Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

14.04 Акустическая диагностика и неразрушающий контроль

 

Муратов К.Р., Шаропина И.А., Бевзюк И.С., Соколов Р.А., Проботюк В.В. «Модель влияния дефекта каната на спектр его свободных поперечных колебаний» Дефектоскопия, № 11, с. 60-62 (2023)

Ранее была обоснована возможность диагностирования дефекта стального каната по спектральному составу его свободных поперечных колебаний. В настоящей работе предложена аналитическая модель поперечных колебаний стального каната, имеющего локальное повреждение. Наличие дефекта в модели учитывается только в виде убыли изгибной жесткости соответствующего участка без изменения удельной по длине массы. Модель представляет собой три «сшитых» друг с другом однородных участка каната, где средний представляет собой дефектный участок с меньшим значением изгибной жесткости. Согласно модельным расчетам показано, что характер зависимости собственных частот колебаний от их номера практически не изменяется при наличии дефекта. Однако его наличие и расположение влияет на соотношение амплитуд колебаний неповрежденных участков, что можно использовать для мониторинга состояния каната.

Дефектоскопия, № 11, с. 60-62 (2023) | Рубрики: 04.15 14.02 14.04 16

 

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

 

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

 

Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К задаче обнаружения повреждений трубопроводов акустическим зондированием» Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 483-485 (2021)

Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 483-485 (2021) | Рубрики: 09.09 14.04

 

Яковенко А.Л., Микерин Н.А., Глазков А.О., Кузнецов С.М., Шатров М.Г. «Моделирование двигателя внутреннего сгорания как источника акустического излучения» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 184-187 (2018)

Двигатель внутреннего сгорания является основным источников шума автомобиля. Поэтому для снижения шума транспортных потоков в городе необходимо совершенствовать акустические характеристики двигателя. Задача становится все более актуальной с увеличением автомобильного парка мегаполиса. Оценку шума автомобиля производят при разгоне, что требует учета неустановившегося режима двигателя.

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 184-187 (2018) | Рубрики: 10.01 14.02 14.04 16

 

Комкин А.И., Быков А.И., Крылова А.С. «Диссипативный глушитель шума. Расчет и оптимизация» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1133-1137 (2023)

Рассмотрена методика подбора конфигурации диссипативных глушителей с требуемой акустической эффективностью при ограничениях, налагаемых на их габаритные размеры. Особенность рассматриваемого подхода состоит в использовании интегрального показателя акустической эффективности и глушителя прототипа с безразмерными параметрами. Исследования проводились с помощью численных расчетов с использованием метода конечных элементов. В конечно-элементной модели диссипативного глушителя использовались акустические характеристики волокнистого звукопоглощающего материала, полученные на основе экспериментальных исследований.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1133-1137 (2023) | Рубрики: 10.01 10.07 14.02 14.04

 

Орлов А.В., Смирнов В.Я. «Разработка преобразователей пространственной вибрации» Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 41-45 (2021)

Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 41-45 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Курашкин К.В., Кириллов А.Г. «Использование головных волн для определения продольных напряжений в рельсах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 922-929 (2023)

Исследована зависимость скорости распространения головной (продольной критически преломленной) волны в рельсовой стали от напряжения. Предложен алгоритм определения продольного напряжения в рельсе на основе измерения времени распространения головной волны. Выполнен анализ погрешностей. Представлены основные параметры и изложен принцип работы акустического тензометра, в котором используется излучение и прием головных волн с помощью контактных пьезоэлектрических преобразователей и реализуется дифференциальная схема измерения. Приведены результаты оценки остаточных сварочных напряжений в головке нового рельса.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 922-929 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Третьякова Т.В., Душко А.Н., Струнгарь Е.М., Зубова Е.М., Лобанов Д.С. «Комплексный анализ механического поведения и процессов разрушения образцов пространственно-армированного углепластика в испытаниях на растяжение» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 175-185 (2019)

