Качанов В.К., Соколов И.В., Караваев М.А. «Выбор оптимальной протяженности воздушного промежутка при ультразвуковом бесконтактном теневом контроле изделий из полимерных материалов» Дефектоскопия, № 5, с. 3-16 (2025)

При ультразвуковом (УЗ) бесконтактном неразрушающем контроле ряда изделий (изделий из химически активных или взрывоопасных материалов) амплитуда электрического сигнала, подаваемая на излучающий пьезоэлектрический преобразователь (ИП), ограничена и в ряде случаев не может превышать величины порядка U∼10–15 В. В этом случае существенно снижается чувствительность контроля и поэтому следует использовать все возможные способы ее повышения. В первую очередь следует использовать пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) с максимально возможным коэффициентом электроакустического преобразования (ЭАП). Кроме того, необходимо выбирать такую протяженность воздушного промежутка d между ИП и объектом контроля (ОК), при которой обеспечивается максимальная амплитуда УЗ зондирующего сигнала «на входе» в изделие. А так как максимум амплитуды излучаемого преобразователем УЗ сигнала находится в ближней зоне преобразователя, то следует выбрать величину d, соответствующую протяженности ближней зоны ИП в воздухе, при условии, что при этом в воздушном промежутке не будут возникать переотражения зондирующих сигналов. Это в свою очередь требует использования коротких (широкополосных) УЗ сигналов и, следовательно, использования УЗ широкополосных ПЭП. В статье показано, что параметры согласующих слоев УЗ бесконтактного ПЭП влияют не только на ширину полосы пропускания датчика, но и на его пространственные характеристики, в том числе на положение максимума акустического поля. Показано, что определить максимум УЗ широкополосного сигнала в воздухе с целью определения оптимальной протяженности воздушного промежутка, при которой в изделие излучается УЗ сигнал с максимальной амплитудой, возможно с помощью анализа корреляционного распределения поля бесконтактного широкополосного преобразователя. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие необходимость обеспечения оптимальной протяженности воздушного промежутка между УЗ бесконтактным ИП и ОК для повышения чувствительности теневого контроля имитаторов изделий из взрывоопасных материалов.

Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Фурсов В.Ю. «Применение методов акустической эмиссии и вибродиагностики при испытаниях композитных образцов на сжатие» Дефектоскопия, № 5, с. 17-28 (2025)

Рассмотрена методология совместного применения акустико-эмиссионной диагностики (АЭД), вибродиагностики (ВБД) и видеосъемки для мониторинга несущей способности образцов из полимерного композитного материала (ПКМ) при испытаниях на сжатие. Испытываемые образцы, вырезанные из композитной панели, были разделены на пять групп по два образца в каждой. Перед испытанием на сжатие образцы второй группы подвергались ударному воздействию с энергией 50 Дж, третьей – 70 Дж, четвертой – 90 Дж, пятой – 110 Дж. Оценка состояния поврежденности образцов в процессе сжатия осуществлялась с применением АЭД, ВБД и видеосъемки. Полученные результаты подтвердили высокую эффективность комплексного применения этих методов. Их совместное применение позволило не только осуществлять мониторинг уровня несущей способности образцов в режиме нагружения, но и на стадии предельного деформирования материала отслеживать последовательность механизмов эволюции разрушения многослойного углепластика при сжатии.

Степанова Л.Н., Рамазанов И.С., Кабанов С.И., Чернова В.В. «Акустико-эмиссионная локация дефектов аналитическим и табличным способами при статическом нагружении композиционного кессона крыла самолета» Дефектоскопия, № 5, с. 29-39 (2025)

Приведены результаты акустико-эмиссионного контроля кессона крыла самолета, выполненного из композиционного материала АСМ 102 130 С UD. Нагрузка изменялась ступенями с шагом, составляющим 10% от ее максимального значения. Перед нагружением осуществлялась калибровка зон контроля, состоявших из четырех пьезоэлектрических преобразователей акустической эмиссии. С целью уменьшения влияния анизотропии и конструктивных особенностей кессона крыла на погрешности локации дефектов разработана новая методика, состоящая из аналитического и табличного способов. При аналитическом способе расчет координат дефектов выполнялся по трем датчикам пьезоантенны, а погрешность локации включала случайную и систематическую составляющие. Неточное определение разности времен прихода сигналов на датчики пьезоантенны являлось основным источником случайной составляющей погрешности. На появление систематической погрешности оказывала влияние сложность конструкции. При этом особенности объекта контроля затрудняли прямолинейное распространение звуковой волны. При использовании табличного способа конструкция кессона разбивалась на ряд зон и вычислялась матрица соответствия разности времен прихода сигналов координатам выбранных ячеек. Показано, что число сигналов, локализованных табличным способом, больше, чем аналитическим. Практическое применение разработанной методики локации показало, что среднее значение приведенной погрешности уменьшилось в два раза при расчете координаты Х и в шесть раз при расчете координаты Y. Это позволило снизить погрешности локации, связанные с местом расположения калибровочных точек на конструкции. При превышении погрешности локации сигналов допустимого значения, определяемого размером ячеек, они исключались из дальнейшего рассмотрения, как не локализованные.

Тиратурян А.Н., Ляпин А.А. «Амплитудно-частотная характеристика перемещений как показатель структурного состояния слоистой среды (на примере автомобильных дорог)» Дефектоскопия, № 5, с. 40-50 (2025)

Модели упругого полупространства находят широкое распространение в геофизике и дорожной науке. В дорожной науке эти модели наиболее часто применяют для исследования напряженно-деформированного состояния дорожных одежд, которые представляют собой искусственно созданные слоистые среды на поверхности грунтово-геологического массива, основной задачей которых является распределение и передача нагрузки от движущегося транспортного средства и обеспечение комфорта и безопасности пользователя, а также и долговечности автомобильной дороги. Учитывая общность свойств дорожной одежды и геологической среды, все большее распространение при оценке состояния дорожных одежд находят методы!, близкие к геофизическим. В статье применен метод гармонического анализа, реализуемый для вычисления основных характеристик отклика слоистых сред на тестовое ударное нагружение. Были выполнены расчеты амплитудно-частотной характеристики перемещений в точке ударного нагружения и анализ изменения ее формы в зависимости от модулей упругости слоев полупространства. Было установлено, что снижение модуля упругости промежуточных слоев формирует выраженное «плато» на АЧХ перемещений в низкочастотной области. Снижение модулей упругости верхнего слоя среды приводит к увеличению амплитуды перемещений по мере увеличения частоты. Увеличение модуля упругости подстилающего полупространства приводит к появлению точки перегиба, локализованной в области 500 рад/с, разделяющей амплитудно-частотную характеристику перемещений на два участка. Полученные результаты могут быть использованы при разработке методов неразрушающего контроля слоистых сред, ориентированных на регистрацию и анализ АЧХ перемещений.