Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

14.04 Акустическая диагностика и неразрушающий контроль

 

Воробьев Р.И., Сергеичев И.В., Карабутов А.А., Миронова Е.А., Саватеева Е.В., Ахатов И.Ш. «Применение оптоакустического метода для оценки влияния пустот на трещиностойкость конструкционных углепластиков» Акустический журнал, 66, № 2, с. 148-153 (2020)

Представлены результаты экспериментального анализа влияния объемного содержания пустот в интервале 0.25–5% на трещиностойкость конструкционных углепластиков. Для получения вариации объемного содержания пор образцы изготавливались методом вакуумной инфузии с вариацией глубины вакуума от –760 до –150 мм рт. ст. Объемное содержание пор определялось методами оптоакустической структуроскопии, сканирующей электронной микроскопии и химическим травлением для получения сравнительных данных. Получены экспериментальные зависимости характеристик межслоевой трещиностойкости от объемного содержания пустот при статическом и циклическом нагружении образцов в режиме нормального отрыва.

Акустический журнал, 66, № 2, с. 148-153 (2020) | Рубрики: 06.17 14.04

 

Дерусова Д.А., Вавилов В.П. «Резонансная ультразвуковая лазерная виброметрия разнородных дефектов в стеклопластике» Контроль. Диагностика, № 12, с. 24-28 (2019)

Установлено, что выявляемость дефектов в виде вставок из различных материалов в изделии из стеклопластикового композита при контроле методом ультразвуковой лазерной виброметрии зависит от типа материала вставки и ее расположения в изделии. Наилучшие результаты получены при двухстороннем доступе к объекту контроля с последующим синтезом данных вибросканирования.

Контроль. Диагностика, № 12, с. 24-28 (2019) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Новиков Е.А., Зайцев М.Г., Назмиева А.Х. «Акустическая эмиссия мерзлых грунтовых оснований в условиях их повторно-переменного термомеханического нагружения» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 63-64 (2019). 106 с.

Экспериментально установлены закономерности акустической эмиссии в мерзлых грунтах различного вещественного состава, подверженных многократным циклам растепления–заморозки и находящихся при этом под действием квазистатической одноосной механической нагрузки. Исследовано влияние на эти закономерности таких факторов как гранулометрический состав грунта, степень его обводненности и засоленности, а также переменная интенсивность температурного воздействия и неоднородность распределения термического градиента. Обоснованы методические рекомендации по учету влияния указанных факторов на достоверность интерпретации соответствующей измерительной информации. Представлены характеристики и конструктивное исполнение аппаратурного измерительного комплекса для акустико-эмиссионных (АЭ) исследований грунтов при воздействии на них изменяющейся механической нагрузки и переменного температурного поля. Комплекс также позволяет верифицировать результаты эмиссионных измерений путем параллельного испытания тех же проб грунта традиционными методами. Изложена и обоснована методика интерпретации установленных АЭ закономерностей, позволяющая по параметрам и характеру акустической эмиссии грунтового материала судить о его несущей способности и стадии деформированного состояния. Сформулированы подходы, позволяющие дать качественную оценку наличия и опасности деструктивных процессов в грунтовых основаниях зданий и сооружений, расположенных в северных регионах России. Полученные результаты подтверждены сравнительными испытаниями тех же проб методами статического зондирования индентором и ультразвукового прозвучивания. Ключевые слова: акустическая эмиссия, мерзлый грунт, основания и фундаменты, устойчивость, деформированное состояние

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 63-64 (2019). 106 с. | Рубрики: 10.06 14.04

 

Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Беляев Р.В., Громов П.Р. «Что измеряет ультразвуковой корреляционный расходомер газа с накладными датчиками» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31-32 (2019). 106 с.

