|
DOI: 10.14489/td.2018.07.pp.020-029
Мурашов В. В.
МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СОСТАВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ. Часть 2
(c. 20-29)
Аннотация. Рассмотрены физические основы ультразвуковых методов отражения и прохождения, применяемых для диагностики полимерных композиционных материалов (ПКМ). Предложено оценивать степень накопления микроповреждений в ПКМ по их прочностным характеристикам, определяемым неразрушающим методом по комплексному параметру, включающему значения скорости распространения импульса ультразвуковых колебаний (УЗК) в плоскости изделия и значения частоты основной составляющей спектра импульса УЗК, прошедшего изделие по толщине в прямом и обратном направлениях. Указано, что для диагностики материалов целесообразно возбуждать в изделии продольную волну и волну, подобную симметричной волне нулевого порядка. Приведены выражения для определения по измеренным скоростям продольных и поперечных волн модулей Юнга, модулей сдвига, коэффициентов Пуассона в произвольном направлении и предложены выражения, описывающие анизотропию прочностных свойств. Показаны возможности лазерно-акустического способа ультразвукового контроля при диагностике ПКМ, приведены схемы оптико-акустических преобразователей для реализации широкополосной акустической спектроскопии и даны экспериментально определенные точностные характеристики определения физико-механических свойств ПКМ. Представлен новый способ вычисления критерия SWF при диагностике ПКМ ультразвуковым реверберационно-сквозным методом.
Ключевые слова: полимерные композиционные материалы (ПКМ), акустические характеристики материала, ультразвуковые продольные волны, волны Лэмба, информативные параметры диагностики.
Murashov V. V.
METHODOLOGY OF RESEARCH OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES AND STRUCTURE OF POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS BY METHODS OF TECHNICAL DIAGNOSTICS. Part 2
(pp. 20-29)
Abstract. Physical the bases of ultrasonic methods of reflection and through transmission, polymeric composite materials (PCM) applied to diagnostics are covered. It is offered to evaluate extent of accumulation of microdamages to PCM according to their strength characteristics determined by nondestructive method on complex parameter, including values of velocity of propagation of pulse of ultrasonic oscillations (USO) in the plane of product and frequency rate of the main spectrum component of impulse of USO which has passed product on thickness in the direct and return directions. It is specified that for diagnostics of materials it is advisable to excite a longitudinal wave and the wave similar to symmetric wave of zero order in product. Expressions for definition on the measured speeds of longitudinal and transverse waves of modules the Ship's boy are given, modules of shift, Puasson's factors in any direction and the expressions describing anisotropy of strength properties are offered. Possibilities of laser and acoustic way of ultrasonic control are shown at PCM diagnostics, schemes of optiko-acoustic probes for implementation of broadband acoustic spectroscopy are provided and experimentally certain precision characteristics of the PCM physical and mechanical properties are defined. The new way of calculation of criterion of SWF is provided at PCM diagnostics by acoustic-ultrasonic method.
Keywords: polymer composite materials (PCM), acoustic characteristics of materials, ultrasonic longitudinal waves, lamb waves, the informative parameters of the diagnostic.
В. В. Мурашов (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. V. Murashov (FSUE “VIAM” SSC of the Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Мурашов В. В. К вопросу определения упругих и прочностных свойств полимерных композиционных материалов акустическим комплексным методом // Деформация и разрушение материалов. 2014. № 11. С. 39 – 45.
2. Мурашов В. В. Определение прочностных характеристик полимерных композиционных материалов ультразвуковым методом // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 10. С. 47 – 55.
3. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Нау-ка, 1966. С. 84 – 87.
4. Ермолов И. Н., Вопилкин А. Х., Бадалян В. Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии: крат. справочник. М.: Эхо+, 2000. 108 с.
5. Rose J. L., Soley L. E. Ultrasonic guided waves for anomaly detection in aircraft components // Materials Evaluation. 2000. September. Р. 1080 – 1086.
6. Ашкенази Е. К. Анизотропия машиностроительных материалов. Л.: Машиностроение, 1969. С. 37 – 39.
7. Мурашов В. В., Румянцев А. Ф. Внедрение лазерных технологий в диагностику физико-механических свойств полимерных композиционных материалов // Материалы XVII Рос. науч.-техн. конф. с международным участием. Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2005. C. 248.
8. Мурашов В. В. Определение прочностных характеристик углепластиков в монолитных и интегральных конструкциях лазерно-акустическим способом ультразвукового контроля // Материаловедение. 2016. № 11. С. 9 – 16.
9. Murashov V. Non-destructive testing and evaluation designs by the acoustic methods. Saarbrücken: LAM-BERT Academic Publishing, 2017. 167 p.
10. Гусев В. Э., Карабутов А. А. Лазерная оптоакустика. М.: Наука, 1991. 304 с.
