Диссертация (1026120), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Пропитка свя-52зующим RТМ-4 проводилась при температуре 70-80 °С. После появления связующего в ловушке кран подачи связующего перекрывался и отверждение образца проводилось по специальному режиму.Рис. 3.3. Фото образцов №3 и № 4 с искусственными дефектамиВ отформованных образцах изготовлено по 9 плоскодонных отражателейдиаметром 5 мм, 7 мм и 10 мм. Образцы предназначены для оценки акустических свойств материалов, получаемых пропиткой под давлением.Данный комплект образцов прошел метрологическую аттестацию и выпущено свидетельство о его метрологической аттестации (Приложение П.2).Дополнительно с 4-мя образцами, которые вошли в комплект рабочихстандартных образцов (РСО), для проведения неразрушающих исследованийбыли использованы ранее изготовленные 4 образца (плоские панели) с разнымитолщинами для выбора частот фазированных антенных решеток при НК конструкций из ПКМ разной толщины.
Три дополнительных образца с толщинами3,7 мм, 9,2 мм и 23,4 мм были изготовлены методом автоклавного формованияиз углепластика ВКУ-17КЭ0,1, один образец с толщиной 2,1 мм изготовлен изуглепластика ВК-36РТ/Т-700 с использованием гидравлического пресса.3.1.2. Образцы для проведения неразрушающих исследованийинтегральных конструкций из углепластика с использованием техникиультразвуковых антенных решетокВ настоящее время трудно представить детали и конструкции современной авиационной, космической и др.
техники без интегральных конструкций,53таких как стрингерных панелей, панелей с вогнутой и выпуклой поверхностьюи т.п. В связи с этим, были созданы эскизы (Приложение 3) и изготовлены конструктивно подобные образцы (стрингерные панели двух типов соединениястрингера к обшивке) из углепластика для проведения неразрушающих исследований интегральных монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых фазированных антенных решеток.Стрингерные панели изготавливались из углепластика ВКУ-17КЭ0,1 (изклеевого препрега КМКУ-3.150.Э0Д.45, полученного из однонаправленной углеродной ленты ЭЛУР-П и клея ВК-36) методом автоклавного формования сосхемой выкладки слоев препрега [0°/90°].В стрингерные панели между слоями препрега были заложены искусственные несплошности (дефекты) из фторопластовых пленок толщиной40 мкм и диаметром 8 мм, а также в образцах после их формования были отфрезерованы плоскодонные отражатели диаметром 8 мм. Дефекты в виде фторопластовых пленок закладывались в различные зоны и на разные глубины какпоказано на Рис.
3.4 и Рис. 3.5.а – несплошность между слоями, образующими панельб – несплошность между слоями, образующими полку стрингера и панельв – несплошность между слоями, образующими панель и жгутовым заполнителемг – несплошность между слоями, образующими стрингер и жгутовым заполнителемд – несплошность между слоями, образующими стрингерРис. 3.4. Расположение дефектов в стрингерной панели №154а – несплошность между слоями, образующими панельб –несплошность клеевого соединения между элементами «панель» и «стрингер»в – несплошность клеевого соединения между элементами «панель и «стрингер»г – несплошность клеевого соединения между элементами «панель и «стрингер»д – несплошость клеевого соединения между элементами стрингерае –несплошность между слоями, образующими стрингер (в горизонтальной части)ж – несплошность между слоями, образующими стрингер (в вертикальной части)Рис.
3.5. Расположение дефектов в стрингерной панели №2В качестве несплошности типа «г» в стрингерные панели №1 и №2, помимо фторопластовой пленки, закладывались фрагменты вставок из термостойкого RTV-силикона.В итоге для исследований было изготовлено две стрингерные панели стремя ступенями разных толщин и тремя толщинами ребер:– стрингерная панель №1 (Рис. 3.6) с размерами по площади 460×470 ммразделенная на три ступени с толщинами 3 мм, 5,5 мм и 11,5 мм. К первой ступени приформован стрингер с толщиной ребра 2 мм, толщиной полок 1 мм ирадиусом перехода полки стрингера в ребро 2 мм. Ко второй ступени приформован стрингер с толщиной ребра5 мм, толщиной полки 2,5 мм и радиусомперехода полки стрингера в ребро 3 мм.
К третьейступени приформован55стрингер с толщиной ребра 7 мм, толщиной полки 3,5 мм и радиусом переходаполки стрингера в ребро 3 мм.Рис. 3.6. Фото стрингерной панели №1– стрингерная панель №2 (Рис. 3.7) с размерами по площади 470×470 ммразделенная на три ступени с толщинами 3 мм, 6 мм и 12,5 мм. К первой ступени приформован стрингер с толщиной ребра 2 мм, толщиной полок 0,72 мм ирадиусом перехода полки стрингера в ребро 2 мм. Ко второй ступени приформован стрингер с толщиной ребра 5 мм, толщиной полки 2 мм и радиусом перехода полки стрингера в ребро 3 мм. К третьей ступени приформован стрингерс толщиной ребра 7 мм, толщиной полки 2,5 мм и радиусом перехода полкистрингера в ребро 3 мм.Рисунок 3.7.
