|
DOI: 10.14489/td.2024.12.pp.014-026
Степанова Л. Н., Чернова В. В., Шейфер С. В.
КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ ПРИ ИСПЫТАНИИ ОБРАЗЦОВ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА АСМ
(c. 14-26)
Аннотация. Выполнены статические испытания восьми образцов из отечественного углепластика АСМ 102-С130UD с геометрическими размерами 100×350×2,7 мм. Образцы уменьшены по ширине в центральной части до 60 мм, где располагались два боковых пропила длиной 4 мм каждый. Для регистрации информации разрушения материала углепластика в зоне пропилов использовались метод акустической эмиссии, акустоупругость, тензометрия и фрактография. Методом акустической эмиссии осуществлялась локация источников в области концентратора напряжений в режиме реального времени. С использованием ультразвукового дефектоскопа с преобразователем с фазированной решеткой практически не выявились дефекты, так как их размеры, как показала фрактография, значительно меньше его разрешающей способности. Анализ результатов фрактографии позволил определить перестройку структуры углепластика АСМ в процессе статического растяжения образцов и ее влияние на основные информативные параметры сигналов акустической эмиссии (локация, медианная частота, энергетический параметр MARSE).
Ключевые слова: образец, структура углепластика, статическое нагружение, акустическая эмиссия, тензометрия, фрактография, УЗ-дефектоскоп с фазированной решеткой.
Stepanova L. N., Chernova V. V., Sheifer S. V.
DEFECT CONTROL DURING TESTING OF ACM CARBON FIBER SAMPLES
(pp. 14-26)
Abstract. Static tests of eight samples from the domestic carbon fiber ACM 102-C130UD with geometric dimensions of 100×350×2.7 mm were performed. The samples were reduced in width in the central part to 60 mm, where two side cuts with a length of 4 mm each were located. Acoustic emission method, acoustoelasticity, strain gauge and fractography were used to record information about the destruction of carbon fiber material in the cut zone. The acoustic emission method was used to locate sources in the area of the voltage concentrator in real time. Using an ultrasound flaw detector with a phased array converter, practically no defects were detected, since their dimensions, as shown by fractography, are significantly less than its resolution. The analysis of the fractography results made it possible to determine the restructuring of the AFM carbon fiber structure during static stretching of samples and its effect on the main informative parameters of acoustic emission signals (location, median frequency, energy parameter MARSE).
Keywords: sample, carbon fiber structure, static loading, acoustic emission, strain gauging, fractography, ultrasonic phased array flaw detector.
Л. Н. Степанова (ФАУ «Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина», Новосибирск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. В. Чернова (Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС), Новосибирск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
С. В. Шейфер (ФАУ «Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина», Новосибирск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
L. N. Stepanova (FAI “Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin”, Novosibirsk, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. V. Chernova (The Siberian Transport University (STU), Novosibirsk, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
S. V. Sheifer (FAI “Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin”, Novosibirsk, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Серьезнов А. Н., Степанова Л. Н., Кабанов С. И., Лебедев Е. Ю. Использование метода акустической эмиссии при неразрушающем контроле объектов транспортного машиностроения // Полет. 2022. № 2. С. 22 – 34.
2. Серьезнов А. Н., Степанова Л. Н., Кабанов С. И. и др. Акустико-эмиссионный контроль дефектов зоны крепления крыла самолета в условиях полета // Контроль. Диагностика. 2024. Т. 27, № 6. С. 18 – 27. DOI: 10.14489/td.2024.06.pp.018-027
3. Фейгенбаум Ю. М., Миколайчук Ю. А., Метелкин Е. С. и др. Место и роль неразрушающего контроля в системе поддержания летной годности композитных конструкций // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2015. № 9. С. 72 – 82.
4. Lehmann M., Bueter A., Schwarzaupt O. Structural Health Monitoring of Composite Aerospace Structures With Acoustic Emission // Journal of Acoustic Emission. 2018. V. 35. P. 172 – 193.
5. Голован В. И., Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Несущая способность панелей из композиционных материалов при наличии эксплуатационных повреждений // Труды МАИ. 2020. № 110. [Электронный ресурс]. DOI: 10.34759/trd-2020-110-5
6. Буров А. Е. Разрушение однонаправленного композита с расслоением в вершине поперечной трещины // Вычислительные технологии. Региональный вестник Востока. 2003. № 3. С. 198 – 203.
7. Яковлев Н. О., Гуляев А. И., Лапшов О. А. Трещиностойкость слоистых композиционных материалов: обзор // Труды ВИАМ. 2016. № 4(40). С. 106 – 114. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-4-12-12
8. Пат. 2676209 РФ. Акустико-эмиссионный способ определения типа дефекта структуры образца из углепластика / Л. Н. Степанова, В. А. Батаев, Н. А. Лапердина, В. В. Чернова. Заявка № 2017145888; заявл. 25.12.2017; опубл. 26.12.2018, Бюл. № 10.