11. Пат. 2214590 РФ. Способ определения физико-механических характеристик полимерных композиционных материалов и устройство для его осуществления /Г. М. Гуняев, Е. Н. Каблов, А. А. Карабутов и др.; опубл. 20.10.2003 // Бюл. 2003. № 29.
12. Карабутов А. А., Пеливанов И. М., Подымова Н. Б., Резников А. В. Применение ND:YAG-лазера с диодной накачкой в неразрушающем ультразвуковом контроле графито-эпоксидных композитов // Контроль. Диагностика. 2002. № 11. С. 24 – 29.
13. Мурашов В. В., Мишуров К. С. Определение пористости углепластиков в авиационных конструкциях ультразвуковым методом // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 2. С. 88 – 92. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-88-92.
14. Генералов А. С., Мурашов В. В., Далин М. А., Бойчук А. С. Диагностика полимерных композитов ультразвуковым реверберационно-сквозным методом // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 1. С. 42 – 47.
15. Генералов А. С., Мурашов В. В., Далин М. А. и др. Оценка эффективности применения способов вычисления критерия SWF для определения прочности элементов конструкций из углепластика реверберационно-сквозным методом // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. № 1. С. 39 – 43.
16. Генералов А. С., Мурашов В. В., Косарина Е. И., Бойчук А. С. Построение и анализ корреляционных связей для оценки прочностных свойств углепластиков реверберационно-сквозным методом // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 1. С. 58 – 63. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-1-58-63.
1. Murashov V. V. (2014). Determination of elastic and strength properties of polymer composite materials using acoustic complex method. Deformaciya i razrushenie materialov, (11), pp. 39-45. [in Russian language]
2. Murashov V. V. (2016). Determination of strength characteristics of polymeric composite materials using ultrasonic method. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 82(10), pp. 47-55. [in Russian language]
3. Viktorov I. A. (1966). The physical basis for the use of ultrasonic Rayleigh and Lamb waves in engineering. Moscow: Nauka. [in Russian language]
4. Ermolov I. N., Vopilkin A. Kh., Badalian V. G. (2000). Calculations in ultrasonic testing: quick reference. Moscow: NPTs NK «EKhO». [in Russian language]
5. Rose J. L., Soley L. E. (2000). Ultrasonic guided waves for anomaly detection in aircraft components. Materials Evaluation, pp. 1080-1086.
6. Ashkenazi E. K. (1969). Anisotropy of engineering materials. (pp. 37-39). Leningrad: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Murashov V. V., Rumyancev A. F. (2005). Introduction of laser technologies in diagnostics of physical and mechanical properties of polymeric composite materials. Proceedings of the XVII Russian scientific and practical conference with international participation. Ekaterinburg: IMASH UrO RAN. [in Russian language]
8. Murashov V. V. (2016). Determination of the strength characteristics of carbon plastics in monolithic and integral structures using laser-acoustic method of ultrasonic testing. Materialovedenie, (11), pp. 9-16. [in Russian language]
9. Murashov V. (2017). Non-destructive testing and evaluation designs by the acoustic methods. Saarbrücken: LAMBERT Academic Publishing.
11. Kablov E. N., Guniaev G. M., Karabutov A. A. et al. (2003). Method for determining the physical and mechanical characteristics of PCM and device for its realization. Ru Patent No. 2214590. Russian Federation. [in Russian language]
12. Karabutov A. A., Pelivanov I. M., Podymova N. B., Reznikov A. V. (2002). Using ND: YAG-laser with diode pumping in non-destructive ultrasonic testing of graphiteepoxy composites. Kontrol'. Diagnostika, (11), pp. 24-29. [in Russian language]
13. Murashov V. V., Mishurov K. S. (2015). Determination of the porosity of carbon plastics in aircraft structures using ultrasonic method. Aviacionnye materialy i tekhnologii, (2), pp. 88-92. doi: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-88-92. [in Russian language]
14. Generalov A. S., Murashov V. V., Dalin M. A., Boychuk A. S. (2012). Diagnostics of polymer composites by ultrasonic reverberation-through method. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 42-47. [in Russian language]
15. Generalov A. S., Murashov V. V., Dalin M. A. et al. (2013). Estimation of the effectiveness of the application of the methods for calculating the SWF criterion for determining the strength of structural elements made of carbon fiber using reverberation-through method. Promyshlennye ASU i kontrollery, (1), pp. 39-43. [in Russian language]
16. Generalov A. S., Murashov V. V., Kosarina E. I., Boychuk A. S. (2014). Construction and analysis of correlation relationships for the evaluation of the strength properties of carbon plastics using reverberation-through method. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 58-63. doi: 10.18577/2071-9140-2014-0-1-58-63. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2018.07.pp.020-029
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2018.07.pp.020-029
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»