Данилов В.Н. «Об изменении амплитуды донного сигнала с расстоянием для стандартных прямых преобразователей» Контроль. Диагностика, 28, № 7, с. 15-22 (2025)

На основе компьютерного моделирования электроакустического тракта дефектоскопа для стандартных прямых преобразователей с учетом наличия слоя контактной жидкости определены зависимости изменения от расстояния амплитуды донного сигнала, отраженного от плоской поверхности стального образца. Показано, что зависимости донного сигнала стандартных прямых преобразователей лежат выше зависимости, рассчитанной по скалярной (упрощенной) модели на величины, согласующиеся с полученными ранее результатами. Установлено, что учет наличия слоя контактной жидкости, понижающего рабочую частоту преобразователя, приводит к небольшому изменению значения донного сигнала, качественно не влияющему на ранее сделанные выводы по исследованию зависимости амплитуды донного сигнала от расстояния. Определение дифракционного ослабления донного сигнала в стали для стандартных прямых преобразователей с учетом наличия слоя контактной жидкости может проводиться по ранее рекомендованной к практическому использованию зависимости донного сигнала с допускаемыми вариациями волнового параметра пьезопластины. Ключевые слова: донный сигнал, прямой преобразователь, ближняя зона, дальняя зона, слой контактной жидкости, электроакустический тракт, рабочая частота, волновой параметр пьезопластины.

Барсук В.Е., Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанова С.И., Рамазанов И.С., Чернова В.В. «Локация сигналов акустической эмиссии, выполненная на борту самолетов в наземных условиях и в полете» Контроль. Диагностика, 29, № 1, с. 4-15 (2026)

Приведены результаты локации сигналов акустической эмиссии (АЭ) в области установки пьезоантенн на борту одного самолета, расположенного на земле, и на борту другого самолета, осуществляющего летные испытания. В первом самолете отрабатывалась методика локации сигналов АЭ. Для этого в его композитной зоне располагались две пьезоантенны, каждая из которых состояла из четырех пьезоэлектрических преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ). На конструкцию в области установки каждого датчика пьезоантенны наносилось по пять ударов скрученным проводом. Датчики пьезоантенны последовательно переводились в режим излучения, определялось время прохождения сигнала и средняя скорость звука, распространяющегося между ними. После этого проводилась локация сигналов АЭ. Экспериментальные результаты локации сравнивались с реальными координатами датчиков, работающих в режиме излучения. Погрешности локации рассчитывались за счет перебора значений скоростей звука Сx, Сy. При достижении минимальной величины погрешности результаты расчета скоростей распространения акустических сигналов Сx, Сy использовались для практических испытаний при определении дефектов внутри зон, ограниченных пьезоантеннами, расположенными на первом самолете. Во втором самолете устанавливалась пьезоантенна, состоящая из четырех ПАЭ, и четырехканальный блок АЭ-системы. В режиме полета самолета записывались сигналы АЭ от двигателей, при рулении к взлетно-посадочной поло-се, взлете, полете, снижении, посадке и рулении к стоянке. Максимальная активность сигналов АЭ зарегистрирована при взлете и посадке самолета. В процессе полета из зоны контроля было зарегистрировано 46 сигналов АЭ, из них амплитуды шести сигналов превышали порог селекции. Ключевые слова: акустическая эмиссия, сигнал, калибровка, компози-ционный материал, погрешность, самолет, полет.

Yicen Li, Rongguang Li, Ling Sun, Chen Sixun Sun, Zhiqiang Cheng «Stress Measurement of Orthogonal Fiber-Reinforced Composites under Biaxial Stress Conditions Based on Critically Refracted Longitudinal Wave Method» Акустический журнал, 71, № 3, с. pp368-377 (2025)