Работа посвящена развитию методологии проведения экспериментальных исследований закономерностей неупругого поведения и разрушения пространственно-армированного композиционного материала с учетом влияния схем переплетения на основе совместного использования оптических методов анализа полей деформаций и температуры, а также метода регистрации сигналов акустической эмиссии. Реализована серия механических испытаний на одноосное растяжение 6 групп образцов-полосок, преформы которых изготовлены с помощью технологии 3D-ткачества шестью различными способами переплетения. Отмечено, что образцы углепластика с ортогональной и ортогонально-комбинированной схемой переплетения отличаются высокими значениями предельной нагрузки по сравнению с образцами с межслойным армированием и слоистыми образцами. Проиллюстрирован подбор оптимальных параметров (величины подобласти и шага) корреляционной обработки цифровых изображений при исследовании образцов композиционного материала с учетом структурных особенностей материала. Проведен анализ изменения кумулятивной энергии сигналов акустической эмиссии (АЭ), получаемой путем суммирования значений энергетического параметра и отражающей интенсивность накопления дефектов в материале в процессе нагружения. Обнаружено, что образцы с ортогональной, ортогонально-комбинированной схемой переплетения, а также с попарно межслойным армированием характеризуются низкой скоростью накопления повреждений в материале, процесс инициирования и распространения дефектов протекает равномерно. Образцы с попарно межслойным комбинированным армированием, со сквозным межслойным армированием и слоистые образцы отличаются интенсивностью формирования трещин в материале в процессе нагружения. Получены результаты качественного и количественного сравнения некоторых параметров (предельная нагрузка, предельное удлинение образцов, интенсивность локального разогрева материала в момент макроразрушения, максимальная величина кумулятивной энергии, достигнутая в момент разрушения, число зарегистрированных выбросов сигнала АЭ), полученных для групп образцов с различной схемой переплетения. Показано, что проведение многопараметрического анализа при экспериментальном изучении позволяет осуществлять подбор оптимальных свойств композиционного материала при его разработке в соответствии с требуемыми условиями эксплуатации.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 175-185 (2019) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Назолин А.Л., Куменко А.И., Поляков В.И. «Измерительный контроль и диагностика валопроводов турбоагрегатов по крутильным колебаниям» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 882-902 (2023)

Рассмотрены проблемы создания систем измерительного контроля и диагностирования технического состояния валопроводов турбоагрегатов атомных и тепловых электростанций по крутильным колебаниям. Сформулированы требования к штатным системам диагностического мониторинга крутильных колебаний. Проведён анализ измерительных схем и методик измерений крутильных колебаний роторных машин методом временных интервалов; показаны их достоинства и недостатки. Описаны причины, вызывающие ошибки измерений крутильных колебаний. Разработан способ измерений крутильных колебаний роторных машин методом временных интервалов, который может служить арбитражной методикой, т.к. учитывает влияние наибольшего числа паразитных факторов и обеспечивает наиболее точное измерение крутильной вибрации. Рассмотрены причины возбуждения крутильных вибраций валопроводов турбоагрегатов и способы их идентификации, пути решения проблемы оценки напряжённо-деформированного состояния валопровода в динамике и раннего диагностирования дефектов его целостности в процессе эксплуатации.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 882-902 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Бахтин В.К., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Манаков С.А., Шакуров Д.Р. «Экспериментальное исследование статистических характеристик высокочастотных вибраций низа бурильной колонны» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 903-916 (2023)

Представлены результаты прямого измерения вибраций конструкций низа бурильной колонны в процессе бурения. Особое внимание при измерениях уделено высокочастотной части спектра вибраций. Регистрация вибраций велась с помощью специально изготовленного для этих целей скважинного регистратора шумов со встроенными трёхкомпонентным акселерометром и датчиками температуры и внешнего давления. Этот регистратор был адаптирован для встраивания непосредственно в бурильную колонну в области забойной компоновки. Вибрационные сигналы регистрировались в полосе частот до 25 кГц. Натурные измерения выполнялись для всех возможных скважинных операций, проводимых как при направленном (горизонтальном), так и при вертикальном бурении. В работе представлены функции распределения и спектральные характеристики вибрационного шума для различных операций и условий бурения.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 903-916 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Клюшников В.А., Гончар А.В., Мишакин В.В., Курашкин К.В. «Влияние циклического деформирования на упругие и акустические характеристики хромоникелевых сталей» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 917-926 (2023)

Рассмотрено влияние температуры, при которой происходит циклическое деформирование, на упругие свойства хромоникелевых аустенитных сталей с разными склонностями к деформационному мартенситному превращению. Выявлены закономерности изменений акустических и упругих параметров в зависимости от температуры нагружения и химического состава сталей.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 917-926 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Платунов А.В., Муравьев В.В., Муравьева О.В., Никитина П.А. «Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля осей железнодорожных колесных пар с использованием электромагнитно-акустического способа излучения-приема волн» Дефектоскопия, № 12, с. 3-11 (2023)

