Шибков А.А., Желтов М.А., Гасанов М.Ф., Золотов А.Е., Денисов А.А., Кочегаров С.С. «Исследование высокочастотной акустической эмиссии в ходе прерывистой ползучести алюминий-магниевого сплава» Журнал технической физики, 90, № 10, с. 1694-1701 (2020)

Формирование полос макролокализованной деформации в условиях прерывистой ползучести исследовали методами акустической эмиссии (АЭ) и высокоскоростной видеосъемки. Установлено, что наиболее быстрые стадии формирования полосы деформации, связанные с ее выходом на поверхность и последующим ускоренным расширением, сопровождаются генерированием всплеска сигнала АЭ в полосе ∼0.05–1 MHz. Скрытые корреляции в сложной структуре акустического всплеска исследовали методами статистического и фрактального анализа. Установлена связь между огибающей акустического всплеска и скоростью изменения силового отклика, вызванного формированием одиночной полосы деформации. Ключевые слова: прерывистая деформация, ползучесть, акустическая эмиссия, полоса деформации, фрактальная структура, алюминий-магниевый сплав.

Гончар А.В., Мишакин В.В., Сергеева О.А. «Влияние температуры на результаты ультразвукового контроля с использованием фазированной решетки» Вестник научно-технического развития, № 10, с. 10-15 (2019)

Проведены экспериментальные исследования влияния температуры объекта контроля и датчика на фазированных решетках на результаты ультразвукового контроля. Получено, что при повышении температуры амплитуда сигнала от дефекта на А-скане существенно увеличивается, что оказывает значительное влияние на измеряемые размеры дефекта на S-скане. Установлено, что зависимость амплитуды сигнала от температуры является линейной, зависимость размера дефекта на S-скане от температуры описывается гиперболой. Предлагается использовать полученные результаты при ультразвуковом контроле элементов конструкций с использованием фазированной решетки для корректировки размеров выявленных дефектов с учетом температуры.

Баскаков Е.Б., Стрелов В.И., Бендрышев Ю.Н. «Исследование влияния ультразвука на адгезию в тонкопленочных термоэлектрических генераторах на основе SmS» Кристаллография, 65, № 4, с. 630-634 (2020)

Исследовано влияние ультразвука на адгезию системы Ni–SmS–Ni в тонкопленочных термоэлектрических генераторах на основе SmS. Установлено, что при воздействии ультразвука происходит ухудшение адгезии между пленкой SmS и токопроводящей контактной площадкой Ni, что приводит к ухудшению электрофизических параметров генерации. Показано, что использование Cr в качестве подслоя между SmS и Ni улучшает адгезию и не приводит к существенным ухудшениям электрофизических параметров генерации.

Шуваев В.Г., Крылова Н.А. «Информационно-технологическое обеспечение ультразвуковой финишной обработки цилиндрических деталей» Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, № 2, с. 73-78 (2019)

Рассматриваются вопросы эффективного формирования характеристик качества поверхностного слоя деталей с помощью воздействия ультразвуковых колебаний, причем оптимальный выбор параметров производится на основе результатов измерений информативных показателей взаимодействия обрабатываемой детали с ультразвуковым инструментом. Приводится разработанное устройство для ультразвуковой финишной обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей, позволяющее формировать сложную траекторию вибрационного воздействия на поверхность детали путем обеспечения продольных и возвратно-крутильных движений индентора. Представлена схема устройства для экспериментального определения информативных параметров, служащих основой оценки энергетических показателей качества поверхностного слоя непосредственно в процессе обработки детали.

Бадалян В.Г. «Выявление и достоверность контроля в ультразвуковой дефектоскопии и дефектометрии» Контроль. Диагностика, 23, № 7, с. 4-17) (2020)

Эффективность методов и средств ультразвукового неразрушающего контроля оценивается по вероятности выявления дефектов и достоверности результатов контроля. В работе исследуется поведение PoD(a) – функции выявляемости дефектов, описывающей зависимость вероятности обнаружения дефектов от их высоты, и оценивается достоверность контроля путем ROC-анализа данных контроля. Анализ PoD-кривых, полученных по результатам ультразвукового неразрушающего контроля приборами ультразвуковой дефектоскопии и ультразвуковой дефектометрии, демонстрирует существенно большую надежность применения методик и приборов дефектометрии. ROC-кривые, построенные по данным ультразвуковой дефектометрии, дают возможность оценить достоверность контроля дефектов различной высоты. Анализ ROC-кривых дает дополнительную информацию для оптимизации методик ультразвукового контроля. Исследования выполнялись на массиве данных ультразвукового неразрушающего контроля сварных соединений с реальными трещинами.

