опп_Григорьев_МВ (Разработка технологий неразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых антенных решеток)

В диссертационный совет Д212.141.01 при МГТУ им. Н Э. Баумана ОТЗЫВ официального оппонента по диссертационной работе Бойчука Александра Сергеевича «Разработка технологий неразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых антенных решеток», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.11— Методы контроля и диагностики в машиностроении Актуальность темы диссертации и содержание работы Обеспечение надежной и безопасной эксплуатации любой конструкции и, в частности, монолитных конструкций из углепластика, неразрывно связано с эффективностью применяемых технологий и средств неразрушающего контроля (НК) их деталей и агрегатов на всех стадиях жизненного цикла:производство, эксплуатация и ремонт. Анализ факторов, определяющих эффективность применения той или иной системы, показывает, что наиболее перспективными для монолитных конструкций из углепластика являются технологии и средства НК, базирующиеся на использовании ультразвуковых методов.

Последние позволяют обеспечить надежное выявление и регистрацию, как производственных, так и эксплуатационных дефектов, высокую способность к автоматизации процесса контроля, что особенно актуально для исключения влияния «человеческого фактора». При этом, как показывает практика диагностирования изделий из металла, информативность и надежность результатов ультразвукового контроля существенно повышается при использовании техники антенных решеток.

К сожалению, как у нас в стране, так и за рубежом, до настоящего времени, возможности и особенности применения антенных решеток в технологиях ультразвукового контроля качества монолитных конструкций из углепластика были практически не изучены. В этой связи, диссертационная работа А.С. Бойчука посвящена исследованию особенностей процесса распространения ультразвуковых волн в монолитных конструкциях из углепластика и разработке, на основе этих результатов, технологий неразрушающего контроля базирующихся на технике антенных решеток, с соответствующей оценкой для них вероятности обнаружения наиболее опасных производственных дефектов, таких как расслоения, посторонние включения и пористость, а также эксплуатационных — ударных повреждений и отслоений.

С целью предъявления обоснованных требований к технологиям неразрушающего контроля автором проведен анализ типов ответственных деталей и конструкций из ПКМ, в частности монолитных конструкций из угле пластика, технологий их производства, характерных для этих конструкций дефектов, а также анализ существующих методов их неразрушающего контроля. Проведен литературный обзор алгоритмов и их реализаций при проведении вероятностной оценке достоверности результатов неразрушающего контроля. Основная часть работы посвящена теоретическому и экспериментальному обоснованию выбора способа ввода ультразвуковых колебаний в углепластик при использовании эхо-импульсного метода контроля.

Для решения данной задачи были проведены исследования особенностей прохождения ультразвуковых колебаний через углепластик под разными углами относительно нормали к поверхности их ввода в контролируемый материал. Экспериментальные исследования проводились на специальных образцах из углепластика, подобных типичным деталям и конструкциям из ПКМ простой и сложной формы, содержащих искусственные дефекты, имитирующие типичные производственные и эксплуатационные дефекты ПКМ. При этом использовались различные типы ультразвуковых антенных решеток отечественных и зарубежных производителей. Для создания акустического контакта между секторной решеткой и радиусной зоной Т-образного фазированной антенной Новизна и достоверность научных результатов В результате диссертационной работы установлены границы применимости наклонного ввода ультразвуковых колебаний при контроле монолитных деталей и конструкций из углепластика ультразвуковым эхоимпульсным методом.

Показано, что с учетом особенностей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн в углепластике, наиболее эффективным является использование продольной волны с углом ввода не более 10'. соединения стрингера с обшивкой стрингерных панелей были предложены две оригинальных конструкций оправок с контактной средой из полистирола и аквалена. Далее автором работы рассмотрены прикладные аспекты разработки технологий ультразвукового неразрушающего контроля монолитных конструкций из ПКМ, в частности из углепластика, с применением антенных решеток.

В завершении, автором представлен алгоритм и его реализация при проведении оценки вероятности обнаружения дефектов в монолитных деталях и конструкциях из углепластика по предложенной технологии неразрушающего контроля с применением техники ультразвуковых антенных решеток.

В работе предложено при контроле антенными решетками монолитных деталей и конструкций из углепластика с криволинейной поверхностью, вместо традиционных призм из полистирола или оргстекла, которые приводят к ошибкам в интерпретации результатов контроля, в качестве контактной среды использовать аквален или комбинированную контактную среду, состоящую из воды и аквалена.

Достоверность и точность результатов работы подтверждается использованием научно-обоснованных и апробированных методик инженерного анализа и обработки данных с использованием современных систем автоматизированного проектирования, результатами опытной верификации полученных теоретических результатов. Практическая значимость В работе созданы технологии ультразвукового неразрушающего контроля деталей и конструкций из ПКМ, применяемых в воздушных судах и крупногабаритных конструкций из ПКМ, применяемых в ближнесреднемагистральных самолетах семейства МС-21.

Разработана методика для оценки вероятности обнаружения дефектов от их размеров в монолитных деталях и конструкциях из углепластика при ультразвуковом эхо-импульсного неразрушающем контроле с использованием антенных решеток и одноэлементных пьезоэлектрических преобразователей. Результаты работы внедрены в ОАО «ОКБ Сухого» и АО «Аэрокомпозит». Кроме того, результаты диссертационной работы были использованы в учебном процессе при проведении стажировки специалистов авиакосмической отрасли промышленности в рамках реализации Президентской программы повышения квалификации инженерных кадров на 2012-2014 годы по теме «Современные композиционные материалы для авиационной техники, технологии их получения, методы исследований и испытаний». Диссертация и автореферат, а также их оформление соответствуют требованиям Положения о присуждении ученых степеней.

Автореферат соответствует основному содержанию диссертации, которое представляет собой завершенную научную работу с последовательным решением поставленных задач. Полученные основные и теоретические результаты в достаточной степени отражены в опубликованных работах и в докладах, сделанных на семинарах и конференциях. Недостатки и замечания но материалам работы 1.

В предложенных в работе технологиях неразрушающего контроля недостаточно четко формализован выбор параметров контроля для различных схем укладок слоев препрега углепластика. 2. В работе недостаточно обоснован объем выборки образцов для исследования влияния различных схем укладки препрега углепластика на распространение ультразвуковых колебаний при их нормальном вводе в контролируемый материал. Отмеченные недостатки не снижают ценности выполненного исследования и не влияют на главные теоретические и практические результаты диссертации. Заключение Диссертационная работа Бойчука Александра Сергеевича является завершенной научной работой, в которой на основании выполненных автором исследований предложены технологии неразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых антенных решеток, что имеет важное значение для повышения их качества при изготовлении и эксплуатационной надежности выполненных из них деталей и узлов ответственных конструкций.

Диссертационная работа полностью отвечает требованиям п.9 Положения о присуждении ученых степеней, а ее автор — Бойчук Александр Сергеевич — заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.11 — Методы контроля и диагностики в машиностроении. Официальный оппонент Заместитель директора по научной работе ФГАУ «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э.

Баумана», к.т.н М.В.Григорьев Место работы: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская улица, 5 телефон: 8-499-261-96-59 е-та11: 8г18ог1еч.тчфта11.гц Подпись руки М.В. Григорьева .