При ультразвуковом контроле осей колесных пар железнодорожного подвижного состава зеркально-теневым методом на амплитуду принятых сигналов оказывает значительное влияние качество контакта пьезопреобразователя с цилиндрической поверхностью объекта в отличие от контроля объектов с плоскими поверхностями. Основные причины, влияющие на результаты: состояние поверхности ввода, ее кривизна, а также сила прижатия пьезопреобразователя. При использовании электромагнитно-акустических преобразователей требования к качеству поверхности значительно ниже, что позволяет снизить вероятность ошибки, связанной с качеством контакта на цилиндрической поверхности при приемочном ультразвуковом контроле зеркально-теневым методом осей колесных пар железнодорожного подвижного состава после изготовления и ремонта.

Дефектоскопия, № 12, с. 3-11 (2023) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Чеботарева Е.А., Лунегова Е.М., Лобанов Д.С., Мельникова В.А. «Влияние предварительных ударных воздействий на механические свойства конструкционного углепластика при межслоевом сдвиге» Деформация и разрушение материалов, № 5, с. 31-39 (2024)

Влияние ударных воздействий на механическое поведение углепластика исследовано методом испытания короткой балки на межслоевой сдвиг с одновременной регистрацией сигналов акустической эмиссии. Исследованы также поля перемещений и деформаций, полученные методом корреляции цифровых изображений. Установлено влияние энергии предварительного удара на смену механизмов повреждения, отмечены локализации деформаций в материале. Ключевые слова: межслоевой сдвиг, акустическая эмиссия, корреляция цифровых изображений, энергия удара, углепластик

Деформация и разрушение материалов, № 5, с. 31-39 (2024) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Данилов В.Н. «О возможности оценки радиуса цилиндрического отражателя по времени запаздывания импульса волны обегания по отношению к зеркально отраженному импульсу поперечной волны при ультразвуковом контроле металла наклонным преобразователем» Контроль. Диагностика, 27, № 3, с. 14-22 (2024)

Моделирование электроакустического тракта наклонного преобразователя для отражателя типа бокового цилиндрического отверстия позволило провести расчеты форм импульса обегания, создаваемого излучением поверхностной рэлеевской волны, распространяющейся вдоль вогнутой цилиндрической полости, и импульса волны при отражении в приближении геометрической акустики (зеркального) для различных радиусов отверстия и получить значения оценок отношения амплитуд этих импульсов и различия времени их регистрации. Сравнение экспериментальных результатов с полученными расчетным путем для отверстий радиусами 2 и 3 мм показало их вполне хорошее качественное и удовлетворительное количественное совпадение. Проведена оценка радиуса цилиндрического отверстия по экспериментальному времени запаздывания импульса обегания и скорости рэлеевской волны для плоской поверхности с использованием простого соотношения; указан диапазон отношения диаметра отверстия к длине поперечной волны в среде, в котором проведение такой оценки целесообразно, и приведен пример значений времени запаздывания в этом диапазоне.

Контроль. Диагностика, 27, № 3, с. 14-22 (2024) | Рубрики: 14.02 14.04

 

Зацерклянный О.В. «Исследование метрологических характеристик вибрационного преобразователя плотности с пьезоэлектрическим возбуждением и измерением параметров колебаний» Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 90-94 (2021)

Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 90-94 (2021) | Рубрики: 14.04 14.08

 

Коловоротний В.В., Нагаенко А.В., Гирагосова Н.А. «Пьезокерамические материалы для ультразвуковых методов неразрушающего контроля» Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 113-117 (2021)

Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 113-117 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Кузнецов А.А., Кулаковская В.П. «Определение количественных параметров и координат дефекта сигнала акустико-эмиссионного контроля цилиндрических резервуаров» Омский научный вестник, № 1, с. 5-11 (2024)

Приведены данные исследования сигналов акустической эмиссии при контроле дефектов поверхности герметичных резервуаров. В ходе проведенных исследований с изменением давления получены данные по изменению параметров сигналов, фиксируемых цифровой акустико-эмиссионной системой контроля СЦАД-16. На основании полученных результатов предложена методика для определения координат дефектов резервуаров с использованием цилиндрической системы координат. Предложенный в статье подход позволяет снизить погрешность определения координат дефектов по сравнению с выражениями в случае прямолинейного распространения волн на плоской поверхности.

