Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1026120), страница 6

Файл №1026120 Диссертация (Разработка технологий неразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых антенных решеток) 6 страницаДиссертация (1026120) страница 62017-12-21СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

ПКМ, в частности углепластики, очень сложные по структурематериалы с высокой анизотропией свойств. Из-за этого их акустические свойства сильно отличаются в разных направлениях прозвучивания, в отличие отметаллических материалов. Поэтому в настоящее время при ультразвуковомконтроле монолитных деталей и конструкций из углепластика эхо-импульсными теневым методами используются продольные ультразвуковые волны, вводимые в материал ОК по нормали относительно поверхности ввода. Нормальныйввод в свою очередь также можно объяснить и тем, что дефекты, характерныедля слоистых пластиков, имеют, как правило, плоскостной характер и расположены параллельно поверхности ввода ультразвуковых волн в материал ОК. Однако, есть элементы конструкций из углепластика, в которых образуются дефекты с ориентацией, отличной от параллельности поверхности ввода.

К такимконструкциям, в частности, относятся стрингерные панели, в которых есть зоныс ориентацией слоев не параллельных поверхности ввода ультразвуковых волни в которых образуются дефекты типа расслоений (Рис.2.1).38Рис. 2.1. Элемент стрингерной панели и характерное расположениедефектов в немЗа рубежом и в России имеется большое количество публикаций, связанных с исследованиями прохождения ультразвуковых волн в углепластике. Однако исследования касаются в основном прохождения ультразвуковых волн понормали к поверхности ОК.Установление границ применимости наклонного ввода ультразвуковыхволн при контроле монолитных конструкций из углепластика, при которыхможно идентифицировать принимаемые сигналы, т.е.

выделять полезный сигнал (сигнал от дефекта) на фоне шумов структуры материала, на данный момент представляется возможным исключительно экспериментальным и расчетным путем вследствие очень сложной внутренней структуры ПКМ.Для проведения эксперимента, с целью определения возможности использования наклонного ввода, были использованы два образца № 1э и№ 2эиз углепластика ВКУ-17КЭ0,1 с отличной друг от друга укладкой слоев однонаправленных углеродных волокон: [0°/90°]24, т.е.

0°, 90°, 0°, 90°, … 0°, 90° и[+45°/(+45°; -45°)4/(0°;0°;90°; 0°;0°)9 /(-45°; +45°)4/+45°]. Толщины образцов составляли 6,5 мм (48 слоев) и 8,5 мм (63 слоя) соответственно. В качестве аппаратуры использовался ультразвуковой дефектоскоп OmniScan MX, преобразователи ультразвуковые с переменным углом ввода MUWB4-N (KrautkramerGmbH) с рабочей частотой 4 МГц и датчик пути Encoder.

В качестве контактной жидкости использовалась дистиллированная вода.39Изначально эксперимент проводился с использованием ультразвуковоготеневого амплитудного метода (схема эксперимента приведена на Рис. 2.2), поскольку данный метод является наиболее простым и «чистым» для решенияданной задачи. Один преобразователь (ПЭП 1) устанавливался с одной стороныобразца и излучал ультразвуковой сигнал, второй преобразователь (ПЭП 2) перемещался с другой стороны параллельно ПЭП 1 и являлся приемным. Перемещение ПЭП 2 проводилось на том же уровне, где был расположенПЭП 1.При одной и тоже настройке, меняя угол падения (а˚), и, соответственно, уголввода (b˚), измерялось усиление дефектоскопа ΔG, при котором амплитудапрошедшей продольной волны составляла приблизительно 80 % экрана А-сканадефектоскопа.

При этом запоминался полный прошедший сигнал, который сувеличением угла ввода представлял собой сумму различных типов волн и эхосигналов (см. Рис. 2.3).Рис. 2.2. Схема и фотография проведения эксперимента по определениюизменения амплитуды прошедшей продольной волны через углепластик от углаввода относительно нормали к поверхности40Рис. 2.3. Суммарный прошедший сигнал через углепластикпри угле ввода 30 град.В результате проведения экспериментальных исследований был полученнабор данных и построены графики зависимости усиления дефектоскопа, прикотором амплитуда прошедшей продольной волны составляла приблизительно80 % экрана А-скана дефектоскопа, от угла ввода ультразвуковых колебаний вобразцы из углепластика:№ 1э (Рис.

2.4) при двух направлениях прозвучивания относительно расположения волокон в образцах: вдоль направления расположения волокон слоев укладки «0˚»; вдоль направления расположения волокон слоев укладки «90˚»;№ 2э (Рис. 2.5) при трех направлениях прозвучивания относительно расположения волокон в образцах: вдоль направления расположения волокон слоев укладки «0˚»;41 вдоль направления расположения волокон слоев укладки «90˚»; вдоль направления расположения волокон слоев укладки «+45˚».Рис.