Рассматривается принцип действия и устройство ультразвукового корреляционного расходомера газа с накладными датчиками, располагающимися на внешней поверхности трубы. Приводятся сравнительные результаты лабораторных экспериментов по одновременному измерению скорости потока с помощью ультразвукового расходомера и двух термоанемометров разнесенных между собой, со следующим построением взаимно корреляционной функции. Показано, что ультразвуковой расходомер, благодаря фокусирующему действию стенки трубы, в основном регистрирует пролет вихрей, распространяющихся в центре трубы. Отмечается также меньшая скорость пролета вихрей по отношению к средней скорости потока.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31-32 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Бритенков А.К., Фарфель В.А., Лебедев Е.В. «Влияние первичных параметров соединительного кабеля на точность измерений электроакустических характеристик мощных низкочастотных гидроакустических излучателей» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 32 (2019). 106 с.

Низкочастотные гидроакустические излучатели широко используются для различных приложений: от дальней звукоподводной связи и телеуправления до сейсмоакустической разведки. Обилие задач и специфика конкретной реализации зачастую накладывает достаточно жёсткие требования к обеспечению заданных электроакустических параметров излучателей. В связи с этим необходимо проведение натурных испытаний гидроакустических преобразователей в открытых акваториях на различных глубинах для точного измерения их электроакустических характеристик. Использование длинного кабеля связи от системы возбуждения до излучателя без учёта электрических характеристик такой линии приводит с одной стороны, к высоким погрешностям измерений, а с другой к отсутствию оптимального согласования системы возбуждения и низкочастотного излучателя и снижению эффективности работы излучающего комплекса. Соединительный кабель длиной более 100 м можно рассматривать как длинную линию с эквивалентной схемой в виде четырёхполюсника, что является упрощённой формой телеграфных уравнений. На основе данных, полученных во время морских испытаний по оценке влияния кабеля длиной 1000 м и сечением жил 1,5 мм2 на электроакустические характеристики низкочастотного излучателя и параметры его эквивалентной схемы в диапазоне частот порядка сотен Гц, разработаны рекомендации по методике проведения измерений и обработке экспериментальных данных с учётом первичных параметров линии связи. Экспериментальные данные подтверждают, что влияние кабеля длиной 1000 м при измерении резонансной частоты и ширины полосы частот излучателя несущественно, однако значения напряжения и тока системы возбуждения значительно отличаются от тока и напряжения на излучателе, а КПД и чувствительность оказываются занижеными по отношению к его реальным характеристикам. Ключевые слова: низкочастотный гидроакустический излучатель, пьезоэлектрический преобразователь, телеуправление АПА, электроакустические характеристики, длинная линия

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 32 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Зайцев В.Ю., Радостин А.В., Матвеев Л.А. «О критерии самосогласованности и его выполнимости в моделях упругих свойств трещиноватых сред» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64-65 (2019). 106 с.

Модели, адекватно описывающие влияние трещиноподобных дефектов на упругие модули твердых тел, являются одним из ключевых "ингредиентов", необходимых для получения диагностических заключений о структурных особенностях материала по измерениям его упругих модулей. Одним из наиболее популярных методов измерения связи этих модулей с присутствующими в материале трещинами является изменение скоростей продольных и поперечных упругих волн в зависимости от давления, оказываемого на среду. Для часто рассматриваемых моделей с изотропной ориентацией трещин (что делает среду в среднем изотропной) измерения этих двух скоростей оказывается достаточным, чтобы определить два независимых модуля (например, модуль сдвига и объемного сжатия) через которые могут быть выражены другие интересующие характеристики. При этом прилагаемое давление, постепенно закрывающее трещины, является управляющим параметром, контролирующим концентрацию трещин. Довольно естественным при построении моделей является получение выражений для упругих модулей через концентрацию трещин (которую практически невозможно непосредственно измерить экспериментально). В связи с этим используются некие дополнительные соображения о связи концентрации трещин с давлением, что позволяет связывать модельные выражения для модулей с измеренными зависимостями от давления. Предполагая некоторые аппроксимации связи давления и концентрации со свободными параметрами, и подбирая их значение, можно добиться наилучшего согласования модельных и экспериментальных зависимостей от давления. Такой подход выглядит довольно естественным и часто применяется, казалось бы, обеспечивая самосогласованность модели при выбранных параметрах. В данном сообщении показывается, что эта кажущаяся самосогласованность является далеко не очевидной при подходе, основанном на использовании вспомогательной (и непосредственно не измеряемой) связи концентрации с давлением. Выяснить нарушение или, наоборот, выполнение условия самосогласованости позволяет использование такой формы модели, в которой ее входные параметры можно выразить через непосредственно измеряемые в эксперименте величины (в отличие от непосредственно не измеряемой концентрации дефектов). В докладе приводятся примеры использования такого подхода, позволяющего явно проверить выполнение самосогласованности, и показывается, по каким причинам в стандартных моделях самосогласованность может грубо нарушаться. Ключевые слова: сейсмоакустическая диагностика, трещинообразные дефекты, оценка поврежденности, упругие модули, скорости упругих волн

