Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

14.04 Акустическая диагностика и неразрушающий контроль

 

Епифанов В.П., Сазонов К.Е. «Влияние стационарных периодических волновых структур на локальную прочность ледяного поля» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 18-25 (2020)

Исследуется влияние нелинейных волновых структур на локальную твердость ледяного поля динамического типа формирования. Волновые структуры формируются при интерференции изгибно-гравитационных и продольных волн. Источником колебаний является когерентное излучение в самом льде. Различие локальных твердостей льда в узлах и пучностях стоячих волн (до 60%) объяснено динамическим метаморфизмом льда. Зависимости локальной твердости льда от координат в продольных и поперечных профилях ледяного поля имеют вид периодических кривых. Выделены масштабы текстур и построена фазовая поверхность волновых структур, которая не является монохромной и отражает пространственную неоднородность прочностных свойств ледяного поля. Эффект волнового воздействия зависит от условий на границе контакта льда со стенками бассейна. Количественно определено влияние волновых структур на прочностные свойства ледяного поля как одного из возможных факторов пространственной изменчивости свойств льда в условиях залегания.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 18-25 (2020) | Рубрики: 07.14 14.04

 

Климчук Е.Г., Парахонский А.Л. «Осцилляции между регулярным и хаотическим режимами движения в фазовом пространстве акустической эмиссии ОСВС» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 120-127 (2020)

Акустическая эмиссия органического самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (ОСВС) рассматривается в качестве открытой динамической системы. Фазовое пространство управляющего параметра (интенсивность звука) ОСВС отражает эволюцию системы во времени: механизм твердофазного горения и формирование конденсированных продуктов. Анализ метрической энтропии акустических аттракторов ОСВС выявляет осциллирующий характер переходных процессов в системе: от регулярных к хаотическим и обратно. Автокорреляционные функции последовательных стадий ОСВС демонстрируют осциллирующий периодический характер. Наименьший период этих осцилляций отражает, по-видимому, минимальный размер перколяционного “акустогенного” кластера, коррелирующий с характерным гетерогенным размером смеси.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 120-127 (2020) | Рубрики: 08.08 14.04

 

Кечик Д.А. «Оценка мгновенной частоты спектральных составляющих нестационарного виброакустического сигнала оконным методом Прони» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 522-528 (2020)

Предлагается метод оценки мгновенной частоты спектральных компонентов нестационарного сигнала, основанный на оконном авторегрессионном анализе. В сочетании с известными частотно-временными методами, к примеру, вейвлет-анализом, возможно повысить разрешающую способность преобразования, уменьшить дисперсию ошибки оцениваемых параметров. В выбранных по максимуму энергии частотно-временных окнах оцениваются коэффициенты авторегрессии. На основании полученных оценок методом Прони рассчитываются частоты присутствующих в окне компонентов. Выбранные окна перекрываются по времени, и оценка мгновенной частоты в каждый момент выбирается по минимуму соответствующих ошибок аппроксимации авторегрессионной модели. Показана высокая надежность метода при низких отношениях сигнал-шум. Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, виброакустическая диагностика, вейвлет-преобразование, ЛЧМ, банк фильтров, авторегрессия, метод Прони.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 522-528 (2020) | Рубрика: 14.04

 

Пантелеев И.А., Мубассарова В.А., Зайцев А.В., Карев В.И., Коваленко Ю.Ф., Устинов К.Б., Шевцов Н.И. «Эффект Кайзера при многоосном непропорциональном сжатии песчаника» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 63-67 (2020)

На Испытательной системе трехосного независимого нагружения ИПМех РАН проведено экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения песчаника при непропорциональном двух- и трехосном циклическом сжатии с вариациями ориентации эллипсоида Ламе и непрерывной регистрацией акустической эмиссии. Обнаружено, что проявление эффекта Кайзера в текущем цикле многоосного непропорционального сжатия зависит от характера изменения размера, формы и ориентации эллипсоида Ламе относительно предыдущего цикла. Эффект Кайзера наблюдается в случае, если материал ранее уже был подвержен активному нагружению, соответствующему заданной ориентации эллипсоида напряжений. Степень проявления указанного эффекта определяется характером изменения формы этого эллипсоида.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 63-67 (2020) | Рубрика: 14.04

 

Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Глазунов В.А., Филиппов Г.С. «Перспективные малоинвазивные роботохирургические комплексы параллельной структуры» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 84-88 (2020)

Рассматривается современное состояние роботизированных ассистирующих комплексов в малоинвазивной хирургии. Предложены три различных манипулятора для роботизированной хирургии, отличающиеся от известных зарубежных аналогов рядом преимуществ.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 84-88 (2020) | Рубрика: 14.04

