e r
voor aanvang
van p r o e f
2.8. H i e r was een p i e k z o n e v a n 56 mm t o t
20 88 ram z i c h t b a a r een
(fig.
g e b i e d met een
was
45";
de
l e n g t e van
reflecties
t u s s e n 36» en 59° bovenstaande
1 2 ) ; gemeten l a n g s h e t o p p e r v l a k b e t r o f 42 mm.
van
( t . o . v . de
gevallen
t e g e n de w a l s h u i d .
was
Na
normaal op
D i r e c t na het o n t s t e k e n
was
de USIP
taster
kwamen u i t een
gebied
de plaatbodem).
I n de
zone met
sprake
de p l a a t
(fig.
van de
11. Na Een
van
van
een
en v i j f
een
samen met een
r e f l e c t i e tegen
b a a r van
het s m e l t b a d .
In figuur
tingen
liepen
verklaard
bovenoppervlak; van
47
worden
mm
uit
temperatuur g e e f t g r o t e r e Ora t e
z i e n of
h e t l a s b a d van
het l a s s e n
de
tot
het
op een ram.
f i g u u r 18.
1.1;
doen had,
81 mm.
afstandschaal.
Bij
t o t 71 ram
lasbadoppervlak-afmev e r s c h i l kan
eenvoudig
temperatuuref f ect
proef
1.4
(hogere
de boog t i j d e n s
over het oppervlak naar achDe
b e g i n p o s i t i e was
h e t s c o o p b e e l d v l a k voor de p r o e f
dezelfde
i s te zien i n
De f i g u r e n 19 en 20 z i j n na ongeveer a n d e r h a l v e minuut werd na r u i m twee minuten gemaakt.
deze f o t o ' s i s t e l k e n s een v a s t e begint
tot
f l u c t u e r e n d e zone i n d e r d a a d
werd b i j
centimeter
l a s s e n genomen en f i g u u r 21 de opname)
70 mm
transittime).
t e r e n geschoven ( t . o . v . de t a s t e r ) . a l s i n proef
Het
optredend
breedte
lasbadoppervlak,
zone van 53 mm
werkelijke 61
situ-
deden vermoeden
15 l i e p de zone van
de g e s i g n a l e e r d e
ongeveer een
sterk
de overgang v a s t / v l o e i -
c a . 85 ram op de voor kamertemperatuur g e i j k t e het
niet
d e r g e l i j k e zone i s t e
r e f l e c t i e tegen het
dat w i j z e n
het
h e l e minuut l a s s e n
karakter ervan
eventueel
langs
gebruikte
minuten weergeven. De
sprake
kamertemperatuur zou
ver-
t e r w i j l de f i g u r e n 16 en 17 de
h e t g e b i e d en h e t f l u c t u e r e n d e was
een
l a s b o o g werd b i j de
dat h i e r
ken
werd e r
v e e l f l u c t u a t i e s z i c h t b a a r op
voorbeeld
a t i e na r e s p e c t i e v e l i j k één
reflecties
13).
een h a l v e t o t een
z i e n i n de f i g u r e n 14 en 15,
met
van
d i t g e b i e d v e e l a l u i t e e n g e v a l l e n i n e n k e l e , a l dan
variërende p i e k e n .
van
van de
hoofdzakelijk
a f k o e l i n g van
v e r s t e r k i n g v e e l a l een
inzendhoek
de w a l s h u i d
g e l i j k b a a r piekpatroon z i c h t b a a r
scherm van
De
dat
(d.w.z. n i e t f l u c t u e r e n d
tijdens
p i e k t e z i e n op 61 ram. Een zone met f l u c t u e r e n d e op c a . 64 rara of 67 mm
en e i n d i g t op
Na 3}i minuut vond de v e r p l a a t s i n g van
Op
pie-
ongeveer 79 ram è, het l a s b a d
plaats.
21 In figuur
22 i s een
n i e t - f l u c t u e r e n d e zone t e z i e n v a n 59 mm
c i r c a 71 mm
( p i e k e i n d e 74 mm).
b a a r , deze
ligt
men.
23 g e e f t c a . 25
Figuur
pieken 75 mm
met een
i s een
nieuwe p i e k
i n een g e b i e d waar voorheen geen p i e k e n
de
laatste
de p i e k e n
s e c na op 88
de v e r p l a a t s i n g
mm
op
de
welke a f s t a n d
omhoog
10
mm.
de r e f l e c t i e p u n t e n
dan
de
z i c h langs
laatste
b e p e r k t de waarde
van de
c o n s t a t e r i n g dat
van
deze
een v e r p l a a t s i n g
op
een
las-
tempera-
kan berekend worden o v e r het oppervlak
zone een
Doordat e r n a t u u r l i j k wel s p r a k e
tuurinvloed,
viertal
komt. A l s aangenomen
gehouden wordt met
geluidsnelheid,
waargenomen en voor
van
voorkwa-
een
p l a a t s t hebben. Voor de b e g i n p l e k werd een a f s t a n d van mm
zicht-
a f k o m s t i g z i j n van r e f l e c t i e t e g e n h e t
b a d o p p e r v l a k en e r geen r e k e n i n g tuuref f ect
88 mm
f l u c t u e r e n d k a r a k t e r t e z i e n , waarvan de e e r s t e
l i g t en
wordt d a t
Op
tot
was
van h e t
13 mm
èi 17
verplaatsing
van een
bepaling
ver-
tempera-
zich
tot
lasbad l e i d t tot
v e r s c h u i v i n g van de f l u c t u e r e n d e zone i n een
te
verwachten
de een
rich-
ting. In haald. 1.1.
proef Nu
was
1.5
werd
h e t e x p e r i m e n t i n g e w i j z i g d e vorm h e r -
de s t a r t p o s i t i e ongeveer 2 cm a c h t e r d i e
Tijdens
het lassen
werd de
boog tweemaal
bewogen en t o e n weer 2 cm n a a r a c h t e r e n .
T u s s e n de
pieken
van
door,
waren weer
verschuivingen
f l u c t u e r e n d e zone i n de j u i s t e r i c h t i n g t e De zogenaamde n i e t - f l u c t u e r e n d e a m p l i t u d e variëren, van de p i e k e n vice versa. t.e.m. 28,
kon
z i j het
ook
Voorbeelden h i e r v a n d i e met een
Een
aantal
malen
Zodra de boog werd veranderen. I n pieken
c a . 1 cm diverse
proef terugvaste
de b e g i n p l e k van
de
constateren. konden
eveneens i n
l a g e r e f r e q u e n t i e . Het
v e r a n d e r e n van
karakter
" v a s t " n a a r " f l u c t u e r e n d " en
z i j n t e v i n d e n i n de f i g u r e n
24
t u s s e n t i j d van 5 seconde genomen z i j n .
Tot s l o t v o l g e n nog 1.
met
pieken
van
een
drietal
aanvullingen
op
de
waar-
werd h e t a f k o e l i n g s v e r l o o p g e r e g i s t r e e r d .
u i t g e s c h a k e l d begon
de e e r s t e minuut s t e g e n
op o n v o o r s p e l b a r e w i j z e .
het scoopbeeld
sterk te
en d a a l d e n oude en
nieuwe
22 2. De
v a r i a t i e van
de s t r o o m s t e r k t e
i n proef
2.7 (44°)
leidde
n i e t t o t r e s u l t a t e n door de s l e c h t e k w a l i t e i t van de opnamen. 3.
In
f i g u u r 29
i s een
snede t e z i e n . H i e r i n van 29°,
de
proeven 2.1,
50°
en
3.1.4
z i j n achtereenvolgens 2.7,
2.4,
V e r w e r k i n g van
2.9
en
de
2.8
beschrijving
voren dat
e r vaak
van
de
(de hoeken 55°,
waarnemingen
vele pieken
3.1.3
een o v e r z i c h t
(walshuid)
Lasbadwand: overgang v a s t / v l o e i b a a r
/ lucht
staal
4. Lasbadachterwand: overgang v l o e i b a a r / v a s t s t a a l r e f l e c t i e s tegen het scheurtjes
e f f e c t e n dan
via
lasbadoppervlak.
en v e r o n t r e i n i g i n g e n geven v e e l meer s t o o r -
b i j h e t v e e l t o e g e p a s t e n i e t - d e s t r u c t i e f U.S.-onder-
zoek, doordat nu een Reflectie
r e l a t i e f hoge v e r s t e r k i n g werd t o e g e p a s t
tegen het
l o n g i t u d i n a l e golven
wel
l a s b a d o p p e r v l a k werd verwacht,
t o t h e t vermoeden d a t e r van Een
o o r z a a k zou
in
het
gebruikte
van de waarnemi ngen l e i d d e
l a a t s t e wel
d e g e l i j k sprake
van
o p p e r v l a k t e r i m p e l s . Het
v e r s c h i l tussen
t o t h e t d i c h t s b i J z i J d e en h e t v e r s t g e l e g e n
h e t scoopscherm een
was.
zone
konden i n
die breder
d i t geval was
dan
12 mm
t u u r e f f e c t ). Datgene waar i n e e r s t e i n s t a n t i e
en de
opper-
v l a k t e r e f l e c t i e p u n t bedroeg b i j de proeven op p l a a t 2 maximaal worden i n
in
kunnen l i g g e n i n de kromming van h e t o p p e r v l a k
onstaan
tasterafstanden
het
b i j de
(80
e c h t e r geen t e r u g k a a t s i n g
de r i c h t i n g van de t a s t e r . B e s t u d e r i n g
Op
te
koppellaag
2. L a s b a d o p p e r v l a k : overgang v l o e i b a a r s t a a l
mm.
het
insluitsels
« Oppervlakte-onregelmatigheden
dB).
in
mogelijke reflectiebronnen.
* S c h e u r t j e s en
Eventuele
44°,
t e g e l i j k e r t i j d op
i s daarom goed om
1. « I n t e r n e r e f l e c t i e s i n t a s t e r en
3.
lassen zichtbaar
waarnemingen
b e e l d s c h e r m waren t e z i e n . Het geven van
de aangeëtste p l a a t d o o r -
38°).
U i t de g l o b a l e komt n a a r
macro-opname van
12
reflecties
verwacht
(door h e t
tempera-
n a a r g e z o c h t werd.
23 de r e f l e c t i e
t e g e n de overgang v a s t / v l o e i b a a r , zou
t e n worden aan
het
genoemde zone. ken
b e g i n van,
Het
a f k o m s t i g van
of vóór
gevonden moe-
de e e r s t e
p i e k e n van
m i n s t w a a r s c h i j n l i j k i s h e t o p t r e d e n van
geluidsgolven
die eerst
tegen het
pie-
lasbadopper-
v l a k r e f l e c t e r e n , v e r v o l g e n s t e g e n de overgang v l o e i b a a r / v a s t , u i t e i n d e l i j k v i a een ting
taster
tweede o p p e r v l a k t e w e e r k a a t s i n g hun
vervolgen.
Om
te
waarneembaar h e e f t voorgedaan, waar de De worden.
1asbadopperv1aktez one genoemde Een
kere z i c h
wat op
golf
o o r z a a k van van
het
h e e f t een
Het men
op.
eerst
optreedt.
40
l i g t een
Een
bolvormige
en
is
terug-
belangrijke de
zwakte
reflectiewand
R-waarde van d e z e l f d e g r o o t t e :
h e t p i e k p r o f i e l l e v e r t ook
a f h a n k e l i j k van de c o m b i n a t i e k i n g afhangen. I n h e t
ster-
en de f a s e - o v e r g a n g v a s t / ¬
b e g i n a l s h e t e i n d van een
i s geschetst
a l s een
i n to-
dB.
i n t e r p r e t e r e n van Zowel h e t
zichtbaar
reflectiepieken in
signaal.
h e e f t een
v e r l i e s van
p i e k b e g i n van
moeten worden
de heengaande
Verder
reflectiecoëfficient van 0,1
f i g u u r 30
bekend
de t a s t e r b e v i n d t . Het
i n t e r f e r e n t i e van
gereflecteerde
rich-
op h e t scoopscherm p r e c i e s ophoudt.
h e t n i e t waarnemen van
Vloeibaar s t a a l t a a l een
zal
k o r t e r e a f s t a n d van
uitdoving
en
weten of deze m o g e l i j k h e i d z i c h
zwakkere bron wordt n i e t z i c h t b a a r
m o g e l i j k dat e r door komende
weg
reflectiebronnen zullen niet allemaal
iets
de
hoe
wat
getoonde p i e k
s i g n a a l s t e r k t e en is
bij
het
zijn
versterking.
de b e g i n en e i n d p u n t e n van de
algemeen
probleIn
verster-
U.S.-onderzoek het
belang. B i j het U.S.-lasbadonderzoek i s e r s p e c i a l e
b e l a n g s t e l l i n g voor het b e g i n van de
l a a t s t e p i e k van
het
lasbad,
t e r w i j l v e e l a l a l l e e n het e i n d p u n t h i e r v a n z i c h t b a a r i s . Doordat klopt
geluidsnelheid
b i j hogere t e m p e r a t u u r afneemt,
de k a m e r t e m p e r a t u u r - i j k i n g v a n
lasproeven. om
de Daarom
werd e r een
t e c o r r i g e r e n voor
l u i d s p u l s van
USIP
stukken verdeeld.
Voor e l k
gingsfactor
de
11 De
l a s b a d o p p e r v l a k wordt van deze
transittime
niet
transittime-delay-model
het t e m p e r a t u u r e f f e c t .
taster tot
voor
de
weg
s t a n d e n op t e meten i n de gemaakte macro
en deze
de
opgesteld van de
ge-
daartoe i n v i e r
t r a j e c t e n werd
b e p a a l d . Door
voor
een
verlen-
de r e l e v a n t e met
de
af-
verlen-
24 gingsfactor t e
v e r m e n i g v u l d i g e n , kan
welke p l a a t s een b e p a a l d e z i e n zou
moeten z i j n .
a c h t e r a f b e p a a l d worden op
reflectiepiek
De a f s t a n d e n
op
op de
het
scoopscherm
te
a f s t a n d s c h a a l van de
USIP 11 worden u i t e r a a r d op d e z e l f d e w i j z e beïnvloed a l s T a b e l 4: Gegevens van h e t t r a n s i t t i m e - d e l a y - m o d e l Begrenzingen ("O
Zone
20 400 750 1500
A B C D
de t r a n s i t t i m e .
t d
400 750 - 1500 ?
1 ,02 1 ,08 1,2 1,5
I n de bovenstaande
tabel
s t a a n de
met hun r e s p e c t i e v e l i j k e v e r l e n g i n g s f a c t o r e n b e r e k e n i n g van verband
de v e r l e n g i n g s f a c t o r
tussen
a l s geschetst
geluidsnelheid
i s in
f i g u u r 31.
e e n v o u d i g h e i d s h a l v e een l i n e a i r d e r s t e l d . De
en
gebieden
( t c ) vermeld. B i j
i s gebruik
(appen-
g e b i e d e n A, B en C wordt
v e r l o o p van de t e m p e r a t u u r
w e r k e l i j k e temperatuur
i n zone
veron-
D, h e t l a s b a d ,
graden hoger
dan 1500
deze hogere t e m p e r a t u u r op de g e l u i d s n e l h e i d i s n i e t
het
Er i s v e r o n d e r s t e l d d a t de aangeëtste g e b i e d e n
lassen austenitisch z i j n
van de
een
t e m p e r a t u u r van 1800 °C l i g g e n t u s s e n 1,48 en 1,57. De
750°C-grens i s h e t b e g i n van de z i c h t b a r e a a n e t s i n g van de doorsnede.
was
°C. De
p r e c i e s bekend. Naar v e r w a c h t i n g z a l de v e r l e n g i n g s f a c t o r b i j gemiddelde
de
gemaakt van h e t
t e m p e r a t u u r van S t 3 4
I n de
n a a r v e r w a c h t i n g e n k e l e honderden i n v l o e d van
vier
geweest; de
werkelijke
plaattijdens
temperatuur
z i c h t b a r e g r e n s z a l t u s s e n 700°C en 900»C l i g g e n . De
loop
van de 400°C g r e n s i s onbekend; i n h e t model wordt aangenomen d a t de l e n g t e van zone B 1/3 d e e l van de som sittime-delay-model k r i j g t flexibiliteit:
door
het
door deze verschuiven
van A en B i s . Het
opzet een
tran-
z e k e r e mate van
van de 400»C-grens i s h e t
model eenvoudig aan t e p a s s e n aan de waarnemingen.
25 3.1.5
Toepassing van h e t t r a n s i t t i m e - d e l a y - m o d e l
U i t de aangeëtste doorsnede v a n de de a f s t a n d e n
t u s s e n de
lijn
(fig.
2 9 ) werden
t a s t e r en e e n p a a r punten v a n h e t l a s b a d
b e p a a l d . De h o e k waaronder e e n l a s b a d d i e de
lassen
bekeken werd,
was de hoek
t u s s e n h e t midden v a n h e t l a s b a d o p p e r v l a k en de t a s -
t e r maakte met de normaal op h e t p l a a t o p p e r v l a k . t e r i s e r i n g vond
plaats a l s
De l a s b a d k a r a k -
g e s c h e t s t i n f i g u u r 32. Het d i c h t s t
b i j de t a s t e r g e l e g e n punt op de lasbadwand werd punt
1 genoemd.
De punten 2 en 4 vormden de b e g r e n z i n g e n v a n h e t l a s b a d o p p e r v l a k , t e r w i j l punt 3 i n h e t midden
ervan lag.
De r e s u l t a t e n
v a n deze
opmetingen z i j n t e v i n d e n onder h e t k o p j e " w e r k e l i j k e a f s t a n d " i n t a b e l 5. Van e l k e
afstand
T a b e l 5: A f s t a n d v a n t a s t e r t o t l a s b a d
Punt 1 2 3 4
Proef
2.1
2.8
2. 7
2.9
2.4
Hoek
55»
50»
44»
38»
29»
Ligging
Werkelijke afstand
Wand Oppervlak Oppervlak Oppervlak
74,5 74,0 79,5 85,5
63,0 65,0 70,5 71 ,0
57,0 58,0 63,5 69,0
(mm)
52,5 53,5 58,0 62,5
V i r t u e l e af stand 1 2 3 4
Wand Oppervlak Oppervlak Oppervlak
78 85 94
66 68 76 76
60 61 69 77
47,0 50,0 52,5 55,0
(mm) 55 56 63 69
49 53 57 61
werd b e p a a l d welk d e e l i n h e t l a s b a d l a g (zone D) en hoe g r o o t de a f s t a n d door h e t aangeëtste g e b i e d (zone C ) was. Door nu de l e n g t e v a n e l k e zone factor te
met de
i n tabel
v e r m e n i g v u l d i g e n , werd
4 vermelde bekend op
transittime-delaywelke p l a a t s op h e t
scoopscherm e e n r e f l e c t i e v a n de punten 1 t.e.m. moeten worden; stand".
z i e voor
4 z i c h t b a a r had
r e s u l t a t e n t a b e l 5, onder " v i r t u e l e a f -
26 U i t v e r g e l i j k i n g van de v i r t u e l e a f s t a n d e n en 2
b l i j k t dat
t o t de
punten 1
deze d i c h t b i j e l k a a r l i g g e n . A l s h e t
lasbadop-
p e r v l a k a l vanaf punt
2 reflecties
het m o e i l i j k
r e f l e c t i e s a f k o m s t i g van de lasbadwand a l s
z i j n om
z o d a n i g t e herkennen. lijkt
stuurt, z a l
A l l e e n i n h e t g e v a l van p r o e f 2.4
d a a r een m o g e l i j k h e i d t e l i g g e n .
voor e l k
I n het
(29°)
hiernavolgende z a l
van de l a s s e n u i t t a b e l 3 b e s c h r e v e n worden i n h o e v e r r e
de waarnemingen i n f o r m a t i e geven
over r e f l e c t i e
wand, h e t l a s b a d o p p e r v l a k en de P r o e f 2.1
en 94
door de l a s b a d -
lasbadachterwand.
(55°)
R e f l e c t i e s afkomstig 77 mm
richting taster
mm.
van h e t
Er
werd b i j
l a s b a d zouden moeten l i g g e n t u s s e n deze p r o e f
geen f l u c t u e r e n d e zone
z i c h t b a a r . K o r t na h e t b e g i n van h e t l a s p r o c e s o n t s t o n d een f l u c t u e r e n d e p i e k op c a . 88 mm;
deze werd langzaam
licht
k l e i n e r en
was
na een minuut verdwenen. P r o e f 2.^ ^^(?°) B i j 50° werden l a s b a d o p p e r v l a k t e r e f l e c t i e s verwacht
tussen
en 76 mm.
een
vaste
Op de meeste f o t o ' s was van 56 t o t 70
pieken
zichtbaar.
Op
zone
v e r s c h i l l e n d e f o t o ' s was een
t u e r e n d e zone z i c h t b a a r van 70 mm
t o t 78 è. 85 mm.
e n k e l e f o t o ' s een p i e k op 92 è 93 mm r e f l e c t i e t e g e n de
mm
lasbadachterwand
Tevens
zijn,
ten
op 66 mm
gevolge van
P r o e f 2.7
met
fluc-
omhoog. Het o p t r e d e n van wordt
ondermeer
zou a l l e e n b i j een s t e r k s i g n a a l de a a n w e z i g h e i d
mm
kwam op door
f o t o ' s e n i g s z i n s a a n n e m e l i j k gemaakt. De g e z o c h t e r e f l e c t i e de lasbadwand
68
een deze
tegen
opgemerkt
van andere p i e k e n op h e t
(44°)
Het l a s b a d l a g h i e r op een v i r t u e l e a f s t a n d van 61 ram t o t
77
Het a f l e z e n
zonder
resultaat.
van de
Van 58 t o t 65 mm
aanwezig.
Daarnaast
75 è. 76
mm
83 mm
te lichte
zouden
f i l m was
was weer
l a s t i g , maar n i e t
een zone
met
vaste pieken
werden e r f l u c t u e r e n d e p i e k e n op 67 mm
waargenomen.
Enkele kleine
mm.
en op
fluctuerende piekjes
op
weer kunnen w i j z e n op meervoudige r e f l e c t i e s i n h e t
27
De v e r w a c h t e l a s b a d z o n e gegeven t e
v a n 56 mm
worden door
t o t 69
mm l i j k t
a a r d i g weer-
e e n a a n t a l p i e k j e s waarvan de e e r s t e be-
g i n t op 57 mm en de l a a t s t e op 73 k 75 mm. Op e e n p a a r f o t o ' s was nog
e e n f l u c t u e r e n d e p i e k z i c h t b a a r op 85 mm. Proef
2.4 (29°)
L a s b a d r e f l e c t i e werden v e r w a c h t t u s s e n 53 en 61 mm e n e e n l a s b a d w a n d r e f l e c t i e op 49 mm. Geen v a n deze v e r w a c h t i n g e n l a s b a d w a n d r e f l e c t i e was
i n het geheel
kwam u i t . De
n i e t z i c h t b a a r en de f l u c -
t u e r e n d e zone l o o p t v a n 59 k 61 mm t o t c a . 67 mm. E e n p i e k mm l i j k t
een v a s t e piek t e z i j n .