Омский научный вестник, № 1, с. 5-11 (2024) | Рубрика: 14.04

 

Войнаш С.А., Фадеев Д.А., Загидуллин Р.Р., Ворначева И.В., Соколова В.А. «Лазерно-акустический метод обнаружения дефектов в металлах» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 141-143 (2023)

Среди наиболее информативных методов неразрушающего контроля следует выделить акустические методы. Настоящая статья представляет собой детальное описание процесса разработки лазерно-акустического способа измерения поверхностных и сквозных дефектов, таких как трещины, в металлических изделиях, а также для выявления нарушений металлических пленок и других неферромагнитных материалов.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 141-143 (2023) | Рубрика: 14.04

 

Губин В.В., Аникеев Н.А., Дьяченко Д.И. «Исследование возможности оценки состояния стальных образцов с применением динамических спектрограмм акустических сигналов» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 147-151 (2018)

Изучены возможности оценки изменений свойств подшипниковой стали в процессе термообработки с применением визуализации с помощью динамических спектрограмм (сонограмм), которые отображают изменения спектральных характеристик акустических сигналов по временной координате. В качестве образцов были взяты кольца упорных подшипников из стали марки ШХ15, новые и бывшие в эксплуатации. Проведено исследование изменения спектральных характеристик стальных образцов по акустическому отклику на точечное ударное воздействие в зависимости от изменений прочностных свойств и микроструктуры, генерируемых в образцах посредством отпуска с выдержкой при температурах в диапазоне от 360 до 560°С. Анализ и сравнение сигналов акустического отклика выполнялись с применением программного спектроанализатора. Показана информативность применяемой методики для определения изменений состояния стальных образцов после термообработки. Анализ динамических спектрограмм путем визуального сопоставления участков сонограмм при различных значениях размера окна Хеннинга позволил выявить наиболее индикативные спектральные признаки – сдвиг частот резонансных гармоник и изменение декремента затухания. Обнаружена четкая зависимость сдвига частот и изменения декремента затухания основных резонансных гармоник от температуры отпуска закаленных образцов из стали марки ШХ15. При повторной закалке отпущенных образцов наблюдаются обратные изменения частот резонансных гармоник и декремента затухания. Изменения указанных индикативных спектральных характеристик соответствуют изменениям твердости и микроструктуры стали. Данная методика может быть использована при разработке экспресс-методов неразрушающего контроля для оценки изменений состояния стальных конструктивных элементов и контроля качества термообработки.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 147-151 (2018) | Рубрика: 14.04

 

Соболь Б.В., Соловьев А.Н., Рашидова Е.В., Васильев П.В. «Идентификация трещиноподобного дефекта и исследование концентрации напряжений в полосе с покрытием» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 4, с. 165-174 (2019)

Первый раздел статьи посвящен локации дефектов в полосе с покрытием и идентификации их геометрических параметров. С применением методов конечноэлементного моделирования, ультразвукового неразрушающего контроля и технологий машинного обучения (искусственных нейронных сетей) решена обратная задача механики. Построена конечно-элементная модель распространения ультразвуковой волны в полосе с покрытием и внутренним дефектом. По сравнению с предыдущими работами в модели применены слои PML (Perfectly Matched Layer), или идеально согласованные слои, которые подавляют множественные отражения зондирующего ультразвукового импульса внутри полосы и предотвращают зашумление сигнала. На основе проведенных численных расчетов конечно-элементной модели построен набор данных, содержащий геометрические параметры дефекта и соответствующую им амплитудно-временную характеристику ультразвукового сигнала. Разработана архитектура искусственной нейронной сети прямого распространения. Проведено обучение нейронной сети на основе предварительно обработанных данных. В результате на основе ультразвуковых данных, полученных с внешней поверхности полосы, возможно восстановить значения таких параметров дефекта, как глубина залегания, длина и толщина. Во втором разделе статьи описана аналитико-численная технология исследования коэффициента интенсивности напряжений (КИН) в вершине трещины на примере задачи о продольной внутренней трещине конечной длины, расположенной в упругой полосе, усиленной тонким гибким покрытием. Решение этой задачи основано на методе интегральных преобразований, который позволил свести ее к сингулярному интегральному уравнению I рода с ядром Коши, которое решается методом коллокаций в виде разложения по полиномам Чебышева с множителем, явно учитывающим особенность в окрестности вершин трещины. Последнее позволяет непосредственно найти КИН и оценить влияние на него различных комбинаций геометрических и физических параметров задачи.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 4, с. 165-174 (2019) | Рубрика: 14.04

