10.14489/td.2022.11.pp.004-010

2022, 11 ноябрь (November)

DOI: 10.14489/td.2022.11.pp.004-010

Коновалов А. М., Кугушев В. И.
ЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОНСТРУКЦИЙ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ПЛАСТИН, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ ВЫЯВИТЬ ЗАДАННЫЕ НЕДОПУСТИМЫЕ РАЗМЕРЫ ТРЕЩИН
(c. 4-10)

Аннотация. Представлен метод определения параметров собственных колебаний объекта контроля, позволяющий выявлять размеры трещин конструкций, состоящих из пластин. Применение этого метода особенно актуально для осуществления мониторинга больших конструкций, которые требуют больших временны́х затрат при использовании других методов неразрушающего контроля. Связь между параметрами собственных колебаний и размером трещин построена на использовании математической модели носителя свободной энергии колебаний и динамической теории трещин. В результате получены диаграммы для различных типов деформации берегов трещины, по которым для заданной недопустимой длины трещины в пластине определяются длина волны и частота собственных колебаний, выявляющие ее наличие. Приведен пример необходимого набора форм собственных колебаний пластинчатой конструкции для обеспечения эффективного неразрушающего контроля.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, собственные колебания, свободная энергия, геометрическая интерпретация, трещина, пластина.

Konovalov А. M., Kugushev V. I.
FREQUENCY PARAMETERS OF NATURAL OSCILLATIONS IN PLATE STRUCTURES TO DETECT PRESET INADMISSIBLE CRACK SIZES
(pp. 4-10)

Abstract. The method for determining the parameters of natural oscillations of an object under test is offered, which allows detecting crack sizes in structures made of plates. The use of this method is particularly relevant for monitoring large structures that takes much time if other NDT types are used. The relation between the natural oscillations parameters and crack sizes is built on the use of the mathematical model of the energy carrier of free oscillations, and on dynamic crack theory. Resultant diagrams are made for various deformation types on crack edges, to be used to determine wave length and frequency of natural oscillations in a plate against a preset inadmissible crack length, thus enabling crack detection. To ensure efficient non-destructive testing, an example of essential set of forms of natural oscillations for a plate structure is given.

Keywords: NDT, natural oscillations, free energy, geometrical interpretation, crack, plate.

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

Рус

А. М. Коновалов, В. И. Кугушев (АО «ЦКБ МТ «Рубин», Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

А. M. Konovalov, V. I. Kugushev (Joint-stock company “CDB ME “Rubin”, St-Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ахтямов А. М., Муфтахов А. В., Ямилова Л. С. Определение вида и параметров закрепления стержня по собственным частотам его колебаний // Акустический журнал. 2008. Т. 54, № 2. С. 181 – 188.
2. Ахтямов А. М., Урманчеев С. Ф. Определение параметров твердого тела, прикрепленного к одному из концов балки, по собственным частотам колебаний // Сибирский журнал индустриальной математики. 2008. Т. 11, № 4. С. 19 – 24.
3. Ахтямов А. М. Теория идентификации краевых условий и ее приложения. М.: Физматлит, 2009. 272 с.
4. Ваньков Ю. В., Казаков Р. Б., Яковлева Э. Р. Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов // Техническая акустика: электрон. журнал. 2003. № 5. С. 1 – 7. URL: http: //webcenter.ru/eeaa/ejta/
5. Ватульян А. О. Обратные задачи в механике деформируемого твердого тела. М.: Физматлит, 2007. 224 с.
6. Коновалов А. М., Кугушев В. И., Яковлев А. Ю. Импедансный датчик для неразрушающего контроля жестких металлических конструкций // Контроль. Диагностика. 2019. Т. 22, № 1. С. 32 – 37.
7. Арсентьев А. А., Коновалов А. М., Кугушев В. И., Худяков С. С. Результаты исследования работы специальных импедансных преобразователей на жестких металлических конструкциях реальных производственных объектов // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 1. С. 44 – 49.
8. Коновалов А. М., Кугушев В. И. Модель механизма преобразования внешнего воздействия в собственные колебания // Контроль Диагностика. 2021. Т. 24, № 11. С. 10 – 20.
9. Ремизов М. Ю. Пространственная задача о прохождении упругой волны через два параллельных двоякопериодических массива трещин // Прикладная математика и механика. 2019. Т. 83, № 1. С. 72 – 83.
10. Партон В. З., Борисковский В. Г. Динамическая механика разрушения. М.: Машиностроение, 1985. 264 с.
11. Слепян Л. И. Механика трещин. Л.: Судостроение, 1981. 296 с.
12. Sih G. C., Loeber J. F. Wave Propagation in an Elastic Solid with a Line of Discontinuity or Finite Crack // Quart. Appl. Math. 1969. V. 27, No. 2. P. 193 – 213.

Eng

1. Ahtyamov A. M., Muftahov A. V., Yamilova L. S. (2008). Determination of the type and parameters of the fastening of the rod by the natural frequencies of its vibrations. Akusticheskiy zhurnal, Vol. 54, (2), pp. 181 – 188. [in Russian language]
2. Ahtyamov A. M., Urmancheev S. F. (2008), Determination of the parameters of a rigid body attached to one of the ends of the beam, using natural vibration frequencies. Sibirskiy zhurnal industrial'noy matematiki, Vol. 11, (4), pp. 19 – 24. [in Russian language]
3. Ahtyamov A. M. (2009). Theory of identification of boundary conditions and its applications. Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]
4. Van'kov Yu. V., Kazakov R. B., Yakovleva E. R. (2003). Natural frequencies of the product as an informative sign of the presence of defects. Tekhnicheskaya akustika, (5), pp. 1 – 7. Available at: http://webcenter.ru/eeaa/ejta/ [in Russian language]
5. Vatul'yan A. O. (2007). Inverse problems in the mechanics of a deformable solid body. Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]
6. Konovalov A. M., Kugushev V. I., Yakovlev A. Yu. (2019). Impedance sensor for non-destructive testing of rigid metal structures. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 22, (1), pp. 32 – 37. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2019.01.pp.032-037
7. Arsent'ev A. A., Konovalov A. M., Kugushev V. I., Hudyakov S. S. (2020). Results of studies of operation of special impedance transducers on the rigid metal structures of real produced objects. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 23, (1), pp. 44 – 49. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.01.pp.044-049
8. Konovalov A. M., Kugushev V. I. (2021). Model of mechanism of conversion of external action into natural oscillations. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 24, (11), pp. 10 – 20. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.11.pp.010-020
9. Remizov M. Yu. (2019). Spatial problem on the passage of an elastic wave through two parallel doubly periodic arrays of cracks. Prikladnaya matematika i mekhanika, Vol. 83, (1), pp. 72 – 83. [in Russian language]
10. Parton V. Z., Boriskovskiy V. G. (1985). Dynamic fracture mechanics. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
11. Slepyan L. I. (1981). Crack mechanics. Leningrad: Sudostroenie. [in Russian language]
12. Sih G. C., Loeber J. F. (1969). Wave Propagation in an Elastic Solid with a Line of Discontinuity or Finite Crack. Quarterly of Applied Mathematics, Vol. 27, (2), pp. 193 – 213.

+ - 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 500 руб. (в том числе НДС 20%). 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.2022.11.pp.004-010

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 500 rubles. (including VAT 20%). 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.2022.11.pp.004-010

and fill out the form