This study derives the relationship between ultrasonic velocity and stress in orthogonal fiber-reinforced composites under biaxial stress conditions. By calibrating the stress coefficients in two directions, the stress values in the composite plate can be obtained using two time-of-flight measurements. The calibration of stress coefficients requires determining the first critical incident angle. Thus, micromechanics methods were used to calculate the stiffness matrix of the composite material, which was then input into a finite element model to simulate the ultrasonic velocity in the orthogonal composite material. This process determined the incident angle capable of exciting the critical refracted longitudinal wave, namely the first critical incident angle. Rectangular specimens of orthogonal composites were manufactured from glass fiber-reinforced composite plates with bidirectional layup, and uniaxial tensile tests were conducted to verify the accuracy of the first critical incident angle and to calibrate the stress coefficients. It was found that the normal stress in the fiber direction results in a decrease in the ultrasonic velocity in both the fiber and perpendicular directions. To verify the accuracy of ultrasonic stress measurement, uniaxial tensile specimens with a central hexagonal area under biaxial stress conditions and standard biaxial tensile specimens were specially designed. The experimental results for both specimens showed that the ultrasonic stress measurement results were in good agreement with the stress measured using strain gauges, confirming the accuracy and practicality of the ultrasonic stress measurement method.

Петронюк Ю.С., Храмцова Е.А., Богаченков А.Н., Ужакова Э.А., Антипова К.Г., Васильева С.Г., Григорьев Т.Е. «Ультразвуковая характеризация губчатых биокомпозитов» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 82 (2025)

Импульсная акустическая микроскопия является эффективным неразрушающим методом. В работе показаны чувствительность и особенности применения метода сканирующей импульсной акустической микроскопии для интактного исследования объемной микроструктуры и количественной характеризации пористых губчатых биокомпозитов. На примере композитных образцов из хитозана показано, что наличие функциональных добавок в виде растительного клеточно-структурированного материала и иммобилизованных клеток отражается на акустических параметрах композита. Распространение сфокусированного ультразвукового импульса в объеме набухшей в жидкости губки сопровождается рассеянием на изотропно ориентированных стенках толщиной менее длины волны. Показано, что степень набухания и деградации губки, ее механические характеристики и состав биокомпозита можно анализировать по изменению скорости и затухания ультразвука в образцах, а также по изменениям в спектре регистрируемого акустического сигнала. В экспериментах использовался ультразвук в виде коротких импульсов длительностью 30 нс, регистрируемый в диапазоне частот 10–70 МГц. В исследовании дополнительно применялись электронная микроскопия и механические тесты. Показано, что акустические исследования актуальны для наблюдения динамики развития биообъектов in vivo, в том числе благодаря простой подготовке образцов и наличию ультразвуковой иммерсии, естественных для образцов условий. Ключевые слова: акустическая микроскопия, ультразвуковые измерения, композиты, хитозан

Гиляров В.Л., Дамаскинская Е.Е. «Применение вейвлет-преобразования для описания акустической эмиссии при разрушении материалов» Физика твердого тела, 67, № 12, с. 2349-2355 (2025)

Проведен вейвлет-анализ временных зависимостей амплитуд сигналов акустической эмиссии для гетерогенных материалов при их механическом нагружении, а также магнитуд землетрясений в Италии в 1990–2000 годах. Показано, что появлению крупных событий и разрушению материалов предшествует увеличение выделения энергии на различных масштабных уровнях. Сделан вывод о том, что это увеличение может служить прогностическим признаком разрушения материала. Ключевые слова: прогнозирование разрушения, вейвлет-анализ, гетерогенные материалы.

Махутов Н.А., Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Фурсов В.Ю. «Эффективность совместного применения акустической эмиссии и вибродиагностики при оценке несущей способности композитного образца» Акустический журнал, 71, № 6, с. 892-906 (2025)

Изучена эффективность применения акустико-эмиссионной диагностики совместно с вибродиагностикой и видеосъемкой для оценки несущей способности композитного образца, а также идентификации механизмов эволюции его разрушения при сжатии. Образец из многослойного высокопрочного углепластика перед испытанием на сжатие подвергался в центральной части ударному воздействию с энергией 90 Дж. До возникновения развивающихся макроповреждений в структуре материала амплитудные спектры, регистрируемые при проведении вибродиагностики, оставались практически постоянными. Картина резко изменялась при возникновении и развитии макроповреждений, что отражала скалограмма регистрируемых выбросов вибросигнала на характерных стадиях эволюции разрушения слоистого углепластика. Изучена динамика изменения пиковых частот локальных максимумов спектров амплитуд вибросигналов, генерируемых процессами смятия торцов образца, его расслаивания, локального выпучивания при прогибе, слома слоев при повышении сжимающей нагрузки до потери несущей способности углепластика. Применение вибродиагностики совместно с видеосъемкой позволило не только верифицировать результаты акустико-эмиссионной диагностики по оценке уровня несущей способности слоистого углепластика, но и отслеживать кинетику макро-повреждений в его структуре.