 

Лобанов Д.С., Лунегова Е.М., Мугатаров А.И. «Влияние предварительного температурного старения на остаточную межслоевую прочность и стадийность накопления повреждений в конструкционном углепластике» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 41-51 (2021)

Старение композитов является повсеместной проблемой, которая приводит к ухудшению механических свойств, сокращению проектного срока службы конструкции и потенциальному преждевременному аварийному разрушению. Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния предварительного температурного старения на остаточные механические свойства образцов конструкционного углепластика. Для этого была применена методика совместного использования испытательных систем и системы для регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии. Проведены серии квазистатических испытаний образцов углепластика на межслоевой сдвиг по методу короткой балки до и после предварительных температурных воздействий при различных режимах. Испытания проводились на универсальных электромеханических системах Instron 5882 и Instron 5965 в соответствии с рекомендациями ASTM D2344. В процессе нагружения образцов производилась непрерывная регистрация сигналов акустической эмиссии при помощи системы AMSY-6. Применялся пьезоэлектрический преобразователь с частотным диапазоном 300–800 кГц. При проведении испытаний была осуществлена синхронизация испытательной и диагностической системы. В ходе работы были определены значения прочности при межслоевом сдвиге для образцов слоистого углепластика. Проиллюстрированы характерные виды разрушения образцов. При анализе изменения механических свойств углепластика от повышения температуры установлены критические значения температур, при которых происходит резкий спад прочностных и упругих характеристик материалов, обусловленный активной деструкцией связующего. Построены и проанализированы графики зависимости энергетического параметра и частотных характеристик сигналов акустической эмиссии от времени. Проведена оценка процессов накопления повреждений в композитах, показана смена механизмов накопления повреждений. Полученные результаты иллюстрируют влияние повышенных температур и продолжительности их воздействия на механическое поведение образцов конструкционного углепластика при статических испытаниях на межслоевой сдвиг.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 41-51 (2021) | Рубрика: 14.04

 

Шинкевич А.И., Малышева Т.В., Сафаргалиев М.Ф. «Современная практика использования методов неразрушающего контроля в производстве шин» Контроль. Диагностика, 27, № 1, с. 56-63 (2024)

Повышение конкурентоспособности российских шин требует совершенствования организации системы контроля качества на производстве. Представлен анализ современного состояния применения методов контроля качества в производстве шин. Распространенным способом диагностики шин в российской промышленности является выборочный контроль путем дорожных испытаний и стендовых тестов, приводящий к разрушению изделия. В то же время в мировой шинной промышленности широко используется неразрушающий контроль (НК). На испытательных стендах проверяется конструктивная прочность шин, однородность материала, жесткостные и геометрические характеристики шин, что является следствием дефектов, которые можно диагностировать «неинвазивным» способом, т.е. методами неразрушающего контроля. Для диагностики сплошности и получения физико-механических характеристик резины и корда наиболее оптимальны визуально-оптический, вихретоковый, ультразвуковой и радиационный методы НК. Сплошной дефектоскопический контроль шин позволяет с наименьшими затратами проводить диагностику скрытых дефектов и своевременно совершенствовать технологический процесс. Интерферометрический метод НК можно рассматривать как интеллектуальную предиктивную диагностику скрытых дефектов, пузырей, расслоения, посторонних включений в шинах c нанометровой точностью. Патенты и практические разработки российских изобретателей в области интерферометрии свидетельствуют о высоком потенциале массового производства отечественных дефектоскопов для использования на шинных заводах.

Контроль. Диагностика, 27, № 1, с. 56-63 (2024) | Рубрика: 14.04

 

Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С., Чернова В.В. «Контроль образцов из дюралюминия Д16Т при статическом нагружении с использованием метода акустической эмиссии» Контроль. Диагностика, 27, № 2, с. 4-14 (2024)

Проведены испытания образцов из дюралюминия Д16Т при статическом нагружении до разрушения в нормальных условиях при положительных и отрицательных значениях температуры. Регистрация информации осуществлялась с помощью метода акустической эмиссии. При использовании данного метода наблюдалась устойчивая локация сигналов от дефектов, соответствующих началу разрушения образцов. Показано, что при низкой температуре –50°С количество регистрируемых сигналов увеличивалось, но энергия высокочастотной составляющей сигналов АЭ уменьшалась, а максимальная энергия находилась в полосе частот 550–600 кГц. При температуре +80°С количество регистрируемых сигналов уменьшалось. Выполнялось построение вейвлет-скалограмм при различных температурах и нагрузках. Проведен анализ чувствительности основных информативных параметров сигналов акустической эмиссии, позволивших определять начало разрушения материала образцов.