Тютин М.Р., Будуева В.Г., Алексеев Г.Г. «Влияние технологического состояния материала конструктивных элементов топливных баков на параметры акустической эмиссии» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 36-40 (2020)

Исследованы особенности развития акустической эмиссии при испытании растяжением образцов, отобранных из обечаек и днищ крупногабаритных изготовленных из сплава АМг6 топливных баков после длительной (в течение порядка 30 лет) эксплуатации. Показано, что различное технологическое состояние конструктивных элементов бака (нагартовка у обечайки и отжиг у днища) влияют на акустические параметры. Установлено снижение активности сигналов акустической эмиссии при разрушении материала в нагартованном состоянии и в ориентированных поперек прокатки образцах.

Морозов С.А., Феденко А.А., Чукарин А.Н. «Закономерности формирования виброакустических характеристик при местном упрочнении деталей ШСУ» Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, № 3, с. 58-64 (2019)

Приведены результаты теоретических исследований спектров шума при обработке ШСУ деталей, учитывающих их геометрические размеры, параметры технологического процесса и способы закрепления деталей.

Сулейманов Р.М., Габдрахманов И.Р., Адиев Д.А. «Оперативный контроль качества цементирования скважин акустическим методом с применением каротажного регистратора вулкан» Каротажник, № 1, с. 112-119 (2020)

Представлены возможности программного обеспечения «Registration 3.0» каротажного регистратора ВУЛКАН при регистрации данных акустических приборов с трехэлементным зондом для оперативной оценки качества цементирования скважин во время проведения геофизических исследований незамедлительно после их завершения.

Полянский А.М., Конопелько Л.А., Полянский В.А., Яковлев Ю.А. «Разработка нового поколения стандартных образцов состава алюминиевых сплавов с низким содержанием водорода» Измерительная техника, № 9, с. 65-71 (2019)

Разработаны государственные стандартные образцы состава алюминиевых сплавов с низким содержанием водорода нового поколения для метрологического обеспечения контроля качества современных материалов аэрокосмической отрасли. Водород является ключевым параметром, определяющим безопасное функционирование объектов обороны и гражданского назначения. Диапазон предельно допустимых значений содержания водорода в особо прочных сталях и алюминиевых сплавах, применяемых в авиационной промышленности, составляет 0,05–0,50 млн^–1. Для технологического контроля качества материалов необходимы государственные стандартные образцы состава алюминиевых сплавов, аттестованные значения содержания водорода которых лежат в этом диапазоне. Выпуск стандартных образцов вместе с прецизионным масс-спектрометрическим анализатором водорода АВ-1, позволяет завершить создание метрологической системы контроля качества современных материалов для аэрокосмической отрасли.

Серебряный В.Н., Мишакин В.В., Гончар А.В. «Акустические и рентгенографические параметры текстуры и константы упругости малоуглеродистой стали до и после усталостных испытаний» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 16-20 (2020)

Исследована текстура и определены упругие константы поликристаллической стали 15ЮТА до и после усталостных испытаний. Упругие константы получены в рамках модели Сайерса в приближении Хилла из условия равенства акустических и рентгенографических коэффициентов функции распределения ориентировок и В результате многоцикловых усталостных испытаний установлено снижение упругих констант стали, вызванное уменьшением ее плотности по причине разрыхления.