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64-65 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Иляхинский А.В., Родюшкин В.М. «Статистический метод выделения информации из зондирующего сигнала в задаче индикации поврежденности металла» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82 (2019). 106 с.

В ультразвуковых методах исследования материалов необходимая информация добывается путем измерения какого-либо параметра, отражающего результат взаимодействия акустических волн с исследуемой структурой материала и последующей обработкой полученных данных. Многие ультразвуковые измерительные системы ориентированы на временной анализ ультразвукового сигнала и чаще всего базируются на данных измерения скорости волн. Возможным путем совершенствования процедуры выделения информации из зондирующего сигнала для задач ультразвуковой дефектоскопии материалов и объектов со сложной неоднородной структурой может стать использование зондирующих импульсов, в которых наиболее явно изменялись форма и спектр ультразвукового сигнала в процессе его распространения. В задаче индикации поврежденности искажение зондирующего сигнала следует сделать «полезными» для оценки структурных особенностей исследуемой среды. С целью решения поставленной задачи была предложена нестандартная схема измерительного тракта, где возбуждение зондирующей волны проводилось излучателем с резонансной частотой 2 МГц, а регистрация зондирующего сигнала проводилось приемником с резонансной частотой 5 МГц. Измерения проводилось на образцах из металла марки Ст10 с внесенной путем пластического деформирования поврежденностью. Изучение изменения формы зондирующей упругой волны в исследуемых образцах проводили методом спектрального анализа; методом нелинейной акустики путем оценки отношения величины амплитуд первой и второй гармоник и методом установления информационной структуры: параметра самоорганизации зондирующего импульса путем обращения наблюдаемого сигнала изменения амплитуды во времени в распределение по амплитуде и анализе на основе этого обращения параметров априори выбранной статистической модели распределения Дирихле. В экспериментах по ультразвуковому зондированию среды со сложной неоднородной структурой показано, что статистический метод выделения информации из зондирующего сигнала эффективен в задаче контроля за поврежденностью металла, что позволяет рекомендовать его при конструировании ультразвуковых измерительных систем, а в качестве структурно чувствительного признака использовать степень самоорганизации формы зондирующего импульса. Ключевые слова: зондирующий импульс, пластическая деформация, параметр самоорганизации, распределение Дирихле

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств поликристаллического титана методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

В интервале температур от 78 до 300 Кельвина исследованы линейные и нелинейные упругие свойства поликристаллического титана. В исследуемом образце титана в интервале температур (78-300) К проведены температурные исследования зависимости скорости, амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн. При уменьшении температуры в образце наблюдалось монотонное увеличение скорости продольных и сдвиговых волн. При температуре порядка 156 К наблюдалось скачкообразное увеличение скорости продольных волн на (0,03)% и ее производной по температуре на (0,01)%, которое связывается с электронно-топологическим переходом (ЭТП). Для сдвиговой волны скачка скорости в области электронно-топологического перехода не наблюдалось, величина скачка производной скорости по температуре составила 0.0002. Отмечен рост амплитуды продольной второй гармоники в титане при Т=156 К (примерно на 10%). Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств титана в области ЭТП при Т=156 К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-22-00042). Ключевые слова: поликристаллический титан, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Миронов М.А., Пятаков П.А., Шуляпов С.А. «Влияние реверберации на разрешающую способность корреляционного метода определения местоположения источника акустической эмиссии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 93 (2019). 106 с.

