Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

14.04 Акустическая диагностика и неразрушающий контроль

 

Костюков А.В. «Экспериментальные исследования акустических характеристик трансформатора» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 127-132 (2021)

Основным элементом электроснабжения промышленных предприятий является силовой трансформатор. Силовые трансформаторы располагаются на территории промышленных предприятий в открытых специально отведенных зона, а также в закрытых помещениях или на территории цеха. Существуют нормативные документы, которые регламентируют безопасные условия обслуживания, эксплуатации силовых трансформаторов, а также документы, регламентирующие уровень шума силовых трансформаторов. В работе представлены материалы исследований шума силовых трансформаторов предприятий машиностроения. По результатам исследований сделан анализ и даны предложения по снижению шума трансформаторов.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 127-132 (2021) | Рубрики: 10.01 14.04 16

 

Яблоков А.Е., Жила Т.М. «Применение СНС в вибродиагностике по спектрограммам и вейвлет-скалограммам сигнала» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 452-456 (2021)

С целью повышения эффективности методов вибрационного диагностирования механических передач рассмотрен вопрос применения новых методов обработки вибросигнала -оконного преобразования Фурье и вейвлет-преобразования. Результатами преобразований являются изображения изменений амплитудно-частотных характеристик сигнала во времени, что повышает эффективность анализа периодических процессов, связанных с ударами в механизмах. Однако такие изображения трудно формализовать для использования в диагностических целях. В статье приводятся результаты исследований по использованию сверточных нейронных сетей в задаче классификации технического состояния зубчатой передаче по спектрограммам и вейвлет-скалограммам вибросигнала. Исследования проведены на экспериментальной установке в МГУПП для восьми различных состояний зубчатой передачи. Обработка результатов измерений и оптимизация архитектуры СНС выполнены в программе Matlab. Исследования на тестовых выборках показали достоверность классификации одного из восьми стояний по спектрограммам на уровне 86,35%, а по вейвлет-скалограммам – 95,47%.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 452-456 (2021) | Рубрики: 12.01 14.04

 

Горобцов А.С., Карцов С.К., Поляков Ю.А., Рыжов Е.Н., Григорьева О.Е. «Модальный анализ пространственных случайных колебаний конструкции автомобиля» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 141-145 (2021)

Представлен метод построения модальных характеристик случайных колебаний механических систем, в частности, конструкции автомобиля. Метод базируется на построении автоспектров и взаимных спектральных плотностей реализаций ускорений, которые могут быть получены расчетным или экспериментальным путем. Рассматриваемый метод позволяет содержательно интерпретировать резонансные пики на спектральных плотностях ускорений точек конструкции. Это имеет важное значение при анализе и доводке динамических характеристик пространственных конструкций. Приведены примеры построения и интерпретации форм колебаний по результатам расчетов конструкции автомобиля при случайном возмущении.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 10, с. 141-145 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Шевалдыкин В.Г. «Головная поверхностная продольная акустическая волна: основные свойства и возможности применения» Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 4-12 (2021)

Представлена экспериментальная проверка возможности использования головной и боковой поперечной ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов в металле, а также исследование распространения головной волны по вогнутой поверхности металла. Траектории распространения головной и боковой поперечной волн исследовали на стальной плите. Измеряли времена прохождения ультразвукового сигнала по таким траекториям разной длины и сравнивали результаты измерений с расчетными значениями времени. Измеренные и расчетные значения совпали с точностью, достаточной для когерентного накопления эхосигналов, прошедших в металле часть пути головной волной и еще часть пути – боковой поперечной волной. Распространение головной волны по вогнутой поверхности исследовали на стальном образце с цилиндрическими гранями разных радиусов. В результате оказалось, что по вогнутой поверхности головная волна распространяется с той же скоростью продольных волн, как и по плоской поверхности, но значительно сильнее затухает с расстоянием. Исследования показали, что головные волны можно использовать в ультразвуковой томографии, где требуется предварительный расчет траекторий распространения ультразвуковых сигналов. Распространение головных волн по вогнутым поверхностям расширяет возможности дифракционно-временного метода на область внутритрубного контроля.

Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 4-12 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Титов В.Ю. «Исследование параметров ультразвукового дефектоскопа на фазированных решетках. Режимы фокусировки для ультразвукового дефектоскопа типа OMNISCAN» Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 24-35 (2021)

Рассмотрены возможности штатной фокусировки прибора Omniscan на фазированных решетках. Результаты основаны на экспериментах, проведенных на образцах с искусственными отражателями одного размера, но разных по типу: ненаправленный отражатель (боковое цилиндрическое отверстие) и направленный отражатель (плоскодонный отражатель), располагающиеся на одинаковой глубине. Получены семейства кривых зависимости амплитуды сигнала: от глубины залегания отражателя, от настройки глубины фокусировки, от типа отражателя. Результаты подчеркивают необходимость применения точной фокусировки в пределах ближней зоны преобразователя для малых толщин или малой глубины залегания несплошностей и большую вариативность выбора фокусировки для глубин в дальней зоне. Отмечается существенная разница значений глубины расположения отражателя при различных фокусировках при фиксированном положении преобразователя. Полученные данные не зависят от частоты преобразователя, а значит, вы-воды применимы для общего круга дефектоскопов на фазированных решетках.

Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 24-35 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Бендин В.С., Петренко Д.С., Ароян М.С. «Испытание материалов на прочность при ударе» Научно-практическая студенческая конференция электроэнергетического факультета "Студенческая наука в XXI веке". Ставрополь, 14 января 2019 г., с. 6-9 (2019)

Научно-практическая студенческая конференция электроэнергетического факультета "Студенческая наука в XXI веке". Ставрополь, 14 января 2019 г., с. 6-9 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Геворкян Д.А., Каитов М.Р., Резанов Э.В., Милониди В.Д. «Оборудование и технология эхо-импульсивного метода ультразвуковой дефектоскопии» Научно-практическая студенческая конференция электроэнергетического факультета "Студенческая наука в XXI веке". Ставрополь, 14 января 2019 г., с. 28-32 (2019)

Научно-практическая студенческая конференция электроэнергетического факультета "Студенческая наука в XXI веке". Ставрополь, 14 января 2019 г., с. 28-32 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Феденко А.А., Проскорякова Ю.А., Чаава М.М., Чукарина И.М. «Исследование технологических параметров вибрационной отделочной обработки деталей» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 198-202 (2021)

Рассматривается моделирование единичного взаимодействия стального шарика с поверхностью детали в процессе вибрационной отделочной обработки. Учитывается траектория движения шарика как по нормали к обрабатываемой поверхности, так и под различными углами. Найденные аналитические зависимости можно использовать при расчете технологических параметров вибрационной отделочной обработки.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 198-202 (2021) | Рубрики: 14.04 16

 

Акуличев В.О., Захаров С.Ю., Родионов И.А., Висич С.Г., Панарин М.В., Степанов В.М., Маслова А.А. «Математическая модель измерения состояния фундаментов анкерных опор методом ультразвукового зондирования в системе дистанционной диагностики проводов ВЛ» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 283-290 (2021)

Рассмотрена математическая модель модуля дистанционной диагностики проводов воздушных линий по каналу измерения состояния фундаментов анкерных опор методом ультразвукового зондирования, которая реализуется на модуле и на сервере диспетчерского пункта электросетевой компании. Модуль вырабатывает управляющие сигналы на встроенные в опору излучатели ударного типа и излучатели ультразвуковых колебаний. Приемники ультразвуковых колебаний принимают сигналы, проходящие через бетон фундамента опоры воздушной линии электропередач от излучателей, и выдают в виде непрерывной аналоговой функции.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 283-290 (2021) | Рубрики: 14.04 16

 

Степанова Л.Н., Курбатов А.Н., Кабанов С.И., Тенитилов Е.С., Кожемякин В.Л., Чернова В.В. «Определение напряжения сжатия в рельсе с использованием эффекта акустоупругости и тензометрии» Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 14-23 (2021)