2.4. Зависимость усиления дефектоскопа для прошедшей продольнойволны от угла ее ввода в образец из углепластика № 1эИз графика, представленного на Рис. 2.4 видно, что при углах ввода от 0˚до 10˚ для обоих направлений прозвучивания не требуется большого добавления усиления дефектоскопа, разница в усилении на 1…2 дБ обусловлены лишьувеличением пути прохождения ультразвука от излучателя к приемнику. Приуглах от 11˚ до 60˚ наблюдается резкое падение амплитуды прошедшего ультразвукового сигнала (требуется существенного добавления усиления), причемдля обоих направлений прозвучивания падение амплитуды прошедшего ультразвукового сигнала практически одинаковое, что, в частности, можно объяснить одинаковым количеством слоев с укладкой «0˚» и «90˚», чередующихсядруг через друга. Также следует отметить, что при углах от 20˚ пришедшийультразвуковой сигнал начинает расширяться и представлять собой суммумножества сигналов, накладывающихся друг на друга, что в конечном итогеявляется мешающим фактором.42Рис.

2.5. Зависимость усиления дефектоскопа для прошедшей продольной волны от угла ее ввода в образец из углепластика № 2эГрафик Рис. 2.5 так же показывает, что при углах ввода от 0˚ до 10˚ длявсех трех направлений провучивания не требуется большого изменения усиления дефектоскопа, а разница в усилении на 1…2 дБ также обусловлена лишьувеличением пути прохождения ультразвука от излучателя к приемнику, а приуглах от 11˚ до 60˚ наблюдается резкое падение амплитуды прошедшего ультразвукового сигнала (требуется существенного добавления усиления). Можнозаметить тот факт, что величина добавочного усиления зависит и от количестваслоев, вдоль которых происходит изменение угла ввода.

Так, при измененииугла ввода относительно слоев «0˚», которых образце №1 из углепластика 36,при больших углах ввода требуется значительно меньше усиления прошедшегосигнала, чем при изменении угла ввода относительно слоев «90˚» и «45˚», которых образце 9 и 10 соответственно. При увеличении угла ввода форма приня-43того импульса также сильно искажается в зависимости от направления прозвучивания.Результаты, полученные при проведении экспериментов на обоих образцах с разной укладкой слоев, говорят о том, что в углепластике на каждом изслоев, а точнее на границе раздела волокно-матрица, происходят переотражения и рассеивания ультразвуковых волн, и эти физические явления все большепроявляются при увеличении угла ввода.

Вследствие этого, прошедший сигналискажается и представляет собой сумму переотраженных и рассеянных ультразвуковых сигналов, что не позволяет идентифицировать сигналы от внутреннихнесплошностей материала при проведении контроля. Установлена также ещеодна закономерность, что проходимость ультразвуковой волны при большихуглах ввода сильно зависит от укладки слоев преперега, образующих углепластик.Поскольку ультразвуковой контроль монолитных конструкций из углепластика с использованием АР и ФАР осуществляется с применением эхоимпульсного метода, был проведен дополнительный эксперимент, подтверждающий, что результаты, полученные для теневого метода контроля, применимы и для эхо-импульсного метода. Суть эксперимента заключалась в проведении замера амплитуд отраженных импульсов и расчет затухания ультразвуковой волны в зависимости от угла ввода в углепластик.Для проведения эксперимента из образца № 2э был вырезан образец (см.Рис.

2.6), одна из сторон которого имела цилиндрическую форму с радиусом,равным толщине образца.Рисунок 2.6. Образец из углепластика для измерения затухания в зависимостиот угла ввода при эхо-импульсном контроле44В качестве аппаратуры использовался ультразвуковой дефектоскопOmniScan MX, преобразователь на фазированной антенной решетке с рабочейчастотой 5 МГц, призма из полистирола толщиной h pr= 20 мм и контактнаяжидкость – дистиллированная вода. Схема эксперимента приведена на Рис. 2.7.Рис.

2.7. Схема проведения эксперимента по измерению затуханияв углепластике в зависимости от угла вводаПроводилось измерение амплитуд эхо-сигналов, от торца призмы безустановки ее на образец (Gpr1) и после установки на образец, предварительносмочив его контактной жидкостью (Gpr2). После установки призмы на образец,меняя угол ввода ультразвуковых колебаний в образец, измерялись амплитудыпервого и второго донных эхо-сигналов, отраженных от цилиндрической поверхности образца (Gd1 и Gd2). Далее с учетом пройденных путей в призме иобразце проводился расчет затухания в соответствии с методикой расчета приведенной в [105].

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6505
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее