Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.23 Ультразвук в неразрушающем контроле, промышленных технологиях и изделиях

 

Котухов А.В., Шебеко В.П., Жарко Н.А., Николаев А.Л., Дежкунов Н.В. «Сравнительное исследование кавитации в импульсном и непрерывном ультразвуковых полях» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 960 (2023)

Приводятся результаты исследования закономерностей генерирования звуколюминесценции и спектральных компонент кавитационного шума в импульсном и непрерывном ультразвуковых полях. Показано, что зависимости интенсивности звуколюминесценции от приложенного к излучателю напряжения, от длительности и периода следования импульсов ультразвука имеют вид кривой с максимумом. Такой характер полученных зависимостей обусловлен конкурирующим влиянием двух факторов, связанных с увеличением концентрации кавитационных полостей и их размеров в кавитационной области: увеличением числа кавитационных событий (коллапсов) в единицу времени, с одной стороны, и уменьшение эффективности концентрации энергии пузырьками при захлопывании в условиях пересыщения кавитационной области пузырьками. Установлено, что максимальная активность кавитации, достигаемая при варьировании интенсивности ультразвука в достаточно широких пределах, растёт при увеличении периода следования и при уменьшении длительности импульсов ультразвукового поля. С ростом скважности импульсов интенсивность субгармоники в спектре кавитационного шума уменьшается. При большой скважности в дегазированной воде субгармоника и вовсе отсутствует, в том числе и в тех режимах, когда наблюдается высокий уровень интенсивности звуколюминесценции.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 960 (2023) | Рубрики: 06.05 06.23

 

Анисимкин В.И., Воронова Н.В., Кузнецова И.Е., Смирнов А.В. «Ультразвуковые датчики уровня жидкости и ее трансформации в лед» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 593-598 (2023)

Базируясь на фундаментальных свойствах объемных акустических волн – способности поперечных колебаний распространяться только в твердых телах и зависимости скорости продольных волн от агрегатного состояния вещества (жидкого или твердого) – разработаны датчики фазовых переходов жидкость–лед и уровня жидкости. Для этих целей впервые использовано не изменение скорости и поглощения волн, а изменение времени их распространения от излучателя до приемника. Показано, что этот акустический параметр идеально подходит для таких измерений как слабо зависящий от температуры, но сильно от агрегатного состояния среды распространения. С помощью разработанных методик и лабораторных прототипов измерены скорости и коэффициенты поглощения объемных волн в воде и льду на частотах 1–37 МГц. Экспериментально продемонстрирован изотермический характер фазового перехода вода–лед при нормальных условиях.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 593-598 (2023) | Рубрика: 06.23

 

Вьюгинова А.А., Вьюгинов С.Н., Новик А.А. «Проектирование ультразвуковых ножей для резки сотовых панелей из алюминия и арамида (кевлара)» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 872-877 (2023)

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 872-877 (2023) | Рубрика: 06.23

 

Вольф Д.А., Мещеряков Р.В., Ананьев П.П., Ананьева А.В. «Теоретическая оценка изменения плотности никельсодержащего раствора с применением ультразвука в процессе электролиза» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 878-890 (2023)

Работа посвящена теоретической оценке зависимости между динамически изменяемой плотностью никельсодержащего раствора и скоростью распространения ультразвука в процессе промышленной выработки никеля электролизом. Для определения скорости распространения ультразвуковой волны, оценивается время задержки – t. Очевидно, что в процессе выработки никеля из раствора изменяются акустические свойства среды. Таким образом, при изменении плотности никельсодержащего раствора время задержки t изменяется по некоторому закону. Ключевым решением проводимого исследования является построение зависимости между динамически изменяемой плотностью и коэффициентом сжимаемости (упругости) никельсодержащего раствора. Зависимость между двумя этими параметрами, очевидно, имеет нелинейный характер. Для решения поставленной задачи, к рассматриваемому раствору принимаются приближения акустических свойств воды при заданных условиях. Производится оценка реакции свойства сжимаемости воды при изменении ее плотности. Оценивается зависимость коэффициента сжимаемости (упругости) воды от изменения ее плотности при нагревании. Осуществляется поиск аппроксимирующих параметров для выражения зависимости. Предполагается, что полученные аппроксимирующие параметры и рассматриваемые приближения для воды, также справедливы и для акустических свойств рассматриваемого никельсодержащего раствора. Получено выражение описывающее зависимость между полностью и сжимаемостью рассматриваемого никельсодержащего раствора.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 878-890 (2023) | Рубрика: 06.23