 

Пензина А.И. «Всевидящий ультразвук» В мире науки, № 7, с. https://sciam.ru/articles/details/vsevidyashhij-ultrazvuk (2020)

Разработки томских ученых и инженеров в области неразрушающего контроля можно встретить в самых разных странах. Приборы помогают искать дефекты в важнейших деталях газопроводов, самолетных двигателей, на границе Малайзии и Сингапура – проверять крупногабаритные грузы. Инженерная школа неразрушающего контроля в Томском политехническом университете сегодня входит в топ-10 организаций неразрушающего контроля России, а ее разработки позволили томскому вузу войти в число крупнейших экспортеров страны. О том, какие научные исследования лежат в основе этих разработок, рассказал руководитель инженерной школы и Международной научнообразовательной лаборатории неразрушающего контроля ТПУ кандидат технических наук Дмитрий Андреевич Седнев.

В мире науки, № 7, с. https://sciam.ru/articles/details/vsevidyashhij-ultrazvuk (2020) | Рубрика: 14.04

 

Никольская Т.С., Кириллов Д.В. «Акустоэмиссионный контроль электротехнического фарфора» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 5, № 2, с. 291-295 (2005)

На базе линейной механики разрушения обоснован неразрушающий экспресс-метод определения разрушающей нагрузки LP. Метод опробован на электротехническом фарфоре.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 5, № 2, с. 291-295 (2005) | Рубрика: 14.04

 

Лузина Н.П. «Анализ результатов контроля технических изделий методом акустической эмиссии» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 11, № 3, с. 78-83 (2011)

Классификация источников акустической эмиссии (АЭ) при выполнении контроля производственного объекта является одним из наиболее важных и принципиальных этапов АЭ-метода. Рассмотрены основные критерии оценки источников акустической эмиссии. Результаты анализа полученных из эксперимента данных показывают выполнение оценочных критериев при повторном нагружении. Также приводятся результаты анализа интенсивности АЭ-импульсов при полном испытании. Ключевые слова: акустическая эмиссия, график нагружения, критерии акустической эмиссии, давление, преобразователи (датчики) акустической эмиссии.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 11, № 3, с. 78-83 (2011) | Рубрика: 14.04

 

Габараев О.Г., Купоросов Ю.И., Томилин М.Г. «Применение нематических жидких кристаллов для визуализации структурных дефектов кварцевых резонаторов» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 11, № 4, с. 39-43 (2011)

Описано применение нематических жидких кристаллов (НЖК) для визуализации структурных дефектов в кварцевом элементе резонатора промышленного производства. Объектом исследования были структурные неоднородности в кристаллическом кварце, как природного происхождения, так и возникающие в процессе технологических операций. Проведено сравнение метода НЖК с методами травления, рентгеновской и акустической дефектоскопии. Показано, что предложенный метод НЖК является неразрушающим по сравнению с методом травления; точнее акустического метода и позволяет в отличие от него дать интегральную картину свойств изучаемой области поверхности; является экспрессным и более дешевым по сравнению с рентгеновским методом. Метод НЖК можно рассматривать как независимый метод, дающий дополнительную информацию о свойствах поверхности изучаемых объектов. Ключевые слова: жидкие кристаллы, дефектоскопия, поверхность, структурные неоднородности, неразрушающий контроль, кристаллический кварц.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 11, № 4, с. 39-43 (2011) | Рубрика: 14.04

 

Баринов А.В., Федоров А.В., Кинжагулов И.Ю., Сергеев Д.С., Доренская А.В. «Контроль качества сварных соединений в процессе сварки с применением метода акустической эмиссии» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 13, № 5, с. 144-148 (2013)

Рассмотрена проблема обеспечения контроля качества сварных соединений в процессе сварки. Для контроля качества предложен метод акустической эмиссии с набором возможных методов фильтрации сигналов. Проведен анализ имеющихся методов, на основе которого выбраны наиболее информативные. Представлены методы анализа полученных сигналов по скорости нарастания переднего фронта и по форме сигнала. Информативность выбранных методов подтверждена экспериментально. Представлены данные, полученные в ходе эксперимента, показывающие изменения характеристик сигналов при имитации дефектов (вставки Ti,W) в процессе сварки.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 13, № 5, с. 144-148 (2013) | Рубрика: 14.04

 

Сергеев Д.С., Федоров А.В., Баринов А.В., Астрединова Н.В. «Автоматизированный лазерно-ультразвуковой метод контроля качества паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 16, № 1, с. 139-149 (2016)

