|
DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.042-046
Бойчук А. С.
ПРОХОЖДЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН ЧЕРЕЗ УГЛЕПЛАСТИК ПРИ ИХ НАКЛОННОМ ВВОДЕ
(c. 42-46)
Аннотация. Приведены результаты исследований прохождения ультразвуковых продольных и поперечных волн в монолитных образцах из углепластика с различными типами укладки слоев при различных углах ввода ультразвуковых колебаний в материал. Для проведения исследований была применена схема с использованием теневого метода прохождения ультразвуковых колебаний через углепластик как наиболее чистая для решения данной задачи. Показано, что при ультразвуковом эхоимпульсном методе контроля монолитных деталей и конструкций из углепластика можно использовать только продольные волны с углом ввода не более 10°, а поперечные волны использовать нельзя.
Ключевые слова: углепластик, неразрушающий контроль, ультразвуковые волны, угол ввода.
A. S. Boychuk
ULTRASONIC WAVES TRANSMISSION THROUGH CFRP BY ANGULAR INCIDENCE
(pp. 42-46)
Abstract. At present time the fiber reinforced plastics especially carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are widely used in aviation parts and structures. The CFRPs are applied in particu-larly for very critical aircraft parts such as wings panels, mechanization and tail unit. The number and complexity of CFRP monolithic structures increases every year. Therefore, the issue of nondestructive testing is important and relevant despite of the existing testing technology. The article provides the research results of transmission of ultrasonic longitudinal and shear waves into monolithic CFRP specimens with two types of laying scheme (quasiisotropic and [0˚/90˚]) and different angles of ultrasonic oscillation incidences into material. The transmission technique was used to provide the purity of an experiment. The variable angle probes were made to change angles of ultrasonic oscillation incidence into CFRP. Amplification of the detector at which amplitude of the transmitted through the CFRP longitudinal wave amounted approximately 80 % of the detector A-scan screen versus angle incidence curves were plotted by using research results. It is shown that only longitudinal waves with angle of incidence less than 10° are suitable for ultrasonic testing of CFRP monolithic parts and structures by pulse-echo method. The transmitted ultrasonic signals become noise-like at angles of incidence more than 10°. It is difficult to obtain the informative signal. Moreover, it complicates the defects detection and degrades the accuracy of the coordinates determination. Shear waves are not suitable for monolithic CFRP non-destructive testing because of its indistinguishability in structural noises.
Keywords: CFRP, nondestructive testing, ultrasonic waves, angle incidence.
А. С. Бойчук (ФГУП «ВНИИ авиационных материалов» государственный научный центр Российской Федерации, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. S. Boychuk (FSUE “VIAM” SRC RF, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Каблов Е. Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи // Авиационные материалы. Избр. тр. ВИАМ 1932 – 2002. М., 2002. С. 23 – 47.
2. Каблов Е. Н. Конструкционные и функциональные материалы – основа экономического и научно-технического развития России // Вопросы материаловедения. 2006. № 1. С. 64 – 67.
3. Меркулова Ю. И., Мухаметов Р. Р. Низковязкое эпоксидное связующее для переработки методом вакуумной инфузии // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 1. С. 39 – 41.
4. Мухаметов Р. Р., Ахмадиева К. Р., Чурсова Л. В., Коган Д. И. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 2. С. 38 – 42.
5. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3 – 33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
6. Душин М. И., Хрульков А. В., Платонов А. А., Ахмадиева К. Р. Безавтоклавное формование углепластиков на основе препрегов, полученных по растворной технологии // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 2. С. 43 – 48.
7. Радж Балдев, Ранджендран В., Паланичами П. Применение ультразвука. М.: Техносфера, 2006. 576 с. ISBN 5-94836-088-1.
8. Неразрушающий контроль: в 5 кн. Кн. 2. Акустические методы контроля: практ. пособие / И. Н. Ермолов, Н. П. Алешин, А. И. Потапов; под ред. В. В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1991. 283 с.
9. Щербинский В. Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений. М.: Тиссо, 2003. 326 с.