Аннотация., позволял в исследуемом объекте возбуждать продольные, поперечные и трансформированные волны. Нагружение рельса и стального образца осуществляли 250-тонным прессом ПСУ-250. Для контроля сжимающих напряжений использовали продольные и трансформированные УЗ-волны. Выполнен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных зави-симостей напряжений сжатия от нагрузки, полученных акустическим, тензо-метрическим и расчетным методами. Достоверность экспериментальных и расчетных результатов контролировали тензометрической системой ММТС-64.01. Разработана методика контроля напряжения сжатия в рельсе и в образце из стали 20 с использованием эффекта акустоупругости и тензометрии. На противоположные стороны рельса и образца наклеивали проволочные тензодатчики. Измерения, запись и обработку тензометрической информации осуществляли сертифицированной микропроцессорной тензометрической системой ММТС-64.01 класса точности 0,2. Для контроля напряжения сжатия использовали разработанную быстродействующую микропроцессорную ультразвуковую (УЗ) систему «Акуст-1», работающую на основе эффекта акустоупругости. Угол ввода УЗ-колебаний, равный 18

Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 14-23 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Федоров А.В., Быченок В.А., Беркутов И.В., Алифанова И.Е. «Методика оценки неопределенности измерений механических напряжений ультразвуковым методом с помощью оптико-акустического раздельно-совмещенного преобразователя» Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 56-61 (2021)

Аннотация. Рассматривается ультразвуковой метод контроля механических напряжений с использованием головных волн. Проведен анализ факторов, оказывающих вклад в результат измерений механических напряжений, среди которых: скорость распространения головной ультразвуковой волны, температура окружающей среды и объекта контроля, коэффициенты акустоупругой и термоакустической связей, параметры оптико-акустического преобразователя. Проведена оценка вклада каждого из этих факторов в результаты измерений механических напряжений. Разработана методика оценки неопределенности измерений механических напряжений ультразвуковым методом с применением головных волн.

Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 56-61 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Марков А.А., Мосягин В.В., Молотков С.Л., Иванов Г.А. «Применение продольных волн при наклонном вводе ультразвуковых колебаний для повышения эффективности дефектоскопии рельсов» Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 4-13 (2021)

Аннотация. Рассмотрены проблемы обнаружения дефектов в шейке рельса в эксплуатируемом железнодорожном пути. Показано повышение эффективности контроля за счет совместного использования эхо- и зеркальнотеневого методов при наклонном вводе продольных волн. Исследованы пути дальнейшего повышения информативности ультразвуковых каналов контроля за счет анализа амплитудной огибающей донных сигналов. Дополнены ранее полученные выражения для расчета параметров выявленного дефекта, которые подтверждены путем математического моделирования в известном программном обеспечении CIVA-UT. Результаты работы внедрены на мобильных средствах контроля рельсов.

Контроль. Диагностика, 24, № 8, с. 4-13 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Данилов В.Н., Воронкова Л.В. «О влиянии размеров включений пластинчатого графита и его объемного содержания на акустические параметры чугуна и характеристики сигналов ультразвуковой продольной волны» Контроль. Диагностика, 24, № 9, с. 4-15 (2021)

Представлены алгоритмы расчета скорости (в приближении мелкослоистой модели) и коэффициента затухания продольной ультразвуковой волны в чугуне в зависимости от среднего размера элементов графита и его объемного содержания, результаты расчета по которым качественно подтверждены экспериментально. Расчет скорости проводили с использованием мелкослоистой модели структуры, включения графита описывали в виде плоскопараллельных слоев, размещенных в изотропной упругой среде (металлической основе). Проведено компьютерное моделирование акустических трактов для среды – чугуна с пластинчатым графитом для стандартных прямых преобразователей в целях изучения влияния такой среды на характеристики излучаемых и регистрируемых сигналов при ультразвуковом контроле. В ходе исследований для расчета коэффициента затухания продольных волн в чугуне с пластинчатым графитом, обусловленного их рэлеевским и фазовым рассеянием на графитовых включениях, использовали результаты, полученные ранее. Проведено компьютерное моделирование акустических характеристик сигналов прямого линейного преобразователя с фазированной решеткой (ПФР) в чугуне с пластинчатым графитом, в процессе которого рассчитывалась форма акустических импульсов продольной волны, зависящая от пройденного волной расстояния и значения коэффициента затухания для различных моделей чугуна. К основным моделировавшимся характеристикам преобразователя относятся диаграмма направленности и изменение амплитуды сигнала вдоль акустической оси. Показано, что для чугуна с пластинчатым графитом возможны случаи, когда направленность излучения ПФР в чугун практически отсутствует.

