Автореферат (1026119), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

3. Специальные оправки для создания акустического контакта междуфазированной антенной решеткой и ОК с выпуклой поверхностью:а) оправка из оргстекла и аквалена;б) Оправка с водной акустической линией задержки8Для создания акустического контакта между секторной фазированной антенной решеткой и радиусной зоной Т-образного соединения стрингера с обшивкойстрингерныхпанелей были предложены два типа оправок сконтактной средой изполистирола и аквалена,к которым разработаныспециальные требования(Рис.4).Для оценки размеров дефектов, отображающиеся на В-сканеи на С-скане по оси индекса АР, которые прииспользованиисекторных АР отображаютсяРис.

4. Требования к оправке для секторнойзаведомо больше истинфазированной антенной решеткиных значений, введеновыражение, которое пересчитывает оцененные по экрану В-скана размеры дефекта в наиболееприближенные к истинным:Wизм  r  d ,Rгде Wизм – измеренное по экрану дефектоскопа значение ширины дефекта;R – радиус АР; r – внешний радиус контролируемой зоны; d – измереннаяглубина залегания дефекта.Wист В четвертой главепредставлены разработанные технологииультразвукового неразрушающего контроля монолитных конструкций из ПКМ,в частности из углепластика, с применением антенных решеток:1.Технологическая рекомендация (ТР) ТР 1.2.2215-2011 «Ультразвуковойконтроль конструкций из углепластика с использованием фазированныхрешеток», которая позволяет решить задачу выявления наиболее опасныхдефектов в углепластиках с чувствительностью контроля, эквивалентнойвыявлению плоскодонного отражателя диаметром 5 мм, а такжепроизводительностью 30 м2/ч.

С использованием данной ТР можно проводитьконтроль крупногабаритных элементов конструкций из углепластика:монолитных панелей (деталей с плоскопараллельными поверхностями) ипанелей с выпуклой поверхностью с радиусом кривизны не менее 250 мм;элементов жесткости (стрингеров, ребер); монолитных зон трёхслойныхсотовых панелей.92.Производственныеинструкции(ПИ)АПЯС412231.003.002ПИ«Неразрушающий контроль интегральных конструкций из ПКМ» иАПЯС412231.003.003ПИ «Неразрушающий контроль конструкций из ПКМ снанесенными покрытиями различных типов», которые предназначены для НКинтегральных конструкций в самолетах ПАО «Компания «Сухой» «ОКБСухого» как при их изготовлении, так и при эксплуатации. Данные инструкциибыли разработаны совместно с ООО «АКС».3.ПИАПЯС412231.003.004ПИ«Неразрушающийконтролькрупногабаритных интегральных монолитных конструкций из полимерныхкомпозиционных материалов (ПКМ) акустическим методом с применениемдефектоскоповсфазированнымирешеткамитипаА1550»длявысокопроизводительного НК крупногабаритных деталей и конструкций изПКМ, применяемых в ближне-среднемагистральных самолетах семействаМС-21, с использованием отечественного дефектоскопа-томографа «A1550IntroVisor».

Инструкция также разработана совместно с ООО «АКС».Пятая глава посвящена вероятностной оценке достоверности результатовнеразрушающегоконтроля монолитных конструкций из углепластикас использованием предложеннойтехнологииультразвукового контроляс применением техникиантенных решеток. Дляпроведения вероятностной оценки достоверности разработаны требования, созданы эскизы и изготовлены специальныеобразцы из углепластикаВКУ-17КЭ0,1 с искусственнымидефектамиразных типов и размеров,имитирующимитипичные производственные иэксплуатационныедефекты ПКМ. На изготовленных образцах проведены ультразвуковые исРис. 5. Принцип транслирования данныхследования с использоварегрессионного анализа в вероятностнуюниемпредложеннойзависимостьтехнологии ТР 1.2.2215102011 «Ультразвуковой контроль конструкций из углепластика сиспользованием фазированных решеток», а также, для сравнения, сиспользованием существующей технологии с применением одноэлементныхпьезоэлектрических преобразователей.

В соответствии с даннымитехнологиями проводилась настройка оборудования и измерение значениймаксимальных амплитуд эхо-сигналов от искусственных дефектов в образцах.Для обработки статистических данных, полученных в виде зависимостизначений максимальных амплитуд эхо-сигналов от площадей дефектов, ипостроения зависимости вероятности обнаружения дефектов от их размеровпри УЗК ПКМ предложена оригинальная методика ММ 1.2.138-2012«Определение вероятности обнаружения дефектов при ультразвуковомконтроле углепластиков» и в программе MathCad реализован алгоритмматематической обработки.

