10.14489/td.2019.05.pp.026-031

2019, 05 май (Mayl)

DOI: 10.14489/td.2019.05.pp.026-031

Каледин В. О., Вячкин Е. С., Вячкина Е. А., Будадин О. Н., Козельская С. О.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НАГРЕВЕ ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ
(с. 26-31)

Аннотация. Рассмотрены динамические температурные поля на поверхности пластины при действии точечного источника тепла. Показано, что измерение параметров полей позволяет определить положение источника по глубине и в плане, что может быть применено при неразрушающем контроле.

Ключевые слова: тепловой контроль, теплопроводность, композиционные материалы, динамические температурные поля, метод конечных элементов.

Kaledin V. O., Vyachkin E. S., Vyachkina Е. A., Budadin O. N., Kozelskaya S. O.
INVESTIGATION OF THE POSSIBILITY OF THERMAL CONTROL OF POLYMER COMPOSITE STRUCTURES WHILE HEATING BY THE INTERNAL SOURCE
(pp. 26-31)

Abstract. Dynamic temperature fields on the surface of a polymer composite material under the action of an internal heat source are considered. It is shown that the use of thermal control based on the measurement and analysis of the temperature field parameters allows detecting a defect (heat source) in the material and determining its depth and coordinates. The studies have shown the possibility of using thermal control to detect internal defects in products made of polymer composite materials when creating internal heat sources in the vicinity of defects with the use of modern thermograph systems that provide the registration of changing the temperature field of 0.1 deg and higher. The numerical solution using the finite element method and the time difference scheme is in good agreement with the analytical solution when choosing grid steps: the error is reduced to 2.4% already at a distance of three grid steps from the source. It is shown that on the basis of the measurement of the parameters of dynamic temperature fields, it is possible to determine the location of the depth of the defect (internal heating source) and its area coordinates that makes it possible significantly to extend the scope of application of thermal control.

Keywords: thermal control, thermal conductivity, composite materials, dynamic temperature fields, finite element method.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. О. Каледин, Е. С. Вячкин, Е. А. Вячкина (Новокузнецкий институт (филиал) Кемеровского государственного университета, Новокузнецк, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
О. Н. Будадин, С. О. Козельская (АО «Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения», Хотьково, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. O. Kaledin, E. S. Vyachkin, Е. А. Vyachkinа (Novokuznetsk Institute (Branch) of Kemerovo State University, Novokuznetsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
O. N. Budadin, S. O. Kozelskaya (Central Research Institute for Special Machinery, JSC, Khotkovo, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Троицкий В. А., Карманов М. Н., Троицкая Н. В. Неразрушающий контроль качества композиционных материалов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2014. № 3. С. 29 – 33.
2. Троицкий В. А. Пособие по радиографии сварных соединений. Киев: Феникс, 2008. 312 с.
3. Мурашов В. В. Контроль многослойных клееных конструкций из полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. 2011. № 10. С. 16 – 23.
4. Вавилов В. П., Хорев В. С., Чулков А. О. Исследование метода ультразвукового инфракрасного контроля трещин в композитных материалах // Контроль и диагностика. 2012. Спецвыпуск. С. 197 – 201.
5. Stoessel R., Wirjadi O., Godehardt M. Analysis of inner fracture surfaces in CFRP based on μ-CT image // Conference on Industrial Computed Tomography (ICT). 19 – 21 Sept., 2012, Wels, Austria. Wels, 2012.
6. Ширяев В. В., Хорев В. С. Тепловой контроль ударных повреждений в углепластике с применением ультразвуковой стимуляции // Контроль. Диагностика. 2011. Спецвыпуск. С. 112 – 114.
7. Грибов А. Ф., Жидков Е. Н., Краснов И. К. О численном решении обратной задачи теплопроводности // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 9. С. 19.
8. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976. 464 с.
9. Каледин В. О., Шеметов В. А. Электроразведка угольных пластов при использовании метода конечных элементов с применением сокращенной факторизационной схемы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1996. Вып. 5. С. 33 – 36.
10. Шеметов В. А. Моделирование методов постоянного тока в задачах электроразведки для сложного разреза с использованием метода конечных элементов: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук (05.13.16 – применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях). Новокузнецк, 1997. 16 с.
11. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 487 с.

Eng

1. Troitskiy V. A., Karmanov M. N., Troitskaya N. V. (2014). Non-destructive quality inspection of composite materials. Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayuschiy kontrol', (3), pp. 29 – 33. [in Russian language]
2. Troitskiy V. A. (2008). Manual on radiography of welded joints. Kiev: Feniks. [in Russian language]
3. Murashov V. V. (2011). Testing multilayered glued constructions from polymeric composite materials. Klei. Germetiki. Tekhnologii, (10), pp. 16 – 23. [in Russian language]
4. Vavilov V. P., Horev V. S., Chulkov A. O. (2012). Study of the method of ultrasonic infrared crack testing in composite materials. Kontrol' i diagnostika. Spetsvypusk, pp. 197 – 201. [in Russian language]
5. Stoessel R., Wirjadi O., Godehardt M. (2012). Analysis of inner fracture surfaces in CFRP based on μ-CT image. Conference on Industrial Computed Tomography (ICT). Wels.
6. Shiryaev V. V., Horev V. S. (2011). Thermal testing of shock damage in CFRP using ultrasonic stimulation. Kontrol'. Diagnostika. Spetsvypusk, pp. 112 – 114. [in Russian language]
7. Gribov A. F., Zhidkov Е. N., Krasnov I. K. (2013). On the numerical solution of the inverse heat conduction problem. Inzhenerniy zhurnal: nauka i innovatsii, (9). [in Russian language]
8. Oden Dzh. (1976). Finite elements in nonlinear mechanics of continuous media. Moscow: Mir. [in Russian language]
9. Kaledin V. O., Shemetov V. A. (1995). Electrical exploration of coal seams using the finite element method using a reduced factorization scheme. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten', (5), pp. 33 – 36. [in Russian language]
10. Shemetov V. A. (1997). Modeling of direct current methods in electrical prospecting tasks for a complex section using the finite element method. Novokuznetsk. [in Russian language]
11. Karslou G., Еger D. (1964). Thermal conductivity of solids. Moscow: Nauka. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

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.2019.05.pp.026-031

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

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.2019.05.pp.026-031

and fill out the form