Корреляционный метод определения местоположения источника акустической эмиссии состоит в сравнении исходного принимаемого эмиссионного сигнала с сигналами, создаваемыми искусственными ударами в различных точках объекта. Чем ближе координаты удара к координатам источника эмиссии, тем больше взаимная корреляция между эмиссионным сигналом и сигналом от удара. Этот эффект уверенно наблюдается экспериментально. Коэффициент корреляции слабо зависит от природы источника эмиссии (растущая трещина или, например, удар молоточком). Существенным является лишь кратковременность воздействия. Это условие необходимо, но недостаточно для эффективного использования. Очевидно, что точность определения местоположение зависит еще от резкости и глубины спада коэффициента корреляции при удалении точки приложения зондирующего воздействия от места локализации искомого источника эмиссии. На зависимость коэффициента корреляции от расстояния зонда до источника эмиссии влияет размер, структура и материал объекта. В работе проведено исследование влияния длительности анализируемых сигналов, определяемой количеством учитываемых реверберационных откликов, на пространственное распределение коэффициента взаимной корреляции (КК). Функция КК непосредственно определяет разрешающую способность метода. Эксперименты выполнены на образцах из стали (размеры плиты 800×400×11 мм3) и композитного материала (размеры плиты 1000×500×7,5 мм3). Диапазон частот преобразователя сигналов акустической эмиссии 120–160 кГц. Показано, что уменьшение длительности анализируемого сигнала в образце из стали от 30 мс вплоть до 6 мс не приводят к заметным изменениям в пространственных зависимостях КК. Существенные изменения, ухудшающие разрешающую способность метода, возникают при дальнейшем уменьшении длительности анализируемого сигнала, когда его пространственная протяженность становится сравнима по величине с несколькими характерными размерами объекта. Реверберацию можно рассматривать как появление дополнительных источников (мнимых источников) и суперпозицию сигналов, ими излучаемых, с первичным импульсом. Такое представление указывает на возможность создания "искусственной реверберации" с целью увеличения разрешающей способности корреляционного метода в условиях сильного поглощения (рассеяния) ультразвука или в случае, когда необходимо использовать короткий обрезанный импульс. Предложено осуществить "искусственную реверберацию" с помощью многоканального приема. При этом анализируемый сигнал формируется в виде последовательно расположенных сигналов, принятых по отдельным каналам. Эта последовательность сигналов в определенном смысле имитирует эффект реверберации. Экспериментально на образце из сильно поглощающего композитного материала осуществлена "искусственная реверберация" и показано значительное увеличение, в данном случае более чем в 4 раза, разрешающей способности корреляционного метода. На частоте 130 кГц разрешающая способность по уровню 0,7 составила ∼2 мм, что существенно меньше длины волны на этой частоте. Ключевые слова: корреляционный метод, реверберация

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 93 (2019). 106 с. | Рубрика: 14.04

 

Бабкин В.И., Гулин А.И., Смагин А.Е., Галиев А.Л., Сухинец Ж.А. «Самонастраивающийся измеритель температуры газа ГТД на струйно-акустических датчиках» Авиакосмическое приборостроение, № 1, с. 3-13 (2020)

Рассматриваются методы и средства измерения температуры в газотурбинных двигателях. Предложена схема самонастраивающегося измерителя температуры, состоящая из двух каналов, содержащих струйные генераторы, пьезоэлектрические преобразователи и адаптивные селекторы для выделения информативной первой гармоники. Сигнал с датчиков корректируется схемой самонастройки, которая позволяет вычислить модельное значение температуры по косвенным параметрам. При разработке схемы использовался программный продукт Matlab Simulink, функционал которого позволил получить модель переходного процесса разработанной схемы. Представлены разработанный алгоритм работы самонастраивающегося измерителя температуры газа газотурбинного двигателя на струйно-акустических датчиках и результаты компьютерного моделирования, подтверждающие повышение быстродействия до 0,007 с.

