Базулин Е.Г., Коновалов Д.А., Садыков М.С. «Метод конечных разностей во временной области. Расчет эхосигналов в анизотропных неоднородных материалах, структурный шум» Дефектоскопия, № 8, с. 3-10 (2018)

Для разработки методик ультразвукового контроля таких сложных объектов как композитные швы, для расчета эхосигналов в численных экспериментах можно использовать метод конечных разностей во временной области (КРВО). Так как метод КРВО основан на явном численном решении волнового уравнения для упругой среды, то с его помощью учитываются такие эффекты как возникновение волны обегания на объемном отражателе, эффекты трансформации продольной волны в боковую волну при рассеянии ультразвука на трещине, перерассеяние импульсов между отражателями и границами объекта контроля. Обосновано применение метода КРВО для моделирования распространения ультразвука в образце с высоким структурным шумом и в образцах из анизотропных неоднородных материалов. Расчет прямой задачи распространения упругих колебаний в твердом теле методом КРВО может оказаться полезным для решения коэффициентной обратной задачи ультразвукового неразрушающего контроля.

Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Влияние конструктивных особенностей пьезопреобразователя на длительность зондирующего сигнала» Дефектоскопия, № 8, с. 11-20 (2018)

Рассмотрен пьезопреобразователь в виде демпфированной пластины, излучающей в сталь через систему переходных слоев. Изложен алгоритм расчета частотной характеристики преобразователя и проведено исследование импульсного режима его работы. В качестве возбуждающего электрического сигнала выбран импульс электрического напряжения в виде одного полупериода синусоиды на частоте антирезонанса пластины. Рассмотрены материалы, используемые для изготовления некоторых элементов конструкции преобразователей. На основании оценочных расчетов геометрических толщин слоев, реально встречающихся в практике ультразвукового контроля, выбраны их волновые толщины. Полученные данные использованы для определения формы сигнала на выходе излучателя. Расчеты проведены в широком диапазоне значений удельного акустического импеданса протектора.

Чертищев В.Ю., Бойчук А.С., Диков И.А., Яковлева С.И., Генералов А.С. «Определение глубины залегания дефектов в многослойных конструкциях из пкм акустическими методами по величине механического импеданса» Дефектоскопия, № 8, с. 21-34 (2018)

Для выявления дефектов в 3-, 5- и 7-слойных конструкциях с сотовым заполнителем из полимерных композиционных материалов (ПКМ) широко применяются специальные низкочастотные акустические методы контроля, основным из которых является импедансный. Однако данный метод позволяет определить только факт наличия дефекта, но не глубину его залегания. Для получения информации о глубине залегания необходимо численно измерить величину механического импеданса на поверхности. Для установления взаимосвязи (и получения соответствующих зависимостей) между величиной приложенной к датчику внешней нагрузки в виде полного механического импеданса на поверхности изделия и изменением величин измеряемых электрических параметров на пьезоэлементах датчика проведено моделирование полной стержневой системы импедансного преобразователя с помощью метода электромеханических аналогий. Получены соответствующие зависимости для коэффициента передачи, равного модулю отношения амплитуд напряжений на приемном и излучающем пьезоэлементах, и фазового смещения между данными напряжениями. Путем объединения данных зависимостей получены годографы, представляющие графики зависимостей в амплитудно-фазовой плоскости, аналогично отображению информации современными импедансными дефектоскопами. Определена динамическая контактная гибкость, существенно влияющая на эффективность импедансного метода контроля, сухого точечного контакта для материалов наружных слоев ПКМ при контакте с широко распространенными и серийно выпускаемыми импедансными датчиками (например, ПАДИ-8). С помощью модельных годографов, построенных с учетом контактной гибкости, проведен эксперимент по выявлению дефектов типа расслоений и непроклеев на различных глубинах в 7-слойной сотовой конструкции мотогондолы авиационного двигателя. Подтверждено эффективное различение глубин залегания дефектов как по величине механических импедансов, так и по характерной индикации от стенок сот на С-скане по всей поверхности изделия.