Контроль. Диагностика, 24, № 9, с. 4-15 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Марков А.А., Максимова Е.А. «Проблемы высокоскоростной дефектоскопии рельсов» Контроль. Диагностика, 24, № 9, с. 16-25 (2021)

Аннотация. Рассмотрены основные факторы, снижающие качество неразрушающего контроля рельсов при высокоскоростном сканировании. Базируясь на анализе реальных дефектограмм, полученных при контроле рельсов на скоростях до 120 км /ч, сформулированы выводы, свидетельствующие о заметном уменьшении зон локации дефектов и увеличении протяженности участков с нарушениями акустического контакта при повышении скорости сканирования. Впервые подняты вопросы, касающиеся проверки работоспособности дефектоскопических средств в реальных условиях контроля. Из рассмотренных пяти факторов наиболее значимыми являются причины, влияющие на качество и объем получения первичной информации о состоянии контролируемых рельсов.

Контроль. Диагностика, 24, № 9, с. 16-25 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Померанцев Д.Ю., Ермаков А.А., Климов Н.Н. «Разработка акустического метода и исследование возможности определения напряженного состояния изделий и дефектов» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 4, с. 412-419 (2021)

Предлагается использовать продукт "Прочность", разработанный группой сотрудников Томского политехнического института, для диагностики напряженного состояния несвязанного пути. Это устройство позволяет определить спектр колебаний несвязанного пути, который образуется продольными, поперечными и изгибными волнами рельсов, в целях выявления их напряженного состояния. В свободном состоянии для бесстыкового пути оцениваются формулами для различных типов волн и их значения. При измерении величины скорости, а также анализе, какое значение имеет частота волн на несвязанном тракте, следует констатировать, что регистрируются скорости от 719 м/с до 3300 м/с и частоты в диапазоне от 300 до 5500 Гц. Это указывает на возбуждение поперечных и изгибных волн в рельсовом хлысте при боковом ударе. Использование данного устройства возможно после проведения более детального исследования свободного от стыка напряженного состояния в условиях его сжатия, растяжения и нулевых напряжений набора спектральных идентификаторов, которые будут варьироваться в зависимости от фактических напряжений. Предполагается, что данный выброс размером полуволны выброса около 40 м и возникающей изгибающей волной с длительностью выброса около 0,2 секунды дает частоту 5 Гц, при этом длина волны будет составлять 80 м а величина скорости – 400 м/с. Сравнительный анализ скорости в данной частоте с использованием формулы, которая предназначена для изгибных волн (4), приводит к значению около 100 м/с. Это существенное различие указывает на то, что в целях теоретического исследования процесса выброса в реальных условиях требуется ряд дополнительных исследований, определяющих совокупность механических свойств, которые имеет балластная призма, взаимодействия шпальной решетки с балластом и рельсами.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 4, с. 412-419 (2021) | Рубрики: 04.14 14.04

 

Грязнов А.С., Плотников В.А., Гусева А.В. «Динамика спектральных линий акустической эмиссии при термоупругих мартенситных превращениях в никелиде титана» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 4, с. 408-413 (2021)

Проанализирован частотный спектр акустической эмиссии при термоупругих мартенситных превращениях в никелиде титана. Дискретный характер спектра сигналов акустической эмиссии свидетельствует о резонансных свойствах кристаллической среды, в которой распространяются пакеты акустических волн, а резонансные свойства определяются совокупностью естественных резонаторов системы образец–волновод–датчик. То есть низкочастотный спектр акустической эмиссии является вторичным эффектом, результатом преобразования первичных сигналов акустической эмиссии на естественных резонаторах. Установлено, что в окрестности температуры начала превращения B2→B19' наблюдается резкое смещение частот спектральных линий в низкочастотную область спектра, продолжающееся до температуры окончания превращения. Такое поведение спектра акустической эмиссии, очевидно, связано с эффектом «смягчения» упругих модулей при приближении температуры к температурному интервалу термоупругих мартенситных превращений. Следствием снижения величины упругих модулей является снижение скоростей распространения акустических волн в сплавах и снижение резонансных частот естественных резонаторов. Набор спектральных линий свидетельствует о преобразование первичных сигналов акустической эмиссии на естественных резонаторах.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 4, с. 408-413 (2021) | Рубрики: 04.14 06.20 14.04