10. Щербинский В. Г., Алешин Н. П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 496 с.
11. Бойчук А. С., Генералов А. С., Степанов А. В. Юхацкова О. В. Неразрушающий контроль ПКМ с использованием ультразвуковых фазированных решеток // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. № 2. С. 54 – 58.
12. Бойчук А. С., Степанов А. В, Косарина Е. И., Генералов А. С. Применение технологии ультразвуковых фазированных решеток в неразрушающем контроле деталей и конструкций авиационной техники, изготавливаемых из ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 2. С. 41 – 46.
13. Далин М. А., Генералов А. С., Бойчук А. С., Ложкова Д. С. Основные тенденции развития акустических методов неразрушающего контроля // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1. С. 64 – 69.
14. Трифонова С. И., Генералов А. С., Далин М. А. Современные технологии и средства теневого ультразвукового контроля полимерных композиционных материалов // В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19. № 1. С. 31 – 35.
1. Kablov E. N. (2002). Aviation Materials in the XXI century. Prospects and challenges. Aviatsionnye materialy. Selected scientific papers of VIAM 1932 – 2002, pp. 23-47. [in Russian language]
2. Kablov E. N. (2006). Structural and functional materials - the basis of economic, scientific and technological development of Russia. Voprosy materialovedeniia, (1), pp. 64-67. [in Russian language]
3. Merkulova Iu. I., Mukhametov R. R. (2014). Lowviscosity epoxy binder for the processing with vacuum infusion method. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 39-41. [in Russian language]
4. Mukhametov R. R., Akhmadieva K. R., Chursova L. V., Kogan D. I. (2011). New polymeric binders for the manufacture of advanced methods of structural fiber PCM. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (2), pp. 38-42. [in Russian language]
5. Kablov E. N. Kablov E. N. (2015). Innovation developments of FSUE «All-Russian Scientific Institute of Aviation Materials» of the State Research Center of the Russian Federation on implementation «Strategic directions of development of materials and processing technologies for the period up to 2030». Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 3 – 33. doi: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33. [in Russian language]
6. Dushin M. I., Khrul'kov A. V., Platonov A. A., Akhmadieva K. R. (2012). Autoclave - free molding of carbon fiber reinforced plastics based on prepregs, produced against the solution technology. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (2), pp. 43-48. [in Russian language]
7. Radzh Baldev, Randzhendran V., Palanichami P. (2006). Ultrasound applications. Moscow: Tekhnosfera. [in Russian language]
8. Sukhorukov V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Aleshin N. P., Potapov A. I. (1991). Non-destructive testing: in 5 books. Book 2. Acoustic methods of testing: practical guide. Moscow: Vysshaia shkola. [in Russian language]
9. Shcherbinskii V. G. (2003). The technology of ultrasonic testing of welded joints. Moscow: Tisso–M. [in Russian language]
10. Shcherbinskii V. G., Aleshin N. P. (2000). Ultrasonic testing of welded joints. 3rd Ed. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im N. E. Baumana. [in Russian language]
11. Boichuk A. S., Generalov A. S., Stepanov A. V. Iukhatskova O. V. (2013). Nondestructive testing of PCM using ultrasonic phased array. Promyshlennye ASU i kontrollery, (2), pp. 54-58. [in Russian language]
12. Boichuk A. S., Stepanov A. V, Kosarina E. I., Generalov A. S. (2013). Application of ultrasonic phased array technique for nondestructive testing of aviation PCM parts and structures. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (2), pp. 41-46. [in Russian language]
13. Dalin M. A., Generalov A. S., Boichuk A. S., Lozhkova D. S. (2013). Main trends in the development of acoustic methods of nondestructive testing. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 64-68. [in Russian language]
14. Trifonova S. I., Generalov A. S., Dalin M. A. (2016). Actual technologies and instruments for polymer composite materials testing with through transmission ultrasonic technique. V mire nerazrushaiushchego kontrolia, 19(1), pp. 31- 35. doi: 10.12737/18047 [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 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:
.
.
|
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»