Авиакосмическое приборостроение, № 1, с. 3-13 (2020) | Рубрика: 14.04

 

Карлов С.А., Сульженко В.А., Яковлев А.В. «Акустико-эмиссионный контроль качества сварных швов объектов морской техники» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S1, с. 130-136 (2019)

Рассматриваются возможности применения метода акустической эмиссии для оценки технического состояния объектов морской техники, в том числе методология и результаты контроля судовых трубопроводных систем при их пневматических испытаниях, контроль качества сварных соединений корпусных конструкций непосредственно в процессе их изготовления.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S1, с. 130-136 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Фролов А.С., Белоусов А.В., Шнеерсон М.Б. «Контроль качества работы виброисточников по суммарному сигналу группы» Геофизика, № 6, с. 55-64 (2019)

В настоящее время вопросы, касающиеся контроля работы вибрационного оборудования стоят особенно остро, так как от работы виброустановок во многом зависит качество конечного материала. Как правило, процесс сверки вибраторов подразумевает оценку схожести выходного сигнала каждой установки со свип-сигналом. При этом не учитывается тот факт, что виброустановки в основном используются группами и качество получаемых данных во многом будет зависеть именно от суммарного сигнала группы. В статье предлагается методика контроля качества суммарного сигнала группы.

Геофизика, № 6, с. 55-64 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В. «Исследование кинетики разрушения однонаправленного ламината с применением акустикой эмиссии и видеорегистрации» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 85, № 10, с. 45-61 (2019)

Исследован процесс разрушения пакета однонаправленного ламината при растяжении с помощью акустической эмиссии и видеорегистрации. Изучена кинетика повреждений и разрушений структурных связей в однонаправленном ламинате от действия растягивающей нагрузки с применением акустической эмиссии и синхронно выполняемой видеосъемки. Установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях пакета ламината и регистрируемыми при этом локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром. Выполнено тестирование новых критериальных параметров, используемых при акустико-эмиссионном мониторинге, включающих частоту регистрации локационных импульсов в энергетических кластерах и их весовое содержание, а также методики разделения локационных импульсов на кластеры с похожими спектрами. Предложенные параметры позволяют количественно оценивать степень разрушения структурных связей конструкционного материала на всех масштабных уровнях и прогнозировать остаточную прочность изделия. Структурно-феноменологический подход, реализуемый путем разделения всего массива акустико-эмиссионных данных на энергетические кластеры, позволил контролировать степень разрушения структуры материала с применением частоты регистрации и весовое содержание локационных импульсов в кластерах нижнего, среднего и верхнего энергетических уровней. Путем сопоставления событий акустической эмиссии, регистрируемых на стадиях нагружения испытываемых образцов, с кадрами видеосъемки микроисследований накопления повреждений и разрушения структурных связей в пакете однонаправленного ламината установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях, генерируемыми при этом акустическими волнами и регистрируемыми преобразователями акустической эмиссии локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром.

Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 85, № 10, с. 45-61 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Марков А.А., Максимова Е.А., Антипов А.Г. «Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля» Дефектоскопия, № 12, с. 3-15 (2019)