3.1.6 Het met
op 70
Toepassing
b i j t r a n s v e r s a l e golven
onder e e n hoek v a n 29° t o t 55° a a n s t r a l e n v a n h e t l a s b a d
longitudinale
gezochte
g o l v e n had
geen d u i d e l i j k e
vast/vloeibaar-overgang
z i j n d e en v e r s t g e l e g e n genomen. Daarom
t o t g e v o l g . B i j de d i c h t s b i j -
l a s werd e r geen l a s b a d w a n d r e f l e c t i e waar-
l e e k h e t i n t e r e s s a n t om nog eens t e k i j k e n
de opnamen v a n e n k e l e
i n l e i d e n d e proeven,
sale
werd
golven
gebruik
gemaakt.
i n vloeistoffen,
met
aan
zekerheid
kunnen worden.
Bovendien
overgang v a s t / v l o e i b a a r
zodat
een f a c t o r
geluidsgolven
eventuele
1asbadwandreflecties
i s de
naar
w a a r b i j van t r a n s v e r -
Transversale
planten z i c h n i e t voort grotere
waarneming v a n de
pieken
toegeschreven
reflectiecoëff i c i e n t
t e g e n de
t i e n hoger, a l kwam d i t v o l -
gens L o t t C63 b i j twee e x p e r i m e n t e n n i e t t o t
u i t i n g i n een v e r -
hoogde a m p l i t u d e . I n d i t v e r s l a g werden e e n a a n t a l f o t o ' s opgenomen d i e gemaakt z i j n b i j e e n hoektaster
i n l e i d e n d e proef
( f i g . 33 t.e.m. 4 1 ) ; h i e r b i j werd gedurende één minuut
g e l a s t met 200 A. De t i j d / a f s t a n d s c h a a l overigens
met de 45°-micro-
anders g e i j k t :
50 t o t 100 mm. vlakgeslepen
Het
plaat
v a n de
b e g i n p r o e v e n was
h e t scoopscherm b e s t r i j k t e e n g e b i e d v a n
proefmateriaal Fe360 met
bestond
u i t een t w e e z i j d i g
e e n d i k t e v a n 30 mm. De t a s t e r be-
28 vond
z i c h a a n de b o v e n z i j d e van de p l a a t ,
t e g e n de plaatbodem moest Zoals beschreven
reflecteren.
i n 3.1.1
t i e p u t j e geboord, hetgeen moest worden
z o d a t de g e l u i d s b u n d e l
door
werd voor e l k e p r o e f e e n i n d i c a de
a a n g e s t r a a l d . Van
45°-taster
de gekozen
zo
proef
goed m o g e l i j k i s geen opname
van v l a k voor h e t l a s p r o c e s b e s c h i k b a a r ; daarom wordt l i j k b a r e opname
een verge-
u i t e e n a n d e r e s e r i e getoond. De t o e g e p a s t e
s t e r k i n g was 80 dB
en de
knop voor
ver-
de e l e c t r o n i s c h e r u i s o n d e r -
d r u k k i n g s t o n d op 1 ( 0 = u i t ; 5=max). T e r v e r g e l i j k i n g : de v e r s t e r k i n g i s i d e n t i e k a a n d i e b i j de proeven t e r , daar
was d e
danks h e t
lage
scoopbeeld
verkregen
met de
ruisonderdrukking echter
niveau
van
rechte microtas-
maximaal. Dat e r on-
ruisonderdrukking
toch
een r u s t i g
werd, z a l o n g e t w i j f e l d a a n de v e r w i j d e r i n g
van de w a l s h u i d door v l a k s l i J p e n t o e g e s c h r e v e n
mogen worden.
De a f s t a n d d i e de g e l u i d s p u l s moest a f l e g g e n t o t h e t punt op het oppervlak
waarboven de
l a s b o o g g e c e n t r e e r d werd, bedroeg 85
mm. De r e f l e c t i e v a n h e t i n d i c a t i e - b o o r p u t j e werd op verwacht.
83 k
84 mm
Hoewel h e t n i e t bekend i s waar de p i e k w e r k e l i j k op h e t
scoopscherm s t o n d , kan op grond
van
opnamen
bij
andere s e r i e s
g e s t e l d worden d a t h i j z i c h w a a r s c h i j n l i j k t u s s e n 80,5 en 81,5 mm bevond. Om de r e f l e c t i e s t i j d e n s h e t l a s p r o c e s werd gekeken
t e kunnen v e r k l a r e n ,
n a a r de m o g e l i j k h e i d om h e t t r a n s i t t i m e - d e l a y - m o d e l
op de nieuwe s i t u a t i e t o e t e p a s s e n . De twee g r o o t s t e v e r a n d e r i n gen
die erin
verwerkt
moesten
t e m p e r a t u u r v e r d e l i n g e n de transversale was
geluidgolven.
h e t ontbreken
s e n de
worden b e t r e f f e n de g e w i j z i g d e
overschakeling Een
van
l o n g i t u d i n a l e op
probleem b i j h e t
van betrouwbare gegevens o v e r h e t
transversale geluidsnelheid
laatstgenoemde verband
e n de temperatuur.
e r r e l a t i e s t u s s e n de p o i s s o n c o n s t a n t e e n de temperatuur den.
Met
behulp van
de f o r m u l e s
1 en
t r a n s v e r s a l e g e l u i d s n e l h e i d t e bepalen
tus-
Wel waren voorhan-
2 i s h e t m o g e l i j k om de
u i t Cu en V.
29 = . Door de
. ^
... I (1-2V)'
-waarden m e t d i e voor kamertemperatuur t e v e r g e l i j k e n ,
was
h e t d i r e c t m o g e l i j k de toename
tor
(Atd)
t.o.v.
l u i d s n e l h e i d en
was
dat
poissonconstante
n i e t op d e z e l f d e s t a a l s o o r t vermelde
resultaten
Toepassing
transittime-delay-fac-
de g e b r u i k t e
zijn
dan
ook
op h e t
naar s c h a t t i n g
Een h a n d i -
gegevens o v e r
a l s f u n c t i e van de
betrekking
van de r e s u l t a t e n
zullen
van de
de l o n g i t u d i n a l e waarden t e b e p a l e n .
c a p van deze r e k e n w i j z e
3.1.4
(27)
hebben.
De
n i e t meer dan
ge-
temperatuur, in
tabel
6
richtwaarden.
transittime-delay-model u i t
leiden tot
een v e r h o g i n g
meten v i r t u e l e a f s t a n d e n t o t de lasbadwand met
van de
te
ongeveer AV,.
T a b e l 6: toename van t d b i j t r a n s v e r s a l e g o l v e n T (°C)
At
V
d 0,29 0,30 0,32 0,37
20 400 750 >1000
Zoals eerder
0,544 0,535 0,525 0,454
07. 27. 47. 207.
opgemerkt
worden a a n g e p a s t .
diende
ook
de
E r werd b e s l o t e n om
temperatuurverdeling te
h e t model u i t 3.1.5
v e r a n d e r i n g na o n g e w i j z i g d t e l a t e n . Het
b e t r e f t de
houding t u s s e n de z o n e s A en B; h e t a a n d e e l
op
één
lengte ver-
van B h i e r i n werd
van
337. op 157. g e b r a c h t . Van
de l a s van de beproken s e r i e was
doorsnede b e s c h i k b a a r ,
zodat de l e n g t e van de g e l u i d s w e g door
z o n e s C en D g e s c h a t moest van C t u s s e n 3 en 4 mm en 7 mm.
geen aangeëtste p l a a t -
worden. Het
l e e k reëel
om
de
de
lengte
t e s c h a t t e n en d i e van D ( l a s b a d ) t u s s e n 5
Voor zone A werd t ^ - l , 0 3 genomen, voor B td-1,11 en voor
C td-1,35.
De v i r t u e l e a f s t a n d van t a s t e r t o t lasbadwand zou
82,5
è 84,5
mm
piek
van
het
moeten bedragen; boorputje
moeten
in dit
g e b i e d zou
eveneens
dan de
z i t t e n . Z o a l s bekend werd deze
30 r e f l e c t i e p i e k op wandpiek zou
iets
kortere
afstand
waargenomen;
de
lasbad-
w a a r s c h i j n l i j k d e z e l f d e v e r s c h u i v i n g t e z i e n geven.
Op de opnamen b l e e k m e e s t a l aanwezig t e
een
z i j n op c a . 81 mm.
k e n g e v o l g d op c a . gevormd l a s b a d
83 en
in
het
verwachte
gebied
Deze werd v e e l a l door a n d e r e
86 mm;
h i e r debet
a a n w e z i g h e i d van de soms
piek
m o g e l i j k e r w i j s was
aan.
een
pie-
grilig
E r werd geen moeite gedaan om
opduikende verderweg
gelegen pieken
de te
verklaren.
3.1.7
Bevindingen b i j het
I n 3.1.4 Hun
werden v i e r
i n v l o e d op de proef
een k o r t e b e s p r e k i n g E r waren met
categoriën r e f l e c t i e b r o n n e n opgesomd.
z a l e e r s t b e s c h r e v e n worden; d a a r n a v o l g t
van de r e s u l t a t e n .
v e l e storende
de r e c h t e t a s t e r .
afkomstig
lasbadonderzoek
De
r e f l e c t i e s z i c h t b a a r b i j de
meeste
van de o n r e g e l m a t i g
hiervan
gevormde w a l s h u i d .
l i j k na v e r g e l i j k i n g van de s c o o p b e e l d e n met
de h o e k t a s t e r .
H i e r was
waren met
die
ongunstig
l o n g i t u d i n a l e g o l v e n en wel
te
het lasbadoppervlak. c a . 30"
t.o.v. de
uiterste lasposities wandref l e c t i e
bij
n i e t mogelijk normaal
werd
d i t eventueel
s t a a l werd n i e t
t r a n s v e r s a l e golven.
op
het
lasbadwand- en
van
lasbad-
b i j aanstraalhoeken groter oppervlak.
Bij
de
twee
z e k e r h e i d geen l a s b a d -
vastgelegd. tweemaal
mm,
vlakgeslepen
sterke terugkaatsing
( 2 9 " en 5 5 ° ) werd met het begin
gedetecteerd
gebeurde b i j een hoek van 50°, i . p . v . 68
proeven
de eerstgenoemde e x p e r i m e n t e n
de onverwacht
Een ander i n t e r e s s a n t punt, vlak,
met
Discriminatie tussen
o p p e r v l a k t e - p i e k e n was dan
bleken
z i j n , door
van de
zichtbaar.
De r e f l e c t i e van de overgang v a s t / v l o e i b a a r De proefomstandigheden
twijfel
D i t wordt d u i d e -
het oppervlak t w e e z i j d i g
en waren e r s l e c h t s e n k e l e p i e k e n gevonden met
zonder
proeven
en b i j 38°
lasbadopper-
l o n g i t u d i n a l e golven.
op een v i r t u e l e a f s t a n d
op 57 mm
r e f l e c t i e s van de
met
van h e t
i . p . v . 56 mm.
lasbadwand
van
70
Dit mm
Overigens zouden
kunnen z i j n
(bij
50°
31 70 mm 55»
i . p . v . 66 mm;
en
b i j 38» 55 mm
44° werden
wel p i e k e n
i . p . v . 56 mm).
i n de
B i j de l a s s e n
verwachte
lasbadzone
op
waar-
genomen, maar n i e t aan h e t b e g i n e r v a n . T e n s l o t t e werden 38, 44 en 50 graden, de l a s b a d z o n e .
t i j d e n s het
lassen bij
de hoeken van
p i e k e n z i c h t b a a r na h e t v e r w a c h t e
gebied
D i t maakte de w e e r k a a t s i n g van r e f l e c t i e s t e g e n
29, van de
overgang v l o e i b a a r / v a s t v i a h e t l a s b a d o p p e r v l a k a a n n e m e l i j k . B i j a l l e genoemde waarnemingen moet bedacht soms maar
op een
worden d a t deze
paar f o t o ' s van een s e r i e z i c h t b a a r waren.
wekt m i s s c h i e n bevreemding d a t
z e l f s pieken,
d i e naar
Het
veronder-
s t e l d werd van r e f l e c t i e s t e g e n i n s l u i t s e l s a f k o m s t i g waren, soms van h e t scoopscherm verdwenen. M o g e l i j k was uitdoving tussen hogere temperatuur warmen van
heengaande en
h i e r dan
sprake
van
g e r e f l e c t e e r d e p u l s . Doordat
met
de g e l u i d s n e l h e i d d a a l t , kan
het m a t e r i a a l
op-
de c o n d i t i e voor u i t d o v i n g v e r a n d e r e n :
p i e k e n kunnen h i e r d o o r v e r d w i j n e n of j u i s t mechanisme i s
t i j d e n s het
z i c h t b a a r worden. D i t
ook een d e e l v e r k l a r i n g voor de w i s s e l e n d e a m p l i t u -
den van r e f l e c t i e s t e g e n f a s e n g r e n z e n , a l z a l daar de b e w e e g l i j k h e i d van deze s c h e i d i n g s v 1 a k k e n ook een g r o t e r o l i n s p e l e n . De v r a a g
waarom b i j h e t a a n s t r a l e n van de l a s onder 29»
l o n g i t u d i n a l e g o l v e n geen
lasbadwandreflectie
met
werd waargenomen,
kan n i e t beantwoord worden. De h o e v e e l h e i d r e l e v a n t e gegevens d i e d i t oriënterende onderzoek o p l e v e r d e lijkt
i s daarvoor
h e t n u t t i g om de v e r s c h i l l e n van d i t e x p e r i m e n t
s u c c e s v o l l e p r o e f met Ten e e r s t e
i s er
t r a n s v e r s a l e g o l v e n op
een v e r s c h i l
niet
gelijk:
Fe360
v a n deze f a c t o r e n op schijnsel
dat
de
b i j de
met de meer
een r i j
te zetten.
Ook
het p r o e f m a t e r i a a l
t r a n s v e r s a l e proeven.
signaalsterkte
de t r a n s v e r s a l e
Wel
i n de a a n s t r a a l h o e k en t e n tweede
z u l l e n de lasbadvormen n i e t i d e n t i e k z i j n . was
t e gering.
is
Het
onbekend.
g o l v e n tegenwerkt
i s de
effect
Een v e r kleinere
h o e v e e l h e i d e n e r g i e d i e i n de g e l u i d p u l s wordt g e s t o p t . Een
posi-
t i e v e v e r k l a r i n g voor h e t s u c c e s van deze p r o e f i s d a t b i j
gelij-
ke v e r s t e r k i n g een v e e l
toege-
past
(er
waren
minder
geringere ruisonderdrukking
werd
s t o o r p i e k e n door de v e r w i j d e r i n g van
w a l s h u i d ) . Een tweede v e r k l a r i n g
i s dat
de
de reflectiecoëfficient
32 tegen
het
lasbad
100%
i s : tien
s p r e e k t nog mee
dat
het l a s b a d
bundel l a g .
las
b i j 29°
De
de a s van de
maal zo g r o o t dus. T e n s l o t t e
i n het
centrum van
de
geluids¬
had een h o e k a f w i j k i n g van 16°
geluidsbundel.
Uit
f o r m u l e 13
volgt hier
s c h e i d e n s i g n a a l v e r l i e s v a n 6 dB u i t ( a p p e n d i x B ; f i g .
t.o.v. een
be-
BI).
Er z i j n t e w e i n i g l a s p r o e v e n met de r e c h t e t a s t e r u i t g e v o e r d om
t e kunnen
aangepast
zeggen
of
het
transittime-delay-model
uit
moet worden. Zo werd b i j de e e r s t e l a s b a d p i e k e n b i j
en 50° v e r o n d e r s t e l d d a t deze van h e t b e g i n v l a k afkomstig
zouden z i j n ,
het
38°
van h e t l a s b a d o p p e r -
t e r w i j l het b e s t mogelijk i s dat het
r e f l e c t i e p u n t meer n a a r h e t midden l a g , of d a t de r e f l e c t i e van de
3.1.4
zelfs
d i c h t e r b i j g e l e g e n lasbadwand afkwam. De zwakke punten i n
model waren de aannamen omtrent
p l a a t en de g e l u i d s n e l h e i d i n h e t T e n s l o t t e behoeft
nog één
de t e m p e r a t u u r v e r d e l i n g i n de
lasbad. v e r s c h i j n s e l een nadere
t i n g . D i t b e t r e f t h e t vreemde f e i t
toelich-
dat b i j l o n g i t u d i n a l e g o l v e n
r e f l e c t i e s t e g e n de o v e r g a n g v a s t / v l o e i b a a r n i e t z i c h t b a a r worden en d i e t e g e n de schijnlijk
verderweg
wel.
Door
gelegen
v l o e i b a a r / v a s t - o v e r g a n g waar-
gebruikmaking
van de R- en D-waarden u i t
t a b e l 2 en de i n c o r r e c t e aanname d a t h e t l a s b a d o p p e r v l a k volkomen vlak i s , b l i j k t
e r geen s i g n i f i c a n t v e r s c h i l i n de
van de r e f l e c t i e s effect zal
te
gezocht
b e s t a a n . Een moeten
signaalsterkte
v e r k l a r i n g voor
worden i n
een t o e v a l l i g
h e t genoemde focusserende
w e r k i n g van de n i e t v l a k k e vorm van h e t 1as badoppe r v 1 a k en van 1asbadachterwand.
de
33
3.2.1
De
Inleidende
experimenten
kamertemperatuuropstelling
werd g e b r u i k t om oppervlak t e
een
staafjes
onderzoeken. De draden
vanger drukten l i c h t de doorsnee
drietal
van
de
Elastomat
Fe360
met v l a k g e s l e p e n
t u s s e n g o l f o p w e k k e r en - o n t -
gebogen t e g e n de z i j k a n t e n van
v a n deze
(fig. 42)
de s t a a f j e s ;
" k o p p e l d r a d e n " bedroeg 0,1 mm.
Om h e t weg-
s p r i n g e n van de k o p p e l d r a d e n t e voorkomen waren e r op de c o n t a c t p l a a t s e n minuscule
p u t j e s i n de s t a a f g e s l a g e n . Ook de a m p l i t u d e
van de opgewekte t r i l l i n g werd om deze r e d e n b e p e r k t gehouden. Op elk
s t a a f j e werden ( m i n i m a a l ) twee metingen v e r r i c h t , waarvan één
na e e n 90°-rotatie van gedaan om
de i n v l o e d
het s t a a f j e op de
b e s t u d e r e n ; de v e r w a c h t i n g zichtbaar
zou
zijn.
t o c h i n e e n zwakkere t e r e n d e waarden
om z i j n
l e n g t e - a s . D i t werd
twee t r i l l i n g s v o r m e n was
dat
er
van /ATRAN t e
slechts
één
Vaak b l e e k de n i e t - v e r w a c h t e vorm opgewekt
voor de
t e kunnen
per proef
eigentrilling
worden. De r e s u l -
g e l u i d s n e l h e i d werden
p e r p r o e f en p e r
f r e q u e n t i e gemiddeld: T a b e l 7: R e s u l t a t e n b i j kamertemperatuur voor
Staaf
Af metingen (mm!^ mm* mm) 5*7*160 5*5*160 3*7*160
A B C
c L uit 1 long
Ct. u i t
(m/s)
(m/s)
6022 6020 6021
6015 6005 6012
Gemiddeld
van
Ci_
dan
CT
uit
1tranB
Itors
(m/s) 6016 6052 6010
(m/s) 3241 3235 3255 3237
i s gebruik
gemaakt
van
de aanname
s p r e i d i n g i n de r e s u l t a t e n i s n i e t g r o o t : de maximum-
a f w i j k i n g van h e t gemiddelde was voor der
uit
1tranA
6019
Bi j de b e r e k e n i n g V>=0,30. De
CL
Fe360
één
procent.
b e i d e g e l u i d s n e l h e d e n min-
De a f w i j k i n g t.o.v. de 1 i t e r a t u u r w a a r d e n
voor FeSlO bedroeg +2% voor Ci_
en -0,5%
voor C T .
Omdat e r geen
34 l i t e r a t u u r w a a r d e n voor met
d i e voor FeSlO
Fe360 b e k e n d waren, moest de
p l a a t v i n d e n ; de
waarden h i e r v a n
v e r w a c h t i n g i n d e z e l f d e orde van g r o o t t e De p l a a t s i n g
naar
liggen.
in
het
zwaartepunt
b i j matige v e r s t e r k i n g geen waarneembare
ling.
A l s de d r a a d j e s n a b i j de
u i t e i n d e n van
naal
aangebracht
de s i g n a a l s t e r k t e van
werden,
was
l i n g e n o p t i m a a l . Daarom werd b e s l o t e n om alle
zullen
van de k o p p e l d r a a d j e s t e g e n de z i j v l a k k e n werd
b i j s t a a f j e A gevariëerd. P l a a t s i n g v l a k j e s gaf
vergelijking
een
van
de
torsietril-
lichaamsdiagotorsietril-
deze p l a a t s i n g s w i j z e
bij
S t a a f j e A werd v e r v o l g e n s i n de o v e n o p s t e l l i n g b e p r o e f d .
Bij
proeven toe t e passen.
een d r i e t a l
metingen
werden
temperaturen
van
achtereenvolgens
400, 700 en lOOO'X b e r e i k t . De t e m p e r a t u u r v e r h o g i n g b l e e k t o t een aanmerkelijke verzwakking temperaturen
bleek
van
signalen
het v r i j w e l
te
leiden.
hogere
o n m o g e l i j k t e z i j n ora de gemeten
e i g e n f r e q u e n t i e t e benoemen, door h e t o n t b r e k e n bare v o o r s p e l l i n g
Bij
van een betrouw-
van de f r e q u e n t i e v e r s c h u i v i n g . De tweede p r o e f
l e v e r d e geen meetwaarden op door h e t l o s s p r i n g e n van
een
koppel-
d r a a d j e . Na a f k o e l i n g van de s t a a f en v e r w i j d e r i n g van de
loszit-
tende oxydehuid zigd te z i j n . op;
de
b l e k e n de g r o n d f r e q u e n t i e s s l e c h t s
weinig
De derde p r o e f l e v e r d e een zwaar geoxydeerd
staafmassa bleek
met 11%
gereduceerd
te
gewijstaafje
z i j n t.o.v.
de
niet v e r h i t t e toestand. Om
oxydatie
en daardoor
v o r m v e r a n d e r i n g t e g e n t e gaan, werd
b e s l o t e n s t i k s t o f door de oven
te
leiden.
