Федотов М.Ю., Бабин С.А., Будадин О.Н., Козельская С.О. «Исследование возможности диагностики напряжений композитных конструкций на основе данных контроля деформации и акустической эмиссии интегрированными волоконно-оптическими датчиками» Контроль. Диагностика, 27, № 9, с. 24-35 (2024)

Представлены результаты теоретических исследований и разработана математическая модель непрерывного оптического неразрушающего контроля напряжений, возникающих в конструкциях из полимерных композитных материалов при статических нагрузках на растяжение и сжатие, с помощью встроенных точечных волоконно-оптических датчиков деформации на основе волоконных брэгговских решеток и акустической эмиссии на базе интерферометра Фабри–Перо. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что предложенная модель с учетом принятых допущений устанавливает функциональную связь между интенсивностью освобождения энергии в процессе нагружения композитной конструкции и действующими значениями деформаций и напряжений. С использованием предложенной математической модели разработаны методики непрерывного оптического контроля напряжений и импульсов акустической эмиссии, возникающих в монолитных элементах конструкций из углепластика, изготавливаемых автоклавным методом формования, при статическом нагружении на растяжение и сжатие. Ключевые слова: непрерывный оптический неразрушающий контроль, полимерный композитный материал, точечный волоконно-оптический датчик деформации, волоконная брэгговская решетка, метод акустической эмиссии, волоконно-оптический датчик акустической эмиссии, математическая модель оптического контроля напряжений, методика контроля, растяжение, сжатие.

Лобастов М.М., Кузиванов Д.О., Кинжагулов И.Ю., Коняшова К.А. «Акустико-эмиссионный контроль дефектообразования в процессе аддитивного производства металлических изделий» Контроль. Диагностика, 27, № 9, с. 36-45 (2024)

Представлены результаты экспериментальной оценки применимости метода акустической эмиссии для контроля дефектообразования в процессе прямого лазерного выращивания металлических изделий. Приведены акустико-эмиссионные образы формирования образцов из жаропрочного сплава ЭП 648 методом прямого лазерного выращивания при различных технологических режимах. По результатам анализа параметров сигналов акустической эмиссии сформированы их характерные паттерны распределения при выращивании бездефектных образцов и образцов с дефектами типа трещин. Ключевые слова: акустическая эмиссия, аддитивное производство, металлические изделия, прямое лазерное выращивание, дефекто-образование, неразрушающий контроль.

Ушаков В.М. «Ультразвуковой контроль объектов атомной энергетики. Нормативные и методические документы» Контроль. Диагностика, 27, № 10, с. 24-40 (2024)

Дано краткое описание развития и становления ультразвукового контроля в части нормативных и методических документов в атомной энергетике: известно его применение с середины 60-х гг. прошлого столетия. Ультразвуковой метод как часть неразрушающего контроля является обязательным на всех стадиях жизненного цикла атомных энергетических установок (АЭУ): при изготовлении, монтаже, эксплуатации, ремонте, реконструкции и модернизации. Требования к нему заложены в правилах и нормах атомной энергетики, государственных стандартах, конструкторской документации. В рамках действующей в России системы оценки соответствия в области использования атомной энергии (оценки соответствия в форме контроля) ультразвуковому контролю подвергают основные материалы (поковки, штамповки, листы, трубы, литые заготовки) и сварные соединения оборудования и трубопроводов АЭУ. Представлен анализ пунктов нормативных и методических документов, вызывающих неоднозначное или спорное толкование. Особое внимание уделено процедурам подготовки, в частности изготовлению настроечных образцов, настройке приборов, выполнению контроля, и оценке качества металла по результатам контроля. Даны соответствующие комментарии и рекомендации в целях полного выполнения требований документов с учетом отмеченных особенностей. Ключевые слова: атомная энергетика, нормативные и методические документы, ультразвуковой контроль, основной металл, сварные соединения.

Никифоров С.А., Шварц И.В., Гильмутдинов А.Х., Горунов А.И. «Анализ течений при лазерно-акустической обработке нержавеющей стали AISI 316L» Вычислительная механика сплошных сред, 17, № 2, с. 133-142 (2024)

Изучается влияние ультразвуковых колебаний на течение расплавленного металла при его лазерной обработке. Данная задача представляет интерес с позиций модернизации существующих технологических процессов, таких как лазерная сварка и наплавка, для получения структур с улучшенными физико-механическими свойствами. Введение дополнительного ультразвукового воздействия в ванну с расплавом интенсифицирует течение металла путем принудительного перемешивания для его гомогенизации (выравнивания состава), что и приводит к повышению механических свойств за счет увеличения числа центров кристаллизации при затвердевании. Для лучшего понимания такого комбинированного процесса и управления им предложен способ, заключающийся в синтезе прочностного и гидродинамического решателей программного комплекса ANSYS. Настройка связи между соответствующими модулями ANSYS – Transient Structural и CFX, осуществляется через дополнительный модуль ANSYS System Coupling. При таком подходе к реализации задачи становятся возможными расчет смещений на границе твердого металла и их передача на границу жидкого металла и обратно в каждый момент времени. Воздействие лазерного излучения на жидкий металл рассматривается с учетом конвекции Марангони, конвективной и радиационной теплоотдачи. Результаты численных экспериментов позволяют провести качественное и количественное сравнение характеристик сформированных течений жидкой нержавеющей стали AISI 316L как без воздействия ультразвуковых колебаний, так и в их присутствии. Показано, что интенсификация и торможение течений наблюдаются при средних значениях амплитуды ультразвукового воздействия. Данный факт соотносится с моментами времени, когда деформированная поверхность металла в ванне совершает движения вниз-вверх. Выполнено аналитическое сравнение максимальных скоростей на оси ванны расплава. Отмечено отсутствие реакции расплавленного металла на ультразвуковое воздействие при максимальных значениях амплитуды колебаний, которые отвечают максимальным смещениям и деформации поверхности на границе жидкого и твердого металла.

Дементьев И.И., Селезнев И.А., Горелов А.А., Шабанов В.А. «О методе аналитического решения задач механики деформируемого твердого тела при проектировании электроакустических преобразователей на основе пленочных полимерных пьезоматериалов» Гидроакустика, № 59, с. 5-18 (2024)

Применение пленочных пьезоматериалов в изделиях гидроакустической и электрогенераторной техники требует переосмысления подходов к расчетам напряженно-деформированного состояния чувствительных элементов электроакустических преобразователей, сложившихся за длительный период использования пьезокерамических составов для изготовления чувствительных элементов. В статье предложен новый подход к расчетам напряженно-деформированного состояния пленочных чувствительных элементов преобразователей, базирующийся на методах механики деформируемого твердого тела. В развитие предложенного подхода в статье показан метод аналитического решения разрешающей системы дифференциальных уравнений в частных производных на примере жестко закрепленного по периметру объекта математического моделирования. Ключевые слова: гидроакустическая и электрогенераторная техника, электроакустический преобразователь, пленочный полимерный пьезоэлектрический материал, напряженно-деформированное состояние, метод аналитического решения системы дифференциальных уравнений в частных производных