|
DOI: 10.14489/td.2015.01.pp.046-052
Будадин О. Н., Кульков А. А., Каледин В. О., Крюкова Я. С., Козельская С. О.
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ РЕГИСТРАЦИИ ПОЛЯ ТОЧЕЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА
(с. 46-52)
Аннотация. Исследована возможность неразрушающего контроля сплошности токопроводящих конструкций с использованием точечных источников тока. На основе теоретических и экспериментальных исследований анализируются поля электрического тока в тонкостенных элементах конструкций из электропроводного материала. Показано, что наличие в материале включений с меньшей электропро-водностью и нарушений сплошности приводит к искажению распределения потенциала по сравнению с потенциалом поля в однородном элементе конструкции. Показаны преимущества и недостатки предлагаемого метода контроля по сравнению с существующими. Метод может быть использован для контроля дефектов в протяженных конструкциях из углеродных материалов (сетча-тые конструкции, тонкостенные конструкции и т.п.), в том числе при одностороннем доступе к изделию.
Ключевые слова: неразрушающий контроль, токопроводящие конструкции, метод точечных источников тока, углеродные композиционные материалы, внутренние дефекты, автоматизированный контроль.
Budadin O.N., Kulkov A.A., Kozelskaya S.O., Kaledin V.O., Kryukova Ya.S.
NONDESTRUCTIVE INSPECTION OF CARBON COMPOSITE STRUCTURES BASED ON MONITORING A POINT CURRENT-SOURCES FIELD
(pp. 46-52)
Abstract. A possibility of nondestructive inspection of the continuity of current-conducting structures using point current sources has been studied. Based on theoretical and experimental studies, electric-current fields in thin-wall elements of structures from electro-conductive material are analyzed. It is shown that the presence of inclusions with less conductivity and continuity disturbances in the material causes distorting the distribution of potential in comparison with field potential in homogeneous element of the structure. The field of potentials is functionally sensitive to characteristics of internal disturbances of continuity that makes it possible to determine quantitative indices of non-continuity characteristics. Advantages and limitations of the proposed testing method in comparison with existing ones are shown. The nondestructive inspection method based on the point current-sources field is suitable for detecting defects similar to continuity dis-turbances and presence of internal inclusions that have an effect on integral conductivity of material in carbon structures (lattice, thin-wall and other structures), even in the case of the one-sided access to a product.It is shown that due to an especial geometric arrangement of sensors (electrodes) on the surface of a product, the method under study allows large-sized structures to be inspected under conditions of the limited two-sided access to the product.The considered method makes it possible to carry out automated nondestructive inspection with automatic determination of a threshold value of a signal for standard-free detection of defects, for example, by cluster analysis methods.
Keywords: nondestructive inspection, current-conducting structures, point current-sources method, carbon composite materials, internal defects, automated inspection.
О. Н. Будадин, А. А. Кульков, С. О. Козельская (ОАО «ЦНИИ специального машиностроения», Москва) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. О. Каледин, Я. С. Крюкова (Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет» (НФИ КемГУ))
O. N. Budadin, A. A. Kulkov, S. O. Kozelskaya (Open-End Joint Stock Company «Central Research Institute for Special Machinery» (TSNIISM JSC), Moscow) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. O. Kaledin, Ya. S. Kryukova (Novokuznetsk Institute (Branch) of Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Kemerovo State University» (NFI KemSU))
1. Барынин В. А., Будадин О. Н., Кульков А. А. Современные технологии неразрушающего контроля конструкций из поли-мерных композиционных материалов. М.: ИД «Спектр», 2013. 242 с.
2. Будадин О. Н., Кутюрин В. Ю., Борисенко В. В. Автоматизированный ультразвуковой неразрушающий контроль сложно-профильных изделий из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. № 4. С. 19 – 22.
3. Будадин О. Н., Каледин В. О., Кульков А. А. и др. Тео-ретические и экспериментальные исследования возможности теп-лового контроля пространственной конструкции из полимерного композиционного материала в процессе одноосного силового нагружения // Контроль. Диагностика. 2014. № 2. С. 32 – 37.
4. Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. М.: Не-дра, 1984.
5. Галин Д. Л. Интерпретация данных инженерной геофизи-ки. М.: Недра, 1989.
6. Candansayar M. E. Two-Dimensional Individual and Joint Inversion of Three- and Four-Electrode Array dc Resistivity Data // J. Geophys. 2008. N 05. P. 290 – 300.