Гулевский И.В., Киреев А.В., Гуряева А.А. «Методика ультразвуковой толщинометрии» Труды Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), № 2819, с. 224-225 (2023)

Ковылин А.В. «Неразрушающий контроль и определение физических свойств твердых материалов методом теплозвуковой аналогии» Приборы, № 5, с. 24-28 (2025)

Предложен метод неразрушающего контроля физических параметров твердых материалов. Этот метод позволяет измерять температуру, тепловой поток и определять теплофизические и акустические свойства, используя теплозвуковую аналогию. Представлено математическое исследование, в ходе которого были определены параметры, зависимости и критерии, свойственные процессу распространения температурных и звуковых волн в твердых материалах. Результаты математического эксперимента были подтверждены экспериментально на образце из фторопласта. Основываясь на полученных экспериментальных данных о температуре и тепловом потоке, были вычислены важные физические свойства материала, такие как теплопроводность, объемная теплоемкость, температуропроводность, поверхностная скорость температурной волны, а также акустическая скорость звука в материале. Экспериментальная проверка разработанного метода и системы, которая его реализует, показала значительное улучшение точности в определении свойств материала – более чем на 5%.

Башков О.В., Ромашко Р.В., Башков И.О., Безрук М.Н., Башкова Т.И. «Волоконно-оптические датчики акустической эмиссии на базе интерференционной измерительной системы для регистрации развивающихся повреждений корпусных изделий» Морские интеллектуальные технологии, № 4-3, с. 34-41 (2025)

Работа посвящена исследованию возможности использования волоконно-оптических датчиков (ВОД) на базе адаптивного интерферометра для регистрации сигналов акустической эмиссии в корпусных изделиях судов и иных конструкций морского транспортного назначения. Оптические волокна датчиков могут быть встроены в структуру полимерных композиционных материалов (ПКМ) на стадии их изготовления. В работе представлены результаты исследования параметров сигналов, регистрируемых ВОД, встроенных в структуру образцов, выполненных из ПКМ. Более низкая чувствительность в области высоких частот компенсируется распределенностью ВОД по объекту контроля и высокой чувствительностью датчиков в области низких частот. Измерительная система на адаптивном голографическом интерферометре с фоторефрактивным кристаллом позволяет стабилизировать рабочую точку ВОД при низкочастотных колебаниях температуры и деформации. Показана высокая надежность и сохранение работоспособности ВОД при нагружении материала со встроенным оптическим волокном. Рост растягивающей нагрузки приводит смещению значений низкочастотных гармоник до 20 кГц в область больших частот при сохранении положения пиков по частоте. Ключевые слова: полимерный композиционный материал (ПКМ), акустическая эмиссия, волоконнооптический датчик, пьезоэлектрический преобразователь, спектр Фурье

Гончар А.В., Мишакин В.В., Клюшников В.А. «Влияние усталостного разрушения на коэффициент Пуассона и параметр акустической анизотропии метастабильной аустенитной стали» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 78 (2025)

Исследовалось влияние усталостного разрушения на упругие характеристики метастабильной аустенитной стали AISI 321: коэффициент Пуассона и параметр акустической анизотропии. Расчет упругих характеристик производился по данным ультразвуковых измерений времени распространения продольных и поперечных упругих волн. Исследования показали, что на параметр акустической анизотропии влияют изменение кристаллографической текстуры матрицы материала и образование ориентированных кристаллов деформационного мартенсита. Основными факторами, влияющими на коэффициент Пуассона, являются накопление микроповреждений и изменение фазового состава. По результатам анализа экспериментальных результатов получены выражения для расчета по данным акустических измерений поврежденности и относительной накопленной пластической деформации, широко используемых в инженерной практике для определения усталостного ресурса материалов конструкций. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-29-00857 (https://rscf.ru/ project/24-29-00857/). Ключевые слова: аустенитная сталь, усталость, ультразвуковой метод, параметр акустической анизотропии, коэффициент

