Автореферат (1026119)
Текст из файла
На правах рукописиУДК 620.192.63Бойчук Александр СергеевичРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКАС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОКСпециальность 05.02.11 – Методы контроля и диагностика в машиностроенииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена в федеральном государственном унитарном предприятии«Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»государственный научный центр Российской Федерации(ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ)Научный руководитель:кандидат технических наукСТЕПАНОВ Александр ВячеславовичОфициальные оппоненты: доктор технических наук (05.02.11)ВОПИЛКИН Алексей Харитонович,НПЦ «Эхо+», генеральный директоркандидат технических наук (05.02.11)ГРИГОРЬЕВ Михаил Владимирович,ФГАУ «НУЦ «Сварка и контроль» при МГТУим.Н.Э.Баумана», заместитель директораВедущая организация:НИУ «МЭИ» (г. Москва)Защита состоится «02» марта 2017 года в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.141.01 при Московском государственном техническом университете имени Н.Э.
Баумана по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации,просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета по указанному адресу.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана и насайте http://www.bmstu.ruТелефон для справок: (499) 267-09-63Автореферат разослан «___» ____________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного советадоктор технических наук, доцентА.В. КоноваловОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальностьВ настоящее время в авиационной промышленности в монолитныхконструкцияхсовременныхгражданскихивоенныхсамолетов,изготавливаемых из полимерных композиционных материалов (ПКМ), широкоприменяютсяуглепластики. Для обеспечения контроля качестваизготавливаемых монолитных конструкций из углепластика служатнеразрушающие методы контроля.С каждым годом количество и сложность изготавливаемых изуглепластиков монолитных конструкций, применяемых в современныхсамолетах, увеличивается.
В связис чем, существующие технологиинеразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика уже необеспечивают требуемую производительность и выявляемость таких наиболееопасных производственных дефектов, как расслоения, посторонние включенияи пористость, а также эксплуатационных – ударных повреждений и отслоений.Кроме того, наиболее перспективные методы ультразвуковойдефектоскопии, использующие технику антенных решеток (АР), не обеспеченыв Российской Федерации (особенно в авиации) нормативно-техническойдокументацией по неразрушающему контролю монолитных конструкций изуглепластика. Этому в свою очередь препятствует отсутствие знаний пораспространению ультразвуковых волн в углепластике при различных углах ихввода в объект контроля, а также по особенностям контроля монолитныхконструкций из углепластика сложной формы с использованием техники АР.Цель работы – повышение качества неразрушающего контролямонолитных деталей и конструкций из углепластика за счет созданиятехнологии ультразвукового контроля с использованием техники антенныхрешеток.Задачи исследований:1.
Проведение анализа существующих методов контроля монолитныхдеталей и конструкций из углепластика.2.Проведениеисследованийособенностейраспространенияультразвуковых волн в монолитных конструкциях из углепластика и выбороптимальных типов волн для надежного выявления дефектов.3. Выбор оптимальных параметров контроля монолитных деталей иконструкций из углепластика при использовании техники ультразвуковых АР.4.
Создание акустического контакта между АР и криволинейнойповерхностью монолитных интегральных конструкций из углепластика.5. Разработка и внедрение технологий по неразрушающему контролюдеталей и конструкций из углепластика с использованием техникиультразвуковых АР.6. Разработка алгоритма и его реализация при проведении оценкивероятности обнаружения дефектов в монолитных деталях и конструкциях из1углепластика по предложенной технологии неразрушающего контроля сприменением техники ультразвуковых АР.Методы исследованияДля решения поставленных задач использовались методы математическогои статистического анализа с применениемпрограммы MathCad испециализированного программного обеспечения TomoView.
Для полученияэкспериментальных данных использовались поверенные средства измерения,дефектоскопы OmniScan MX и А-1550 «InrtoVisor», а также метрологическиаттестованные контрольные образцы из углепластика.Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:1. Изучены особенности распространения продольных и поперечныхультразвуковых волн в углепластике и показано, что наиболее эффективнымявляется использование продольной волны с углом ввода не более 10˚.2. Установлено, что при контроле антенными решетками монолитныхдеталей и конструкций из углепластика с криволинейной поверхностьюиспользование традиционных призм из полистирола или оргстекла приводит кошибкам интерпретации результатов контроля.