 

Винокуров Д.Л., Грудзинская И.С. «Исследование чувствительности и информативности импедансного метода измерений в задачах ультразвукового контроля» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 891-900 (2023)

Целью данной работы является оценка чувствительности и информативности импедансного метода ультразвукового контроля и выбор путей их увеличения. Рассмотрена методика расчета, позволяющая связать характеристики акустической колебательной системы с произвольной величиной измеряемой акустической нагрузки. В результате расчета получены нелинейные зависимости активной и реактивной составляющих импеданса нагрузки от входного импеданса. Исследовано влияние добротности излучающей системы на информативность измерений. Проведены экспериментальные исследования физико-механических свойств однородных полимерных материалов, а также материалов, имеющих анизотропные свойства.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 891-900 (2023) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Сухов А.В., Фомушкина С.А. «Влияние ультразвуковых колебаний на качество сборки резьбового соединения» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 901-906 (2023)

Резьбовое соединение является одним из самых распространенных типов соединений в изделиях машиностроения. В настоящее время активно совершенствуются методы обеспечения качества резьбовых соединений, одним из которых является процесс сборки соединения за счет применения ультразвуковых колебаний. В работах, посвященных этому вопросу, зачастую рассматриваются соединения одного размера, соединения, выполненные из одного материала, при этом рассматривается один вид поляризации колебаний, воздействующих на соединение. Это не позволяет наиболее полно оценить влияние ультразвуковых колебаний на эффективность процесса сборки резьбовых соединений. В работе рассмотрены колебания продольной и сдвиговой поляризации для нескольких размеров резьбового соединения, проведено сравнение их эффективности. Определены наиболее значимые параметры обработки и проведена их оптимизация.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 901-906 (2023) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Задорожный В.С., Коломеец Н.П., Мысик А.В. «Источник силового ультразвука для промышленных и лабораторных работ» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 907 (2023)

Ультразвуковой генератор УЗГ4-2. Новизна УЗ-генератора заключается в алгоритме вычисления акустических резонансных частот, который использует аппарат векторной математики при обработке сигнала обратной связи, взятого со входа силового электроакустического преобразователя. Алгоритм реализован на сигнальном процессоре во встроенной цифровой системе управления ультразвукового генератора. Генератор работает как источник силового ультразвука и позволяет исследовать собственные резонансные свойства колебательных систем, и в то же время выполняет функцию векторного анализатора. Генератор выполняет автоматический расчёт комплексного сопротивления колебательной системы в режиме реального времени, что позволяет увеличить скорость реакции источника ультразвука до предельных значений в 10 мкс при изменении акустической нагрузки, как по частоте, так и по амплитуде. Генератор может работать как на магнитострикционные, так и на пьезокерамические преобразователи, в базовом исполнении на частоты до 100 кГц. Точность задания частоты до 0.001 Гц, мощность одного канала от 1,6 до 10 кВт. Есть модуль управления с ПК с графическим представлением диаграмм всех рабочих параметров и внешних сигналов. Есть возможность работать в независимом двухканальном режиме с плавно изменяемой фазовой задержкой между каналами. Для работы в качестве силового источника ультразвука совместно с лазерными сканирующими виброметрами типа Polytec в генераторе есть возможность входа фазовой синхронизации. Генератор позволяет работать в импульсном режиме, в цифровом виде синтезирует последовательности импульсов с настраиваемыми длительностью, задержкой, количеством импульсов.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 907 (2023) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Цысарь С.А., Петросян С.А., Росницкий П.Б., Сапожников О.А. «Использование многоэлементной фокусированной антенной решётки с элементами большого волнового размера для ультразвуковой визуализации в фокальной области» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 908 (2023)

