|
DOI: 10.14489/td.2018.08.pp.022-029
Бойчук А. С., Чертищев В. Ю., Диков И. А., Генералов А. С., Славин А. В.
ВЛИЯНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОР НА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ПОРИСТОСТИ В УГЛЕПЛАСТИКЕ ЭХОИМПУЛЬСНЫМ МЕТОДОМ
(с. 22-29)
Аннотация. Оценка пористости в деталях и конструкциях из ПКМ без их разрушения является очень важной и актуальной задачей, поскольку пористость – очень опасная производственная неcплошность. Ее содержание в материале изделий из ПКМ больше 0 (до 4 %) может привести к существенному снижению прочностных характеристик. Приведены результаты исследований ФГУП «ВИАМ» образцов из углепластика, показывающие, что одним из основных факторов, влияющих на точность оценки пористости ультразвуковым методом НК, является морфология пор и их объемное распределение.
Ключевые слова: углепластик, пористость, неразрушающий контроль, ультразвуковой, эхоимпульсный метод.
Boychuk A. S., Chertischev V. Yu., Dikov I. A., Generalov A. S., Slavin A. V.
PORE MORPHOLOGY INFLUENCE AT POROSITY ULTRASONIC TESTING OF CFRP BY PULSE-ECHO METHOD
(pp. 22-29)
Abstract. Calculation of porosity value in FRP parts and structures without their destruction is very important and topical problem. Porosity is very dangerous production discontinuity. Contents of porosity in material of FRP structures in the amount of 0 to 4 % can cause a significant decrease of strength properties. Specialists of FSUE “VIAM” work for that problem not the first year and worked out a number of techniques of porosity value calculation by ultrasonic nondestructive testing method (NDT). The results of CFRP specimens researching are given by authors in that paper. The fact that pore morphology and it volume distribution is one of the main factors which influence at an accuracy of porosity value calculation by ultrasonic method NDT are also shown.
Keywords: carbon fiber reinforced plastic (CFRP), porosity, nondestructive testing, ultrasonic, pulse-echo method.
А. С. Бойчук, В. Ю. Чертищев, И. А. Диков, А. С. Генералов, А. В. Славин (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт 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.
,
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.
A. S. Boychuk, V. Yu. Chertischev, I. A. Dikov, A. S. Generalov, A. V. Slavin (All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, Moscow, Russia)
1. Каблов Е. Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи // Авиационные материалы. Избр. тр. ВИАМ 1932 – 2002. М.: МИСИС–ВИАМ, 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. Алдошин С. М., Бадамшина Э. Р., Каблов Е. Н. Полимерные нанокомпозиты – новое поколение полимерных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками // Роснанотех 08: I Международный форум по нанотехнологиям, Москва, 3 – 5 декабря 2008 г. сб. тез. докл. науч.-технологич. секций. М., 2008. С. 385 – 387.
4. Lin L., Luo M., Tian H. T. et al. Experimental investigation on porosity of carbon fiberreinforced composite using ultrasonic attenuation coefficient // 17th World Conference on Nondestructive Testing, October 25 – 28, 2008. China, Shanghai. URL: http://www.ndt.net/article/wcndt2008/papers/222.pdf (дата обращения: 01.08.2016).
5. Daniel I. M., Wooh S. C., Komsky I. Quantitative Porosity Characterization of Composite Materials by Means of Ultrasonic Attenuation Measurements // Journal of Non-destructive Evaluation. 1992. V. 11. N 1. P. 1 – 8.
6. Shanshan Ding, Shijie Jin, Zhongbing Luo et al. Investigations on relationship between porosity and ultrasonc attenuation coefficient in CFRP laminates based on RMVM // 7th International Symposium on NDT in Aerospace. Mo.5.A.1. URL: https://www.ndt-aerospace.com/Portals/aerospace2015/BB/mo5a1.pdf (дата обращения: 01.08.2016).
