Диагностика композитных материалов элементов самолетов методом активной термографии

ЗаголовокДиагностика композитных материалов элементов самолетов методом активной термографии
Тип публікаціїJournal Article
Year of Publication2018
АвториГордиенко, ЭЮ, Глущук, НИ, Фоменко, ЮВ, Шустакова, ГВ, Дзешульская, ИИ, Иванько, ЮФ
Short TitleNauka innov.
DOI10.15407/scin14.02.039
Об'єм14
Проблема2
РубрикаНаучно-технические инновационные проекты Национальной академии наук Украины
Pagination39-50
МоваРусский
Анотація
Введение. Композитные материалы (КМ) широко используются в производстве современных летательных аппаратов. Из-за специфики их свойств одним из наиболее перспективных методов дефектоскопии изделий из КМ является тепловой метод контроля (ТК), который в отечественном авиастроении до сегодняшнего момента не используется.
Проблематика. Экспериментальное исследование динамики избыточных температурных полей на поверхности контрольных образцов из КМ методом активной термографии.
Цель. Разработка методики оптимального обнаружения дефектов в изделиях из КМ и определения их параметров.
Материалы и методы. Объект исследований — стекло- и углепластиковые контрольные образцы с заложенными на разной глубине наиболее опасными и часто встречающимися дефектами. Для обнаружения и определения параметров дефектов использовался метод оптимального наблюдения их температурного контраста при стимуляции образцов импульсом конечной длительности 0,2-3 с.
Результаты. Получены экспериментальные зависимости температурного контраста каждого дефекта от времени наблюдения при различных режимах тепловой стимуляции и положении опорной (бездефектной) области. Определены требования к параметрам теплового импульса. Составлены алгоритмы оптимальной обработки полученных термограмм. Разработан протокол процедуры ТК элементов летательных аппаратов из композиционных материалов без металлизированных слоев.
Выводы. Использование технических средств без особых требований к их быстродействию позволило выявить 90 % дефектов и определить глубину их залегания. Для обнаружения 10 % дефектов в сотовых образцах с воздушным заполнением и в образцах с металлизированными слоями требуется использование источника тепловой стимуляции с более короткой длительностью импульса и тепловизора с высокой частотой кадров из-за высоких скоростей релаксации избыточных температурных полей.
Исследования проведены в рамках инновационного проекта «Создание инфракрасного диагностического комплекса и методики выявления дефектов в композитных материалах элементов самолетов и их оборудования».
Ключові словаавиация, композиционные материалы, тепловой неразрушающий контроль
Посилання
1. Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композитные материалы: Механика и технология. Москва: Техносфера, 2004. 408 с.
2. Троицкий В.А., Карманов М.Н., Троицкая Н.В. Неразрушающий контроль качества композиционных материалов. Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2014. № 3. С. 29-33.
3. Maldague X.P. Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing. New-York: John Willey $ Sons, 2001. 682 с.
4. Вавилов В.П. Тепловой контроль изделий авиакосмической техники. В мире неразрушающего контроля. 2003. Т. 20, № 2. С. 4-10.
5. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. Москва: Спектр, 2009. 544 с. 
6. Госсорг Ж. Инфракрасная термография (Основы, техника, применение). Москва: Мир, 1988. 400 с.
7. Фирма «Thermal Wave Imaging Inc.» URL: http://www.thermalwave.com/1/376/index.asp (дата обращения: 07.09.2017).
8. Гордиенко Э.Ю., Глущук Н.И., Пушкарь Ю.Я., Фоменко Ю.В., Шустакова Г.В. Многоэлементный тепловизор на основе неохлаждаемой болометрической матрицы. Приборы и техника эксперимента. 2012. № 4. С. 85-88. 
9. Гордиенко Э.Ю., Ефременко В.Г., Керемет Л.С., Скарженюк Ф.К., Фоменко Ю.В., Шустакова Г.В. Анализатор тепловых полей для лабораторных исследований. Радиоэлектроника и информатика. 2010. № 3. С. 57-62.
10. Shepard S.M., Lhota J., Hou Y., Ahmed T. Blind characterization of materials using single-sided thermography. Proc. SPIE “Thermosense-XXVI”. 2004. V. 5405. P. 442-446.