Фото стрингерной панели №2563.2. Неразрушающие исследования и выбор оптимальных параметров контроля простых конструкций из углепластика с использованием техникиультразвуковых антенных решетокНа специально изготовленных образцах плоских панелей №1-4(ком-плекте РСО) были проведены исследования с использованием ультразвуковыхАР. Исследования проводились с использованием зарубежного и отечественного оборудования. Из зарубежных производителей использовалось оборудованиеяпонской фирмы Olympus, крупнейшей фирмы-производителя дефектоскопического оборудования для НК качества материалов. В исследованиях использовался дефектоскоп Omniscan PA 16:128, ультразвуковые линейных фазированные антенные решетки Olympus NDT 3.5L-64-NW1 с рабочей частотой 3.5МГц, Olympus NDT 5L-128-13 с рабочей частотой 5 МГц, Olympus NDT 5L-64NW1 с рабочей частотой 5 МГц, а также датчик пути (Encoder) и двухкоординатный X-Y сканера (Рис.
3.8).Рис. 3.8. Дефектоскоп Omniscan PA 16:128 в комплекте с ФАРИз отечественных фирм использовалось оборудование компании ООО«Акустические Контрольные Системы» (ООО «АКС»). Здесь были использова-57ны для исследований дефектоскоп-томограф «А1550 IntroVisor» с антенной решеткой М9061 с рабочей частотой 4 МГц (Рис. 3.9).Рис. 3.9. Дефектоскоп-томограф «А1550 IntroVisor»Для уменьшения неконтролируемых приповерхностных мертвых зон было решено использовать специальные линии задержки (призмы) из оргстекла иполистирола (Рис.
3.10).Рис. 3.10. Призмы из оргстекла и полистиролаВеличина линии задержки выбиралась таким образом, чтобы второй отраженный эхо-импульс от торца линии задержки располагался на экране дефек-58тоскопа на развертке типа «А» после эхо-импульса от донной поверхности объекта контроля (ОК) (см. Рис. 3.11).Рис. 3.11. А-скан при использовании линии задержкиЭту величину можно приближенно рассчитать с использованием следующего выражения:сLз H max з 1,сугде сз – скорость продольной волны в материале задержки, мм/мкс; су – скорость продольной волны при её распространении в контролируемом углепластике поперек слоёв, мм/мкс; Нmax – максимальная толщина исследуемого объекта контроля.Для создания акустического контакта между антенной решеткой и образцами из углепластика в качестве контактной жидкости использовалась дистиллированная вода по ГОСТ 6709 или смесь дистиллированной воды с этиловымректификованным спиртом ГОСТ Р 51652 или ГОСТ 18300.
В отличие от контроля металлических изделий для контроля ПКМ не рекомендуется использовать глицерин, т.к. он после проведения контроля плохо смывается, что в дальнейшем может препятствовать нанесению функционального покрытия (могут59образовываться дефекты между поверхность ПМК и покрытием). В редких случаях допускается использование специальных гелей. Использование этиловогоректификованного спирта вместе с водой улучшает смачиваемость поверхностиобъекта контроля из углепластика.На начальной стадии неразрушающих исследований образцов из углепластика с использованием ультразвуковых АР проводились исследования образца№1 из комплекта РСО и 4-х образцов с толщинами 2,1 мм, 3,7 мм, 9,2 мм и23,4 мм с целью определения используемых частот ультразвуковых колебанийи зависимости мертвых зон материала от частоты.Для проведения исследований использовались АР с частотами 3,5 МГц,4 МГц и 5 МГц.
На практике для контроля выбирается наибольшая возможнаячастота, что позволяет увеличить проконтролированный объем вследствиеснижения величины приповерхностных и придонных мертвых зон.Настройка временной регулировки чувствительности (ВРЧ), как и приэхо-импульсном контроле с использованием одноэлементных ПЭП, осуществлялась по плоскодонным отражателям в плоском образце.
В данном случае использовались плоскодонные отражатели диаметром 5 мм. Результаты исследований представлены в Таблице 2.Таблица 2.Результаты исследований по выбору частот ультразвуковых колебанийТип преобразователя,частотаТолщина исследуемыхобразцов, ммВеличина«мертвой зоны», мм2,1; 3,7; 9,20,3…0,523,40,52,1; 3,7; 9,20,523,40,52,1; 3,7; 9,2; 23,40,5Одноэлементный ПЭП, 5 МГц2,5…100,5Одноэлементный ПЭП, 2,5 МГц10…170,5…0,7ФАР Olympus, 5 МГцФАР Olympus, 3,5 МГцАР «АКС», 4 МГц60Анализируя данные Таблицы 2 можно сделать вывод, что для контроляплоских панелей из углепластика с толщинами от 2 мм до 10 мм целесообразноиспользовать ФАР с частотой 5 МГц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