Для корректного измеренияамплитуд эхо-сигналов от дефектов и донной поверхности объекта контроля вкачестве контактной среды необходимо использовать аквален иликомбинированную контактную среду, состоящую из воды и аквалена.Практическая значимость диссертационной работы:1.ПредложенныетехнологииконтролявнедренынафилиалеПАО «Компания «Сухой» «ОКБ Сухого» при неразрушающем контроледеталей и конструкций из ПКМ, применяемых в воздушных судах.2. Разработана методика для оценки вероятности обнаружения дефектов отих размеров в монолитных деталях и конструкциях из углепластика приультразвуковом эхо-импульсного неразрушающем контроле с использованиемантенных решеток и одноэлементных пьезоэлектрических преобразователей.3.
Результаты диссертационной работы были использованы в учебномпроцессе при проведении стажировки специалистов авиакосмической отраслипромышленности в рамках реализации Президентской программы повышенияквалификации инженерных кадров на 2012-2014 годы по теме «Современныекомпозиционные материалы для авиационной техники, технологии ихполучения, методы исследований и испытаний». Также результатыдиссертационной работы рекомендованы к внедрению на предприятияхАО «АэроКомпозит», ПАО «Корпорация «Иркут» и других авиастроительныхпредприятиях.На защиту выносятся:1. Границы применимости наклонного вода ультразвуковых волн приконтроле монолитных деталей и конструкций из углепластика ультразвуковымэхо-импульсным методом.22.
Влияние схемы укладки слоев препрега углепластика нараспространение ультразвуковых колебаний при их нормальном вводе.3. Создание акустического контакта при неразрушающем контролеинтегральных монолитных конструкций из углепластика.Апробация работыОсновные положения работы докладывались и обсуждались на следующихконференциях, семинарах, симпозиумах:- 10-ой Европейской конференции по неразрушающему контролю«ECNDT 2010». Москва, 2010;- 17-ой, 18-ой, 19-ой и 20-ой Международных научно-техническихконференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника иэнергетика». Москва, 2011-2014;19-ойВсероссийскойнаучно-техническойконференциипонеразрушающему контролю и технической диагностике.
Самара, 2011;- 19-ой и 20-ой Международных конференциях «Современные методы исредства неразрушающего контроля и технической диагностики». Гурзуф,2011;- научно-техническом семинаре «Исследование физико-химическихсвойств полимерных композиционных материалов». ВИАМ, Москва, 2011 г.;- международной научно-технической конференции «Новые материалы итехнологии глубокой переработки сырья – основа инновационного развитияэкономики России». Москва, 2012;- международной молодежной конференции «Новые материалы итехнологии глубокой переработки сырья - основа инновационного развитияэкономики России».
Геленджик, 2012;- всероссийской конференции по испытаниям и исследованиям свойствматериалов «ТестМат-2012». Москва, 2012;- 12-ой Международной конференции по неразрушающему контролю«Application of Contemporary Non-Destructive Testing in Engineering». Порторож,2013.Публикации по теме диссертацииПо теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из которых 5 работопубликовано в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, общим объемом1,3 п.л.Структура и объем работыДиссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и результатовработы, литературы из 126 наименований и приложения. Общий объемсоставляет 202 с., 79 рисунков и 6 таблиц.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВовведенииобосновываетсядиссертационной работы.актуальностьвыбраннойтемы3В первой главе проведен анализ типов ответственных деталей иконструкций из ПКМ, в частности монолитных конструкций из углепластика,технологий их производства,характерных дефектов, а также анализсуществующих методов их неразрушающего контроля.
В результате анализаустановлено:ПКМ широко используются в средне- и высоконагруженных агрегатахсамолетов, таких как обтекатели, предкрылки, закрылки, кессон крыла,стабилизатор и крыло. В процессе производства и эксплуатации монолитных деталей иконструкций из ПКМ, в особенности из углепластика, возникают различногорода дефекты, которые влияют на технические и эксплуатационныехарактеристики готового изделия. Наиболее опасными производственнымидефектами монолитных ПКМ являются: пористость, расслоения, посторонниевключения.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