Контроль. Диагностика, 27, № 2, с. 4-14 (2024) | Рубрика: 14.04

 

Могильнер Л.Ю., Крысько Н.В. «Рассеяние ультразвуковых волн на дефектах сварных швов и основного материала. развитие аналитических и прикладных решений» Контроль. Диагностика, 27, № 3, с. 4-13 (2024)

Для выявления дефектов металлоконструкций резервуаров вертикальных стальных при диагностировании, помимо ВИК, чаще всего применяют ультразвуковые методы: толщинометрию и дефектоскопию металла, дефектоскопию сварных швов. Современный уровень техники позволяет механизировать и/или автоматизировать применение этих методов, в том числе выполнять регистрацию выявленных дефектов в привязке к контролируемому изделию. Однако эти методы имеют ряд недостатков, осложняющих их применение. Например, для условий механизированного сканирования до сих пор не разработаны надежные методы выявления поперечных трещин при наличии валиков усиления. Также при ультразвуковом контроле значительно хуже плоскостных дефектов выявляются свищи коррозионного происхождения, в том числе сквозные, которые могут привести к локальным местным выходам продукта на внешнюю поверхность стенки резервуара. Между тем дефекты таких типов наиболее опасны среди тех, которые возникают при длительной эксплуатации резервуаров. Их выявление при диагностировании необходимо. Кроме того, точность оценки размеров дефектов других типов при механизированном и/или автоматизированном ультразвуковом контроле обычно ниже, чем при классическом ручном. На основании анализа литературных данных и собственных теоретических исследований предложены рекомендации, выполнение которых позволяет повысить выявляемость поперечных трещин в сварных швах при сохранении достаточно высокой выявляемости плоскостных дефектов, ориентированных вдоль оси швов как на линейных участках, так и в зонах перекрестий стыковых швов. Указано, что для обеспечения лучших условий для выявления вертикальных свищей целесообразно выполнять настройку параметров ультразвукового контроля по вертикальным сверлениям. При этом одновременно имеется возможность упростить требования к точности позиционирования преобразователей при механизированном сканировании.

Контроль. Диагностика, 27, № 3, с. 4-13 (2024) | Рубрика: 14.04

 

Котельникова Л.М., Цысарь С.А., Николаев Д.А., Сапожников О.А. «Измерение акустической радиационной силы, действующей на упругий сферический рассеиватель в жидкости при его облучении фокусированным ультразвуковым пучком» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 947-953 (2023)

Представлены результаты измерений вертикальной компоненты радиационной силы методом взвешивания для упругих сферических рассеивателей миллиметровых размеров (диаметрами 4–8 мм) из различных материалов (сталь, стекло, нейлон). Рассеиватель крепился в системе тонких натянутых лесок, которые опирались на жесткую конструкцию, взвешиваемую на электронных весах с точностью 4 мг. Ультразвуковой пучок генерировался в бассейне с водой вогнутым пьезокерамическим излучателем с центральной частотой 1 МГц, фокусным расстоянием 70 мм и диаметром 100 мм. Излучатель был закреплен на системе позиционирования, позволявшей перемещать его вдоль трех взаимно перпендикулярных осей. Ось излучателя была направлена вертикально вниз. Результаты экспериментальных измерений радиационной силы сравнивались с численными расчетами, основанными на методе разложения акустического пучка излучателя в угловой спектр. При сравнении с предсказаниями теоретической модели недостатком метода оказалось появление осцилляций в зависимости силы от расстояния при нахождении рассеивателя в фокальной области излучателя. Причиной являлись стоячие волны, возникавшие между поверхностями рассеивателя и пьезоэлектрического источника. Для устранения указанного артефакта и повышения точности измерений радиационной силы в настоящей работе был использован подход, позволяющий минимизировать отражение акустических волн от поверхности пьезопреобразователя путем подбора величины нагруженного на него электрического импеданса.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 947-953 (2023) | Рубрики: 04.06 14.04