Панков А.В., Токарь В.Л., Петронюк Ю.С., Левин В.М., Мороков Е.С., Рыжова Т.Б., Гулевский И.В. «Определение характеристик трещиностойкости слоистых углепластиков на образцах без инициатора трещины с применением метода акустической микроскопии» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 86, № 8, с. 58-65 (2020)

Одним из параметров трещиностойкости углепластиков является вязкость разрушения, которая представляет собой изменение энергии упругой деформации элемента конструкции при увеличении площади трещины на единицу в момент страгивания. В процессе исследования вязкости разрушения определяется положение фронта трещины – исходной и полученной в результате ее роста. Существующие в настоящее время стандарты испытаний (СТО ЦАГИ, ASTM D7905) определяют вязкость по моде сдвига G_IIc на образцах с инициатором трещины. Такой способ не отражает реальные условия возникновения трещин в конструкциях из ПКМ и может приводить к снижению точности при определении нагрузки страгивания трещины. В ЦАГИ разработана методика определения вязкости разрушения ПКМ при сдвиге G_IIc на образцах без стандартного инициатора расслоений. Цель работы – проведение исследований для отработки данной методики. Значения G_IIc определяли для трещины, образованной сдвигом в условиях трехточечного изгиба после расклинивания. Для определения положения и формы фронта трещины, а также оценки динамики ее распространения при последующих нагрузках вместо стандартного визуального наблюдения ее границ с торцевой поверхности образцов использовали ультразвуковые методы – ультразвуковую дефектоскопию и акустическую микроскопию. Установлено, что акустическая микроскопия на частоте 50 МГц позволяет определять положение фронта трещины в образцах из углепластика на глубине 3,0–3,5 мм с высоким разрешением, в данном случае – 100 мкм. Отмечены особенности распространения трещины в процессе роста в условиях сдвига. Результаты исследований показали, что высокая точность акустической микроскопии по сравнению с традиционной ультразвуковой диагностикой востребована при определении формы трещины, для анализа динамики ее распространения и выявления механизмов распространения межслоевых трещин в композиционной среде.

Недосєка С.А., Яременко М.А., Овсієнко М.А., Недосєка А.Я., Журавльов С.В., Ободовський Б.М., Савченко О.К., Епов С.Г. «Оцінка стану і прогнозування руйнівного навантаження при акустико-емісійних випробуваннях посудин під тиском з обмеженим доступом до контрольованої поверхні [Оценка и прогнозирование разрушающей нагрузки при акустико-эмиссионных испытаниях сосудов под давлением с ограниченным доступом к контролируемой поверхности]» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 1, с. 8-16 (2020)

Розглянуто особливості проведення акустико-емісійного контролю на прикладі об'єкту станції розподілу повітря К-158 цеху водообробки ОПЗ при проведенні пневмовипробування. Даний об'єкт контролю складається з трьох поєднаних між собою посудин тиску, закритих зовні металевим корпусом, у зв'язку з чим доступ до кожної окремої посудини є обмеженим. Показано, як у такому випадку можливо провести акустико-емісійний контроль і отримати результати, придатні для прогнозування руйнівного навантаження. Відзначено, що застосування зонної локації при таких випробуваннях дозволяє без демонтажу зовнішнього корпусу вирішити проблеми оцінки стану недоступних для контролю поверхонь внутрішніх посудин. Розраховано на основі результатів двох етапів пневмовипробування руйнівне навантаження для кожного з об'єктів контролю. Показано, що їх поточний стан є задовільним і дозволяє подальшу експлуатацію. Рекомендовано враховувати отримані результати при складанні нормативних матеріалів щодо акустико-емісійного контролю

Юзефович Р.М., Яворський І.М., Дзерин О.Ю., Трохим Г.Р., Стецько І.Г., Мацько І.Й. «Застосування спеціалізованого пристрою неруйнівного контролю для аналізу вібраційних сигналів підшипникових вузлів методами взаємного нестаціонарного аналізу [Применение специализированного устройства неразрушающего контроля для анализа вибрационных сигналов подшипниковых узлов методами взаимного нестационарного анализа]» Техническая диагностика и неразрушающий контроль, № 1, с. 17-27 (2020)

Вібраційні сигнали від складних механічних систем, які знаходяться під впливом динамічних навантажень, сформовані відгуками від багатьох вузлів. При дослідженні таких сигналів виникає питання про аналіз впливу на їх структуру можливих дефектів, які виникають у кожному з елементів підшипникового вузла. Виникнення дефектів у елементах механічних систем спричиняє нелінійні ефекти у властивостях вібраційних коливань. Такі ефекти приводять як до появи нових гармонік у детермінованій складовій вібрації, так і до взаємодії цієї складової зі стохастичними коливаннями, які зумовлені флуктуаціями товщини та в’язкості змазки, змінами сил тертя, спонтанними й некерованими змінами робочих навантажень тощо. У результаті вказаної взаємодії порушується строга періодичність детермінованих коливань, вони модулюються за фазою та амплітудою. Відмічені властивості вібрацій можуть бути адекватно описані математичною моделлю у вигляді взаємних періодично корельованих випадкових процесів. У роботі представлено інтегральну функцію когерентності, яка кількісно характеризує стохастичний взаємозв’язок між властивостями нестаціонарності двох періодично корельованих випадкових сигналів, що проявляється в періодичній зміні за часом їх взаємних спектральних характеристик, а також покомпонентну функцію когерентності, яка визначається взаємоспектральними густинами окремих модулюючих процесів. Наведено технічні характеристики розробленого спеціалізованого пристрою неруйнівного контролю «Компакт-Вібро». Розглянуто результати, отримані з використанням цього пристрою при виконанні вібраційних обстежень промислових об’єктів України.

Углов А.Л., Хлыбов А.А., Бычков А.Л., Кувшинов М.О. «О неразрушающем контроле остаточных напряжений в деталях осесимметричной формы из стали 03Н17К10В10МТ» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 22, № 4, с. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-4-3-9 (2019)

Известно, что остаточные напряжения имеют важное значение в обеспечении работоспособности материалов. При отрицательных температурах они приводят к снижению надежности конструкций. Природа появления остаточных напряжений различная. В частности в процессе изготовления осесимметричных деталей из мартенситно-стареющей стали 03Н17К10В10МТ возникают значительные остаточные напряжения, которые часто приводят к появлению трещин и разрушению деталей, особенно в тех элементах изделий, где имеются концентраторы напряжений. Анализ литературных данных, результаты расчетов с использованием методов решения осесимметричной задачи теории упругости для остаточных напряжений в трубах показывают, что максимальные по абсолютной величине растягивающие осевые и тангенциальные напряжения сосредоточены вблизи наружной поверхности. В ряде производственных случаев требуется получение оперативной информации о величине остаточных напряжений, возникающих как в процессе производства этих изделий, так и при их эксплуатации, особенно при отрицательных температурах. На основании этих расчетов, а также анализа имеющихся разрушений был выбран метод контроля остаточных напряжений с использованием поверхностных акустических волн Рэлея. В предлагаемой методике контроля остаточных напряжений были использованы преобразователи с фиксированной базой между излучающим и приемным датчиками. Постоянная база в качестве измеряемого параметра позволяет использовать время распространения упругих волн. Предложен алгоритм расчета остаточных напряжений, в основе которого лежат уравнения акустоупругости для поверхностных волн. В качестве аппаратных средств измерений использовался ИВК «АСТРОН». На базе этой установки и предложенного алгоритма разработана методика определения остаточных напряжений в деталях сложной осесимметричной формы. Результаты акустических измерений были подтверждены данными, полученными на установке рентгеноструктурного анализа «ДРОН-2». Тем самым была показана возможность практического применения предложенной методики контроля с использованием поверхностных волн. Также показано, что для уменьшения ошибки измерения необходимо проводить как минимум 8 измерений в одной точке.

Волкова Л.В., Платунов А.В. «Использование многократного зеркально-теневого метода при ультразвуковом контроле пера подошвы рельса» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 22, № 4, с. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-4-38-45 (2019)