Het
bleek technisch
n i e t r e a l i s e e r b a a r t e z i j n om t o e t r e d i n g van o m g e v i n g s l u c h t te
gaan, t e n z i j de h e l e oven i n een
den.
Bij
een s t a a f j e
werkwijze t o t tot te
700"C. zijn:
te.
dezelfde
een massa-afname
geplaatst
zou wor-
a f m e t i n g e n a l s A l e i d d e deze
van s l e c h t s
0,27. b i j
verwarming
De k o s t e n van deze methode b l e k e n onaanvaardbaar
een h a l v e f l e s s t i k s t o f en één
raakte defect kristal
met
couveuse
tegen
doordat
golfopwekker. De
laatste
de u i t de oven komende warme gasstroom
van piëzo-elektrisch m a t e r i a a l t h e r m i s c h t e
veel
hoog het
belast-
35 Er het
werd op grond van bovenstaande
e i g e n l i j k e p r o e f m a t e r i a a l een
gebruik te
serie
l a t e n v e r v a a r d i g e n . Om
d r a a d j e s t e voorkomen en om zo verbeteren,
werd
naar
een
e r v a r i n g e n b e s l o t e n om staafjes
d r a a d e i n d e met
m o g e l i j k de manier
signaaloverdracht te
g e z o c h t om de draden aan
behulp van
de s n e l l e
c o n d e n s a t o r . H i e r v o o r was h e t n o d i g koppeldraad; er
eenmalig
h e t l o s s p r i n g e n van de koppel -
s t a v e n t e h e c h t e n . Een o p l o s s i n g werd gevonden i n van h e t
voor
van
over
te
de
het v o n k l a s s e n
o n t l a d i n g van een stappen
op d i k k e r
werd voor v e r e n s t a a i met een doorsnee van 0,2
mm
gekozen.
3.2.2
O p s t e l l i n g en meetmethode
Het m e e t p r i n c i p e van deze e i g e n t r i l l i n g brengen
proef
was
gebaseerd
op
van een p r o e f s t a a f . Aan w e e r s z i j d e n van
p r o e f s t a a f bevonden z i c h twee i d e n t i e k e g o l f o p w e k k e r s vangers ( f i g .
zendkristal
aanwezig
buisje
k o p p e l d r a a d j e , werd de t r i l l i n g Deze g i n g was aan
c.q.
de
-ont-
4 3 ) . I n één van de twee, de z e n d e r , werd een mecha-
n i s c h e t r i l l i n g met de gewenste f r e q u e n t i e het
het i n
z e l f resoneren
op
i n d i e n de
een e i g e n f r e q u e n t i e
longitudinale t r i l l i n g e n
en
opgewekt. V i a
een
op
een d a a r a a n b e v e s t i g d dun
de
proefstaaf
opgelegde
of harmonische.
overgedragen.
frequentie Hoewel h e t
opwekte, werden door de s c h e v e
t i n g van h e t k o p p e l d r a a d j e ook t r a n s v e r s a l e
en
gelijk kristal
aanhech-
torsiecomponenten
o v e r g e b r a c h t . A l s h e t s t a a f j e i n r e s o n a n t i e was, v o l t r o k z i c h h e t omgekeerde p r o c e s aan de k a n t van de g o l f o n t v a n g e r . ling
gebrachte
kristal
met
Het i n t r i l -
piëzo-elektrische e i g e n s c h a p p e n gaf
v e r v o l g e n s een w i s s e l s p a n n i n g a f met
de f r e q u e n t i e van
de s t a a f -
trilling. Het b e l a n g r i j k s t e
i n s t r u m e n t van de o p s t e l l i n g was de
tomat. Hiermee kon t.b.v de golfopwekker een e l e k t r i s c h e met een f r e q u e n t i e van 580 Hz t o t 26,5 kHz E l a s t o m a t was een werd de
osci1loscoopscherm
a m p l i t u d e van
Elas-
trilling
opgewekt worden. I n de
ingebouwd:
langs
de
de opgewekte t r i l l i n g g e s c h r e v e n en
x-as langs
36 de y - a s d i e van
het (versterkte)
manier o n t s t o n d
e r een
terugkerende s i g n a a l .
1issajousfiguur indien
inkomende s i g n a a l c o r r e l e e r d e n . Het
Op
deze
h e t u i t g a a n d e en
verkrijgen
van
de gewenste
z e n d f r e q u e n t i e gebeurde door h a n d m a t i g e of m o t o r i s c h e
verdraaiing
van een afstemknop op de E l a s t o m a t . De f r e q u e n t i e w a a r d e kon nauwkeurig
afgelezen
worden
5300 A f r e q u e n t i e t e l l e r . de s t e r k t e
van h e t
van
een aangekoppelde
I n de E l a s t o m a t
Voor proeven
gaf een d r a a i s p o e l m e t e r
terugkerende s i g n a a l
was a f h a n k e l i j k van de v e r s t e r k i n g van b i j kamertemperatuur
Hewlett Packard
aan; de waarde h i e r v a n
het terugkerende
signaal.
was e r een meetbankje
met
twee
s t r a k gespannen s n a r e n waarop h e t p r o e f s t a a f j e kon worden g e l e g d . D a a r n a a s t was
e r een o v e n o p s t e l l i n g b e s c h i k b a a r voor proeven
hogere t e m p e r a t u r e n twee m e t a l e n
(maximaal
1000°C);
l u s s e n gehangen.
een thermokoppel
het s t a a f j e
bij
werd h i e r i n
I n de s t a l e n ovenwand bevond z i c h
z o d a t h e t t e m p e r a t u u r v e r l o o p op
een
x,t-schrij-
v e r z i c h t b a a r gemaakt kon worden. De p r o e f s t a a f j e s
waren u i t een p l a a t FeSlO Nb v a n ? 5 mm d i k
gemaakt. De s t a a f a s s t o n d b i j de
LW-serie loodrecht
op de w a l s -
r i c h t i n g , b i j de E W - s e r i e was h i j e r e v e n w i j d i g aan. Om t e o n d e r s c h e i d e n hadden g l o b a l e afmetingen
ze
verschillende
van een LW-staaf
lengten
3/4
ophangen van ( 0 0,2
mm)
en
schellak
deerd". Vervolgens p l a a t s met twee of
vond
aan het
te
werden e r twee s t u k k e n
doen.
Ze
werden
h e t b u i s j e op h e t k r i s t a l vastlassen
en
aan
de
tussen met
een
"gesol-
staafuiteinden
behulp van h e t v o n k l a s - a p p a r a a t ; d i t l u k t e vaak pas na
meer pogingen.
andere p l e k
Een nieuwe
h e c h t i n g werd
bevonden z i c h
v e e l a l op
een
gemaakt en van de k o p p e l d r a a d moest een s t u k j e a f g e -
k n i p t worden om een schoon u i t e i n d e t e k r i j g e n . De de oven;
de
s t a a n i n appendix
op l e n g t e g e k n i p t om a l s k o p p e l d r a a d
g o l f o m z e t t e r en p r o e f s t a a f d i e n s t soldeerbout
gekregen;
de s t a a f j e s i n de l u s s e n gebeurde op 1/4
d e e l van de s t a a f l e n g t e n . Na ophanging
verenstaai
series
waren 5*7*166 mm=^ en van een
EW-staaf 5*7*155 mm=; de w e r k e l i j k e a f m e t i n g e n G. Het
de
voor een
g r o o t d e e l i n de s m a l l e t o e g a n g s b u i s t o t
c o n t a c t t u s s e n d r a a d en
n a a l v e r l i e s . Het
koppeldraadjes
was m e e s t a l
buiswand l e i d d e
t o t groot
m o g e l i j k de d r a a d j e s weer v r i j
sigvan
37 de buiswand
te
krijgen
door
voorzichtige
verplaatsing
v a n de
g o l f o m z e t t e r s . Deze m a n i p u l a t i e was zowel n o d i g vóór i e d e r e p r o e f als
t i j d e n s de p r o e f
t e n gevolge
van
temperatuur-uitzettingsef-
fecten. Het optekenen van a l l e e i g e n t r i l l i n g e n van de p r o e f s t a a f een t i j d r o v e n d e b e z i g h e i d . Er l o s c o o p s c h e r m gekeken
moest v o o r t d u r e n d
worden t e r w i j l
v e r a n d e r d . Een s t a a f r e s o n a n t i e v e r a n d e r e n van
het beeld
De motor werd
de
frequentie
de
juiste
waarnemingenblad
zich
door
het p l o t s e l i n g
s n e l l e op- en afbouw van
v o o r b e e l d een e l l i p s . hand
oscil-
de f r e q u e n t i e m o t o r i s c h werd
uitte
door de
naar het
was
dan u i t g e s c h a k e l d
bij-
zodat
met
kon worden t e r u g g e z o c h t . Op h e t
werden n a a s t de
gevonden f r e q u e n t i e
de s t a n d e n
van de v e r s t e r k i n g s k n o p p e n g e n o t e e r d , alsmede de u i t l e z i n g van de signaalamplitudemeter. trillingen
opgemeten
zonden en ontvangen b i e d gescand
Van
de
niet-ellipsen
alleen
met een v e r h o u d i n g van 2 of 3 t u s s e n f r e q u e n t i e . Nadat h e t
was, kon
gewenste
de t e m p e r a t u u r verhoogd
de oven een t w i n t i g t a l graden boven b r a c h t , waarna
werden
de
uitge-
golflengtege-
worden. Vaak werd
de gewenste
temperatuur
ge-
langzaam werd a f g e k o e l d . De s t a a f d o o r w a r m i n g werd
g e a c h t ' v o l d o e n d e t e z i j n na een v e r b l i j f t i j d van
t i e n minuten
op
de meettemperatuur. Het onderzoek v e r l o o p van
zou z i c h
de l o n g i t u d i n a l e -
i n de en de
t e m p e r a t u u r . Deze meetwaarden z i j n C T t e berekenen.
E r werd een
wachte f r e q u e n t i e w a a r d e n e v e n t u e l e harmonischen geëxperimenteerd
e e r s t e p l a a t s r i c h t e n op h e t t o r s i e g r o n d t r i l l i n g met
i n p r i n c i p e voldoende
ruim frequentiegebied
gescand, onder
staan
in
rond de
h e t de
ver-
tabel
temperaturen w a a r b i j
8. Het b l e e k t i j d e n s
p r o e v e n s e r i e n o d i g t e z i j n om h e t meetplan t e w i j z i g e n . i n s t a n t i e was
om Cu en
meer om h e t v e r l o o p van
t e kunnen v o l g e n . De
werd
de
b e d o e l i n g om a p a r t e s t a a f j e s voor
de
In eerste metingen
i n h e t l o n g i t u d i n a l e en i n h e t t o r s i e g e b i e d t e nemen. Reden h i e r voor was
de wens
om de
v e r b l i j f t i j d van de s t a a f j e s i n de h e t e
oven t e m i n i m a l i s e r e n ; de t i j d w i n s t de p r o e v e n
l a g i n de
LW2 en LW3 l u k t e h e t door problemen
den n i e t om LWl
te
reproduceren
bij
de
orde van
257.. Met
met de k o p p e l d r a -
hoogste
temperaturen.
38 Daarom w e r d b e s l o t e n om de twee b e l a n g r i j k e g o l f t y p e n v o o r t a a n i n één p r o e f t e meten: h e t n a d e e l
van de
l a n g e r e v e r b l i j f t i j d woog
n i e t op t e g e n h e t v o o r d e e l van een efficiëntere w e r k w i j z e . begaven de k o p p e l d r a d e n h e t ook b i j LW4 v o o r t i j d i g ,
Helaas
maar b i j LW5
konden wel genoeg metingen v e r r i c h t worden. Van h e t m a t e r i a a l met een a n d e r e w a l s r i c h t i n g werd s l e c h t s één Als
laatste
werden b i j LW6
met de daarvoor
proef u i t g e v o e r d
nog kamertemperatuurmetingen
bestemde o p s t e l l i n g .
(EWI).
verricht
Deze proeven hadden t o t d o e l
de i n v l o e d van de l e n g t e van de k o p p e l d r a d e n t e onderzoeken.
T a b e l 8: G e b r u i k t e Proef LWl LW2 LW3 LW4 L ^ EWI LW6 Proef LWl LW2 LW3 LW4 L ^ EWI
Lm Proef LWl LW2 LW3 LW4 L ^ EWI L ^
meettemperaturen
Meettemperatuur l o n g i t u d i n a a l (°C) 18, 20, 15, 15, 15, 15, 15
400, 700, 800, 900 400, 700 700, 790 400, 710 220, 600, 710, 800, 900, 960 100, 200, 300, 420, 520, 600, 670, 800, 900
Meettemperatuur
torsie
("O
18 20 15, 400, 710 15, 220, 610, 710, 800, 900, 960 15, 100, 200, 290, 420, 530, 600, 670, 790, 900 15 Meettemperatuur 18 20 960 15 15
transversaal
(»C)
39 3.2.3 Er
Waarnemingen b i j v e r s c h i l l e n d e t e m p e r a t u r e n
werden
v e e l meer s t a a f t r i l l i n g e n waargenomen dan t h e o r e -
t i s c h v e r w a c h t . P r o e f EWI v i j f t i g meetpunten
leverde b i j
op, t e r w i j l
kamertemperatuur
e r hoogstens v e e r t i e n
eigentril-
l i n g e n i n h e t t e meten f r e q u e n t i e g e b i e d l a g e n . Omdat de weergave
van
alle
waarnemingen
niet
geven de
numerieke
z i n v o l werd g e a c h t , l a a t
appendix H a l l e e n d i e van de meest complete drietal figuren
meer dan
s e r i e EWI
zien.
Een
gemeten f r e q u e n t i e s a l s f u n c t i e van de
t e m p e r a t u u r g r a f i s c h weerj o v e r i g e n s z i j n h i e r i n de x- en y - a s s e n v e r w i s s e l d omwille
van de d u i d e l i j k h e i d . F i g u u r 44 i s een bunde-
l i n g van de proeven apart
LWl t.e.m.
gepresenteerd
worden,
Lm-, r e s u l t a t e n
moesten
v o o r n a m e l i j k vanwege de a f w i j k e n d e
s t a a f a f m e t i n g e n . De v e r z a m e l i n g ruwweg de
van EWI
meetpunten
in
figuur
gescande g e b i e d e n weer rond de t o r s i e en
44 g e e f t
longitudinale
g r o n d t r i l l i n g . Gebieden met s l e c h t s e n k e l e meetpunten
e r i n werden
v e e l a l s l e c h t s i n een e n k e l e s e r i e g e s c a n d of z e l f s i n h e t g e h e e l niet;
i n het l a a t s t e geval b e t r e f t
1 i s s a j o u s f i g u u r bepaalde verhoogde
f r e q u e n t i e . Op
c o n c e n t r a t i e meetpunten
deze groepen
h e t een
b i j verhoging
van de t e m p e r a t u u r v a l t n i e t waar t e
t e n e i n d e de
v e r v a a r d i g d met
meeste meetpunten z i j n de
werden
de in
resonanties elke
grafiek
p l a a t s t . De piekwaarde was nul
tot
om
een
nadere
informatie
de
een g r o o t h e i d
konden v e r s t r e k k e n ,
d i e met
piekwaarde u i t
versterkerstanden
b e r e k e n d werd, s t a a t b e s c h r e v e n i n b i j l a g e van de
signaalsterk-
de p i e k w a a r d e n boven de meetpunten
was. De methode v o l g e n s welke de en
afzonderlijk
bepaald temperatuurafhankelijk
negen n i e t meer dan een ruwe maat voor de
naalamplitude
ver-
f i g u r e n 45 en
v e r s c h u i v i n g s p a t r o o n t e ontdekken. Om t e z i e n of de van
een
a l z i j n h i e r b i j v e e l t e m p e r a t u r e n metingen
v e r r i c h t , het l u k t e n i e t ten
orde
sommige p l a a t s e n i s een
waar t e kunnen nemen. Voorbeelden h i e r v a n 46 van s e r i e EWI. Ook
hogere
z i c h t b a a r . Een v e r s c h u i v i n g van
nemen. Van e l k e s e r i e werden g r a f i e k e n grote frequentie-as,
u i t een
een g e t a l
gevan
signaalsterkte de gemeten s i g -
van z e n d e r en o n t v a n g e r I . Ook
de v e r m e l d i n g
s i g n a a l s t e r k t e i n de g r a f i e k e n l e i d d e n i e t t o t h e t gewen-
40 s t e r e s u l t a a t : de o n t d e k k i n g van een
piekwaarde-patroon dat
zich
b i j temperatuurverhoging naar l a g e r e f r e q u e n t i e s v e r p l a a t s t e . werd een
v e r l a g i n g van
de s i g n a a l s t e r k t e
Wel
b i j hogere t e m p e r a t u u r
zichtbaar.
3.2.4
Resultaten
b i j v e r s c h i l l e n d e temperaturen
Toen b i j e e r s t e beschouwing van de waarnemingen geen v e r b a n d t u s s e n t e m p e r a t u u r en v o r e n kwam, tuur
frequentie
werd b e s l o t e n
(en
dus
de b e s c h i k b a r e
geluidsnelheid)
gegevens u i t de
te gebruiken a l s l e i d r a a d . B i j l a g e
C geeft
tuur.
Hiervan z a l
naar
verwachting
de
T bekend was,
aantal
tempera-
ongelegeerde s t a a l s o o r t
S t 3 4 , I I h e t meest l i j k e n op h e t g e b r u i k t e a l l e e n cu a l s f u n c t i e van
litera-
voor een
s t a a l s o o r t e n de r e l a t i e s t u s s e n de g e l u i d s n e l h e d e n en de
naar
proefmateriaal.
moest h e t
Doordat
v e r l o o p van
t r a n s v e r s a l e g e l u i d s n e l h e i d h i e r u i t a f g e l e i d worden. Daarvoor h e t n o d i g h e t v e r l o o p van de p o i s s o n c o n s t a n t e met te
kennen;
noodgedwongen
s t a a l s o o r t SAE De
moest
hiervoor
de
de was
temperatuur
van gegevens voor
de
4340 g e b r u i k worden gemaakt.
meetpunten werden e e r s t
en
masse
behandeld
a l s zijnde
l o n g i t u d i n a l e g r o n d t r i 1 1 i n g e n en v e r v o l g e n s a l s t o r s i e g r o n d t r i l 1ingen. Van
elke meetserie
den
de g e l u i d s n e l h e i d
waarin
t e m p e r a t u u r was projecteren z i c h t b a a r zou
konden zo twee g r a f i e k e n
gehoopt
dat
worden. Deze
r e s u l t a t e n op t e
een
verband i n de
St34,II
te
meetpunten
e c h t e r geen d u i d e l i j k e
g e b i e d rondom
EWI op
vele
de twee v e r w a c h t e
l e e k h e t m o g e l i j k t e z i j n om
t e v e r k r i j g e n u i t de
Vanwege het
alleen serie
een
aanpak b l e e k
breed
g r o n d t r i H i n g e n g e s c a n d was, lende informatie
er
c u r v e n voor
de
leveren.
Doordat t e l k e n s
nischen.
( r e s p . Ci_ en C T ) a l s f u n c t i e van
u i t g e z e t . Door h i e r i n de
werd
gemaakt wor-
rekenwerk
( t o e v a l l i g ) gemeten harmowerd
deze w i j z e g e a n a l y s e e r d .
in
eerste
instantie
U i t de f o r m u l e s
t.e.m. 26 b l i j k t d a t de g e l u i d s n e l h e i d r e c h t e v e n r e d i g genoten e i g e n f r e q u e n t i e .
aanvul-
Voor a l l e v e e r t i e n e v e n t u e e l
i s met
24 de
optredende
eigentrillingen
werd b i j
tussen c
berekend
en ƒ
elke
meettemperatuur
(appendix
J ) . Door
b r u i k t e g e l u i d s n e l h e d e n van S t 3 4 , I I te
met
de
de
v e r h o u d i n g oc
nu de a l e e r d e r gegenoemde «-quotiënten
v e r m e n i g v u l d i g e n , o n t s t o n d een t o t a a l o v e r z i c h t van de
optredende f r e q u e n t i e s a l s f u n c t i e van de van deze
trillingen
werden
samen met
t e m p e r a t u u r . De c u r v e n
de m e e t r e s u l t a t e n i n twee
T(f)-grafieken geplaatst
(fig.
h i e r met
van n u l t o t negen weergegeven.
de p i e k w a a r d e n
figuren b l i j k t
dat a l l e
lopen. Vanwege
en 4 8 ) ;
de meetpunten worden
de g r o t e
geluidsnelheidsverloop
h o e v e e l h e i d punten conclusie
van
EWI
i n deze g e b i e d e n
getrokken
ongeveer
veel afwijkt
worden
gelijk
U i t h e t f e i t d a t de s a m e n s t e l l i n g van
niet zeer
U i t deze
c u r v e n vaak door of v l a k l a n g s meetpunten
h i e r u i t n a t u u r l i j k n i e t de
St34,II.
47
mogelijk
kan
dat het
i s aan d a t van
de
laatstgenoemde
van h e t g e b r u i k t e F e S l O Nb,
en na v e r g e -
l i j k i n g van de e i g e n s c h a p p e n van de v e r s c h i l l e n d e s t a a l s o o r t e n i n appendix
C,
kan
met
r e d e l i j k e z e k e r h e i d g e s t e l d worden d a t de
ge1u i dsne1he i d s a f wi j k i ngen van
het proef m a t e r i a a l
n i e t meer dan
b e r e k e n i n g van cu werden de volgende
trillingstypen
v i e r procent z u l l e n Voor de gebruikt:
de
transversaal
bedragen.
eerste A
en
longitudinaal de
vierde
b e r e k e n i n g van C T werd de bruikt. Alle
afweken van de v e r w a c h t e gens g e s e l e c t e e r d .
800
en °C
tweede
derde
torsietrilling
d i e minder
f r e q u e n t i e s van
dan v i j f
St34,II
t u s s e n c en ƒ werd voor a l l e genoemde punten de
de ge-
procent
werden v e r v o l -
Met b e h u l p van de r e e d s b e p a a l d e
transversale geluidsnelheid
de
en v i j f d e t r a n s v e r s a a l B. B i j
eerste
meetpunten t o t
(grondtrilling),
verhoudingen
l o n g i t u d i n a l e of
berekend. De r e s u l t a t e n z i j n t e
vin-
den i n de f i g u r e n 49 en 50. Meetpunten d i e van de g e z o c h t e e i g e n trillingen
afkomstig z i j n ,
z u l l e n n a a r v e r w a c h t i n g meerdere
malen
ongeveer d e z e l f d e g e 1 u i d s n e 1 h e i d s w a a r d e o p l e v e r e n ; meetpunten van onbekende o o r s p r o n g t e r e c h t t e komen. z u l l e n dus trillingen
z u l l e n minder Concentraties
kans maken meetpunten
om op deze waarde in
de
c(T)-figuren
m o g e l i j k a f k o m s t i g kunnen z i j n van de g e z o c h t e e i g e n en d i e n e n
s l e c h t s twee
als
zodanig
g o l f t y p e n gebaseerde
behandeld
te
worden.