9. Брянский А. А., Башков О. В., Белова И. В., Башкова Т. И. Исследование развивающихся повреждений при изгибном нагружении полимерных композиционных материалов и их идентификация методом акустической эмиссии // Fontier Materials & Technologies. 2022. № 2. С. 7 – 16. DOI: 10.31044/1814-4632-2024-5-31-39
10. Степанова Л. Н., Анохин Г. Г., Кабанов С. И. и др. Совершенствование акустико-эмиссионной локации дефектов при прочностных испытаниях конструкций из углепластика // Контроль. Диагностика. 2016. № 6. С. 66 – 72. DOI: 10.14489/td.2016.06.pp.066-072
11. Бойчук А. С., Диков И. А., Генералов А. С., Чертищев В. Ю. Ультразвуковой контроль образцов в процессе разработки и испытаний новых марок углепластика // Труды ВИАМ. 2021. № 12. С. 61 – 65. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-12-86-95
12. Пат. 2633002 РФ. Способ определения координат источников сигналов акустической эмиссии / Л. Н. Степанова, И. С. Рамазанов, С. И. Кабанов, С. А. Бехер. Заявка № 2016126884; заявл. 04.07.2016; опубл. 11.10.2017, Бюл. № 29.
13. Чеботарева Е. А., Лунегова Е. М., Лобанов Д. С., Мельникова В. А. Влияние предварительных ударных воздействий на механические свойства конструкционного углепластика при межслоевом сдвиге // Деформация и разрушение материалов. 2024. № 5. С. 31 – 39. DOI: 10.18323/2782-4039-2022-2-7-16
14. Крылов В. Д., Яковлев Н. О., Курганов Ю. А., Лапшов О. А. Межслоевая трещиностойкость конструкционных полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2016. № 1(40). С. 79 – 85. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-1-79-85
15. Базулин А. Е., Базулин Е. Г., Вопилкин А. Х. и др. Контроль образцов из полимерных композиционных материалов с использованием ультразвуковых антенных решеток // Дефектоскопия. 2022. № 6. С. 3 – 16. DOI: 10.31857/S013030822206001X
1. Ser'eznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I., Lebedev E. Yu. (2022). Using the acoustic emission method in non-destructive testing of transport engineering objects. Polet, (2), 22 – 34. [in Russian language]
2. Ser'eznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I. et al. (2024). Acoustic emission control of defects in the aircraft wing attachment zone in flight. Kontrol'. Diagnostika, 27(6), 18 – 27. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2024.06.pp.018-027
3. Feygenbaum Yu. M., Mikolaychuk Yu. A., Metelkin E. S. et al. (2015). The place and role of non-destructive testing in the system of maintaining the airworthiness of composite structures. Nauchniy vestnik GosNII GA, (9), 72 – 82. [in Russian language]
4. Lehmann M., Bueter A., Schwarzaupt O. (2018). Structural Health Monitoring of Composite Aerospace Structures With Acoustic Emission. Journal of Acoustic Emission, 35, 172 – 193.
5. Golovan V. I., Dudar'kov Yu. I., Levchenko E. A., Limonin M. V. (2020). Load-bearing capacity of panels made of composite materials in the presence of operational damage. Trudy MAI, 110. [in Russian language] DOI: 10.34759/trd-2020-110-5
6. Burov A. E. (2003). Failure of a unidirectional composite with delamination at the tip of a transverse crack. Vychislitel'nye tekhnologii. Regional'niy vestnik Vostoka, (3), 198 – 203. [in Russian language]
7. Yakovlev N. O., Gulyaev A. I., Lapshov O. A. (2016). Crack resistance of layered composite materials: a review. Trudy VIAM, 40(4), 106 – 114. [in Russian language] DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-4-12-12
8. Stepanova L. N., Bataev V. A., Laperdina N. A., Chernova V. V. Acoustic emission method for determining the type of structural defect in a carbon fiber sample. Ru Patent No. 2676209. Russian Federation. [in Russian language]
9. Bryanskiy A. A., Bashkov O. V., Belova I. V., Bashkova T. I. (2022). Study of developing damage under flexural loading of polymer composite materials and their identification by acoustic emission method. Fontier Materials & Technologies, (2), 7 – 16. [in Russian language] DOI: 10.31044/1814-4632-2024-5-31-39
10. Stepanova L. N., Anohin G. G., Kabanov S. I. et al. (2016). Improving acoustic emission locations of defects during strength testing of CFRP structures. Kontrol'. Diagnostika, (6), 66 – 72. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2016.06.pp.066-072
11. Boychuk A. S., Dikov I. A., Generalov A. S., Chertishchev V. Yu. (2021). Ultrasonic testing of samples during the development and testing of new grades of carbon fiber reinforced plastic. Trudy VIAM, (12), 61 – 65. [in Russian language] DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-12-86-95
12. Stepanova L. N., Ramazanov I. S., Kabanov S. I., Bekher S. A. A method for determining the coordinates of sources of acoustic emission signals. Ru Standard No. 2633002. Russian Federation. [in Russian language]
13. Chebotareva E. A., Lunegova E. M., Lobanov D. S., Mel'nikova V. A. (2024). The influence of preliminary impact impacts on the mechanical properties of structural carbon fiber reinforced plastic during interlayer shear. Deformatsiya i razrushenie materialov, (5), 31 – 39. [in Russian language] DOI: 10.18323/2782-4039-2022-2-7-16
14. Krylov V. D., Yakovlev N. O., Kurganov Yu. A., Lapshov O. A. (2016). Interlayer crack resistance of structural polymer composite materials. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 40(1), 79 – 85. [in Russian language] DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-1-79-85
15. Bazulin A. E., Bazulin E. G., Vopilkin A. H. et al. (2022). Inspection of samples made of polymer composite materials using ultrasonic antenna arrays. Defektoskopiya, (6), 3 – 16. [in Russian language] DOI: 10.31857/S013030822206001X
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.2024.12.pp.014-026
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 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.2024.12.pp.014-026
and fill out the form
.
|
Текущий номер
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»