Рассмотрена проблема контроля качества паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей. Сопло камеры жидкостного ракетного двигателя представляет собой ответственное изделие, работающее в условиях высокого давления и градиента температур, обладающее сложной геометрической формой, и состоит из большого количества фрезерованных каналов. Проведен анализ существующих методов решения проблемы контроля качества паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей. Обоснована необходимость разработки автоматизированного лазерно-ультразвукового метода контроля паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей. Проведен анализ существующих автоматизированных средств ультразвукового контроля и факторов, влияющих на точность контроля. Разработан макет автоматизированной лазерно-ультразвуковой установки неразрушающего контроля качества паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей. Для программного управления механизмами перемещения датчика при сканировании внутренней поверхности сопла камеры жидкостного ракетного двигателя и его позиционирования предложено применение трехслойной нейронной сети. Разработан адаптивный алгоритм проведения автоматизированного контроля качества паяных соединений. Предложен способ интегральной оценки качества паяных соединений камер жидкостных ракетных двигателей. В процессе исследований была разработана методика автоматизированных измерений геометрических характеристик дефектов и контроля качества паяных соединений сопел камер жидкостных ракетных двигателей. Апробация разработанной методики проводилась на трехкоординатном автоматизированном стенде.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 16, № 1, с. 139-149 (2016) | Рубрика: 14.04

 

Марущак А.С., Жерносек С.В., Ольшанский В.И. «Влияние акустических колебаний ультразвукового диапазона на прочностные свойства текстильных материалов в процессах сушки» Вестник Витебского государственного технологического университета, № 2, с. 44-51 (2019)

Представлены результаты проведенных экспериментов процесса сушки, установлено влияние режимных параметров обработки в условиях воздействия акустических колебаний ультразвукового диапазона на прочностные свойства текстильных материалов, что может быть использовано при разработке практических рекомендаций по повышению показателей прочностных свойств изделий. Установлено, что в процессах сушки существует «пороговое» значение мощности излучателя, обеспечивающее при обработке максимальную прочность для конкретного материала. При превышении этого значения прочность образцов начинает снижаться, что свидетельствует о повреждении микроволокон материала. Показаны результаты исследований и обработка экспериментальных данных в виде эмпирических уравнений и графиков, которые могут использоваться в инженерной практике при выборе режимов ультразвуковой термической обработки и сушки.

Вестник Витебского государственного технологического университета, № 2, с. 44-51 (2019) | Рубрики: 14.04 14.06

 

Лепихова В.А., Ляшенко Н.В., Чибинев Н.Н., Рябоус А.Ю. «Инструментальные средства и методы компьютерного мониторинга при переносе пылевых смесей» Безопасность жизнедеятельности, № 12, с. 47-52 (2019)

Представлен метод компьютерного инженерного мониторинга аэрозольных и других дисперсных выбросов промышленных предприятий, а также оценка экологического состояния окружающей среды. Метод заключается в использовании сигналов акустической эмиссии, возникающей при естественном или вынужденном вибровозбуждении диагностируемых систем, преобразовании и разложении этих сигналов на естественные элементные составляющие, т. е. в спектр Фурье, что позволяет идентифицировать источники акустической эмиссии и оценивать их роль в анализе экологической ситуации в окружающей среде.

Безопасность жизнедеятельности, № 12, с. 47-52 (2019) | Рубрики: 14.04 14.06

 

Богдан О.П., Муравьева О.В., Платунов А.В., Рысев Д.С. «Исследование характеристик листов пенополиэтилена акустическими методами» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 23, № 2, с. https://istu.ru/storage/documents/izdat/vestnik/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202,%202020.pdf (2020)

Представлена разработанная установка бесконтактного акустического контроля листов из пенополиэтилена, основанная на регистрации амплитудного параметра импульсного сигнала, прошедшего сквозь лист, и позволяющая выявлять различные типы дефектов разных размеров, что является достаточно важным при применении пенополиэтилена в особо опасных областях промышленности – нефтегазовой, авиационной, атомной и др. Разработана новая методика контроля листов пенополиэтилена, в основе которой лежит акустический теневой бесконтактный метод, использующий высокочастотную область звукового диапазона (5–13 кГц). Суть бесконтактного акустического теневого метода состоит в анализе изменения амплитуды прошедшей волны сквозь лист пенополиэтилена, обусловленного наличием дефекта. Для исследований использована уникальная научная установка «Информационно-измерительный комплекс для исследования акустических свойств материалов и изделий» (зарегистрирована на портале научно-технологической инфраструктуры РФ http://ckp-rf.ru), в состав которой входит информационно-измерительная система для бесконтактного возбуждения, регистрации и измерения параметров акустических волн в пористых средах. Исследование возможности обнаружения дефектов различного типа-вида проводилось на искусственных дефектах, таких как вмятина (сразу после формирования и после восстановления листа), порез (сквозной и несквозной), включение (намного превышающее по плотности), отверстие, расслоение. Измерения амплитудного параметра импульсного сигнала, прошедшего сквозь лист пенополиэтилена в области расположения искусственных дефектов различного размера, позволили оценить чувствительность установки и методики. Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что сквозные несплошности, неоднородность плотности и дефекты, плоскость которых находится перпендикулярно направлению акустической волны, обнаруживаются с достаточно высокой чувствительностью, следовательно, минимальные размеры их обнаружения соизмеримы с размером пор пенополиэтилена за исключением несквозных порезов, для которых размер дефектов должен быть в несколько раз выше, так как чувствительность к ним находится ниже погрешности измерения (1 отн. ед.).

Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 23, № 2, с. https://istu.ru/storage/documents/izdat/vestnik/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202,%202020.pdf (2020) | Рубрика: 14.04

 

Стрижак В.А. «Искусственный отражатель для настройки дефектоскопа, реализующего акустический волноводный метод контроля композитной арматуры» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 23, № 2, с. https://istu.ru/storage/documents/izdat/vestnik/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202,%202020.pdf (2020)

Предложен способ нанесения искусственного отражателя на длинномерный объект без разрушения его тела, что позволяет разработать настроечный образец для волноводного метода контроля при упрощении способа нанесения искусственного отражателя. На основании существующих методик оценки спектральных свойств сигналов, отраженных и прошедших через участки с перепадом сечения, разработана расчетная модель. Модель позволяет оценить амплитуды эхосигналов в зависимости от высоты и длины искусственного отражателя. Приведены результаты моделирования и экспериментальных исследований влияния габаритных размеров искусственного отражателя на эхосигнал. Показано, что максимум эхосигнала достигается при длине искусственного отражателя на 19% меньше значения, соответствующего критерию четверти волнового резонанса. Амплитуда от искусственного отражателя в 1,2–1,3 раза меньше процента прироста площади, и с увеличением площади в зоне отражателя различия растут в силу уменьшения коэффициента его прозрачности. Полученные зависимости позволяют по амплитуде эхосигнала и видимой длине дефекта оценить его внутренний размер. Предлагаемая методика характеризуется высокой точностью, оперативностью и позволяет повысить достоверность волноводного метода контроля длинномерных объектов из полимерных композитных материалов (пруток, труба, арматура).

Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 23, № 2, с. https://istu.ru/storage/documents/izdat/vestnik/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202,%202020.pdf (2020) | Рубрики: 04.08 14.04

 

Кустов А.И., Деркачев И.С., Мигель И.А. «Акустомикроскопические исследования упруго-механических параметров сталей после внешних воздействий» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 430-435 (2020)

Представлены результаты акустомикроскопических исследований упруго-механических параметров сталей. Проведен анализ физических свойств подповерхностных слоев металлических материалов и исследовано влияние деформационных воздействий на них. Показано, что конкретные значения упруго-механических параметров определяются видом и уровнем внешних воздействий – механических, термических, диффузионных. На наш взгляд, задача оценки физических параметров металлических материалов эффективна с применением новых методов исследования. В работе применены методы акустомикроскопической дефектоскопии (или АМД-методы). С их помощью определены упругие модули сталей, их степени деформации, рассчитана толщина слоев с измененными свойствами, степень анизотропности.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 430-435 (2020) | Рубрики: 04.14 14.04 14.05

 

Ломакин Е.В., Лурье С.А., Рабинский Л.Н., Соляев Ю.О. «Концентрация напряжений вблизи жестких цилиндрических включений в условиях антиплоского сдвига» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 50-56 (2020)

Представлены аналитические решения задач о концентрации напряжений вблизи цилиндрического включения с круглым и эллиптическим поперечным сечением в условиях антиплоского сдвига. Решения построены в рамках изотропной градиентной теории упругости в предположении высокой жесткости включений по сравнению с матрицей, что соответствует типичным характеристикам волокнистых композиционных материалов. Показано, что вблизи тонких включений, размеры сечения которых сопоставимы с характерным размером микроструктуры материала матрицы, может происходить снижение концентрации напряжений по сравнению со стандартными оценками, известными в теории упругости. Для круговых цилиндрических включений получены замкнутые решения, справедливые для материалов с малым объемным содержанием включений, которые могут быть использованы для прогноза прочности композитов при сдвиге вдоль армирующих волокон, а также для идентификации дополнительных параметров градиентной теории упругости.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 495, № 1, с. 50-56 (2020) | Рубрики: 05.04 14.04