De
op
C T ( T ) - g r a f i e k biedt te w e i n i g
42 m o g e l i j k h e d e n v o o r c l u s t e r i n g van kunnen v e r w a c h t
worden van
de
punten.
de g r a f i e k
Betere
resultaten
met de l o n g i t u d i n a l e
ge-
l u i d s n e l h e i d . Toch werd h e t ook h i e r v o o r w e n s e l i j k g e a c h t om o v e r meer meetpunten
t e beschikken.
U i t een ander e x p e r i m e n t was i n -
m i d d e l s d u i d e l i j k geworden d a t e r b i j kamertemperatuur geen g r o o t v e r s c h i l tussen
de c i _
van de EW-
werd aangenomen d a t z e
b i j elke
luidsnelheids-eigenschappen
t e m p e r a t u u r o v e r e e n k o m s t i g e ge-
bezaten.
m o g e l i j k om de r e s u l t a t e n van de van
de
L W - s e r i e s . Op
de waarnemingen
t.e.m. 55
z i j n de
gegeven, samen met de Uit
deze
Deze
aanname
EW-serie t e
v e r v o l g e n s de h i e r v o o r b e s c h r e v e n f i g u r e n 51
en L W - s e r i e bestond. V o o r l o p i g maakte
combineren met d i e
van LWl, LW4
en LU5 werden
bewerkingen u i t g e v o e r d .
I n de
meetpunten van deze s e r i e s
weer-
verwachte
eigenfrequenties
voor S t 3 4 , I I .
f i g u r e n wordt d u i d e l i j k d a t e r h i e r h e l a a s geen
m i n a t i e t u s s e n de mogelijk i s .
twee
Wel kunnen
torsietrillingen
en
discri-
andere r e s o n a n t i e s
e r een z e v e n t i g t a l punten aan de C i _ ( T ) -
g r a f i e k toegevoegd worden ( f i g . getabelleerd i n
het
appendix K.
56); a l l e
gevonden
waarden
zijn
U i t de f i g u u r komen een a a n t a l
con-
c e n t r a t i e s van punten n a a r v o r e n . Het i s evenwel n i e t m o g e l i j k h i e r betrouwbare c o n c l u s i e s u i t t e t r e k k e n ( z i e ook
3.2.5
Experimenten b i j
Het onderzoek l e n g t e moest op de uitgevoerd
worden.
om
3.2.6).
kamertemperatuur
n a a r de m o g e l i j k e i n v l o e d van de k o p p e l d r a a d kamertemperatuuropstel1ing De
temperatuur
in
van
de E l a s t o m a t
de meetruimte variëerde
o v e r i g e n s van 12°C t o t 18°C. Naast de v a r i a t i e van de l e n g t e werd ook
getracht
dit
b l e e k e c h t e r een m o e i l i j k i n s t e l b a r e
e e n 100
om de
mm d r a a d j e
i n v l o e d van de d r a a d s p a n n i n g t e onderzoeken; kon t u s s e n
grootheid te
zijn.
Bij
l i c h t g e s p a n n e n en matiggespannen
gekozen worden; een hogere b e l a s t i n g zou t o t breuk van de l a s met de p r o e f s t a a f
a a n l e i d i n g geven. De k l e i n e r e d r a a d j e s konden
hun g e r i n g e f l e x i b i l i t e i t het
proefstaafje
door
n i e t g e l a s t worden; z e werden l o s t e g e n
aangedrukt.
De
proefomstandigheden
staan i n
43 o n d e r s t a a n d e t a b e l b e s c h r e v e n . De l e n g t e van de d r a a d j e s k o n v i j f p r o c e n t a f w i j k e n van de vermelde
waarden.
T a b e l 10: Proefomstandigheden LW6 nr.
1 b e v e s t i g i n g spanning (mm)
1
100
gelast
licht
2 3 4 5 6 7
100 100 50 20 250 250
gelast gelast los los gelast gelast
licht matig niet niet niet matig
I n de
meeste g e v a l l e n
waarde. Deze
De
s t a a n ook
v e r h o u d i n g van t w e e en meetpunten
b e p e r k t ƒ-gebied door losspringende l a s
werd een f r e q u e n t i e g e b i e d van c a . 0,6
t o t c a . 20 kHz d o o r l o p e n . geplaatst. Hierin
opmerkingen
waarnemingen de waargenomen
drie tussen werden
zijn
in
appendix L
f r e q u e n t i e s met een
de gemeten
en w e r k e l i j k e
worden de
waarnemingen i n een d r i e t a l
s a n t e f r e q u e n t i e g e b i e d e n getoond. Denk l i j k h e i d de
lijnen
geven
grond van de gemiddelde u i t de
eraan dat
I n de
interes-
voor de d u i d e -
ƒ-as van f i g u u r 58 s t e r k i s u i t g e r e k t . Z o a l s g e b r u i -
k e l i j k werden boven de punten weer vertikale
ƒ-
e c h t e r n i e t i n de f i g u r e n 57, 58
en 59 g e p l a a t s t , omdat z e w e i n i g w a a r d e v o l b l e k e n t e z i j n . genoemde f i g u r e n
kHz
de
de p i e k w a a r d e n
verwachte
waarde voor
geplaatst.
De
e i g e n f r e q u e n t i e s weer
op
de g e l u i d s n e l h e i d ,
l o n g i t u d i n a l e - en t o r s i e g r o n d t r i 1 1 i n g e n
berekend
( l l o n g en
Itors).
B i j deze p r o e v e n v a l t h e t g e r i n g e a a n t a l m e e t p u n t e n p e r s e r i e
op:
gemiddeld t w i n t i g t e g e n r u i m v i j f t i g b i j EWI. D i t hangt samen met de eveneens z e e r a f w i j k e n d e is.
De
kleine
wijziging
gemiddelde p i e k w a a r d e ,
die erg laag
van de o p s t e l l i n g h e e f t b l i j k b a a r een
g r o t e i n v l o e d . De o n d e r z o c h t e
i n v l o e d van
k o p p e l d r a a d l e n g t e dan
wel d r a a d s p a n n i n g op de p r o e f b l e e k v r i j w e l n i h i l
te z i j n .
l a n g e d r a a d zonder s p a n n i n g
(nr. 6)
meer
g e n o t e e r d en b i j de k l e i n s t e
( n r . 5 ) wat minder dan
werden wat
Bij
de
trillingen
gemiddeld.
44 Het l a g
voor de
hand om u i t de waarnemingen o o k de g e l u i d -
s n e l h e d e n t e b e p a l e n . U i t de d.m.v
longitudinale
eerste
berekeningen
grondtri11ingen
bepaalde
bleek
geluidsnelheid,
s t e r k overeenkwam met de waarden u i t de t r a n s v e r s a l e Daarom was
trillingen.
h e t h i e r v e r a n t w o o r d om d i r e c t c l u s t e r s t e vormen u i t
punten d i e n i e t meer dan 0,5 Cl... afweken.
p r o c e n t van
de genoemde gemiddelde
Met de keuze van de punten v a n de e e r s t e
l i n g l a g het m o e i l i j k e r , transversale-B-tri11ing
doordat samen
deze
leken
met te
die
torsietril-
van
punten van delde
" I t o r s " en
golf-orde het c
en
de
gemiddelden i s betrouwbaarheid
"4trans".
de v i e r d e
v a l l e n . Na r i j p
werd b e s l o t e n om b i j 8610 h e r z e e n s c h e i d i n g t e l e g g e n en p e r
d a t de
beraad
t u s s e n de
I n t a b e l 11 werden p e r g o l f t y p e
aantal clusterpunten
n, h e t c l u s t e r g e m i d -
s t a n d a a r d d e v i a t i e s vermeld. A c h t e r de o v e r a l l de
absolute van
95
afwijking procent.
hierin Er
is
gegeven sprake
met een van
twee
u i t s c h i e t e r s i n de waarnemingen, t e weten de tweede t r a n s v e r s a l e A - t r i l l i n g en
de tweede
torsietrilling.
De l a a t s t e doet een wat
g r o t e r e waarde voor de a f w i j k i n g i n c-r vermoeden. T a b e l 11: R e s u l t a t e n van c l u s t e r m i d d e l i n g golftype
n
c (m/s)
s (m/s)
llong 1tranA 2tranA 3tranA 4tranA 5tranA 1tranB 2tranB StranB StranB
8 4 5 1 4 2 5 5 5 2
5966,2 5965,6 5982,9 5965,7 5961,5 5964,0 5961,8 5959,8 5960,8 5969,0
4,455 0,000 1,207 0,000 1,318 0,177 2,048 1 ,319 1 ,960 1,646
Itors 2tors
8 3
3249,7 3241,9
0,500 0,469
c-type
n
LONG TORS
41 11
c 5965,8 3247,6
s
Ac
2,487 2,228
0,8 0,3
45 Een v e r g e l i j k e n d moest u i t w i j z e n wat tussen
de
LW-
onderzoek met
het v e r s c h i l
en
EW-serie
i n s t r u m e n t , een P a n a m e t r i c s pulsgever,
-ontvanger
a p p a r a a t op
de
p l a a t s i n g van
in
een u l t r a s o o n wanddiktemeter longitudinale
geluidsnelheid
b i j kamertemperatuur was. 5223,
was
een
en - a n a l y s a t o r . Door de i n s t e l l i n g van h e t
geluidsnelheid
van
een b i j b e h o r e n d e
het
testmateriaal,
doorsneden gezaagd
namige e l a s t o m a t - p r o e f s t a v e n .
p l a a t FeSlO
geluidsnelheid
nauwkeurig
i n de
dat
deze b i j
l e n g t e r i c h t i n g van
Met een z e e r z u i v e r e
de
gelijk-
schroefmicro18
geluidsnelheid ingesteld:
metin-
beide m a t e r i a l e n
g e l i j k was.
voorwaarde
De p r a c t i s c h t e
b e h a l e n n a u w k e u r i g h e i d l a g een f a c t o r t i e n l a g e r dan de van h e t
even-
b e p a a l d worden. V e r v o l g e n s werd de U.S.-wanddik-
t e m e t e r op een w i l l e k e u r i g e was
Nb
b i j h e t LW-proef-
meter kon de w e r k e l i j k e d i k t e , na m i d d e l i n g o v e r 17 of gen,
na
d i e v e r v o l g e n s t w e e z i j d i g werden
de w a l s r i c h t i n g b e p a a l d worden; ook
s t u k werd onderzoek v e r r i c h t
kon
U . S . - t a s t e r de wanddikte van h e t
v l a k g e s l e p e n . B i j h e t p l a a t j e EWI kon zo de w i j d i g aan
meet-
gevoelige ultrasoon
p r o e f s t u k d i g i t a a l a f g e l e z e n worden. Van de 25 mm werden twee
Het
fabrikant
a p p a r a a t c l a i m d e . D i t werd v e r o o r z a a k t door v a r i a t i e s i n
de s t a n d van de t a s t e r en de a a n d r u k k r a c h t e r v a n . De
waarnemingen
s t a a n i n de t a b e l l e n 12 en 13; de d i k t e v e r h o u d i n g t u s s e n LW wordt weergegeven door D^^K. De d i k t e v e r h o u d i n g d i e u i t
en
EW
de bepa-
l i n g met
de s c h r o e f m i c r o m e t e r v o l g t i s e e n gemiddelde waarde d i e
met
95%-betrouwbaarheidsinterval
een
DL./-e-waarden u i t
de U.S. -metingen
gepresenteerd
wordt.
De
z i j n u i t de gemeten minima en
maxima b e p a a l d . De a f w i j k i n g van de u l t r a s o n e D^/E-meting met van de micrometer ten
g e e f t de a f w i j k i n g van de g e l u i d s n e l h e i d van
o p z i c h t van EW weer. Deze b l i j k t
c e n t en
die
+0,07 p r o c e n t t e l i g g e n .
t u s s e n de g r e n z e n
-0,3
LW
pro-
46 Tabel
12: W e r k e l i j k e d i k t e m e t i n g e n met micrometer
Materiaal LW EW
Tabel
n
d (mm)
s (mm)
Ad (mm)
18 17
6,2788 6,2825
0,00232 0,00175
0,0012 0,0009
13: R e l a t i e v e d i k t e m e t i n g e n
Materiaal
3.2.6
met U.S.-meter
d
d
LW EW
1,0006 ± 0,0003
min.
max.
min.
max.
6,275 6,279
6,286 6,289
0,998
1,001
Foutbespreking
Voor de b e s t u d e r i n g van onnauwkeurigheden b i j van ct_
u i t een
l o n g i t u d i n a l e meting wordt u i t g e g a a n
f i n g e e r d meetpunt d a t a f k o m s t i g In
tabel
14
de
staan
de
berekening van een ge-
i s van de g r o n d t r i l l i n g b i j
15»C.
a f w i j k i n g e n i n meetwaarden en benaderde
gegevens v e r m e l d ; de h i e r i n voorkomende C^, i s a l s v o l g t gedef i niëerd: „
(1-V)
Cy - ^ TïTyTTT^2v)
Tabel
14: S t a a f EWI, t r i l l i n g l l o n g , waarde van grootheid
ƒ 1 a b y
16760 155,45 7,073 5,081 0,290 1,145 1,000216
Hz mm mm mm
absolute afwijking 1 0,2 0,01 0,01 0,001
Hz mm mm mm
15°C
relatieve afwijking 0,00006 0,0013 0,0014 0,0020 0,0035 0,0013 0,0000
47 Uit
formule (24) volgt
A C
1
A K,
voor de r e l a t i e v e o n n a u w k e u r i g h e i d i n C u :
A 1
A C,
2
C
1 O,0000
De l e n g t e
A ƒ
+
•»•
ƒ
+ 0,0013 + 0,0013 + 0,0001 = 0,0027
van de
s t a a f werd
met een
oude s c h u i f m a a t
van g r o o t
model gemeten. Het wordt n i e t u i t g e s l o t e n
g e a c h t d a t de w e r k e l i j -
ke meetfout hoger l i g t .
d i e u i t de g e l u i d s n e l -
h e i d s m e t i n g e n van
De waarde voor p
p r o e f LWB
volgt
(Cu.=5966 m/s en c-r=3248 m/s),
b e d r a a g t 0,289; door deze k e n n i s kon de f o u t g r o o t t e worden. Het
b e l a n g van
een goede s c h a t t i n g van v b l i j k t
a a n d e e l van de o n n a u w k e u r i g h e i d i n (bijna
een
beschouwing
g e f i n g e e r d meetpunt u i t de bij
i n de t o t a l e r e l a t i e v e f o u t
ƒ 1 b
een
vierde
transversale golf
transversale-B-serie
werd een gebruikt,
(670»C). I n t a b e l 15 s t a a n
weer de
foutschattingen.
T a b e l 15: S t a a f
EWI , t r i l l i n g
4 t r a n B , 670°C
waarde van grootheid
absolute afwijking
8255 Hz 155,45 mm 5,081 mm 0,317 1 ,190 1,0727
1 Hz 0,2 mm 0,01 mm 0,01
relatieve afwijking 0,0001 0,0013 0,0020 0,032 0,017 0,0008
( 2 5 ) kan a f g e l e i d worden: 1
AC =
c
van
verhoogde t e m p e r a t u u r
verschillende
Uit
u i t het
50%).
Voor nu
goed g e s c h a t
A K
A 1
—•
+ 2'
2
A b •fr
1 0,0004
+ 0,0026
De o n n a u w k e u r i g h e i d longitudinale
A Q •fr
A ƒ •fr
b
ƒ
+ 0,0020 + 0,0170 + 0,0001 - 0,022
i s hier
een f a c t o r
acht groter
grondtrilling
b i j 15»C.
Dit
v e r o o r z a a k t door de v e e l g r o t e r e
dan b i j de
wordt v o o r n a m e l i j k
onnauwkeurigheid i n
.
Na v e r -
48 gelijking dix 0,01
van
C; f i g .
de
poissonwaarden
C7) l i j k t
v a n SAE
(appen-
een s c h a t t i n g van de a b s o l u t e a f w i j k i n g van
i n V v o o r Fe510 Nb t o c h wel op z i j n T e n s l o t t e werd
4340 en 52100
gekeken n a a r
plaats.
de o n n a u w k e u r i g h e i d i n de
tor-
sie -grondtri 1 1 ing b i j kamertemperatuur.
T a b e l 16: S t a a f LW6, t r i l l i n g waarde van grootheid
absolute afwijking
8600 Hz 165,8 mm 0,878
1 Hz 0,2 mm 0,003
ƒ 1
Uit
Itors,
15°C
relatieve afwijking 0,0001 0,0012 0,0034
( 2 6 ) v o l g t voor c-r!
A C
AK
Al
Af
c
K
1
ƒ
=
0,0034 + 0,0012 + 0,0001 = 0,0047
De KTOR»-waarde b e n a d e r i n g . De
werd
berekend
uit
afwijking hiervan
een v i e r d e - g r a a d s - p o l y n o o m w e r k e l i j k e waarden
was
I n a l l e bovenstaande f o u t b e r e k e n i n g e n i s n i e t de i n v l o e d
van
een goede maat voor de
met de
foutschatting.
de a f w i j k i n g i n de t e m p e r a t u u r m e t i n g v e r w e r k t . De t e m p e r a t u u r van de metingen boven kamertemperatuur tien
graden
celcius
afgerond.
werd p e r s e r i e gemiddeld en op De
werkelijke
schommelde m e e s t a l n i e t meer dan 10»C rond de Het thermokoppel
gemiddelde
waarde.
i n de o p s t e l l i n g mat de t e m p e r a t u u r i n de d i k k e
m e t a l e n wand rond h e t t u u r zou
oventemperatuur
p r o e f s t a a f j e ; de
werkelijke
staaftempera-
s y s t e m a t i s c h l a g e r kunnen l i g g e n . Een t e m p e r a t u u r a f wi J -
k i n g z a l z i c h i n de f o r m u l e s
24
t.e.m,
26
manifesteren
i n de
grootheden V en ƒ. Een a f w i j k i n g van 10°C b i j 670°C l e i d t t o t een r e l a t i e v e f o u t van 0,0030 blijft
beperkt
van S t 3 4 > I I heden een
in V ;
t o t 0,0016.
(appendix C;
de
relatieve
Uit bestudering
fig.C5) volgt
afwijking
van de
in
T,Cu-grafiek
voor d e z e l f d e
omstandig-
r e l a t i e v e f o u t t e r g r o o t t e van 0,0023; d i t moet g e l i j k
49 z i j n aan de a f w i j k i n g
i n ƒ. Aan
de f o r m u l e s 29
en 30
kunnen
dus
twee termen toegevoegd worden: c
A
AC/T)
ƒ
A 4-
c B i j 670»C g e l d t :
Een
meetfout
.
i n de
/(T)
0,0016
•«•
+
0,0023
t e m p e r a t u u r z a l b i j de t o r s i e t r i l l i n g
i n v l o e d op de f r e q u e n t i e b e p a l i n g s l e c h t s één
(32)
CJ:T)
hebben,
zodat
aan
alleen
f o r m u l e 31
term toegevoegd moet worden. Voor de numerieke waarde
v a n de
onnauwkeurigheid
werd
St34,II
( a p p e n d i x C; f i g .
C6).
gekeken
naar
de
T,CT-curve
van
A ƒ (T)
A C
(33) ƒ (T) B i j 670°C g e l d t :
0,008
De f o u t i n de a f m e t i n g e n i s voor metingen aan één s y s t e m a t i s c h en de f o u t i n K^, v
en
i s per
als
systematisch
die
u i t s l u i t e n d van de a f m e t i n g e n a f h a n k e l i j k
f o u t per righeden
Tabel
17:
trilling 1 long 4tranB Itors
Het
te karakteriseren
Cy
temperatuurserie i n ƒ, ƒ(T) en
hangt
( d i t geldt
proefstaaf
temperatuurserie n i e t voor
i s ) . De
AKXORB
toevallige
dus a l l e e n a f van de onnauwkeu-
C^(T).
Totale r e l a t i e v e fout i n s t a a f EWI b i j 15»C en b i j 670°C T (°C)
A C
15 15 15
0,0027 0,0064 0,0047
T (»C)
c
b l i j k t d a t boven
670 670 670
A C
c 0,022 0,026 0,012
kamertemperatuur de
o n n a u w k e u r i g h e i d i n de
geluidsnelheid drie
t o t a c h t maal zo hoog wordt. D i t wordt v o o r -
namelijk veroorzaakt
door de o n z e k e r h e i d
de t o e v a l l i g e
in
de
poissonconstante}
a f w i j k i n g van de s t a a f t e m p e r a t u u r met
de t o r s i e t r i l l i n g
de e n i g e
grond voor
de toename
10°C was van de
bij
fout-
50 grootte.