Для некоторых приложений ультразвуковой (УЗ) диагностики в промышленности требуются устройства, способные работать при высокой температуре, высокой химической активности иммерсионной среды, большом гидростатическом давлении или воздействии других неблагоприятных факторов. В этих условиях применение стандартных систем УЗ визуализации становится невозможным. Одним из решений является передача ультразвукового поля из области с агрессивными условиями в более благоприятную для проведения измерений среду, например, с помощью волноводной сборки или линзовой системы. Однако при использовании подобных решений возникают дополнительные проблемы, связанные с энергетическими потерями и искажением поля при прохождении через транслирующую ступень. В настоящей работе предлагается альтернативный метод УЗ визуализации, основанный на использовании многоэлементной антенной решетки с большим волновым размером элементов (когда их диаметр намного превышает длину волны), которые могут быть изготовлены из высокотемпературных пьезоматериалов с сохранением приемлемого уровня чувствительности. Основной проблемой при использовании больших элементов является узость их диаграмм направленности, из-за чего на небольшом расстоянии от плоской решётки не выполняется условие перекрытия зон чувствительности всех элементов, необходимое для их совместной работы. При расположении элементов на вогнутой сферической поверхности удается обеспечить пересечение зон излучения-приема всех элементов вблизи центра кривизны излучающей поверхности. Таким образом, в этой области возможна визуализация с высоким поперечным разрешением, определяемым длиной волны на центральной частоте и угловой апертурой решётки. Для проверки работоспособности предложенного метода УЗ визуализации были проведены демонстрационные измерения в воде с использованием двумерной фокусирующей 256-элементной мозаичной абсолютно плотной решетки с радиусом кривизны 150 мм, диаметром 200 мм, центральной рабочей частотой 1.2 МГц, и характерным линейным размером элементов 13 мм (Imasonic, France). В качестве объектов визуализации использовались фигуры из стальной проволоки разного диаметра (1–3 мм), облучаемые в эхо-импульсном режиме. Показано, что метод позволяет осуществлять УЗ визуализацию в фокальной области решетки с высоким поперечным разрешением (до 2 мм), соответствующим теоретическим оценкам.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 908 (2023) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Коровко Е.П., Цысарь С.А., Росницкий П.Б., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Компенсация неоднородностей фаз поверхности 256-элементной фокусирующей ультразвуковой решетки методом акустической голографии» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 909 (2023)

В медицинских приложениях ультразвука необходимо уметь создавать необходимую для конкретного приложения пространственно-временную структуру акустического поля. В диагностике и микроскопии это позволяет повысить пространственное разрешение ультразвукового изображения, а при использовании мощного ультразвука в терапии – контролировать пространственное распределение интенсивности в зоне воздействия; важным также является подавление нежелательных боковых лепестков и паразитных максимумов, возникающих при применении многоэлементных излучателей. При этом точный расчёт акустического поля невозможен без знания характера колебаний поверхности источника. В настоящей работе методом акустической голографии проведена характеризация абсолютно плотной фокусирующей 256-элементной ультразвуковой решётки с нерегулярным мозаичным расположением элементов. Элементы имеют вид многоугольников равной площади, плотно расположенных на участке сферической поверхности в виде вогнутой чаши с радиусом кривизны 150 мм и диаметром 200 мм. Решётка имеет центральную рабочую частоту 1.2 МГц и рассчитана для работы в воде. В рамках данного исследования проведен следующий эксперимент: в режиме импульсного возбуждения элементов производилась запись нестационарной голограммы вдоль плоской поверхности между излучателем и его фокальной плоскостью, после чего проводилась численная реконструкция нормальной компоненты колебательной скорости на поверхности источника. По результатам измерений было выявлено отклонение фаз скоростей на элементах от номинальных значений, что могло быть вызвано либо несферичностью поверхности расположения элементов, либо внесением дополнительных фазовых задержек согласующей электрической цепью. Для восстановления эффективной сферичности излучающей поверхности осуществлялась коррекция фаз электрических сигналов на элементах с использованием управляющей системы Verasonics V-1. Был разработан и применен протокол излучения с внесением поканальных задержек, компенсирующих фазовые сдвиги, обнаруженные на исходной акустической голограмме. После указанной коррекции была измерена новая голограмма, а также форма фокального пятна и значение амплитуды в фокусе. Показано, что компенсация позволила восстановить эффективную сферичность решётки и за счёт этого уменьшить размер фокальной области на 5% по уровню –6 дБ, увеличить пиковое значение давления в фокусе на 10%, а также упростить расчёт фазовых задержек для электронного перемещения фокуса и создания полей с заданной структурой.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 909 (2023) | Рубрики: 06.23 12.06

 

Mansfeld D., Belyaev R.V., Volkov G.P., Kuzmin A.A., Sanin A.G., Shaikin A.A. «Monitoring the Internal Temperature of Active Elements of High-Power Lasers Using Ultrasonic Probing» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 68-75 (2024)