Системы неразрушающего контроля (НК) рельсов являются многоканальными и используют одновременно несколько методов: ультразвуковые (УЗ), магнитодинамические (МД), визуальные и др. При периодической дефектоскопии рельсов сложно осуществлять мониторинг состояния рельсов и отслеживать тенденцию развития дефектов одновременно по многим (до 14) каналам и нескольким параметрам сигналов УЗ и магнитного контроля. Предложены подходы к разработке обобщающего (интегрального) параметра, учитывающего основные характеристики сигналов от дефектов одновременно по всем каналам (методам) контроля. С использованием этого параметра выполнен анализ развития разнообразных дефектов в головке рельсов при многократном (до 17 раз) контроле. Как и ожидалось, развитие дефектов головки продольной ориентации происходит за достаточно продолжительный промежуток времени (до 4 лет). В то же время поперечные трещины, являющиеся наиболее опасными из-за возможности внезапного излома рельса, развиваются достаточно быстро (0,5–4 мес.). Обращено внимание на существенную нестабильность сигналов УЗ дефектоскопии при многократном контроле и закономерные изменения сигналов магнитного контроля. Показана возможность мониторинга развития дефектов рельсов и принятия упреждающих мер по своевременному изъятию опасных дефектов. Предложенные подходы могут быть использованы при мониторинге развития дефектов и в других отраслях НК

Дефектоскопия, № 12, с. 3-15 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Карташев В.Г., Качанов В.К., Соколов И.В., Фадин А.С., Тимофеев Д.В. «Выбор шага перемещения раздельно-совмещенного преобразователя при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов с неплоской поверхностью» Дефектоскопия, № 12, с. 16-25 (2019)

Отмечено, что при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов для выделения полезного эхосигнала из структурного шума используется пространственно-временная обработка сигналов, осуществляемая, как правило, с применением ультразвуковых антенных решеток. Если же поверхность изделия неплоская, то в этом случае следует использовать антенну с синтезированной апертурой, представляющую собой раздельно-совмещенный преобразователь (РС ПЭП), перемещающийся по поверхности изделия с шагом d. Для определения оптимального шага перемещения d, при котором достигается максимальное соотношение сигнал/структурный шум, установлена зависимость величины взаимной корреляции реализаций структурного шума от расстояния между двумя положениями РС ПЭП, по которой был определен оптимальный шаг перемещения РС ПЭП, зависящий от размера апертуры преобразователя.

Дефектоскопия, № 12, с. 16-25 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С., Чернова В.В. «Акустико-эмиссионная методика браковки дефектов кольцевого сварного шва в процессе многопроходной сварки» Дефектоскопия, № 12, с. 26-35 (2019)

Предложена методика браковки кольцевых сварных швов, основанная на анализе основных параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемых в процессе многопроходной сварки. Точность локации сигналов АЭ, регистрируемых от дефектов, и их фильтрация от шумов и помех обеспечивались применением модифицированного табличного метода и браковочной сетки. С использованием энергии и амплитуды локализованных сигналов АЭ выполнен расчет нормированных коэффициентов, по которым оценивалось качество сварного шва при сварке. Определены пороговые значения нормированных коэффициентов, при превышении которых проводилась браковка сварного шва. С использованием рассматриваемой методики выявлены дефекты в кольцевых сварных швах и показана возможность определения степени опасности дефектов в режиме реального времени.

Дефектоскопия, № 12, с. 26-35 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Степанова Л.Н., Батаев В.А., Чернова В.В. «Определение связи структуры образцов из углепластика с параметрами сигналов акустической эмиссии при одновременном статическом и тепловом нагружении» Контроль. Диагностика, № 11, с. 4-13 (2019)

Исследованы влияния положительных (+20 ÷ +100°C) и отрицательных (–20 ÷ –80°C) температур и статической нагрузки на информативные параметры (структурный коэффициент, парциальную энергию, локацию) сигналов акустической эмиссии (АЭ). Проведены испытания образцов из углепластика Т 800, выполненных из девяти монослоев с укладкой [±45/90/О3/90/±45], размером 600×100×0,9 мм с концентратором напряжений в виде отверстия диаметром 12 мм. С использованием фрактографии анализировалась связь изменения структуры углепластика с информативными параметрами сигналов АЭ. Расслоению углепластика при одновременном воздействии статической нагрузки и температуры от –80 до –20°С и от +60 до +100°С соответствовало увеличение структурного коэффициента и парциальной энергии, что вызывало смещение энергии сигналов АЭ в диапазон частот 125–250 кГц. При тех же статических нагрузках, но температурах +20 и +40°С информативные параметры принимали минимальное значение, что означало смещение энергии в диапазон частот 250–500 кГц, наблюдалось выкрашивание матрицы и разрыв волокон без расслоения углепластика. Обнаружение нарушения структуры углепластика по информативным параметрам сигналов АЭ уменьшает риск появления аварийных ситуаций в процессе эксплуатации композиционных конструкций.