In
t a b e l 17
i s geen r e k e n i n g gehouden met een m o g e l i j k
s y s t e m a t i s c h t e l a a g gemeten
t e m p e r a t u u r . Het
verdient b i j v e r -
v o l g e x p e r i m e n t e n z e k e r a a n b e v e l i n g om a a n d a c h t t e s c h e n k e n aan de w i j z e van t e m p e r a t u u r m e t i n g . Een s t o r e n d e f a c t o r b i j de e l a s t o m a t p r o e v e n was h e t v e e l v u l d i g optreden
van " s p o o k t r i l l i n g e n " . Een v e r k l a r i n g h i e r v o o r moet
m o g e l i j k g e z o c h t worden i n r e s o n a n t i e s van de k o p p e l d r a d e n of van de o p h a n g l u s s e n b i j de o v e n o p s t e l l i n g . De k o p p e l d r a d e n v a r i e e r d e n in lengte
van 12
l e n g t e n van
t o t 15
cm en
van
het
i s niet
longitudinale
B i j de samenvoeging de v e r w a c h t i n g
van
c l u s t e r van g r o o t een t i e v e fout
i n tabel
b l i j k e n a l l e i n het u i t z o n d e r i n g van h i e r i n i s per s e r e n . De
niet
resulterende
meetgebied. i n figuur
de
gezochte
meetpunten
i n een
zouden z i t t e n . Toen d i t n i e t d u i d e -
de f i g u u r
kwam de
t e onderzoeken
vraag naar
v o r e n hoe
Een antwoord h i e r o p
welk d e e l
van de
rela-
17 a l s t o e v a l l i g b e s t e m p e l d kan worden. Dat voorgaande
die i n
opgesomde
de c o n s t a n t e
temperatuurserie a l s
fouten
te
van P o i s s o n ; de
systematisch
zijn,
met
afwijking
te karakteri-
t o e v a l l i g e r e l a t i e v e f o u t b i j 670*0 b e d r a a g t 0,5% voor
l l o n g en 0,9% voor b i j n a één van deze
want de h i e r u i t
d e r g e l i j k c l u s t e r zou kunnen z i j n .
kan gevonden worden door
e l k geval
s p o o k r e s o n a n t i e s min of meer w i l -
dat
b e p e r k t e omvang
l i j k z i c h t b a a r werd i n
in
verantwoor-
de g e l u i d s n e l h e i d s p u n t e n
d a t de
l e k e u r i g v e r d e e l d waren en
duidelijk;
type,
f r e q u e n t i e s z i j n t e hoog voor h e t
56 was
o p h a n g l u s s e n kwamen v i e r
e l k ongeveer 4 cm voor. Welke t r i l l i n g e n
d e l i j k zouden moeten z i j n die
i n de
4 t r a n B . De
p r o c e n t schommelen zone v e r k l a a r t
hoping p l a a t s v o n d
a f w i j k i n g van rond de
waarom e r
i n f iguur
j u i s t e waarde. De g r o o t t e
geen d u i d e l i j k e
puntenopeen-
is
een
grote
de o n z e k e r h e i d i n de t e m p e r a t u u r m e t i n g , t e weten u i t de
h i e r b i j behorende
t o r s i e t r i l l i n g berekend
toevallige
relatieve
fout
fout
b i j d r a g e af -
p r o c e n t . Het bovenstaande g e l d t n i e t voor de t r a n s v e r s a l e snelheid die
z a l dus
56. I n de t o e v a l l i g e r e l a t i e v e
van de l o n g i t u d i n a l e g e l u i d s n e l h e i d k o m s t i g van
de punten
0,4
geluid-
moet worden. I n de van
1,2%
z i t een
51 b i j d r a g e van
0,87. t e n
staaftemperatuur.
g e v o l g e van de meetonnauwkeurigheid
i n de
52 4 DISCUSSIE EN CONCLUSIE
4iX-Mscussie
4.1.1
Lasbadonderzoek
Door de
verrichte
inleidende
g o l v e n werd
a a n n e m e l i j k gemaakt
m o g e l i j k was
onder een
experimenten
dat d e t e c t i e
a a n s t r a a l h o e k van
met t r a n s v e r s a l e van de lasbadwand
45°.
Met
longitudinale
g o l v e n werd de lasbadwand n i e t gevonden b i j h e t a a n s t r a l e n t u s s e n 29° en 55°.
D i t werd g e d e e l t e l i j k v e r o o r z a a k t door
ongunstige
experimentele
hoeken rond de 45°. zou de
condities
die
B i j h e t g e b r u i k van
bleken kleinere
de
onverwacht
te heersen
bij
aanstraalhoeken
discriminatie tussen verschillende reflectiebronnen beter
z i j n geweest, t e r w i j l
b i j g r o t e r e hoeken de w e e r k a a t s i n g
lasbadoppervlak misschien O p m e r k e l i j k was
een k l e i n e r e
de o n t d e k k i n g
overgang v l o e i b a a r / v a s t focusserende werking
van de
het
omvang zou hebben gehad.
van m o g e l i j k e
staal
van
r e f l e c t i e s tegen
i n h e t l a s b a d . H i e r b i j zou dan
l a s b a d g e o m e t r i e een
de een
r o l moeten s p e -
len. Al
werden
sommige
f a s e n o v e r g a n g e n dan g e d e t e c t e e r d , nauw-
k e u r i g g e l o c a l i s e e r d werden z e
niet.
v i r t u e l e afstanden
b e h o e f t een nauwkeuriger
n a a r reële
Vertaling
van
de gemeten transit-
time -delay-model en meer z e k e r h e i d omtrent de a a r d van de
reflec-
tiebron. Door
de
hoge
versterking
werd
b i j p r o e v e n met de r e c h t e
t a s t e r v e e l h i n d e r ondervonden van r e f l e c t i e s Daardoor moest gemaakt,
t e g e n de
walshuid.
van een maximale r u i s o n d e r d r u k k i n g g e b r u i k worden
waardoor
mogelijk
1asbadwandreflecties
werden wegge-
drukt . Met beeld
de g e b r u i k t e f o t o g r a f i s c h e opnametechniek van h e t s c o o p -
werd
het
experiment
steekproefgewijs
v a s t g e l e g d . Omdat
sommige waarnemingen z i c h gedurende k o r t e t i j d voordeden, was jammer d a t e r n i e t
meer
opnamen
van e l k e
het
l a s p r o e f voorhanden
53 waren. De
l a s b a d p i e k e n konden l a n g s f o t o g r a f i s c h e weg
niet
scherp
w o r d e n v a s t g e l e g d door hun s t e r k variërende a m p l i t u d e . V e r t a l i n g van de r e s u l t a t e n
van d i t
oriënterende onderzoek
n a a r d a t voor de o n t w i k k e l i n g van een s e n s o r voor een
lasrobot i s
i n d i t s t a d i u m n i e t m o g e l i j k . De
verschillen
t e v e e l voor een dunne
proefomstandigheden
een z o r g v u l d i g e v e r g e l i j k i n g . plaat misschien
met
een
Zo z a l voor g e b r u i k
ander
golftype
op
(bijvoorbeeld
o p p e r v l a k t e g o l v e n ) gewerkt
moeten worden. I n e l k g e v a l z u l l e n e r
andere soorten t r a n s d u c e r s
toegepast
bestand
zijn
tegen
hogere
temperaturen.
moet h e t g e r e f l e c t e e r d e s i g n a a l onderscheiden t o n e n . Met
piek
in
elk
worden,
die beter
Voor s e n s o r t o e p a s s i n g
geval
een
d u i d e l i j k te
t e z i e n geven en een z e k e r e continuïteit
h e t l a a t s t e wordt bedoeld
seconde een
moeten
betrouwbare waarde
d a t minimaal
twee maal
van de l a s b a d g e o m e t r i e
per
verkregen
moet worden, t e n e i n d e t o e g e p a s t t e kunnen worden b i j s n e l de
ver-
werken-
lasrobots.
4.1.2 G e l u i d s n e l h e i d s o n d e r z o e k
Het
geluidsnelheidsonderzoek
t e r i n g , zowel het
vlak
spanning
op h e t
van kon
de
g e b i e d van
v e r e i s t e een g r o t e
tijdinves-
e x p e r i m e n t e e l onderzoek
als in
v e r w e r k i n g van meetgegevens. Ondanks d e z e i n -
het verloop
van
de
longitudinale
en
transversale
g e l u i d s n e l h e d e n i n F e S l O Nb n i e t b e p a a l d worden. De o o r z a a k van moet i n e e r s t e i n s t a n t i e g e z o c h t een
groot
aantal
worden i n
"spookresonanties".
hier-
het optreden
Er werd g e t r a c h t om
van door
samenvoeging van v e r s c h i l l e n d e m e e t r e s u l t a t e n t e z o r g e n
voor
d u i d e l i j k e opeenhoping van meetpunten. De zone w a a r i n de
gezochte
g e l u i d s n e l h e i d s w a a r d e n z i c h konden b e v i n d e n b i j n a twee
p r o c e n t van
de meetwaarde.
s t a a f t e m p e r a t u u r zou de g r o o t t e procent teruggebracht proefnemingen of
het
van deze
zone t o t
t e groot:
ongeveer
h e t v e r b e t e r e n van
aanbeveling
1 i t e r a t u u r o n d e r z o e k een
echter
B i j e x a c t e meting v a n
kunnen worden. Naast
temperatuurbepaling verdient
was
om
een
de één de
d.m.v. andere
b e t e r e v e r b a n d voor de
54 temperatuurafhankelijkheid den. Uit werd
van
voor de
longitudinale geluidsnelheid
r e s p e c t i e v e l i j k 0,8
tuurwaarden voor
aan d a t de
tiemeting
nihil
was.
de p r o e f s t a a f
een
Verschilmetingen dat de
3248 m/s
p r o c e n t en
p r o c e n t en
m/s
LW-staaf j e en
voor
p r o c e n t a f van de
Wel
k o p p e l d r a d e n op
vormden z i j samen met
m o g e l i j k e bron van met
een
LW +0,1
ten
de
litera-
opzichte
de
frequen-
ophangdraadjes
"spookresonanties". gaven
i n het p r o e f m a t e r i a a l
De a f w i j k i n g
procent.
de
ultrasoon-wanddiktemeter
longitudinale geluidsnelheid
l u i d s n e l h e i d van
5966
een
te v i n -
gevonden. Deze waarden w i j ¬
-0,2
i n v l o e d van de
r i c h t i n g a f h a n k e l i j k was. -0,3
Poisson
Fe510. Deze s e r i e metingen b i j kamertemperatuur
g e e f t ook van
van
e l a s t o m a t p r o e v e n b i j kamertemperatuur aan
transversale geluidsnelheid ken
de c o n s t a n t e
van
van EW
de
weinig
longitudinale
l i g t t u s s e n de
aan ge-
grenzen
55
U i t een v o r e n dat
onderzoek met
de
detecteerbaar de
oriënterend
lasbadwand onder 45° was.
Het
omstandigheden
a f k o m s t i g van
een
het
met t r a n s v e r s a l e
leidde
tot
een
1asbadopperv1ak
de r e f l e c t i e b r o n n e n was
hiertoe
werd
gegeven
lijkt
nog Het
de
erg
van
nog
door
t r a n s i t t i m e - d e l a y - m o d e l . De en de p r o d u c t i e
overmaat aan
en m o g e l i j k
een
de
overgangen
goede p o s i t i e b e p a l i n g
ontwikkeling
eerste
van
een
k l o o f t u s s e n de h u i d i g e
aanzet
eenvoudig
proefnemingen
betrouwbare U . S . - s e n s o r voor een
leverde
geen
lasrobot
verband op
en t r a n s v e r a l e g e l u i d s n e l h e d e n van
de t e m p e r a t u u r . De
hiervoor
uitgezeefd t e hoog
tussen
Fe510 Nb
als
o o r z a a k moet g e z o c h t worden i n h e t
" s p o o k r e s o n a n t i e s " ; deze konden ook
rekentechnieken niet keurigheid
Een
van de
groot.
longitudinale
o p t r e d e n van
geluidspulsen
reflectiepieken
n i e t m o g e l i j k , een
geluidsnelheidsonderzoek
f u n c t i e van
kwam n a a r
werken met l o n g i t u d i n a l e g o l v e n i n d e z e l f -
v a s t / v l o e i b a a r en v l o e i b a a r / v a s t s t a a l . van
karakter
was.
worden
doordat
door middel de
van
meetonnauw-
Literatmir
Cl]
K.M. Broek, W.J.P. V i n k en G. den Ouden S e n s o r e n voor l a s r o b o t s L a s t e c h n i e k 52 ( 1 9 8 6 ) , 12-15
[2]
W.J.P, Vink e n N.H.R. V e r s l u i s N i e t - d e s t r u c t i e f onderzoek 2--druk, D.U.M. D e l f t , 1985
[3]
T. W. E a g a r en N,-S. T s a i Temperature F i e l d s Prnrino^c Hy Ii:avelin^_Di^ri^^^ Heat S o u r c e s Welding R e s e a r c h Supplement ( 1 9 8 3 ) , 346s-355s
C4]
S . I . R o k h l i n , R . J . Mayhan en L. A d l e r O n - l i n e U l t r a s o n i c Lamb Wave M o n i t o r i n g of Soot WPlri<. M a t e r i a l s E v a l u a t i o n 43 ( 1 9 8 5 ) , 879-883
f5]
Quantitative^Zusammenhange z u r auswertung I n s t i t u t Dr. Förster, R e u t 1 i n g e n , W e s t - D u i t s l a n d
C6]
L.A. L o t t yitrasgnic_Detec^^^ of Molten/Solid I n t e r f a c e s SL_afeld_Pools M a t e r i a l s E v a l u a t i o n 42 ( 1 9 8 4 ) , 337-341
£7]
J , K r a u t k r a m e r e n H. K r a u t k r a m e r ^rkstoffprüfung m i t U l t r a s c h a l l 3--druk, S p r i n g e r - V e r l a g B e r l i j n H e i d e l b e r g New York, 1975
181
W. Kurz en B. L u x t5^alisierungL„^^ S t r a n g g i e Q e n von StP>h] B e r g - und HüttenmMnische Monatshefte
C9]
E.P. P a p a d a k i s , L.C. Lynnworth, E.H. C a r n e v a l e
UA
) , 123-130
K.A. F o w l e r en
ü3J£asoiilc...MtM^^ J.
(
Acoust. Soc. Am. §2 ( 1 9 7 2 ) , 850-857
bv t h e
[ 1 0 ] L.C. Lynnworth en E.H. 5*^' I n t . Conf. on NDT,
Carnevale Canada
1967
C l l ] E.H. C a r n e v a l e , L.C. Lynnworth en G.S. L a r s o n U U r a s o n i c Measurement of g^astj-c MpduU a t ^lev^1^ec( J . Acoust.
Soc. Am.
36 ( 1 9 6 4 ) ,
1678-1684
C12] C . J . S m i t h e l l s M e t a l s Refergncg^Book 5^-druk5 B u t t e r w o r t h s , London & B o s t o n
FIGUREN
E,ig;uyr..J.:,, I n v a l van een l o n g i t u d i n a l e g o l f o n d e r een hoek a ( V i n k en V e r s l u i s [ 2 ] ) .
E i g u u r 2:.. V o o r b e e l d van een r e c h t e U.S. - t a s t e r ( V i n k en V e r s l u i s L21).
F i g u u r 3,1 V o o r b e e l d
van een
h o e k t a s t e r ( V i n k en V e r s l u i s
F i g u u r 4.L B u n d e l k a r a k t e r i s t i e k van ( V i n k en V e r s l u i s 121).
rechte
taster
L21).
r 1 s:\jut
• M e e t o p s t e l l i n g van h e t l a s b a d o n d e r z o e k . L i n k s s t a a t de w e r k t a f e l met h e t p r o e f s t u k en h e t U , S . - a p p a r a a t ^ r e c h t s x© de l a s t r a f o g i c h t b a a r
El.gU.UC .fel. D e t a i l van de m e e t o p s t e l l i n g . Het U.S. - a p p a r a a t s t a a t l i n k s en de t i m e r v o o r h e t f o t o t o e s t e l b e v i n d t z i c h e r o p . R e c h t s h a n g t de l a s t o o r t s en d a a r o n d e r l i g t h e t p r o e f s t u k met a a n g e k o p p e l d wiaterhols<
Doorsnede en o n d e r z i j d e van de p r o e f b l o k k e n F e S l O
Nb.
E i s u u r 8.L De b e v e s t i g i n g van de r e c h t e m i c r o t a s t e r aan de p l a a t onderkant. De t a s t e r b e v i n d t z i c h i n h e t midden van het m e s s i n g Juk.
.guur...9.:.. Het w a t e r h u i s werd o v e r de t a s t e r gemonteerd. m e t water gebeurde i n de getoonde p o s i t i e .
Vullen
45'
1
55°
44°
29°
38° 50°
{50°) (38°)
z
FigUyr; 10,;,,. O n d e r z i j d e v a n de p r o e f b l o k k e n F e S l O Nb. I n de. f i g u u r z i j n de s m e 1 1 b a d p o s i t i e s aan de b o v e n z i j d e g e s c h e t s t , o n d e r v e r m e i d i n g van de a a n s t r a a l h o e k . De t a s t e r p o s i t i e s z i j n met een x gemerkt.
T o t en met f i g < 28 w o r d e n f o t o ' s v a n h e t b e e l d s c h e r m g e t o o n d ^ de s c h a a l v a n ds x-as l o o p t v a n O t o t 100 mu ( b i j k a s i e r t e m p e ratyyr). De opname i n deze f i g u u r l a a t h e t p i e k p a t r o o n vóór h e t l a s s e n z i e n b i j p r o e f 1,1 (45**); b i j deze p r o e f een i n d i c a t i e p u t j e i n de p l a a t a a n g e b r a c h t e De r e f l e c t i e - p i e k h i e r v a n w e r d op o n g e v e e r 63 wa v e r w a c h t ; z i c h t b a a r i s e e n p i e k z o n e v a n 5S mm t o t 78 mm.< De dode ZOÏIB v a n da t a s t e r b e d r a a g t c a , 40 mm.
Öpnmm vóór de s t a r t v a n h e t l a s p r o c e s b i j p r o e f 2B (50"), De. w a a r s c h i j n i i j k v a n de, w a l s h u i d a f k o m s t i g e r e f l e c t i e z o n e l o o p t van 56 mm t o t c a . 88 mm.
Ma a f l o o p v a n p r o e f 2.8 en na a f k o e l i n g v a n de p l a a t o n t s t o n d het bovenstaande p i e k p a t r o o n ^ d a t v e e l overeenkomst v e r t o o n t iset d a t v a n f i g u u r 12.
F i g u u r IA,
Figuur
IS;
P r o e f 2.8 ( 5 0 * ) na een l a s t i j d van 65 s e c ; de f l u c t u e r e n d e zone i s i n een d r i e t a l g e d e e l t e n o p g e s p l i t s t .
F i g u u r 17.' P r o e f 2.8
(50*>) na een l a s t i j d
van v i j f
minuten.
FlgMvr Proef
19; 1.4 vóór h e t l a s s e n
P r o e f 1.4 na een l a s t i j d van 80 s e c . Het b e g i n van e e n f l u c t u e r e n d e zone l i g t op ongeveer 65 mm. De a a n s t r a a l h o e k van het l a s b a d m i d d e n b e d r a a g t ongeveer 45".
F i g u u r 20; P r o e f 1.4
na een l a s t i j d
van 90 s e c .
F i g u u r 21; P r o e f 1.4
na een l a s t i j d van
190 s e c .
Figuur
22;
P r o e f 1.4 v l a k na de v e r p l a a t s i n g van de l a s b o o g o v e r één c e n t i m e t e r n a a r a c h t e r e n . De a a n s t r a a l h o e k werd h i e r d o o r c a . 50" en de t o t a l e l a s t i j d bedroeg 210 s e c .
P r o e f 1.4 t w i n t i g s e c o n d e n na de v e r p l a a t s i n g ( t o t a l e 230 s e c ) .
lastijd
Eig,y..U.r.-24: L a s t i j d 125 s e c ; f i g u u r 24 t.e.m. 28 z i j n u i F d e 3 8 " - s e r i e van p l a a t 2. De gekozen f o t o ' s z i j n met een p e r l o d e t i j d van v i j f seconden gemaakt.
fj.suur,„,.£5:
L a s t i j d 130 s e c ( z i e f i g . 24 voor b e s c h r i j v i n g ) .
E.i..gy.u.,r.,„26!.. L a s t i j d 135 s e c ( z i e f i g . 24 voor
beschrijving),
Ei.suux,.,„.27i, I L a s t i j d 140 s e c ( z i e f i g . 24 voor b e s c h r i j v i n g ) .
EiSUMr 28:..
L a s t i j d 145 sec (zie f i g . 24 v o o r
beschrijving).
55°
44°
29°
38°
LLSMur_i^yL Aangeëtste d o o r s n e d e v a n p l a a t 2. M i d d e n - o n d e r i s de v o n k v e r s p a a n d e u i t h o l l i n g v o o r de t a s t e r z i c h t b a a r .
50°
X
F i g u u r 30.1. De g e s t i l e e r d e weergave van h e t b e e l d s c h e r m met één r e f l e c t i e p i e k b i j twee v e r s t e r k i n g e n . Het p i e k e i n d e z a l h e t meest van de t o e g e p a s t e v e r s t e r k i n g a f h a n k e lijk zijn. (A=amplitude; x = a f s t a n d )
F i g u u r 32.1. De k a r a k t e r i s e r i n g van .de l a s b a d g e o m e t r i e . Voor de keuze van het d i c h t s t b i j de t a s t e r g e l e g e n punt ( 1 ) z i j n h i e r twee m o g e l i j k h e d e n .
I n de h i e r n a v o l g e n d e f i g u r e n worden een aanta'i «Pi^ö»®" g e t o o n d b i j p r o e v e n met de m i c r o - h o e le t a s t e r op 30 mm Fe360. De s c h a a l v a n de x-as l o o p t van 50 mm t o t 100 mm. B o v e n s t a a n d e opnaEie i s repre-=ïen~ t a t i e f v o o r h e t b e e l d v l a k v o o r h e t l a s s e n Cde"'foto as u i t een a n d e r e s e r i e afkoröstig). De tijd na h ^ t b e g i n v a n h e t l a s s e n z a l t e l k e n s v e r m e l d vx>t"den
F i g u u r 3 5 L a s t i j d 30 sec l a f i g . 33 v o o r
beschrijving).
figuur
39;..
L a . s t l j d 46 sec < z i e f i g . 33 v o o r
beschrijving).
tlgpyr,42;
flgyyr
O p s t e l l i n g v o o r g e l u i d s n e l h e i d s o n d e r z o e k , Oe E l a s t o m a t s t a a t met de f r e q u e n t i e m e t e r op de t a f e l r e c h t s . Ds kaïTiertemperatuurbank b e v i n d t z i c h l i n k s op de f o t o .
43,.<„ De o v e n v a n de E l a s t o m a t - o p s t e l l i n g . L i n k s en r e c h t s van de o v e n a i j n de g o l f o m s e t t e r s b e v e s t i g d ,
V e r z a m e l d e meetpunten van LW1
^••isyyr .44,;
LW5
—
(de cijfers geven het proefnummer weer) 1 555
S^55
0.9
ffi
5
0.8
5
5
0.7
-
0.6
-
5 5
555
55 5
ffi
5 55
5
5
555
s
S
55 S 5 5
5 5 5 S
1TB55115
51
5 3 3 ^m^5^^
5 555
§§^2
2^fc^ME^?5
§51^44
4|
»
555 5
5 M
S
Sffi
S
5
555
5
0.5 3 0.4
€421
44
42» 4
0) 0.3
0.2
-
0.1
-
5
1 n O
2
r
1
. ^p
5 5 5 SB
5
y ^ ^ . 8
5
"T 10
FREQUENTIE
5
S 5 5 555
5ffi5
16
18
r 12 (kHz)
14
20
F i g y u r 45..:..