Суть алгоритма заключается в следующем (рис. 5):–для набора данных результатов контроля проводится линейнаярегрессия, по результатам которой строится линия регрессии видаy( x)  a  ln x  b (x – площадь дефекта, y(x) – амплитуда эхо-сигнала отдефекта, a и b – параметры линии регрессии), для которой сумма квадратовотклонений каждой из точек выборки от полученной прямой минимальна(метод наименьших квадратов). Вычисляется дисперсия линии регрессии поформуле:D( y ) n  yi  y ( xi ) ,n  k i11где k - число коэффициентов, входящих в аналитическое выражениерегрессии (для линейной регрессии k =2); n – число данных зависимостимаксимальных амплитуд эхо-сигналов от площадей дефектов.– осуществляется транслирование линии регрессии в вероятностнуюзависимость путем использования порога обнаружения и нормальной функциираспределения вероятностей вида:P( x) 12  xet  a 22 2dt ,где а и σ – математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение(СКО) нормального распределения вероятностей.

В качестве математическогоожидания берется значение функции y(x) в точке xi , а в качестве СКО – кореньквадратный из дисперсии лини регрессии.– для построения границ доверительного интервала вероятностиобнаружения дефектовотихразмеровстроятсяграницыдоверительного интервала для регрессионной модели по формуле:11y P ( x)  y ( x)  t P , n  2  D 1nln x  x 2 n2 ln x  xii 1,где t P ,n2 - коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности 95% и (n-2)n ln xi . После чего эти границы транслируются встепеней свободы; x  i 1nвероятностную зависимость путем использования порога обнаружения инормальной функции распределения вероятностей.По разработанной методике обработаны полученные статистическиеданные, полученные при УЗК с использованием техники ультразвуковыхфазированных антенных решеток и эхо-импульсного метода с использованиемодноэлементных преобразователей, построены зависимости вероятностиобнаружения дефектов от их размеров с доверительными интервалами (Рис.

6)и проведен расчет величины а90/95, представляющей значение размера дефекта,выявляющегося при неразрушающем контроле в 90% случаев с доверительнойвероятностью 95% (Таблица 3).а)12б)Рис. 6. Зависимости вероятности обнаружения типичных производственных иэксплуатационных дефектов углепластиков от их размеров при:а) УЗК с использованием технологии ультразвуковых фазированных антенныхрешеток;б) эхо-импульсного метода с использованием одноэлементныхпреобразователейТаблица 3Данные при УЗК по ТР 1.2.2215-2011 «Ультразвуковой контрольконструкций из углепластика с использованием фазированных решеток»а90/95, мм2(~ плоскодонногоотражателя, мм)УЗК образцов сУЗК образцов спроизводственными эксплуатационнымидефектамидефектамиНабор данных контролера 126,36 (5,80)69,50 (9,41)Набор данных контролера 224,95 (5,64)61,38 (8,84)Набор данных контролера 326,73 (5,83)119,9 (12,36)Набор данных контролера 421,00 (5,17)100,33 (11,30)Набор данных контролера 561,60 (8,86)36,98 (6,86)Набор совокупных данных33,80 (6,56)91,2 (10,78)контролеров 1-513Таблица 3 - ПродолжениеДанные при УЗК с использованием одноэлементных ПЭП поТР 1.2.1942- 2009 «Ультразвуковой контроль панелей из углепластика»а90/95, мм2 (~ плоскодонногоотражателя, мм)УЗК образцов сУЗК образцов спроизводственными производственнымидефектамидефектамиНабор данных контролера 1319,15 (20,16)3221,10 (64,04)Набор данных контролера 2369,80 (21,70)1778,30 (47,58)Набор совокупных данных343,56 (20,92)2606,00 (57,60)контролеров 1-2Сравнительный анализ результатов по вероятности обнаружения,представленных на Рис.

6 и в Таблице 3 показывает, что применениефазированных антенных решеток при ультразвуковом контроле монолитныхконструкций из углепластика существенно увеличивает вероятностьобнаружения более мелких дефектов по сравнению с применениемодноэлементных пьезоэлектрических преобразователей.Общие выводы и результаты работы1.Для контроля монолитных конструкций из ПКМ в частности изуглепластика, наиболее перспективным является ультразвуковой эхоимпульсный метод с использованием ультразвуковых антенных решеток,позволяющий существенно повысить производительность контроля ивыявляемость дефектов.2.

Характеристики

Список файлов диссертации