Контроль. Диагностика, № 11, с. 4-13 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Рыков А.Н., Будадин О.Н., Борисенко В.В., Богачев А.С., Гуськов А.В., Монахова Е.Г. «Автоматизированная система бесконтактного ультразвукового производственного неразрушающего контроля труб из полимерных композиционных материалов для трубопроводов» Контроль. Диагностика, № 11, с. 20-29 (2019)

Рассматриваются вопросы разработки новой технологии и автоматизированной системы бесконтактного производительного неразрушающего контроля качества сплошности композитных труб для трубопроводов, проведение метрологической аттестации для подтверждения эксплуатационных характеристик в части обнаружения и идентификации внутренних дефектов конструкции с заданной достоверностью за счет использования специальных алгоритмов. В ходе проведения мероприятий по аттестации выполнена оценка стабильности и пригодности технологического процесса определения площадей дефектов c помощью карт Шухарта и индексов воспроизводимости. Установлено, что рассматриваемый процесс находится в состоянии статистической управляемости, его работа предсказуема и его соответствие установленным требованиям может быть проверено.

Контроль. Диагностика, № 11, с. 20-29 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Мурашов В.В., Яковлева С.И. «Исследование и совершенствование бесконтактного варианта ультразвукового теневого метода дефектоскопии» Контроль. Диагностика, № 12, с. 16-22 (2019)

Рассмотрены эксплуатационные возможности ультразвукового теневого метода дефектоскопии изделий из полимерных композиционных материалов и многослойных клееных конструкций. Показано, что для выявления дефектов в изделиях из легко повреждаемых материалов, гигроскопичных материалов, не допускающих смачивания жидкостями, в конструкциях с шероховатой поверхностью, а также для выявления подповерхностных дефектов, не выявляемых контактными методами, эффективно использование ультразвукового теневого бесконтактного метода. Предложена методика расчета и конструирования бесконтактных ультразвуковых преобразователей на частоту 200 кГц, позволяющих выявлять дефекты в изделиях из полимерных композиционных материалов и в многослойных клееных конструкциях с более высокой чувствительностью, чем применяемые в настоящее время бесконтактные ультразвуковые преобразователи на частоты 20, 40 и 80 кГц. Представлена конструктивная схема вибратора с двумя пьезопластинами из керамики ЦТС-19, включенными синфазно, с металлической накладкой, играющей роль звукопровода, и согласующим слоем из пенопласта. Указано, что пара пьезопластин работает в режиме короткого замыкания, поэтому звуковое давление пьезопластин на звукопровод увеличивается вдвое, а интенсивность колебаний – в 4 раза.

Контроль. Диагностика, № 12, с. 16-22 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Антоновская Г.Н., Капустян Н.К., Федоренко Е.В. «Возможности сейсмической аппаратуры в задачах оценки состояния железнодорожных насыпей» Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 61-73 (2019)

Рассмотрена связь свойств грунтов основания железнодорожных путей с параметрами сейсмических записей движения состава. На экспериментальных примерах и с использованием математического моделирования показана возможность при обработке сейсмических записей выявления на ранней стадии изменений в несущей способности основания из-за возможной деградации прочностных и деформационных свойств грунтов. Рассмотрены практические вопросы использования сейсмических датчиков разного типа и их расположения для мониторинга земляного полотна железной дороги. Ключевые слова: низкочастотные вибрации железнодорожного полотна, диагностика, сейсмическая аппаратура, устойчивость земляного полотна, моделирование

Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 61-73 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Недосека С.А., Недосека А.Я., Шевцова М.А. «Определение поврежденности стеклопластика методом АЭ сканирования» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 4, с. 31-39 (2019)

В число композитов, в том числе применяемых все шире в самых различных областях техники, входят, в частности, стеклопластики. Их использование требует разработки надежных неразрушающих методов оценки состояния как в процессе эксплуатации, так и непосредственно после изготовления. Второе имеет не меньшую важность, так как позволяет отбраковать материалы с дефектами еще до того, как с них будут изготовлены элементы конструкций. В данной работе выполнена оценка возможности применения метода акустико-эмиссионного (АЭ) сканирования на базе аппаратуры типа ЕМА для образцов стеклопластика, изготовленного методом ручной выкладки стеклоткани Aeroglass 280 и связующего материала Elan-tech EC157 + Elan-tech W152XLR. Выполнена проверка локации координат источников АЭ на ненагруженных образцах. Показано, что материал, который исследовался, является контролепригодного с точки зрения метода АЭ, позволяет определять координаты источников АЭ с достаточно высокой точностью при тестовом прозвучивание. Проведены многочисленные опыты по сканированию образцов в продольном направлении, при котором каждый из датчиков АЭ поочередно выступал в качестве излучателя тестовых сигналов. С шести испытанных образцов три содержали встроенный по центру элемент, имитирующий акустический пьезодатчик. Испытания показали, что, используя АЕ сканирования, можно без нагрузки образцов отличить их акустические свойства при наличии и отсутствии такого встроенного концентратора и количественно оценить поврежденность материала с концентратором. Отмечена важность полученных результатов для создания методики контроля композитов с применением технологии АЕ сканирования и обеспечения четких критериев оценки поврежденности.

Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 4, с. 31-39 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Салита Д.С., Поляков В.В. «Акустическая эмиссия при пластической деформации эвтектического сплава Pb-Sn» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 495-500 (2019)

Проведено исследование зависимости акустической эмиссии, формирующейся при статическом нагружении сплавов системы Pb-Sn. Концентрации компонентов системы были подобраны таким образом, чтобы соответствовать сплавам доэвтектического, эвтектического и заэвтектического состава. Структура сплавов характеризовалась наличием дисперсных включений свинца (доэвтектический сплав) или олова (заэвтектический сплав) в матрице, образованной равномерно чередующимися прослойками α- и β-фаз. Нагружение проводились по «жесткой» схеме с постоянной скоростью растяжения. В процессе испытаний регистрировались приложенная нагрузка и удлинение, по которым рассчитывались кривые деформационного упрочнения σ-ε., и среднеквадратичное значение напряжения акустической эмиссии U, представлявшееся в виде зависимостей U(ε). Полученные экспериментальные данные свидетельствовали о существенном изменении вида сигналов акустической эмиссии при изменении концентраций компонентов системы. Было установлено, что доэвтектический сплав характеризовался максимумом акустического излучения на стадии перехода к сильному пластическому течению и практическим отсутствием эмиссии пластическом течении. Это связано с относительно невысокой акустической эмиссией во включениях свинца и тем обстоятельством, что при росте пластической деформации движение дислокационных потоков тормозится α- и β-фазами эвтектической матрицы. Резкое уменьшение акустической эмиссии для сплава с эвтектической структурой связано с сильным тормозящим воздействием границ раздела прослоек из α- и β-фаз, не позволяющим сформироваться значительным дислокационным потокам. Деформация сплава с заэвтектической структурой сопровождалась появлением мощного максимума на зависимости U(ε), объясненного вкладом дисперсных включений олова, генерирующего при нагружении значительную акустическую эмиссию. Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионном исследовании процессов пластической деформации и разрушения в двухфазных металлических сплавах эвтектического состава.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 495-500 (2019) | Рубрики: 05.04 14.04