EW1
- RESONANTIES
(de Cijfers geven de piekwaarde aan)
31 0.9
-
0.8
-
0.7
-
0.6
-
0 2 2 V V V
w 2 V
2 V
2 V
2 3 V V 2 V 2 V
0.5
2
-
I
2 V
12
3 V
w 3 2 Tl
V
4 2 2 V V V 22 5 3 V W V
2 V
222 22 WV W 35
-
0.3
-
42 VV
w
w
0.2
-
4 V
0.1
-
35
w
4 V
34
3 V
W
69 W 4 V
3 V
W
3 V
6
6 % IV W 9 5 V V
4 V 8
FREQUENTIE (kHz)
41 VV 3 V
1 V
2 2 V V
2 V
11 VV 2 V
43
49 W
2 V
4 V
2 V
4 2 85 W W
0.4
2 V
w
2 V
3 V
4 V
2 2 V V
1 V
VW
3 V
4 V 5 V 5 V
2 V
1 V
3 V
2 V 3 V
2 V
2 V
85 VW 2 V W
8 5 VV 81 V\7 67 VV 10
TEMPERATUUR
O
p
(1000.°C)
p
O »
CD
p
p OD
O •
<3o <|N3
<1M
<3 K3
<3N3 4
<JN3
<3 N3
t3-
3S
<3ö>
<1
3S
<3M
<1N>
4Ü1
41^ 4oï
4 KJ
tt:
< O
II
•Misuur
47.:..
ResoHonties EWI m e t
7
St34,l!-verwachting
8 FREQUENTIE (kHz)
9
10
L i g u u r 48:.,
R e s o n o n t i e s EW1 m e t S t 3 4 J I — v e r w a c h t i n g
FREQUENTIE (kHz)
LONG. GELUIDSNELHEID
(km/s)
Misuur 50.1.
Punten in 5 % - i n t e r v a l rond S t 3 4 - c u r v e (Alleen E W 1 - p u n t e n ;
3.4
1= ITORS &
2=2T0RS)
2 2 3.3 2 3.2
l2
i
l2 3.1
H
2 1 2 2 2
3
2l 2 2
2.9
\ ^
1
2 ^1
2.8
H
2.7
2.6
-
2.5
-
2.4
i 0
200
\
400
TEMPERATUUR
600
(°C)
800
^•^•^^^
R e s o n a n t i e s LWl m e t
St34J!-verwachting
FREQUENTIE (kHz)
^ i s ^ w r 52;.
R e s o n a n t i e s LW4 m e t S t 3 4 J I - v e r w a c h t i n g
FREQUENTIE (kHz)
^i^^^^
R e s o n a n t i e s LW4 m e t S t 3 4 J I - v e r w a c h t i n g
FREQUENTIE
(kHz)
F i g u u r 54;
R e s o n a n t i e s LW5 m e t S t 3 4 , l I — v e r w a c h t i n g (de cijfers geven de piekwaarde aan)
I
8 FREQUENTIE (kHz)
Eigy-ur 55..,,
R e s o n a n t i e s LW5 m e t S t 3 4 J I - v e r w a c h t i n g (de cijfers geven de piekwaarde aan)
FREQUENTIE (kHz)
LONG. GELUIDSNELHEID
(km/s)
F i K u u r 57i.
R e s o n a n t i e s bij k a m e r t e m p e r a t u u r (LW6)
8
;ii w
1?
4
1
V
VV
l1 7V
V
V
a:
z
4
LJ_ LJ O IZ Q_
1 3
H V
2
H
ItranB
1
1
V
V
1 tranA
2tranB
T 0.8
1.2
1.6
2
2tranA
T 2.4
FREQUENTIE
2.8 (kHz)
3.2
3.6
F i g u u r 58;
R e s o n o n t i e s bij k a m e r t e m p e r a t u u r (LW6)
Lü D Z li_ ÜJ O
8.55
8.57
8.59 FREQUENTIE
8.61 (kHz)
8.6:
8.65
R e s o n o n t i e s bij k a m e r t e m p e r a t u u r
F i R u u r 59;
(LW6)
?
V
r
V
1 7
V
V 7
—
l 7
1
l 1
^
^:
Ilo
1 15.5
1 15.7
>rs 1
1 15.9
i
1 16.1
1
1 16.3
1
1 16.5
FREQUENTIE
1
1 16.7
(kHz)
1
1 16.9
1
1 17.1
6trc] n B
1 - T —1 17.3
1 17.5
APPENDICES
A
Materiaalsamenstelling
B
G e l u i d s d r u k a f n a m e door
C
De t e m p e r a t u u r a f h a n k e l i j k h e i d van c,..., c-,- en
D
C o r r e c t i e f a c t o r e n t . b . v . elastomatproeven
E
I n v l o e d van T op de s t a a f af metingen
F
D e t a i l s van de o p s t e l l i n g voor
G
S t a a f a f metingen en s t a a f m a s s a ' s
H
Waarnemingen EWI
I
Methode van p i e k w a a r d e b e r e k e n i n g
J
CX-Waarden voor EWI , LW5 en LW6
K
Berekende Cu-waarden van LWl, LW4, LW5 en EWI
L
Waarnemingen en r e s u l t a t e n v a n LW6
bundelspreiding
lasbadonderzoek
A Aippendj x A.;,.. Mater.iaal,sam
Het gegloeid
proefmateriaal
FeSlO Nb. Het m a t e r i a a l ,
c h a r g e , was gesteld
bestond u i t
i n twee
(25 en 50 mm).
d i k t e n door
c o n t i n u - g e g o t e n en n o r m a a l
d a t a f k o m s t i g was u i t één o v e n Hoogovens B.V.
I n onderstaande t a b e l
t e r beschikkini
w o r d t de s a m e n s t e l
l i n g g e g e v e n v a n de o v e n l a d i n g , alsmede h e t g e h a l t e v a n een v i j f tal
e l e m e n t e n i n de twee p l a t e n .
sen
l a d i n g - en p l a a t - a n a l y s e .
T a b e l A l : A n a l y s e v a n Fe510 Nb
% c % Mn % Si 7. P % S % Al % Nb % N % Cu % Si 7. Cr % Ni % Mo
ovenlading
25 mm plaat
50 mm plaat
0,177 1 ,513 0,465 0,016 0,010 0,042 0,033 0,007 0,010 0,004 0,028 0,031 0,001
0,16 1 ,55 0,47 0,014 0,006
0,17 1 ,54 0,49 0,015 0,005
Er z i j n
kleine verschillen tus
B 1 Ajopendi X, Bj, G.e2.ui,dsdr_ukaf na^^ In
de
Fraunhoferzone
d o o r ib„yfldelspx.êi.diD.i^
treedt
b u n d e l s p r e i d i n g op. I n 2.1.1
w e r d e n de f o r m u l e s 1 1 , 12 en 13 g e g e v e n , waarmee z o w e l van de
geluidsdruk b i j
g i n g n u l ) , a l s onder worden. Voor
Tabel BI:
toenemende a f s t a n d t o t de t a s t e r
een
de b e p a l i n g
f o r m u l e 13 z i j n
de afname
bepaalde van h e t
afbuighoek effect
van
berekend
(afbuikunnen
de a f b u i g h o e k met
de k-waarden u i t t a b e l BI n o d i g .
k-waarden u i t K r a u t k r a m e r 17]
Geluidsdruk k (7o)
(AdB)
84 71 50 32 25 10 0
-1,5 -3,0 -6,0 -10,0 -12,0 -20,0
0,37 0,51 0, 70 0,87 0,93 1 ,09 1 ,22
— co
De afname v a n de g e l u i d s d r u k t . g . v . de t w e e ten
werd
berekend
voor
de p r o e v e n
met de
genoemde
effec-
r e c h t e t a s t e r en h e t
m a t e r i a a l Fe510 Nb. De r e s u l t a t e n z i j n g r a f i s c h w e e r g e g e v e n i n de f i g u r e n BI (fig.
en B2.
BI) z i j n
De p u n t e n i n de g r a f i e k v o o r de h o e k a f b u i g i n g
a f k o m s t i g v a n de
g e t a b e l l e e r d e k-waarden.
In f i -
g u u r B2 s t a a t l a n g s de x-as de a f g e l e g d e weg i n de F r a u n h o f e r z o n e uit;
de a f s t a n d t o t de t a s t e r w o r d t v e r k r e g e n
v a n de
Fresnelzone
( 4 , 2 6 mm) b i j op t e t e l l e n .
gen w e r d g e b r u i k gemaakt v a n de v o l g e n d e Kristaldiameter
d
6,35
mm
Tasterf requentie ƒ
2,25
MHz
Geluidsnelheid
5960
m/s
Cu
door e r
de l e n g t e
B i j de b e r e k e n i n -
gegevens:
Hoekofbuiging
(graden)
O.S.Uy2: Blj... G e l u i d s d r u k a f n a m e i n s t a a l d o o r b u n d e l s p r e i d i n g , b i ,j g e b r u i k v a n d e r e c h t e m i c r o t a s t e r b i . j k a me r t e m p e r a t u u r , a l s f u n c t i e van de h o e k a f b u i g i .
in T3 O c M 2 V
O
100 Afgelegde weg in d e F r a u n h o f e r z o n e
(mm)
Elm u r Bgi, G e l u i d s d r u k a f n a m e i n s t a a l d o o r b u n d e l s p r e i d i n g , b i j g e b r u i k v a n de r e c h t e m i c r o t a s t e r b i j ks.mert e m p e r a t u u r , a l s f u n c t i e v a n de a f g e l e g d e weg i n de F r a u n h o f e r z o n e .
C 1 AgBe,ndi,x C,: De
,temge„ra,tuuranxa^^^^
De
achter
pogingen
transversale
om
literatuur,
het verband
geluidsnelheid
komen, b e p e r k t e s i c h i n
van
eerste
Kurz en Lux
van Cj^, c.-r- en y .
CS]
c... van v i e r s t a a l s o o r t e n
t u s s e n de
FeSlO
Nb en de t e m p e r a t u u r t e
instantie
g a v e n een
l o n g i t u d i n a l e en
tot
speurv.;erk
i n de
g e d e t a i l l e e r d e g r a f i e k voor
( f i g . Cl).
Met
uitzondering
van
het
austenitisch chroom-nikkelstaal
i s de f a s e n o v e r g a n g van a n a a r x
telkens d u i d e l i j k
de
fase
komt
aanwezig;
goed n a a r
e.a.
19]
hystereselus staalsoort. v o o r SAE
ook
i n het werden
f u n c t i e van T ( f i g . C2 o p w a r m i n g maar
betreffende
naar
de
metingen
Tenslotte
t u s s e n de
waren
A i - en
hetgeen
zelf
soort de
s t a a n i n f i g u u r C4 c... ( T ) - en c-r (T)-krommen
v o o r de
en C a r n e v a l e
[101. H i e r i n
s t a a n geen
indruk.
longitudinale geluidsnelheid
transversale
berekende curve voor
nader
een
AC;M-temperatuur van
en de c u r v e n maken een s t e r k g e s t i l e e r d e
v o o r de
In
niet alleen b i j
Ter v e r g e l i j k i n g w e r d e n de g e v o n d e n c u r v e n i n twee
en één
longitu-
52100 g e g e v e n a l s
tijdens afkoeling verricht,
opleverde
samengevoegd: één
vloeibare
temperatuurgebied.
c,.,. en c-r van SAE
en C 3 ) . De
4340 u i t L y n n w o r t h
meetpunten
overgang
v o r e n d o o r de s t e r k e d a l i n g van de
dinale geluidssnelheid Papadakis
ook
(fig.
St34,II
C6).
I n f i g u u r C6
geschetst;
hierop
grafieken ( f i g . C5) i s ook
een
wordt
nog
ingegaan. De
bij
één
van
de
(form.
poissonconstante
van een
materiaal
t e m p e r a t u u r t e g e l d e n . Vanwege z i j n longitudinale 24 en 2 5 ) , was
kennen.
Alleen
(voor
l e g e r i n g SAE
de
Als basis
ten l i j k e n .
geluidsnelheid h e t g e w e n s t om
Carnevale
e.a.
blijkt
rol
uit
de
het verband
Clll
i n 3.2.4
behulp
St34,II.
Daarom w e r d
van de
staafresonanties t u s s e n v» en T t e informatie
waren
e r oriënmoes-
m a t e r i a a l s a m e n s t e l l i n g werd gekozen Een
c u r v e van de t r a n s v e r s a l e
l u i d s n e l h e i d a l s f u n c t i e van de t e m p e r a t u u r was
met
berekening
4340).
van de
c u r v e ( n ) van
materiaal.
uitsluitend
d i e z o v e e l m o g e l i j k op d i e van FeSlO Nb
Op g r o n d
dit
i n de
gaven h i e r o v e r
v o o r de p u n t e n c l u s t e r i n g
tatiekrommen nodig
v o o r de
V
besloten
om
p o i s s o n c o n s t a n t e van
n i e t gegeven voor
de l o n g i t u d i n a l e SAE
ge-
4340
om
te
kromme rekenen
C 2 n a a r een
transversale.
Hierbij
van de p o i s s o n c o n s t a n t e met samenstelling
werd aangenomen
de
afhankelijk
temperatuur
was.
dat het verloop
niet
sterk
van de
Voor de b e r e k e n i n g w e r d
gebruik
gemaakt v a n de f o r m u l e s 1 en 2. H i e r u i t v o l g d e ;
2 ^ ^'Lz^^llLl 2'(l-y) De d o o r
1
Carnevale
e.a.
[ 1 1 ] gevonden
meetpunten
v a n de
t e m p e r a t u u r a f h a n k e l i j k e p o i s s o n c o n s t a n t e w e r d e n g e b r u i k t v o o r een polynoombenadering, zodat V b i j elke kon worden.
V
temperatuur
De m e e t p u n t e n
O,0347•10•
w e r d e n samen met de c u r v e v a n de p o l y n o o m b e n a d e r i n g
i n f i g u u r C7 g e p l a a t s t . niet
erg
Als controle
op de
samenstellingsafhankelijk
w a a r d e n v a n SAE 52100
i n de
aanname d a t
grafiek geplaatst.
C2 e n C3. U i t de f o r m u l e s 1 en 2 v a l t ook de
h e t v>-
i s , werden e n k e l e Omdat deze
g e g e v e n w a r e n , w e r d e n ze b e r e k e n d u i t de m e e t p u n t e n
te
berekend
Gevonden werd:
= 0,2895 + 0,00278.10"^.T + O , 0 3 2 7 • l O " ^ • +
verloop
snel
niet
i n de f i g u r e n
volgende r e l a t i e af
leiden:
-
-
^^'^^ ^
met
(1 -2'P )
Opvallend i s
f3
=
de s c h o m m e l i n g
/2' (C,..,,/CT)^
v a n de
ï>-waarden v a n 52100 om de
c u r v e v a n 4340. De aanname d a t v o o r h e t constante worden,
St34,II
zonder
in
V
de p o i s s o n -
bezvra.ar d i e v a n 4340 genomen k a n
komt h i e r d o o r op l o s s e s c h r o e v e n t e s t a a n .
van 0,01 zelfde
van
v e r l o o p van
Een a f w i j k i n g
(~ 3 p r o c e n t ) g e e f t een a f w i j k i n g i n c-r v a n de-
ordegrootte.
T e n s l o t t e w o r d e n i n de v o l g e n d e t a b e l de s a m e n s t e l l i n g e n v a n de i n deze a p p e n d i x genoemde s t a a l s o o r t e n
gegeven.
C 3 Tabel C l : Samenstel 1 i ngsgrenzen van e n k e l e l e g e r i n g e n SAE C Mn Si P S Cr Ni Mo
4340
SAE
52100
0,36-0,44 0,55-0,80 0,15-0,30
0,98-1 , 1 0,25-0,45 0,15-0,30
0,60-0,90 1,65-2,00 0,2 -0,3
1,3
-1,6
St34,II
Cl 1-0 Wl
0,09-0,15 0,25-0,50 0,17-0,37 <0,045 <0,050
0,95-1,04 0,15-0,25 0,15-0,30 <0,020 <0,020 <0,20 <0,20
( i n 7„)
X5CrNil8.10 <0,06 <2,0 <0,8 <0,045 <0,030 17-19 9-11 ,5
600 mo rcj—^'^-^ - i - -
l o n g i t u d i n a l e g e l u i d s n e l h e i d van een v i e r t a l s t a a l s o o r t e n a l s f u n c t i e van de t e m p e r a t u u r ; o n d e r de v i e r b e v i n d t z i c h de c u r v e van St.34, I I ( K u r z en
TEMPERATURE, ' C
F i g u u r C2,,L De l o n g i t u d i n a l e g e l u i d s n e l h e i d van SAE 52100; de p l u s t e k e n s g e v e n de waarnemirigen b i j a f k o e l i n g weer ( P a p a d a k i s e.a, [ 9 ] ) .
.35,
!
1
1
1
1
1 1
.30 CURVE
>^
AUSTENITE SLOPE
e un t*l2
u
O ^ .26
f
1 1 l*eM
.20
1
1
1
1
1
1 1
^s.
1 'h 1 1
800
1000
TEMPERATURE, « C - »
Li&y..y.,!: Qll. Oe t r a n s v e r s a l e g e l u i d s n e l h e i d v a n SAE 52100; de p l u s t e k e n s g e v e n de w a a r n e m i n g e n b i j a f k o e l i n g weer ( P a p a d a k i s e.a. [ 9 ] ) .
300 -|
500 1
1
700 1
1
TEMPERATURE f K ) 900 HOP 1 TEMPERATURE C O
1
: 1
1300 1
1
. 1500 r-
TEMPERATURE («F)
F i g u u r C4j... I n deze f i g u u r s t a a n o n d e r meer de l o n g i t u d i n a l e (vt..) en t r a n s v e r s a l e ( V r ) g e l u i d s n e l h e d e n u i t t e g e n de t e m p e r a t u u r v o o r SAE 4340 ( L y n n w o r t h en C a r n e v a l e [ 1 0 1 ).
E i M U u r _ C 5 i De l o n g i t u d i n a l e g e l u i d s n e l h e d e n van SAE 4340, SAE 52100 en S t 3 4 , I I a l s f u n c t i e v a n de t e m p e r a t u u r .
O
0.2
0.4
0.6 TEMPERATUUR
0.8 (IQOO.OC)
1
1.2
1.4
Eigyjir_._.C6j., De t r a n s v e r s a l e g e l u i d s n e l h e d e n v a n SAE 4340, SAE 52100 en ( e e n b e n a d e r i n g v a n ) S t 3 4 , I I a l s f u n c t i e van de t e m p e r a t u u r .
TEMPERATUUR
OQ00.°C)
..yr C7± De c o n s t a n t e v a n P o i s s o n b i j v e r s c h i l l e n d e t e m p e r a t u r e n v o o r SAE 4340 v o l g e n s de m e e t p u n t e n v a n C a r n e v a l e e.a. [ 1 1 ] , a l s m e d e een a a n t a l u i t f i g u u r C4 b e r e k e n d e p u n t e n v o o r SAE 52100 0.360
0.350
H
0.340
0.330 O m c 0
u c 0 to
0.320
'o
0.310
CL
0.300
H
0.290
0.280 Q
0.2
•
SAE 4340
0.4
0.6
Tennperatuur (1000.°C) O SAE 5 2 1 0 0
'0.8
D 1 Augend, ix, ,D„; .C,g,r,r,,,e,c,,t,,ie.f,,a,c,.t,o, Formule een
tweetal
K,:::-.
25
voor
van h e t
Do
gegeven door t a b e l
transversale
golf getal p
WBardcn
t„,,„.b„,,„v.,, e,,l,as,,t,,o.,ma,,t.B,,r,g,,e^,v^
van
ra
s t a a f t r i 1 1 i n g e n i n 2.2 b e v a t
afhankelijke constanten:
voor p = l
m^» en
( g r o n d t r i l l i n g ) t o t p=G w o r
Dl.
T a b e l D l : m,...-waarden nip
p
4,7300 7,8532 10,9960 14,1372 17,2788 20,4203
1 2 3 4 5 6
De c o r r e c t i e t e r m e n v o o r de alleen
voor
staven
eindigheid
met
T a b e l D2: C o n s t a n t e n v o o r
1 2 3 4 5 6
Bij
de
i s a de
)
K-formule c
c 1
2
4,12 9,08 15,6 23, 7 33,5 45,0
2,46 9,20 19, 78 34,4 52,8 75,2
3 -8,4 -64 -244 -666 -I486 -2898
b e r e k e n i n g van
correctieterm gebruikt de p r o e f s t a a f .
gelden
De algemene f o r m u l e i s :
K.= 1 + -?T'(c, + c ^ > ( l + V ) + c ^ " ( l + V ) - ~
c
de s t a a f l e n g t e
r e c h t h o e k i g e doorsnede; h i e r i n
h o o g t e v a n de l i g g e n d e s t a a f .
p
van
Voor een
Cr u i t de t o r s i e t r i l l i n g
( 2 6 ) w o r d t een
i.v.m. de n i e t - c i r c e l v o r m i g e d o o r s n e d e v a n aantal
d i k t e / b r e e d t e - v e r h o u d i n g e n werden
D de KroRii:!-waarden g e g e v e n ; deze z i j n in tabel
D3. Het v e r b a n d t u s s e n
a>b) b l e e k r e d e l i j k
2
onder " l i t . - w a a r d e g e p l a a t s t
K ror*w en
h e t quotiënt
a/b (met
w e e r g e g e v e n t e k u n n e n w o r d e n d o o r een
vierde-
graads-polynoombenadering: K
= 0,385 H , 3 6 - ( a / b ) - 1 , 1 4 • ( a / b )^+0 , 353 • ( a / b ) ^ - 0 , 039 • ( a / b ) ^ tors
T a b e l D3:
KTORK-waarden
a/b
lit. waarde
benadering
1
verschi1
, 0 0
0 , 9 1 8
0 , 9 1 9
0 , 0 0 1
1 , 2 0
0 , 9 0 5
0 , 9 0 5
- 0 , 0 0 1
1 , 4 0
0 , 8 7 1
0 , 8 7 3
0 , 0 0 3
1
0 , 8 2 9
0 , 8 3 3
0 , 0 0 5
1 , 8 0
0,
784
0,
0 , 0 0 6
2 , 0 0
0,
741
0 , 7 4 5
0 , 0 0 5
2 , 5 0
0 , 6 4 2
0 , 6 5 2
0 , 0 1 6
3 , 0 0
0 , 5 6 2
0 , 5 7 7
0 , 0 2 6
, 6 0
789
E 1 te-md
i X... Ej.„LayJ--.Qg.d _ v ^ ^
B i j een
t e m p e r a t u u r v e r h o g i n g z u l l e n de s t a a f a f m e t i n g e n
t e r w o r d e n . B i j de rol bij
de s t a a f af me t i nge n
elastomatproeven speelde
de g e l u i d s n e l h e i d s b e r e k e n i n g e n
26. Om h i e r v o o r t e kunnen c o r r i g e r e n over de
d i t onder
meer een
i n de f o r m u l e s 24, 25 en
werd g e z o c h t
naar gegevens
l i n e a i r e uitzettingscoëfficiënt a b i j v e r s c h i l l e n d e
p e r a t u r e n . E r werden i n S m i t h e l l s den voor
EN 14
g e b i e d van
(BS 150M19)\
kamertemperatuur
i n t e r p o l a t i e een
[ 1 2 ] een z e s t a l
deze s t a a n tot
720'^C
derde machtspolynoom
i n figuur E l . werd
De f o r m u l e s
tem-
waarden gevonVoor h e t
door k w a d r a t i s c h e
o n t w i k k e l d . Van 720°C t o t
800^C en van 800^C t o t lOOO^C moest met e e n l i n e a i r e v o l s t a a n worden.
gro-
vergelijking
v o l g e n h i e r o n d e r en voor de
grafi-
s c h e p r e s e n t a t i e wordt nogmaals naar f i g u u r E l verwezen.