Рассмотрена возможность контроля пера подошвы железнодорожного рельса Р65 для обнаружения дефектов типа 69.2. Целью данного исследования является обоснование возможности использования многократного зеркально-теневого метода для контроля пера подошвы рельса и выбора его параметров. Для этого был рассчитан акустический тракт распространения поперечных волн в рельсе с дефектами подошвы и без дефектов при различных углах ввода. Рассчитанный акустический тракт показал, что оптимальным углом ввода при установке преобразователя на шейку рельса является угол 58°, так как при данном угле ввода поперечная волна распространяется до самого края пера подошвы рельса, при этом наблюдается минимальное количество неинформативных переотражений от геометрического профиля рельса. В акустическом тракте прохождения ультразвуковой волны при наличии дефекта с диаметром 3,5 мм и глубиной 7 мм наблюдается наибольшее количество переотражений ультразвуковой волны. При увеличении размеров дефекта характер переотражений меняется – волна больше расходится, время прихода отраженного сигнала увеличивается по сравнению с лучом в бездефектном участке рельса. Для подтверждения возможности выявления дефектов в подошве рельса типа Р65 было проведено экспериментальное исследование многократным зеркально-теневым методом с использованием поперечных волн. В качестве измерительных средств использовался ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 «Луч», для возбуждения и приема ультразвуковых волн использовался пьезоэлектрический преобразователь с переменным углом ввода. Результатами эксперимента подтверждено, что оптимальным углом ввода для обнаружения дефектов в подошве рельса является угол 58°. При выбранных параметрах наблюдается минимум неинформативных переотражений, и амплитуда многократно отраженного сигнала на бездефектном участке выше. Наличие дефекта приводит к снижению амплитуды сигнала более чем в 2 раза.

Марков А.А., Иванов Г.А. «Исследование способа обнаружения продольных трещин в головке рельса» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 22, № 4, с. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-4-46-56 (2019)

Приводятся результаты исследований способа обнаружения продольных трещин ультразвуковыми волнами в головке рельса. В современных рельсах до 80 % дефектов головки рельсов – продольные трещины. Совместный анализ эхосигналов от нижней выкружки и эхосигналов от поверхностей трещины, а также огибающей углового сигнала позволяет сформировать образ дефекта и оценить качество акустического контакта. Для практической реализации предложенного способа целесообразно сформировать три временные зоны селекции информативных сигналов, положение которых зависит от теку- щей высоты головки рельса. Вследствие короткого времени пробега ультразвуковых волн (до 100 мкс) удается реализовать частоту посылок зондирующих импульсов в 2–2,5 раза больше, чем реализовано в настоящее время (вместо 4–10 кГц), что снимает ограничения по скорости сканирования. Предлагаемое техническое решение позволяет обнаруживать участки рельсов с продольными внутренними трещинами; оценивать их размеры как по ширине, так и вдоль головки рельса; определять глубину залегания продольных трещин горизонтальной ориентации; оценивать качество акустического контакта под преобразователями; повысить частоту посылок зондирующих импульсов, способствуя увеличению скорости контроля. С целью дальнейшей автоматизации контроля рельсов рассмотрена возможность классификации обнаруженного дефекта в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Для реализации предложенного способа с учетом возможного износа головки рельса следует отслеживать зоны временной селекции относительно временного положения углового эхосигнала. Выполненные исследования позволяют приступить к испытаниям способа в полевых условиях на рабочих скоростях съемных дефектоскопических тележек (до 6 км/ч) и диагностических комплексов (до 100 км/ч).

Коновалова В.С., Коновалов Р.С., Коновалов С.И. «О сокращении длительности зондирующего импульса на выходе иммерсионного пьезопреобразователя ультразвукового дефектоскопа» Вопросы радиоэлектроники, № 1, с. 42-50 (2020)

Изучен импульсный режим работы иммерсионного широкополосного пластинчатого пьезокерамического преобразователя (ПЭП). Выполнено сравнительное исследование возможности снижения длительности импульсного зондирующего акустического сигнала на выходе такого ПЭП за счет применения механического демпфирования или четвертьволнового согласующего слоя. Задача решена в предположении о возбуждении излучателя электрическим импульсом в виде полупериода синусоиды на собственной частоте активного элемента. Приведены конкретные оценки относительной полосы пропускания и амплитуды излучаемых непрерывных сигналов, а также длительностей и амплитуд зондирующих импульсов в широких диапазонах изменения удельных акустических импедансов согласующего слоя и демпфера. Предложен критерий (отмеченный ранее для пьезокварцевых пластин) выбора формы АЧХ преобразователя с согласующим слоем, при которой достигается относительная полоса пропускания преобразователя, позволяющая получить наименьшую длительность излучаемого импульса.