Monitoring the internal temperature of active elements (AE) of high-power lasers is necessary for their safe operation. The article describes a method and device for monitoring the internal temperature of the AE of lasers. The measurements utilize pulsed ultrasonic (US) probing and the temperature dependence of the sound speed in the AE material. A change in the sound speed leads to a change in the phase of the ultrasonic signal passing through the object, which is recorded by the described device. The results of monitoring the AE temperature using ultrasonic probing during operation of a laser device are presented.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 68-75 (2024) | Рубрика: 06.23

 

Bai Yunshan, Liu Yuanxue, Gao Guangjian, Cui Dandan, Chen Han «Estimating the Azimuth of Acoustic Emission Source in Concrete Plate-Like Structures using a Non-Contact Sensor Unit» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 130-142 (2024)

Location of damage sources is an important aspect of structural health monitoring research. Acoustic emission (AE) technology is broadly concerned due to its potential advantages in damage monitoring and source localization. However, the traditional positioning method is based on the arrival of P wave, and the non-uniformity of concrete materials is not considered, resulting in poor accuracy at large distances. This paper describes a non-contact AE localization method using leaky Rayleigh waves via a new air-coupled MEMS microphones array unit. Compared with traditional contact detection, this method is convenient for rapid setup and monitoring in a wider range. The feasibility of the non-contact AE localization method was verified by numerical simulation and experiments. Azimuth (direction of arrival) of AE source is a key source parameter for damage location. The research shows that this method can determine the azimuth of AE source at different positions, the results are close to the actual coordinates. Non-contact monitoring method proposed in this paper is the basis for further research on the failure prediction of concrete plate-like structures such as tunnel lining and bridge deck.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 130-142 (2024) | Рубрики: 06.23 10.06

 

Злобина И.В., Бекренев Н.В., Чуриков Д.О. «Оценка смачиваемости наполнителя связующим в процессе изготовления препрега с воздействием ультразвука для трехмерной печати филаментами, армированными непрерывным углеродным волокном» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 24, № 1, с. 52-61 (2024)

На основе изучения результатов процесса пропитки с воздействием ультразвука жгута углеродных волокон эпоксидной смолой с отвердителем полиэтиленполиамин при изготовлении полуфабриката филаментов – термопластичных нитей, использующихся в аддитивных технологиях печати композиционными материалами, установлено существенное улучшение смачиваемости волокон связующим, проявляющееся в уменьшении краевого угла смачивания с 70–77 до 35–40°, что свидетельствует о возможности более полной и равномерной пропитки жгута и, соответственно, о лучшем перераспределении внешних нагрузок между матрицей и наполнителем как в пределах монослоя, так и всего изделия за счет включения в работу максимального числа волокон. С использованием уравнения Юнга–Дюпре рассчитана работа адгезии связующего к волокну и показано, что воздействие ультразвука в процессе пропитки волокон способствует повышению работы адгезии в среднем на 39.7%, что наряду с упомянутым выше улучшением равномерности пропитки может значительно повысить прочность изделий, напечатанных композиционными филаментами, армированными непрерывным углеродным волокном.

Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 24, № 1, с. 52-61 (2024) | Рубрика: 06.23

 

Саитбаталов Р.Р., Воротилин М.С., Куторов А.А., Чайковский В.М., Земцова О.Г. «Оценка адекватности проведения эксперементальных исследований по построению дальностных портретов, формируемых множеством источников вторичного излучения сигналов с перестройкой частоты от импульса к импульсу в ультразвуковом диапазоне» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 418-426 (2023)

Рассматривается адекватность математического моделирования на примерах, в которых продемонстрированно повышение разрешающей способности, при увеличении шага перестройки частоты от импульса к импульсу в зондирующем сигнале. Новизной проведенных исследований является выявленный новый дестабилизирующий фактор, оказывающий влияние на однозначность получения дальностного портрета при использовании сигналов с перестройкой частоты от импульса к импульсу.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 418-426 (2023) | Рубрика: 06.23

 

Иляхинский А.В., Родюшкин В.М. «Экспериментальные исследования влияния повреждаемости стали на закономерности распространения поверхностных волн» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 36-43 (2018)