15^C - 720«C: a - 11 ,044.10"^ + 9,056.10"^.T - 4, 895 • l O " ^ • 1^ 720'C - 800<^C: cx = 41 ,31 -lO"^
+
36,5.10"^.T
800"'C -lOOO-'C: <x =
+
7,8-10"^-T
5,87.10"^
De r e l a t i e v e v e r l e n g i n g van een s t a a f a f m e t i n g werd v e r k r e g e n d o o r a
te
vermenigvuldigen
met
de
s t a a f t e m p e r a t u u r ; de r e s u l t a t e n
h i e r v a n z i j n weergegeven i n f i g u u r E2.
Tabel E l :
Samenstelling van EN 14 normgrenzen
z c
7. Mn % Si % P % S
0,15 - 0,23 1,30 - 1,70 0,10 - 0,40 <0,050 <0,050
15.5
14.5 H 1A 13.5 13
12.5 12 H 11.5
0,4
0.6
0,8
Terrperatuur ( i a ) 0 * * C )
F i g u u r Elj,.. L i n e a i r e uitzettingscoëfficiënt v a n EN 14 a l s f u n c t i e v a n de t e m p e r a t u u r .
1,4% 1.3% 1.2% 1,1%
/
1,0% 0,9% 0,8% 0,7%
y 0,6% 0,5% 0,4% 0,3% 0,2% 0,1% 0.0% -0.1% 0,2
0,4
0.6
0,8
Terrperatuur ( 1 0 0 0 * ' C )
F i g u u r Egj... R e l a t i e v e v e r l e n g i n g v a n een p r o e f s t a a f v a n EN 14 a l s f u n c t i e van de t e m p e r a t u u r
F 1 êf.l2l2§.}2£liA Fj ö..^.,t..§.i..l..s v a n de o Er v,jerd
g e b r u i k gemaakt v a n een M i l l e r
ondcirmeer v o o r h e t T I G - l a s p r o c e s s t e l d op
t e .1 l i n g v o g r l..asbadonder.z lastransformator die
t o e g e r u s t was.
H i jstond
inge-
een maximum s t r o o m s t e r k t e v a n 250 A; de s t r o o m s t e r k t e I
was t r a p l o o s r e g e l b a a r van t i e n t o t h o n d e r d p r o c e n t mumwaarde.
B i j een r e g e l i n g
Ir-iAx, b l e e k h e t v e r b a n d
van v e e r t i g t o t honderd p r o c e n t van
tussen
I
en
vrijwel
lineait^
viertal
m e t i n g e n , d i e waren u i t g e v o e r d
aanwezige
te zijn.
de
Deze c o n c l u s i e
werd
tijdens
elektrodepotentiaal U w e r d g e t r o k k e n u i t een
m.b.v,
IJ- en I - m e t e r . Omdat g e t w i j f e l d
h e i d v a n deze a p p a r a t e n ,
de
weergegeven
100 A)
op
een
aantal
i n figuur
en z e v e n op 80%
proeven het De g e m i d d e l d e
F l voor
t i n g e n op
4 0 % (=
gemiddelde
I a l s i n de g e m i d d e l d e U t r a d een f l i n k e
het v e r s l a g feitelijk
220 A b i j
onjuist.
a f w i j k i n g op
een e l e k t r o d e p o t e n t i a a l
een waarde
van 200
vier
(= 200 A ) . Zowel
me-
i n de
s p r e i d i n g op.
B i j een i n s t e l l i n g op 8 0 % v a n IMAX was de g e m i d d e l d e t e ongeveer
de M i l l e r
werd aan de n a u w k e u r i g -
s t r o o m - en p o t e n t i a a l v e r l o o p n a u w k e u r i g v a s t g e l e g d . resultaten hiervan z i j n
v a n de m a x i -
stroomsterk-
v a n -11,1 V. A l s i n
A genoemd w o r d t , dan i s d a t dus
Vanwege de g e r i n g e i n v l o e d
v a n een d e r g e l i j k e
de r e s u l t a t e n v a n h e t oriënterende l a s b a d o n d e r z o e k ,
werd e r v e r d e r geen h i e r de o v e r i g e
aandacht
aan
geschonken.
Tenslotte volgen
lasparameters;
Argonf low:
5
liter/min
Elektroderaateriaal
wolfraam
Elektrodetophoek;
30° ( f l i n k e a f w i j k i n g
Elektrodediaraeter:
3,2 ram
Cupdiameter:
9
Uitsteektengte:
ca, 3 mm
Booglengte:
3 mm
mogelijk)
mm
( b i j de meeste p r o e v e n )
F 2 De u l t r a s o o n p u l s g e v e r f i r m a Krautkramer. V7as h e t
en - o n t v a n g e r
Voor de p r o e v e n
raeettaereik
met
de r e c h t e
i n g e s t e l d op 100 mm,
i m p u l s h e r h a l i n g op
xl;
l i n g s f r e q u e n t i e was
de
bij
deze
was een USIP 11 v a n de taster
(3.2.2)
en de s c h a k e l a a r v o o r de
c o m b i n a t i e behorende
500 Hz, B i j de i j k i n g
herha-
moesten twee p o t m e t e r s
i n g e s t e l d v;orden; d i e v o o r de c a l i b r a t i e
v a n de
s t e l d op
de v e r p l a a t s i n g v a n h e t
6 ) 1 4 en
de p o t m e t e r
d i e voor
n u l p u n t d i e n d e , kwam op 4,54 t e soorten pulsen r i n g werd Het was werd stand
voor s t a n d d r i e gekozen, meestal
twee
signaal
de
gemaakt.
(stand v i j f ) .
d i e de
op
herhaling
drie
4,89
stond
ingesteld. nu
snelste s t i j g t i j d
had.
de
gebruiksaanwijzing
De
v e r s t e r k i n g van h e t ontvangen dB. De
op
aanbevolen
ruisonderdrukker stond
Voor e x p e r i m e n t e n met de h o e k t a s -
( 3 . 2 . 6 ) was de s c h a a l w a a r d e - p o t m e t e r
scoopscherm gaf h e t g e b i e d was,
in
variëerde t u s s e n 70 en 80
potmeter
konden
om de a m p l i t u d e v a n de p u l s t e r e g e l e n ; e r
van
gebruik
meestal maximaal ter
de USIP
inge-
n a a r de t a s t e r s g e s t u u r d worden. Zonder u i t z o n d e -
ook m o g e l i j k
hier
s t a a n , Met
x-as werd
Het
v a n 50
op
3,55 en
meetbereik t o t 100
de n u l p u n t -
was 50 mm en h e t
mm weer.
De
impuls-
x/j z o d a t de h e r h a l i n g s f r e q u e n t i e 250 Hz
F i g u u r F l : De u i t e n k e l e m e t i n g e n b e p a a l d e karakteristiek.
elektrode-
G 1 A p p e n d i x G..L.... S. t a a f a, fjne tJ. i
e_i}.,,..,s,t_aaf,ma;3^^
I n de h i e r n a v o l g e n d e t a b e l l e n z i j n de van a l l e
staven vermeld,
d i t om
t o t een
soortelijke
massa (s.m.) v a n FeSlO Nb
k e n i n g van
de s.m.
verlening
moet g e z i e n
Tabel Gl:
Dimensies
goede b e p a l i n g v a n de
t e kunnen E
en G
bepalen.
van a l l e
meetstaven afzonderlijke
LW2
LW3
LW4
LW5
LW6
EWI
u i t de g e -
m e t i n g e n (mm)
dimensies
proef
LWl
komen. De b e r e -
w o r d e n a l s een vorm v a n d i e n s t -
aan de geïnteresseerde l e z e r d i e
vonden e i g e n t r i l l i n g e n v ; i l
a f m e t i n g e n en massa's
1
2
3
4
5
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 70 7 005 5 103
7,005 5,100
7,015 5,100
7,010 5,105
7,005 5,110
6,990 5, 100
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 63 7 005 5 114
7,010 5,115
7,000 5,115
7,005 5,110
7,005 5,115
7,010 5,115
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 70 7 003 5 107
7,005 5,100
6,995 5,100
7,000 5,110
7,005 5,110
7,010 5,115
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 70 7 008 5 110
7,015 5,110
7,015 5,110
7,010 5,105
7,000 5,105
7,000 5, 120
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 75 7 003 5 117
7,005 5,110
7,005 5,120
7,005 5,125
7,000 5,120
7,000 5,110
1 a b
(mm) (mm) (mm)
165 80 7 010 5 099
7,000 5,095
7,010 5,095
7,015 5,100
7,015 5,105
7,010 5,100
1 a b
(mm) (mm) (mm)
155 45 7 073 5 081
7,080 5,080
7,075 5,075
7,080 5,080
7,065 5,085
7,065 5,085
G 2 De l e n g t e paald
w e r d soms
uit
één
en soms u i t
(met v e r s c h i l l e n d e s c h u i f m a t e n ) .
in tabel
Gl de
g e m i d d e l d e waarde
I n het
( a ) en d i k t e in
relatief breed-
( b ) v a n de s t a a f j e s w e r d e n t e l k e n s op v i j f
plaat-
1 t.e.m.
5 in
n i e t nodig.
werd
De
sen g e m e t e n ; de nummers locaties
l a a t s t e geval
w e e r g e g e v e n ; d o o r de
g r o t e m e e t f o u t l e e k een n a d e r e s p e c i f i c a t i e te
twee m e t i n g e n be-
de t a b e l
g e v e n de meet-
v o l g o r d e weer. De g e m i d d e l d e w a a r d e n v a n a en b wer-
den o n d e r h e t k o p j e ' d i m e n s i e s '
geplaatst.
T a b e l G2; Massa en s.m. van e l k s t a a f j e proef
massa (gram)
LWl LW2 LW3 LW4 LW5 LW6 EWI
46,226 46,277 46,214 46,297 46,302 46,218 43,578
s.m. (kg/m^) 7804 7798 7798 7802 7796 7799 7800
De m a s s a b e p a l i n g e n w e r d e n balans van
op
een e l e k t r o n i s c h e
M e t t l e r ; deze was op 0,0001 gram a f l e e s b a a r .
bleek dat b i j weegtafel,
uitgevoerd
een a s y m m e t r i s c h e p l a a t s i n g
een
afwijking
gemiddelde s o o r t e l i j k e daardafwijking i s
van
normaal v e r d e e l d z i j n ,
k a n de
s t a a f j e s op de
0,001 gram n i e t ongewoon was.
massa b e d r a a g t
2,63. A l s
v a n de
Achteraf
7799,7 kg/m'-'-' en de s t a n -
aangenomen w o r d t afwijking
in
d a t de m e e t f o u t e n het
g e m i d d e l d e met
g57„-betrouwbaarheid op 2,4 kg/m~- g e s t e l d worden. C o n c l u s i e : de s.m. v a n FeSlO Nb b e d r a a g t
De
(7800 ± 3 ) kg/m"^,
H 1 Appendi x__Hj_Jjteiar nemi ngen EWI Na
de
vermelding
van
h e t s e r i e - en p r o e f n u m m e r v o l g t
k o l o m met de g e m i d d e l d e t e m p e r a t u u r van de m e e t s e r i e , a f g e r o n d
een op
lO^C (m.u.v. de k a m e r t e m p e r a t u u r ) . Daarna v o l g t de p i e k w a a r d e d i e berekend werd v o l g e n s de methode i n a p p e n d i x I . /r-»««n s t a a t het
de waargenomen
I n de
kolom met
p i e k f r e q u e n t i e vermeld i n d i e n e r op
scoopscherm een e 1 1 i p s z i c h t b a a r was. A l s h e t quotiënt van de
waargenomen en
werkelijke frequentie
o n g e l i j k was
aan één ( z i e
l a a t s t e kolom)> werd de w e r k e l i j k e f r e q u e n t i e vermeld.
serie3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
proef 3 4 5 6 7 11 12 13 16 17 18 19 20 21 22 24 26 1 2 3 4 5 6 7 8 11 12 1 2 3 4 5 5
piekwaarde 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
4 7 9 4 4 4 6 4 4 6 7 5 5 4 6 8 7 3 4 9 5 5 6 6 6 6 7 3 2 2 3 4 6
ƒ- v e r houding 1038 1120 1150 1206 1213 1457 1472 1486 1535 1549 1557 1790 1818 1827 1874 2069 2162 7544 7870 8141 8309 8645 9091 9120 9154 9619 9711 14294 14569 15915 16020 16717 16779
riemmer
proef nummer
T
piekwaarde
ƒ ^^^-^
1 1 1 1 1 1 1 1
7 8 9 10 11 12 13 14 15
15 15 15 15 15 15 15 15 15
6 6 2 2 4 5 6 7 2
16967 17148 17318 17671 18176 18234 18904 19125 20711
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
3 4 6 4 5 5 8 6 5 4 6 11 2 2 1 2 3 5 5 5 4 5 3 2 3 5 5 6 6 2 3
7464 7800 8045 8211 8231 8580 8998 9011 9067 9090 9543 9606 14125 14465 15467 15798 15898 16510 16584 16863 16936 17017 17198 17645 17918 17998 18057 18761 18906 19145 19370
7 7 7 7 7 7 7 7 7
1 2 3 4 5 6 7 8 10
200 200 200 200 200 200 200 200 200
4 6 9 3 4 2 4 4 8
7526 7854 7925 8269 8627 8855 9052 9117 9462
ƒ- v e r houding
•ie~ imer
proef nummer
T
gem.
piekwaarde
^reëel
7 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
11 12 1 2 3 4 5 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
5 2 2 1 2 3 4 6 3 3 5 6 5 2 6 6 4 3 5 3 2 2
9580 10852 13913 14472 14690 15791 15887 16295 16529 16689 16822 17009 17703 17877 18057 18585 18734 18758 18991 19114 20539 20615
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 15 16
290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290 290
4 4 4 4 9 3 4 1 3 4 8 3 5 2
7333 7348 7380 7722 7794 8132 8502 8584 8903 8960 9304 9404 9439 9776
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
3 2 2 3 3 4 4 2 3 3 5 6 1
13667 14506 15593 15699 16011 16637 16796 16979 17371 17633 17852 18269 18479
ƒ - ver houding
serienummer
proef nummer
T
^
piekwaarde
f,~^a^-i
^^^^^
8 8 8 8
14 15 16 17
300 300 300 300
2 5 5 3
18545 18734 18785 18914
11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420 420
4 2 5 6 5 2 4 5 3 3 3 8 3 2 1 3 2 2 3 7 5 1 3 4 4 6 7 4 3 4 4 3 3 2
7294 7434 7579 7591 7635 8019 8410 8454 8497 8854 8904 9057 9340 9668 13266 13309 15142 15254 15423 15594 15594 16204 16471 16609 16880 17695 17802 18213 18239 18273 18358 18404 18658 18749
12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
520 520 520 520 520 520 520 520 520 520 520
3 2 2 4 6 3 3 2 5 3 3
12976 13024 14059 15059 15188 15356 15416 16088 16390 16524 16886
verhouding
f"
serienummer 12 12 12 12 12 12 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
proef nummer 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15
15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
T
gem
piekwaarde
520 520 520 520 520 520 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530
7 5 4 4 3 3 2 2 5 5 6 8 2 4 3 3 6 4 3 2
600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600
2 2 2 2 2 5 3 3 3 2 2 1 1 2 3 2 5 3 3 3 3 3 3 4 2 3 4 4 2 2
ƒ ^ 17296 17372 17615 17737 18246 18530 6530 6830 7276 7303 7343 7376 7989 8341 8427 8750 8796 8839 9255 9608 6624 6935 6972 7186 7238 7370 7663 8452 8503 8920 9341 9715 13388 14106 14337 14521 14776 14894 15024 15432 15471 16262 16374 16601 16868 17316 17451 17603 18205 18491
,
ƒ- v e r houding
serienummer
proefnummer
T
piekwaarde
^reëel reeei
17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 16 16 16 16
1 2 18 3 17 16 4 15 5 14 6 13 11 10 9 8 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9
670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670 670
2 3 4 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 3 3 2 2 4 3 4 1
6797 6929 7303 7311 7448 7599 7608 8238 8281 8348 8470 8529 8832 9017 9523 9641 11024 14043 14176 14256 14924 15305 16279 16488 17477 18342
19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16
790 790 790 790 790 790 790 790 790 790 790 790 790 790 790
2 3 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1
6863 7303 7457 7551 7592 7880 8169 8335 8670 8854 9134 9440 9625 9872 10972
18 18 18 18 18 18 18
1 2 3 4 5 6 7
800 800 800 800 800 800 800
2 2 1 2 3 1 0
13002 14701 15102 16025 17127 17633 18165
^" houding
serie-
proef -
T^^^
piek-
^reëel
^~ ^ f " " "
21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 20 20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 9 3 8 4 5 6 7
900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900
3 1 0 2 2 2 1 2 2 3 3 4 3 4 1 1 1 1 0 1 2 3 3 0 1
5759 5835 6558 6720 6911 7187 7518 7583 7971 8165 8377 8951 9266 9507 9874 11030 12210 13071 13866 14628 15710 16151 16997 17688 18015
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 5 5 7 9 9 13 17 19
1 2 8 9 14 15 23 25 27 9 10 11 12 9 11 13 7 12 11
15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 100 100 200 290 290 530 670 790
4 3 4 4 4 4 5 6 4 3 4 3 4 4 4 2 5 2 2
460 466 607 619 743 768 959 1058 1109 4724 4781 4691 4728 4649 4571 4688 3791 4373 4427
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
3
10
15
4
470
3
I 1 Api^endix I,.,: Met,.hode van, D.,ie,kwaar,de,tae,re,,k,e,n Symbolenlijst: V e r s t e r k e r s t a n d van o n t v a n g e r ( 0 - 1 0 ) V e r s t e r k e r s t a n d van z e n d e r ( 0 - 1 0 ) Waarde van a m p l i t u d e r a e t e r ( 0 - 1 0 0 ) A m p l i t u d e c o r r e c t i e f a c t o r voor E A m p l i t u d e c o r r e c t i e f a c t o r voor S
E S A C(E) C(S)
De
u i t s l a g van de s i g n a a l a m p l i t u d e m e t e r van de E l a s t o m a t
afhankelijk
van
de
sterkte
van
h e t u i t g e z o n d e n s i g n a a l en
v e r s t e r k i n g van h e t t e r u g k e r e n d e s i g n a a l . piek-amplitudes
mogelijk
te
maken,
i n v l o e d van de v e r s t e r k e r s t a n d e n E en beurde
d o o r de p r o e f s t a a f
de E o f S
t e variëren.
n o t e r e n , werd
Door h i e r b i j
de
w e r d g e p r o b e e r d ora v o o r
de
zijn
geplaatst
a f h a n k e l i j k bleek te z i j n C(S) h i e r d o o r
in
E=10
en II.
van de waarde van
E-
en
S-waarden
beperkt z i j n .
E,
S
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r e s o n a n t i e p i e k het hele gebied t e
C o r r e c t i e f a c t o r e n voor piekwaardeberekening C(E) 1610 56 13 4 3 2 1 1 1 1 1
amplitude A te
7 9 84 06 28 801 381 114 010
C(S) 73 24 12 6 3 2 2 1 1 1 1
5 0 8 25 89 79 07 532 188 011
Deze c o r r e c -
Doordat S, en
de C(E)
mede
de m e t i n g
van
nauwkeurigheid
Dit geldt
d i e z i j n samengesteld
m e t i n g e n ; d i t werd v e r o o r z a a k t d o o r d a t h e t
II;
en v e r v o l g e n s
S=10.
ook m o e i l i j k h e d e n o p l e v e r d e , z a l de
van de r e s u l t a t e n i n de t a b e l
Tabel
D i t ge-
h e t m o g e l i j k om c o r r e c t i e f a c t o r e n t e b e p a l e n d i e A tabel
één
corrigeren.
t e l k e n s de
tiefactoren
met
de
v e r g e l i j k i n g van
i n r e s o n a n t i e t e brengen,
met
lagere
Ora
S te
konden omrekenen n a a r de s i t u a t i e
de
was
zeker
voor
u i t meerdere
niet mogelijk onderzoeken.
was
om
I De gevonden
amplitudes
bij
met de c o r r e c t i e f a c t o r e n C ( E )
de p r o e f werden
en C ( S ) .
Omdat e r
vermenigvuldigd zo m i n d e r goed
h a n t e e r b a r e g e t a l l e n o n s t o n d e n , v;erd u i t h e t p r o d u c t getrokken.
Voor de p l a a t s i n g
a l s meetpunt
de l o g a r i t m e
i n grafieken
g e w e n s t d a t de meeste p i e k w a a r d e n met e e n g e t a l
p i e k w a a r d e = 2 • •'•'^•'logECCE ) • C(S ) • A] - 2
was h e t
v a n n u l t o t negen
g e k a r a k t e r i s e e r d k o n d e n worden. Zo o n t s t o n d u i t e i n d e l i j k gende p r a c t i s c h e f o r m u l e :
2
de
vol-
J 1
i^ER§.nÉl.E...J.J. «.zwaarden vo.or...„,E,Wl,„,. LW5 e,n, LW6 U i t de
f o r m u l e s 24
g o l f t y p e en
per
t.e.m. 2G
proeftemperatuur
b l i , j k t dat er per s t a a f , per een
lineair
verband bestaat
t u s s e n r e s o n a n t i e - f r e q u e n t i e en g e l u i d s n e l h e i d :
f
= CX • c
Voor de
b e r e k e n i n g van
benadering
cx w e r d
o n d e r m e e r g e b r u i k gemaakt v a n de
v a n de p o i s s o n c o n s t a n t e v a n SAE 4340 ( a p p e n d i x
van de l i n .
C ) , en
uitzettingscoëfficiënt v a n EN 14 ( a p p e n d i x E ) . De a's
u i t de v o l g e n d e t a b e l l e n w e r d e n g e b r u i k t om u i t de g e l u i d s n e l h e i d van S t 3 4 , I I
( a p p e n d i x C) de b i j b e h o r e n d e e i g e n f r e q u e n t i e t e b e r e -
kenen. De h i e r m e e b e r e k e n d e methode
van
waarden
vormden
p u n t e n c l u s t e r i n g . Een
w a a r d e n was h e t op e e n v o u d i g e w i j z e luidsnelheid u i t
LW4 n i e t
kunnen berekenen
v a n de g e -
CX
1 long
2.63572
Itors 2tors 3tors
2, 64792 5, 29583 7.94375
type 1tranA 2tranA 3tranA 4tranA StranA GtranA
CX 0.22764 0.62015 1 , 19566 1 , 93491 2, 82002 3, 83197
de
a f w i j k i n g e n i n hun
LW5.