7. Dominguez N., Mascaro B. Ultrasonic Non-Destructive Inspection of Localised Porosity in Composite Materials // ECNDT 2006-9th European Conference on NDT 2006. Germany, Berlin, 2006. URL: http://www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.2.1.4.pdf (дата обращения: 01.08.2016).
8. Hillger W., Elze S. Determination of porosity in aerospace structures by ultrasonic pulse echo technique // 8th ECNDT Barcelona 2002. URL: http://www.dlr.de/fa/Portaldata/17/Resources/dokumente/institut/2002/u2002_2.pdf (дата обращения: 15.05.2017).
9. Диков И. А., Бойчук А. С. Способы определения объемной доли пор в полимерных композиционных материалах с помощью ультразвуковых методов неразрушающего контроля (обзор) // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн., 2017. № 2. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.09.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-2-10-10
10. 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.
11. Бойчук А. С., Генералов А. С., Диков И. А. Контроль деталей и конструкций из полимерных композиционных материалов с применением технологии ультразвуковых фазированных решеток // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 1 (46). С. 45 – 50. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-1-45-50.
12. Бойчук А. С., Генералов А. С., Далин М. А., Степанов А. В. Неразрушающий контроль технологических нарушений сплошности Т-образной зоны интегральной конструкции из ПКМ с использованием ультразвуковых фазированных решеток // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. № 10. С. 38 – 44.
13. Бойчук А. С., Генералов А. С., Степанов А. В. Неразрушающий контроль углепластиков на наличие несплошностей с использованием ультразвуковых фазированных решеток // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 3 (36). С. 84 – 89. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-3-84-89.
14. Мурашов В. В. Определение пористости углепластиков в авиаконструкциях лазерно-акустическим способом ультразвукового контроля // Авиационная промышленность. 2011. № 3. C. 33 – 37.
15. Бойчук А. С., Чертищев В. Ю., Диков И. А., Генералов А. С. Оценка возможности определения пористости в углепластике ультразвуковым теневым методом // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2017. № 7. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.10.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-11-11.
16. 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.
17. Бойчук А. С., Чертищев В. Ю., Диков И. А. Изготовление тестобразцов из углепластика с различной пористостью для разработки методик оценки пористости неразрушающим методом // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2017. № 1. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.06.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-1-11-11.
18. Рохлин Л. Л. О рассеянии ультразвука в поликристаллических материалах // Акустический журнал. 1972. Т. 18. № 1. С. 90 – 95.
19. 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. 383 с.
1. Kablov E. N. (2002). Aviation materials science in the XXI century. Perspectives and tasks. Aviation materials. Fav. tr. VIAM 1932 - 2002. Moscow: MISIS–VIAM, pp. 23-47. [in Russian language]
2. Kablov E. N. (2006). Structural and functional materials are the basis of Russia's economic, scientific and technological development. Voprosy materialovedeniya, (1), pp. 64-67. [in Russian language]
3. Aldoshin S. M., Badamshina E. R., Kablov E. N. (2008). Polymer nanocomposites - a new generation of polymeric materials with enhanced performance characteristics. Forum on nanotechnologies: proceedings of scientific and technical sections, Moscow, December 3 - 5, 2008, pp. 385-387. [in Russian language]
4. Lin L., Luo M., Tian H. T. et al. Experimental investigation on porosity of carbon fiberreinforced composite using ultrasonic attenuation coefficient. 17th World Conference on Nondestructive Testing, October 25 – 28, 2008. China, Shanghai. Available at: http://www.ndt.net/article/ wcndt2008/papers/222.pdf (Accessed: 01.08.2016).
5. Daniel I. M., Wooh S. C., Komsky I. (1992). Quantitative Porosity Characterization of Composite Materials by Means of Ultrasonic Attenuation Measurements. Journal of Nondestructive Evaluation, Vol. 11, (1), pp. 1-8.