Рассматривается вопрос о мониторинге процесса накопления поврежденности путем контроля акустических свойств металла. Целью работы является разработка доступной в производственных условиях ультразвуковой технологии оценки технического состояния металла до его разрушения. Исследовалась возможность создания «индикатора поврежденности», используя в качестве датчика высокочастотную упругую поверхностную волну. Ультразвуковая технология зондирования, применяемая в данной работе, была ориентирована на расширении спектра зондирующего сигнала, что позволило повысить точность измерений. В качестве параметра, характеризующего внутреннее трение, использован коэффициент формы акустического зондирующего импульса и в качестве альтернативы – время прохождения волной фиксированного расстояния в металле. Демонстрационные эксперименты проведены на плоских образцах из предварительно отожженной стали марки Ст10. Циклические испытания проводились на универсальной испытательной машине фирмы TiniusOIlsenLtd, модель H100KU, обеспечивающей погрешность измерения нагрузки 0,5%. Образцы были подвергнуты 50 циклам мягкого нагружения с амплитудой напряжения в цикле 0,6; 0,7 и 0,8 от условного предела текучести при постоянной скорости перемещения активного захвата 5 мм/мин. В основе методики анализа формы зондирующего импульса лежит обращение наблюдаемого сигнала из изменения амплитуды во времени в распределение по амплитуде и получение на основе этого обращения параметров априори выбранной статистической модели распределения Дирихле. Вычислялся параметр самоорганизации формы импульса, характеризующий изменение структуры зондирующего импульса. Изменение напряжения нагружения в цикле приводит к значимому изменению параметра самоорганизации формы зондирующего сигнала. Получена линейная связь между коэффициентом поглощения упругой энергии и показателем самоорганизации формы зондирующего импульса. Показано, что скорость распространения поверхностной волны для разных режимов нагружения меняется незначительно и не может служить признаком, характеризующим внутреннее трение. Результаты демонстрируют возможность характеризовать величину упругого гистерезиса, являющуюся одной из мер внутреннего трения в твёрдых телах, посредством измерения коэффициента формы акустического зондирующего импульса поверхностных волн.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 36-43 (2018) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Паращук Н.С., Курилов А.Д., Кузьмин М.К., Буланова Т.А., Буланов В.А., Чаусов Д.Н. «Автоматизация исследований температурных зависимостей акустических параметров дисперсных систем» Инженерная физика, № 3, с. 3-8 (2024)

Представлено решение задачи автоматизации исследований температурных зависимостей акустических параметров дисперсных систем, полученных акустическим импульсным методом переменного расстояния. Реализована автоматическая статистическая обработка акустического сигнала и расчёт конечных скорости и коэффициента поглощения ультразвуковых волн в исследуемых дисперсных системах. Определена область применения данной разработки в качестве неразрушающего контроля дисперсных систем. Ключевые слова: автоматизация, программное приложение, ультразвуковые волны, температурная зависимость.

Инженерная физика, № 3, с. 3-8 (2024) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Паращук Н.С., Курилов А.Д., Чантурия Г.Т., Алексахин А.Н., Кузьмин М.К., Буланова Т.А., Буланов В.А., Чаусов Д.Н. «Акустический импульсный метод переменного расстояния как метод неразрушающего контроля дисперсных систем» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 2, с. 1-6 (2024)

Рассмотрены вопросы реализации акустического импульсного метода переменного расстояния для проведения неразрушающего контроля дисперсных систем в широком диапазоне температур. Предложено решение по уменьшению погрешности исследования скорости распространения ультразвуковых волн. Собрана экспериментальная установка, проведено тестирование разработки на концентрационном ряде магнитной жидкости на основе трансформаторного масла. Показано, что статистическая обработка сигнала позволяет снизить погрешность измерений скорости и коэффициента поглощения ультразвуковых волн. Ключевые слова: дисперсная система, импульсный метод физической акустики, ультразвуковые волны.

Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 2, с. 1-6 (2024) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Крысько Н.В., Скрынников С.В., Щипаков Н.А., Козлов Д.М., Кусый А.Г. «Классификация и определение размеров поверхностных дефектов трубопроводов на основе результатов комплексной диагностики ультразвуковым, вихретоковым, визуальным и измерительным методами неразрушающего контроля» Дефектоскопия, № 12, с. 69-78 (2023)