J l : cx-waarden v o o r LW6 b i j 15°C
type
v o o r de
I n deze b i j l a g e z i j n
opgenomen; de
a's b e d r o e g e n m a x i m a a l 0,13 p r o c e n t t . o . v .
Tabel
basis
t w e e d e t o e p a s s i n g v a n de cx-
de gemeten f r e q u e n t i e s .
t a b e l l e n v o o r LWl en
de
type ItranB 2tranB 3tranB 4tranB StranB StranB
CX 0 0 0 1 2 2
16609 45493 88378 44356 12591 92082
T a b e l J2: a-waarden v o o r v e r s c h i l l e n d e
g o l f t y p e n v a n EWI
T( "O
1 long
1 tors
2tors
1tranA
2tranA
15 100 200 290 300 420 520 530 600 870 790 800 900 1000
2 , 8111 2 . 8062 2 . 7970 2 . 7850 2 . 7834 2 . 7602 2 . 7336 2 . 7305 2 . 7065 2 . 6778 2 . 6204 2 .6151 2 . 5431 2 . 4492
2. 8145 2. 8117 2. 8080 2. 8043 2. 8039 2. 7987 2, 7942 2. 7937 2. 7905 2. 7873 2. 7876 2. 7880 2. 7828 2. 7772
5. 6290 5 6234 5 6159 5 6086 5 6078 5 5974 5 5884 5 5875 5 5811 5 5747 5 5752 5 5760 5 5656 5 5543
0.26102 0.26056 0.25970 0.25859 0.25844 0.25628 0.25381 0.25353 0.25130 0.24863 0.24329 0.24280 0.23611 0.22739
0.70981 0.70855 0.70622 0.70319 0.70279 0.69689 0.69014 0.68936 0.68329 0.67601 0.66143 0.66008 0.64185 0.61808
T( *C)
3tranA
4tranA
5tranA
6tranA
ItranB
15 100 200 290 300 420 520 530 600 670 790 800 900 1000
1 . 3652 1 . 3628 1 . 3583 1 . 3524 1 . 3516 1 . 3402 1 . 3272 1 , 3257 1 . 3139 1 . 2999 1 . 2717 1 . 2691 1 . 2339 1 . 1880
2. 2029 2. 1990 2. 1917 2 1822 2 1809 2 1624 2 1412 2 1387 2 1197 2 0968 2 0511 2 0468 1 9897 1 9154
3 2007 3 1950 3 1843 3 1704 3 1686 3 1415 3 1105 3 1069 3 0790 3 0455 2 9786 2 9724 2 .8890 2 . 7805
4.3358 4.3280 4.3135 4.2945 4.2920 4.2550 4.2127 4.2078 4.1697 4.1241 4.0328 4.0243 3.9107 3.7631
0.18818 0.18785 0.18723 0.18643 0.18633 0.18477 0.18299 0.18278 0.18118 0.17926 0.17541 0.17505 0.17024 0.16395
T( "O
2tranB
3tranB
4tranB
5tranB
6tranB
15 100 200 290 300 420 520 530 600 670 790 800 900 1000
0. 51504 0. 51413 0. 51244 0. 51025 0. 50996 0. 50569 0. 50081 0. 50024 0. 49584 0. 49057 0. 48002 0. 47904 0. 46584 0. 44862
0 9994 0 9976 0 9944 0 9901 0 9895 0 9812 0 9717 0 9706 0 9620 0 .9518 0 . 9313 0 . 9294 0 . 9037 0 . 8702
1 . 6301 1 . 6272 1 .6219 1 .6149 1 .6139 1 .6003 1 .5848 1 .5830 1 .5689 1 .5522 1 .5185 1 .5154 1 . 4734 1 . 4187
2.3967 2.3924 2.3845 2.3742 2.3728 2.3527 2.3298 2.3271 2.3064 2.2816 2.2320 2.2274 2.1654 2.0847
3.2870 3.2811 3.2702 3.2560 3.2541 3.2264 3.1947 3.1911 3.1625 3.1284 3.0600 3.0537 2.9683 2.8573
T a b e l J3: a-waa.rden v o o r v e r s c h i l l e n d e
g o l f t y p e n v a n LW5 1 tranA
2tranA
5 . 3035 5 . 2981 5 . 2896 5 . 2835 5 . 2753 5 . 2559 5 . 2583 5 . 2488 5 . 2535 5 . 2437 5 . 2374 5 . 2331
0. 22756 0. 22715 0. 22622 0. 22531 0. 22379 0. 22175 0. 21908 0. 21523 0. 21157 0. 20585 0. 20153 0. 19824
0. 61993 0. 51883 0. 61529 0. 51381 0. 50965 0. 60408 0. 59678 0. 58625 0. 57653 0. 56062 0. 54884 0. 53985
5tranA
6tranA
ItranB
1 long
1 tors
2tors
15 100 220 300 400 500 600 710 800 900 960 1000
2 . 6365 . 6319 2 . 6211 . 6106 2 . 5929 2 . 5593 p . 5384 2 . 4938 2 . 4525 2 . 3852 . 3352 . 2971
O.6517 . 6491 CL . 6448 2 . 5417 2 . 6377 . 6334 2 . 6291 2 . 6244 2 . 5258 2 . 6218 2 . 6187 2 . 6165
T( °C)
3tranA
4tranA
15 100 220 300 400 500 600 710 800 900 960 1000
1 . 1953 1 . 1931 1 . 1882 1 . 1834 1 . 1753 1 . 1646 1 . 1504 1 . 1300 1 . 1112 1 . 0804 1 . 0576 1 . 0403
2 . 8192 1 . 9343 1 . 9309 2 .8142 2 .8024 1 . 9228 1 . 9150 2 . 7910 1 . 9019 2 . 7718 2 . 7460 1 . 8844 1 .8613 , 2 7122 1 . 8282 2 6636 2 6186 1 . 7975 2 5453 1 . 7475 2 4912 1 . 7105 1 .6823 2 4499
3 . 8310 3 . 8241 3 . 8081 3.7924 3 . 7661 3 . 7308 3.6847 3 .6182 3 , 5566 3 . 4565 3 .3826 3 .3263
0. 16677 0. 16647 0. 16579 0. 16513 0. 16401 0. 16252 0. 16056 0. 15774 0. 15514 0. 15087 0. 14771 0. 14530
T( -^C)
2tranB
3tranB
4tranB
5tranB
6tranB
0. 45679 0. 45599 0. 45411 0. 45229 0. 44923 0. 44513 0. 43977 0. 43203 0. 42487 0. 41317 0.40450 0, 39790
0.88736 0. 88578 0. 88213 0. 87858 0. 87263 0.86465 0. 85420 0. 83912 0. 82519 0. 80240 0. 78554 0.77269
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 . 1343 2.1305 2.1216 2 .1130 Q.0986 2 .0793 2 . 0539 2 .0174 1 .9837 1 .9285 1 . 8878 1 . 8567
2 . 9321 2 . 9258 2 . 9147 2 .9028 2 . 8829 2 .8552 2 .8213 2 . 7709 2 . 7243 2 .5483 2 .5921 2 . 5493
T( '^O
15 100 220 300 400 500 600 710 800 900 960 1000
<^
4493 4467 4408 4350 4252 4121 3950 3703 3474 3101 2825 2615
K 1 A n p e n d i x K; Berekende_Cj....-VMardm.j£a^^ I n deze vijf
bijlage zijn
a l l e punten
p r o c e n t van de v e r w a c h t e f r e q u e n t i e
opgenomen d i e m i n d e r dan c.q. g e l u i d s n e l h e i d van
S t 3 4 , I I afweken.
T < °C) 15 18 18 15 15 15 15 15 15 18 15 15 15 15 15 15 15 15 18 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 18 15 15
piekwaarde 8 4 3 2 6 4 5 2 5 3 6 3 4 4 7 3 6 7 8 3 9 3 9 7 3 8 m 3 4 m 6 4 3 5 3 3 2 4 3 3 3
Cu
(m/s ) 6198 6191 6175 6161 6100 6095 6086 6079 6065 6062 6038 6024 6019 5995 5979 5974 5969 5968 5964 5964 5963 5958 5958 5957 5956 5955 5955 5952 5947 5943 5901 5857 5854 5838 5829 5800 5770 5765 5700 5699 5683
staaf 5 golftype LW4 LWl LWl EWI EWI LW5 EWI EWI LW5 LWl EWI LW5 LW5 LW© LW5 LW5 EWI LW5 LWl EWI EWI LW4 LW4 EWI LW5 LW4 LW6 LW5 EWI LW5 EWI LW4 LW4 LW4 LW4 LW4 LW5 EWI LWl EWI LW5
3tranA llong llong llong llong llong 3tranA 5tranB 1long StranB llong 5tranB llong 1long llong StranB llong llong llong StranB 3tranA StranB llong 4tranB StranA StranA llong StranB llong 1long 4tranB 3tranA llong StranA llong StranA StranA StranA llong llong llong
af wi.jkin: St34,II 4. 77. 4. 67. 4. 37. 4.17. 3. 07. 3.07. 2. 87. 2. 77. 2.47. 2. 47. 2. 07. 1 .87. 1 . 77. 1 . 37. 1 . 07. 0.97. 0. 87. 0. 87. 0. 77. 0. 77. 0. 77. 0. 67. 0. 67. 0. 67. 0. 57. 0.67. 0. 67. 0.57. 0. 57. 0. 47. -0. 37. -1 . 17. -1 . 17. -1 .47. -1 .57. -2. 07. -2. 57. -2. 67. -3. 77. -3. 77. -4. 07.
T («O
piekwaarde
CL.
(m/s
staaf, golftype
afwijking St34,II
15 15 15 15
2 3 2 2
5672 5663 5661 5653
LW5 LW5 EWI L<^
3tranA 1 long 1 long 3tranA
-4. 27. -4. 37. -4.47. -4.57.
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
3 5 2 5 4 4 5 5 2 11 G 5 6 4 3 2
6129 6064 6046 6040 6035 6025 6009 5910 5904 5903 5903 5883 5865 5724 5665 5630
EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI
1 long 1 long 5tranB 3tranA 1 long 3tranA 1 long 1 long 5tranB 4tranB 3tranA 1 long 4tranB 3tranA llong llong
4.17. 3.07. 2. 67. 2.57, 2. 57. 2.37. 2.07. 0. 37. 0.27. 0.27. 0. 27. -0. 17. -0.47. -2.87. -3.87. -4.47.
200 200 200 220 220 200 200 220 220 200 200 220 200 200 200 220 220 200 220 200 220 200 200 200 200 220
3 6 1 4 4 5 3 4 4 3 5 2 2 9 8 5 6 6 3 6 4 4 3 4 4 4
6088 6081 6069 6033 6007 6014 5967 5931 5903 5910 5907 5848 5835 5834 5834 5808 5807 5826 5799 5782 5762 5680 5646 5621 5581 5524
EWI 3 t r a n A EWI 1 l o n g EWI S t r a n B llong 1 long EWI l l o n g EWI 1 l o n g LW5 l l o n g LW5 1 l o n g EWI 1 l o n g EWI 4 t r a n B StranB EWI S t r a n B EWI 3 t r a n A EWI 4 t r a n B StranA llong EWI 1 l o n g Lm S t r a n B EWI S t r a n A 1 long EWI 1 l o n g EWI 1 l o n g EWI 4 t r a n B EWI 4 t r a n B Lm 1 l o n g
4. 47. 4.37. 4.17. 3.87. 3.47. 3.27, 2.37, 2.17. 1.67. 1.47. 1 .37. 0. 77. 0.17. 0.17. 0.17. 0.07. -0. 17. -0. 17. -0.27. -0.87. -0.87. -2.67. -3.27. -3.67. -4.37. -4.97.
300
4
6034
EWI 1 l o n g
4.87.
T (°C)
piekwaarde
Ci_
(m/s)
staaf, golftype
afwijking St34,11
290 300 290 290 290 290 300 300 290 300 300 290 290
3 4 5 3 9 8 1 3 4 3 2 4 3
6017 5977 5845 5823 5763 5761 5760 5752 5710 5640 5602 5548 5513
EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI
3tranA llong 4tranB 4tranB 3tranA 4tranB StranB 1 long 3tranA 1 long 1 long 4tranB 4tranB
4.57. 3.87. 1 . 57, 1 . 17. 0. 17. 0.07. 0.07. -0.17. -0.97. -2. 17. -2. 77. -3. 77. -4.37.
420 420 420 400 400 400 400 420 400 400 420 420 420 400 420 400 400 420 400 400 420 400 420 420 400 420 420 400 420 400 420 420
1 3 3 4 2 3 3 5 3 5 6 8 3 9 5 3 6 7 5 6 1 4 3 3 4 2 3 4 2 3 2 4
5871 5867 5836 5766 5764 5744 5723 5697 5677 5675 5664 5660 5657 5666 5655 5664 5663 5650 5657 5653 5639 5630 5588 5564 5557 5547 5533 5540 5526 5510 5486 5442
EWI EWI EWI LW4 LW4 LW4 LW4 EWI LW4 LWl EWI EWI EWI LWl EWI LW4 LW4 EWI LW4 LW4 EWI LW4 EWI EWI LW4 EWI EWI LW4 EWI LW4 EWI EWI
1 long 1 long 4tranB 3tranA 1 long 1 long llong 3tranA llong 1 long 3tranA 4tranB StranB 1 long 3tranA StranB 1 long llong llong StranA StranB 1 long 1 long 4tranB llong StranA 4tranB 1 long 1 long 1 long 1 long StranA
3. 77. 3. 77. 3.17. 1 . 77. 1 . 77. 1 . 37. 0. 97. 0. 77. 0. 17. 0. 17. 0.17. 0.07. -0.17. -0. 17. -0. 17. -0. 17. -0. 17. -0.27. -0.27. -0.37. -0.47. -0. 77. -1.37. -1 . 77. -2.07, -2.07. -2.27. -2.37. -2.47. -2.87. -3.17. -3. 97.
530 520 520
3 3 3
5846 5639 5618
EWI 4 t r a n B EWI 1 l o n g EWI 1 l o n g
5.17. 1 .47. 1 .07.
T («C)
piekwaarde
Cu
(m/s)
staaf, golftype
afwijkii St34,II
520 530 520 530 530 520 530 530 530 520 530 530
2 4 3 8 6 6 6 3 5 4 5 3
5590 5584 5570 5564 5557 5556 5539 5527 5509 5509 5488 5323
EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI
StranB 4tranB StranB 3tranA 4tranB 1 long 3tranA 4tranB 3tranA 1 long 3tranA 4tranB
0.57. 0. 47, 0.27. 0.17. -0. 17. -0.17. -0. 47. -0. 67. -0. 97. -0. 97. -1 .37. -4.37.
600 600 600 600 600 610 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 610 600 600
3 3 2 3 3 2 5 3 3 3 2 3 4 2 5 5 5 3 3 3 2 2 3 3 2 2
5716 5702 5686 5682 5674 5671 5609 5596 5591 5551 5509 5503 5498 5469 5460 5459 5453 5420 5414 5387 5365 5306 5297 5294 5278 5212
EWI 1 l o n g EWI 1 l o n g EWI 4 t r a n B 1 long 1 long 3tranA EWI 3 t r a n A 1 long Lm 1 l o n g EWI 1 l o n g EWI 3 t r a n A EWI 1 l o n g llong EWI 3 t r a n A 1 long EWI 1 l o n g 1 long EWI 4 t r a n B 1 long EWI 4 t r a n B EWI 1 l o n g EWI 3 t r a n A EWI 1 l o n g 3tranA EWI 3 t r a n A EWI 1 l o n g
4. 57. 4.27. 3.97. 3.97. 3. 77. 3. 77. 2.57. 2.37. 2.27. 1 .57. 0. 77. 0.6% 0.5% 0.0% -0.2% -0.2% -0.3% -0.9% -1.0% -1.5% -1.9% -3.0% -3.2% -3.2% -3.5% -4. 7%
670 670 670 670 670 670 670 670 670 670
2 4 2 2 2 2 2 3 3 2
5624 5618 5573 5495 5457 5378 5335 5330 5324 5307
EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI EWI
3tranA StranA 1 long 4tranB 4tranB 4tranB 4tranB StranA 1 long 4tranB
4. 7% 4.6% 3.8% 2.3% 1 .6% 0. 1% -0. 7% -0. 7% -0.9% -1.2%
piekT ( °C) waarde
Ci...
(m/s)
staafJ golf type
afwijkii St34,11
670 670 670
3 2 2
5294 5244 5229
EWI 1 l o n g EWI 1 l o n g EWI 3 t r a n A
-1 . 47. -2.37. -2.67.
710 710 710 710 700 710 700 700 700 700 700 700 700 710 710 710
4 3 2 2 3 2 2 3 3 3 2 3 4 4 5 2
5540 5515 5356 5340 5353 5321 5323 5322 5320 5315 5311 5292 5289 5193 5184 5114
LW4 LW4 LW4 LW5 LWl LW4 LWl LWl LWl LWl LWl LWl LWl LW4
1 long 3tranA 3tranA 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long llong 1 long 1 long 3tranA 3tranA 1 long
4. 77. 4. 37. 1 .27. 0. 97. 0.87. 0.67. 0. 27. 0. 27. 0. 27. 0. 17. 0.07. -0. 37. -0. 47. -1 .87. -2. 07. -3.37.
790 790 800 800 790 800 790 790 790
2 2 1 1 1 4 1 1 2
5408 5380 5375 5343 5189 5162 5000 4973 4911
EWI EWI LWl L ^ EWI
3tranA 4tranB llong 1 long 4tranB Lm 3 t r a n A EWI 4 t r a n B EWI 4 t r a n B EWI 4 t r a n B
5. 27. 4. 77. 4.67. 3. 97. 1.07. 0. 47. -2. 77. -3.27. -4.57.
LW4
L 1 Appendix L: Waarnemingen e n r e s u l t a t e n van De e x p e r i m e n t e n (ca.
15°C) v e r r i c h t .
quentie
vermeld,
a a n s t a a f j e LWB werden b i j kamertemperatuur Onder h e t k o p j e ƒ
zoals
grenzen
vermeld
van de
of t r a n s v e r s a l e
21 18 27 19 15 21 16 14 13 11 12 14 17 21 18 17 12 11 10 12 20 9 13 9 13 11 9 9 15 14 7 15 16 8 7
piekwaarde 0 1 2 2 0 2 1 0 0 1 3 2 0 4 1 0 0 1 3 2 1 4 3 1 0 1 2 2 1 2 0 1 0 2 2
fre-
geluid-
punten d i e b i n n e n de g e s t e l d e c l u s t e r -
vielen.
serie proef nummer nummer 7 3 6 7 5 4 3 3 7 5 3 5 4 6 2 7 7 6 7 e 4 3 2 7 6 2 2 5 4 6 7 6 6 2 2
werkelijke
d i e u i t de waargenomen f r e q u e n t i e werd
berekend. Onder c s t a a n de l o n g i t u d i n a l e snelheden
s t a a t de
ƒ (Hz )
ƒ- v e r houding
764 866 990 990 990 990 991 1050 1322 1358 1358 1358 1358 1981 2131 2170 2636 2663 2711 2711 2711 2712 2712 2749 2870 3505 3709 3710 3711 3711 3711 3766 4835 5031 5162
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
golftype
c (m/s)
1transB ItransB 1transB 1transB 1transB
5960.6 5960.6 5960.6 5960.6 5966.6
ItransA 1transA 1transA 1transA
5965.6 5965.6 5965.6 5965.6
2transB 2transB 2transB 2transB 2transB
5958.1 5958.1 5958.1 5961.4 5961.4
2tranA 2tranA 2tranA 2tranA 2tranA
5980.8 5982.4 5983.2 5984.0 5984.0
proef rie tnmer nummer 6 6 5 4 6 7 2 2 7 2 4 6 4 4 6 5 2 3 4 4 4 7 6 3 5 4 2 4 4 6 7 6 4 3 6 5 3 6 7 1 2 3 5 4 5 1 7 5 4 7
17 18 7 13 8 4 6 5 5 2 3 7 4 7 6 5 3 3 10 6 8 6 5 4 6 5 4 11 9 4 3 1 12 5 2 4 2 3 1 2 1 1 3 2 2 1 2 1 1 20
piekwaarde 3 3 2 3 4 0 5 0 1 1 0 0 2 2 0 2 3 1 3 2 2 2 2 1 3 0 2 1 1 0 1 2 1 1 0 0 0 0 1 2 2 1 0 1 0 0 0 0 0 1
ƒ (Hz ) 5183 5202 5266 5266 5267 5269 5270 5431 5551 6132 6183 7014 7132 7134 8495 8603 8604 8604 8605 8605 8605 8607 8607 8612 8612 8614 8614 8614 8615 11003 11532 11533 11537 11538 12686 12693 15696 15724 15725 15728 15729 15730 15735 15736 16818 16819 17165 17170 17171 443
ƒ - ver houding 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2
golftype
c (m/s )
3tranB 3tranB 3tranB 3tranB 3tranB
5958.5 5958.5 5959.6 5961.9 5963.0
1 tors Itors 1 tors 1 tors Itors Itors Itors Itors 4tranB 4tranB 4tranB 4tranB 4tranB 4tranB
3249.0 3249.3 3249.3 3249.7 3249.7 3249.7 3250.5 3250.5 5965.8 5965.8 5967.2 5967.2 5967.2 5967.9
4tranA 4tranA 4tranA 4tranA StranB StranB 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long 1 long StranA StranA 2tors 2tors 2tors
5960.0 5960.5 5962.6 5963.1 5967.3 5970.6 5955,1 5965.5 5966.1 5967.2 5967.6 5968.0 5969.9 5970.1 5963.8 5964.1 3241.2 3242.2 3242.3
srie proef jraraer nummer 6 3 3 7 7 6 7 6 6 2 6 3 2 2 6 3 4 4 6 5 5 3 2 7 3 2 7 3 2 5 2 6 5 6 7 4 2 4
26 17 15 18 14 23 16 22 20 19 19 13 17 16 9 11 16 19 10 13 10 10 15 11 8 14 8 7 10 8 20 25 12 24 15 18 12 14
piekwaarde 2 1 1 1 0 2 0 2 4 1 1 2 2 3 3 1 0 2 3 2 3 4 4 3 4 3 1 3 1 1 2 2 3 3 0 1 2 1
ƒ (Hz ) 495 496 517 543 678 928 928 942 991 1155 1205 1211 1259 1292 1297 1311 1317 1317 1317 1317 1317 1317 1318 1355 1356 1356 1386 1783 1783 2153 453 576 585 585 615 792 957 1748
ƒ - verhouding 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3
golftype
c (m/s )