6. Shanshan Ding, Shijie Jin, Zhongbing Luo et al. Investigations on relationship between porosity and ultrasonic attenuation coefficient in CFRP laminates based on RMVM. 7th International Symposium on NDT in Aerospace. Mo.5.A.1. Available at: https://www.ndt-aerospace.com/Portals/aerospace2015/BB/mo5a1.pdf (Accessed: 01.08.2016).
7. Dominguez N., Mascaro B. Ultrasonic Non-Destructive Inspection of Localised Porosity in Composite Materials. ECNDT 2006-9th European Conference on NDT 2006. Germany, Berlin, 2006. Available at: http://www. ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.2.1.4.pdf (Accessed: 01.08.2016).
8. Hillger W., Elze S. Determination of porosity in aerospace structures by ultrasonic pulse echo technique. 8th ECNDT Barcelona 2002. Available at: http://www. dlr.de/fa/Portaldata/17/Resources/dokumente/institut/2002/u2002_2.pdf (Accessed: 15.05.2017).
9. Dikov I. A., Boychuk A. S. (2017). Methods for determining the volume fraction of pores in polymeric composite materials using ultrasonic non-destructive testing methods (review). Tr. VIAM, (2). Available at: http://www.viam-works.ru (Accessed: 06.09.2017). doi: 10.18577/2307-6046-2017-0-2-10-10 [in Russian language]
10. Dalin M. A., Generalov A. S., Boychuk A. S., Lozhkova D. S. (2013). Main trends in the development of acoustic methods of nondestructive testing. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (1), pp. 64-69. [in Russian language]
11. Boychuk A. S., Generalov A. S., Dikov I. A. (2017). Testing of parts and structures from polymeric composite materials using the technology of ultrasonic phased arrays. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 46(1), pp. 45-50. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-1-45-50 [in Russian language]
12. Boychuk A. S., Generalov A. S., Dalin M. A., Stepanov A. V. (2012). Nondestructive testing of technological discontinuities in the T-shaped zone of the integrated PCM design using ultrasonic phased gratings. All materials. Encyclopaedic handbook, (10), pp. 38-44. [in Russian language]
13. Boychuk A. S., Generalov A. S., Stepanov A. V. (2015). Non-destructive testing of carbon plastics for the presence of discontinuities with the use of ultrasonic phased arrays. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 36(3), pp. 84 – 89. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-3-84-89 [in Russian language]
14. Murashov V. V. (2011). Determination of porosity of carbon plastics in aircraft structures by laser-acoustic method of ultrasonic testing. Aviatsionnaya promyshlennost', (3), pp. 33-37. [in Russian language]
15. Boychuk A. S., CHertischev V. YU., Dikov I. A., Generalov A. S. (2017). Estimation of the possibility of de-termination of porosity in carbon plastic by ultrasonic shadow method. Tr. VIAM, (7). Available at: http://www.viam-works.ru (Accessed: 03.10.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-11-11 [in Russian language]
16. Kablov E. N. (2015). Innovative developments of FSUE "VIAM" of the SSC RF for the implementation of "Strategic directions for the development of materials and technologies for their processing for the period until 2030". Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 34(1), pp. 3-33. doi: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33 [in Russian language]
17. Boychuk A. S., CHertischev V. YU., Dikov I. A. (2017). Production of test samples from carbon fiber with different porosity for the development of methods for evaluating porosity by a non-destructive method. Tr. VIAM, (1). Available at: http://www.viam-works.ru (Accessed: 22.06.2017). doi: 10.18577/2307-6046-2017-0-1-11-11 [in Russian language]
18. Rohlin L. L. (1972). On the scattering of ultrasound in polycrystalline materials. Acoustic Journal, 18(1), pp. 90-95. [in Russian language]
19. Suhorukov V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Aleshin N. P., Potapov A. I. (1991). Nondestructive testing: in 5 books. Book 2. Acoustic methods of control: practical as a matter of fact. Vysshaia shkola. [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.2018.08.pp.022-029
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.2018.08.pp.022-029
and fill out the form
.
|
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»