Блоцкая А.И., Кулькова А.С., Селезнев Д.С., Сталбо Л.А., Следков В.В., Караваев М.А. «Разработка нового устройства геофизических исследований на основе импульсного метода прохождения акустической волны и результаты лабораторных исследований» Контроль. Диагностика, 28, № 9, с. 24-34 (2025)

Рассматривается новый подход к использованию акустического метода для мониторинга состояния крепления скважины. Одной из проблем оценки негерметичности скважин является отсутствие метода, который позволял бы контролировать крепление скважины в процессе эксплуатации с минимальными затратами энергии и финансов для недропользователей. Учитывая недостатки имеющихся технологий, разрабатывается новая методика, которая сможет дополнить существующие решения и оптимизировать процесс эксплуатации производственных объектов. Эта методика в дальнейшем позволит интегрировать в принятую модель строительства скважин новые ультразвуковые системы мониторинга целостности протяженных объектов из цементного камня кольцевой формы. Цель исследования – определить закономерности изменения характеристик акустического сигнала при наличии дефекта в цементном камне кольцевой формы с помощью импульсного метода прохождения акустической волны для создания современной системы мониторинга состояния крепления скважин в процессе эксплуатации. Приведены результаты применения импульсного метода прохождения акустической волны на протяженных объектах кольцевой формы до 8 м в целях выявления продольных каналов (отслоение цементного камня от металлической трубы) и поперечных трещин. Полученные данные сопоставлены с результатами моделирования в специализированном ПО COMSOL Multiphysics и испытаниями с использованием геофизического цементомера АКЦ-48. Рассмотрены образцы с изоляционным материалом и образцы с контактом по всей поверхности трубы, что позволило оценить эффективность метода для обнаружения трещин и зазоров на контакте обсадной колонны и цементного камня. Ключевые слова: импульсный метод прохождения акустической волны, герметичный цементный камень, предупреждение образования трещин, непрерывный мониторинг.

Козочкин М.П., Федоров С.В., Мигранов М.Ш., Остриков Е.А., Гусев А.С. «Связи параметров сигналов акустической эмиссии с особенностями обработки материалов концентрированными потоками энергии» Контроль. Диагностика, 28, № 10, с. 25-40 (2025)

В результате проведения серии экспериментов на лазерном и электроэрозионном оборудовании были установлены связи параметров акустической эмиссии (АЭ) с особенностями обработки концентрированными потоками энергии (КПЭ). Проведена аналогия характера изменения параметров АЭ при обработке КПЭ и при традиционной лезвийной обработке. Показано влияние плазменного факела при лазерной обработке на особенности изменения сигналов АЭ, указаны перспективы использования АЭ для диагностики и мониторинга процессов обработки КПЭ. Ключевые слова: диагностика, акустическая эмиссия, лазерная обработка, плазменный факел, самофокусировка, спектр, частотный диапазон.

Степанова Л.Н., Курбатов А.Н., Бехер С.А., Кабанов С.И., Чернова В.В. «Разработка способов контроля продольных механических напряжений в рельсах с использованием эффекта акустоупругости» Контроль. Диагностика, 28, № 12, с. 4-17 (2025)