7. Бобачев А. А., Горбунов А. А., Модин И. Н., Шевнин В. А. Электротомография методом сопротивлений и вызван-ной поляризации // Приборы и системы разведочной геофизики. 2006. N 02. С. 14 – 17.
8. Dahlin T., Zhou B. A Numerical Comparison of 2D Resistivi-ty Imaging with Ten Electrode Arrays // Geophysical Prospecting. 2004. N 52. Р. 379 – 398.
9. Козак С. З. Поле точечного источника тока в горизонтально-слоистой анизотропной среде. Геология и геофизика. 1984. № 9. С. 134 – 138.
10. Бурнышева Т. В., Каледин В. О., Крюкова Я. С. Эффективные коэффициенты электропроводности кусочнооднородной среды // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 2. С. 146 – 149.
11. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.
12. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976. 464 с.
13. Шеметов В. А. Моделирование кусочнонеоднородного массива горных пород применительно к задачам электроразведки при помощи метода конечных элементов // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 2. С. 250 – 259.
14. Будадин О. Н., Потапов А. И., Колганов В. И. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 476 с.
15. Юхацкова О. В., Соболь Л. А., Антипов Ю. В., Сычугов С. Н. Акустический односторонний контроль сложных многослойных конструкций из ПКМ // 33-я Ежегодная международная научно-практическая конференция и блиц-выставка «Композиционные материалы в промышленности» (Славполиком), Ялта, Крым, 30.05 – 05.06. 2013 г., Ялта, 2013. С. 339 – 342.
1. Barynin V. A., Budadin O. N., Kul'kov A. A. (2013). Modern technologies of non-destructive testing of structures made of composite materials. Moscow: Izdatel'skii dom «Spektr».
2. Budadin O. N., Kutiurin V. Iu., Borisenko V. V. (2007). Automated ultrasonic non-destructive testing of geometrically-complex products made of composite materials. Kontrol'. Diagnostika, (4), pp. 19-22
3. Budadin O. N., Kaledin V. O., Kul'kov A. A. et al. (2014). Theoretical and experimental study of thermal control applicability to a 3-D polymer composite structure under unaxial power loading. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp.32-37. doi: 10.14489/td.2014.05.pp. 072-080.
4. Kufud O. (1984). The sensing by method of resistance. Moscow: Nedra.
5. Galin D. L. (1989). Interpretation of the data of engineering geophysics. Moscow: Nedra.
6. Candansayar M. E. (2008). Two-dimensional individual and joint inversion of three- and four-electrode array DC resistivity data. J. Geophys., (5), pp. 290-300.
7. Bobachev A. A., Gorbunov A. A., Modin I. N., Shevnin V. A. (2006). Electrical tomography method of resistivity and induced polarization. Pribory i sistemy razvedochnoi geofiziki, (2), pp. 14-17.
8. Dahlin T., Zhou B. (2004). A numerical comparison of 2D resistivity imaging with ten electrode arrays. Geophysical Prospecting, (52), pp. 379-398. doi: 10.1111/j.1365-2478.2004.00423.x
9. Kozak S. Z. (1984). The field of a point current source in a horizontally layered anisotropic media. Geologiia i geofizika, (9), pp. 134-138.
10. Burnysheva T. V., Kaledin V. O., Kriukova Ia. S. (2013). Effective conductivity coefficients of a piecewise-homogeneous me-dia. Nauchnotekhnicheskii vestnik Povolzh'ia, (2), pp. 146-149.
11. Zenkevich O. (1975). The finite element method in engineering. Moscow: Mir.
12. Oden Dzh. (1976). Finite elements in nonlinear solid mechanics. Moscow: Mir.
13. Shemetov V. A. (1998). Modeling piecewise inhomogeneous rock mass in relation to the objectives of the survey method using finite element method. Geologiia i geofizika, 39(2), pp. 250-259.
14. Budadin O. N., Potapov A. I.,. Kolganov V. I. et al. (2002). Thermal non-destructive testing of products. Moscow: Nauka.
15. Iukhatskova O. V., Sobol' L. A., Antipov Iu. V., Sychugov S. N. (2013). Acoustic unilateral testing of complex multi-layer structures made of polymer composite materials. Proceedings of the 33th annual International scientific and technical conference and blitz exhibition «Composite materials in manufacturing» (Slavpolikom), Ialta, Krym, 30 May 2013 – 05 June 2013 г., pp. 339-342.
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 статьи заполните форму:
.
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 fill out the form below:
.
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»