Рассмотрены вопросы классификации и определения параметров поверхностных эксплуатационных дефектов по результатам ультразвукового, вихретокового и визуального и измерительного методов неразрушающего контроля. При этом визуальный и измерительный метод реализовался с применением камеры телевизионного контроля, оснащенной функцией компьютерного зрения, и лазерным триангуляционными датчиком. В работе представлен набор данных, содержащий 5760 изображений трубопроводов с питтинговой коррозией и без нее. Представлена сверточная нейронная сеть (СНС), которая была применена для классификации изображений, полученных с камеры телевизионного контроля на изображения без коррозии и изображения с питтинговой коррозией. В работе представлен набор данных, содержащий 269 измерений плоскостных и объемных поверхностных дефектов. Представлена модель определения размеров поверхностных дефектов, основанная на градиентном бустинге. В работе разработан алгоритм классификации и определения размеров поверхностных дефектов при комплексной диагностике, в котором применяются полученные модели, и определена точность работы данного алгоритма по метрике RMSE, которая вычислялась в рамках исследуемого тестового набора данных и составила 0,011 мм.

Дефектоскопия, № 12, с. 69-78 (2023) | Рубрики: 06.23 09.09 14.04 16

 

Бехер С.А., Шляхтенков С.П., Бояркин Е.В., Канифадин К.В., Власов К.В. «Influence of Ultrasonic Testing Sensitivity Adjusting Method on Its Distribution over the Welded Joints Thickness of Building Structures» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 27, № 1, с. 81-88 (2024)

Сварка является одним из наиболее часто применяемых способов изготовления ответственных стальных конструкций: балок и опор зданий и мостов, рам и кузовов подвижного состава. При этом качество изготовления сварных соединений напрямую влияет на прочность и долговечность конструкций. Используемые в настоящее время технологии изготовления сварных швов включают в себя ультразвуковой контроль в целях повышения надежности и безотказности свариваемых конструкций. Методики проведения ультразвукового контроля регламентируются несколькими стандартами: ГОСТ Р ИСО 17640, СТО-ГК «Трансстрой»-005–2007 и ГОСТ Р 55724, каждый из которых определяет разные способы настройки чувствительности. В этих условиях актуальным является вопрос анализа результатов ультразвукового контроля, выполненного в соответствии с разными нормативными документами. Проведен сравнительный анализ распределения чувствительности ультразвукового контроля по толщине сварного шва с использованием двух цилиндрических контрольных отражателей и настроечных образцов с отражателями типа бокового цилиндрического отверстия и зарубки. Разработан и изготовлен образец с цилиндрическими отражателями диаметрами 2 и 3 мм для настройки чувствительности ультразвукового контроля сварных соединений способом DAC по ISO 17640 и двухзонного контроля прямым и однократно отраженным лучами по СТО-ГК «Трансстрой»-005–2007. Экспериментально установлены закономерности изменения амплитуды и коэффициента выявляемости сигналов от отражателей, расположенных на разной глубине, при различных способах настройки чувствительности на частоте 5 МГц. Экспериментально показано, что использование для выравнивания чувствительности по глубине сварного соединения цилиндрических отражателей и зарубок при толщине изделия до 15 мм эквивалентно с неравномерностью не более 1,5 дБ. Для обеспечения равномерной чувствительности с неопределенностью не более 2 дБ может быть использован метод двухпараметрической временной регулировки чувствительности (ВРЧ), настраиваемый по трем отражателям, расположенным на границах зоны контроля и в средней точке.

Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 27, № 1, с. 81-88 (2024) | Рубрики: 06.23 14.04

 

Kurashkin K.V., Kirillov A.G., Gonchar A.V. «Use of Longitudinal Critically Refracted Waves to Determine Residual and Temperature Stresses in Rails» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 51-57 (2024)

The possibility of using longitudinal critically refracted waves for acoustic strain gauging of longitudinal residual and temperature stresses in rails is studied. The influence of stress and temperature on the propagation velocity of elastic waves in rail steel is analyzed theoretically. An algorithm is presented for determining longitudinal stress in a rail by measuring the propagation time of longitudinal critically refracted waves. The operational principle is described, and the main parameters of an acoustic strain gauge device are presented, in which a differential scheme for measuring the propagation time of longitudinal critically refracted waves is implemented. Longitudinal critically refracted waves that propagate along a rail are emitted and received from the rolling surface of a rail head using contact piezoelectric transducers fixed on the polymethylmethacrylate wedges. The results of acoustomechanical and temperature tests are presented. The measurement errors are calculated. The results of determining the level of residual welding stresses in the head of a new rail are presented. The experimental results are compared with theoretical estimates of the stresses that arise in a rail under the influence of temperature, as well as with available data in the literature on residual stresses in rails.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 51-57 (2024) | Рубрики: 04.03 04.14 06.23