Рассмотрены четыре способа контроля внутренних продольных механических напряжений в железнодорожных рельсах c использованием эффекта акустоупругости. Работа первого способа основана на использовании нагруженного рельса и его ненагруженного аналога, выполненного в виде отрезка. На них устанавливались по два пьезоэлектрических преобразователя и вводились ультразвуковые импульсы продольных и поперечных волн. Затем измерялась разность времен прохождения этих волн в рельсе и его аналоге, по которой рассчитывалось продольное механическое напряжение с погрешностью 10–14%. Во втором способе на равном расстоянии между излучающим и приемным преобразователями размещался третий, раздельно-совмещенный преобразователь. По разности времен прохождения акустических волн измерялось напряжение в рельсе и его высота. Погрешность контроля составляла 4%, сокращалось время измерения, так как в этом способе отрезок рельса не нагружался. В третьем способе на рельс дополнительно устанавливались три приемных преобразователя на расстояниях, зависящих от высоты рельса. По измеренным временам распространения продольных и трансформированных волн от излучающего до каждого из приемных преобразователей рассчитывалось механическое напряжение в рельсе. Кроме того, измерялась его высота, повышалась точность измерения напряжений до 1,9%. В четвертом способе использовалась железнодорожная тележка, на которой устанавливался отрезок рельса, измерялись временные задержки распространения акустических волн подключенными приемными преобразователями. Времена прихода сигналов к приемному преобразователю позволяли определять в динамике механические напряжения в рельсе. Погрешность контроля механических напряжений данным способом не превышала 10–15%. Преимуществом данного способа является возможность контроля всего объема рельса от головки, шейки и заканчивая донной поверхностью, а измерения в рельсе и его аналоге проводились в одинаковых климатических условиях в динамике на протяжении всего участка контроля. Ключевые слова: рельс, отрезок рельса, механическое напряжение, бесстыковой путь, акустоупругость, ультразвук, погрешность.

Козочкин М.П., Клачков В.А. «Исследование связей параметров акустической эмиссии со стадиями процесса взаимной сферической притирки деталей шарнира» Контроль. Диагностика, 28, № 12, с. 51-62 (2025)

Проводимые исследования направлены на создание автоматизированного оборудования для взаимной сферической притирки деталей шарниров. Процесс притирки был реализован на специальном стенде, позволившем изучать изменения параметров сигналов акустической эмиссии при прохождении разных стадий технологического процесса. Изучались связи параметров акустической эмиссии с ростом площади пятна контакта сферических поверхностей, изменением момента сил трения при вращении шарнира, состоянием алмазной пасты в контакте. Было установлено, что акустические сигналы могут использоваться при создании системы мониторинга при автоматизации технологического процесса. Ключевые слова: акустическая эмиссия, сферические шарниры, взаимная притирка, свободный абразив, амплитудный спектр, пятно контакта, момент силы трения, акустический мониторинг.

Суркаев А.Л., Светличная В.Б., Матвеева Т.А., Мустафина Д.А., Рахманкулова Г.А. «Моделирование физического эксперимента диагностики трубопроводов методом ударно-волнового воздействия» Контроль. Диагностика, 29, № 1, с. 51-57 (2026)

Предложен метод диагностики по выявлению потенциально опасных участков трубопроводов, предназначенных для жидкостных и газовых потоков, основанный на применении быстропротекающего ударно-волнового воздействия электрического разряда. Обоснованность предлагаемого метода диагностики подтверждается результатами физического эксперимента, моделирующего процессы ударно-волнового воздействия на внутренние поверхности диагностируемых труб. Представлена информационно-измерительная система для исследования пространственно-временных параметров падающих и взаимодействующих ударных волн аксиальной направленности электрического взрыва проводника в разрядной камере с конденсированной средой. Ключевые слова: диагностика трубопроводов, электрический взрыв проводников, ударная волна, волноводный пьезоэлектрический преобразователь давления, конденсированная среда, разрядная камера.

Левченко Н.Р., Костин М.С. «Анализ временных программно-аппаратных задержек в схемах аудиомодулей с киберфизической SPICE-эмуляцией» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 13, № 5, с. 51-62 (2025)

Проведен параметрический анализ влияния временных задержек в схемах киберфизической эмуляции сигнальных аудиомодулей, вносимых аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями программно-аппаратного интерфейса, центральным процессором и программной средой визуально-графической эмуляции в зависимости от выбранного протокола «ввода-вывода» данных и установленных преднастроек программного блока: частоты дискретизации, размера и времени буфера, числа каналов. Предложен метод киберфизической SPICE-эмуляции аналоговых аудиоустройств. Получены результаты анализа формирования временных задержек в схемах сигнальных аудиомодулей с киберфизической эмуляцией при вариации преднастраиваемых параметров, влияющих на задержки сигналов, с применением двойников. Разработаны технические рекомендации выбора корректирующих параметров временных задержек от 20 до 120 мс для обеспечения постобработки аудиосигнала.