Искусственный отражатель для настройки дефектоскопа, реализующего акустический волноводный метод контроля композитной арматуры

Авторы

  • В. А. Стрижак ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-5-15

Ключевые слова:

композитные материалы, акустический волноводный метод, искусственный отражатель

Аннотация

Предложен способ нанесения искусственного отражателя на длинномерный объект без разрушения его тела, что позволяет разработать настроечный образец для волноводного метода контроля при упрощении способа нанесения искусственного отражателя. На основании существующих методик оценки спектральных свойств сигналов, отраженных и прошедших через участки с перепадом сечения, разработана расчетная модель. Модель позволяет оценить амплитуды эхосигналов в зависимости от высоты и длины искусственного отражателя. Приведены результаты моделирования и экспериментальных исследований влияния габаритных размеров искусственного отражателя на эхосигнал. Показано, что максимум эхосигнала достигается при длине искусственного отражателя на 19 % меньше значения, соответствующего критерию четверти волнового резонанса. Амплитуда от искусственного отражателя в 1,2…1,3 раза меньше процента прироста площади, и с увеличением площади в зоне отражателя различия растут в силу уменьшения коэффициента его прозрачности.

Полученные зависимости позволяют по амплитуде эхосигнала и видимой длине дефекта оценить его внутренний размер. Предлагаемая методика характеризуется высокой точностью, оперативностью и позволяет повысить достоверность волноводного метода контроля длинномерных объектов из полимерных композитных материалов (пруток, труба, арматура).

Библиографические ссылки

Неразрушающий контроль качества бетонных строительных композитов / М. А. Фролова, А. С. Тутыгин, А. М. Айзенштадт, Т. А. Махова, В. С. Лесовик // Строительные материалы. 2012. № 3. С. 20–22.

Николенко П. В., Шкуратник В. Л., Чепур М. Д. Акустико-эмиссионные эффекты при растяжении композитов и их использование для контроля состояния кровли горных выработок // Горный журнал. 2019. № 1. С. 13–16.

Степанова В. Ф., Ильин Д. А., Бучкин А. В. Гибридная композитная арматура с повышенным модулем упругости // Естественные и технические науки. 2014. № 9-10 (77). С. 435–437.

Soliman Ehab S. M. M., El-Sayed Tamer A., Naga Soheir A. R. A new approach to design a composite ma-terial for light mono leaf spring using fea // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19, № 1. С. 8–13. DOI: 10.22213/2413-1172-2016-1-8-13.

Францев М. Э. Исследование надстройки из композитов пассажирского судна на подводных крыльях акустическими методами неразрушающего контроля // В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19, № 4. С. 13–17.

Смелков С. Л. Способы контроля армированных композитов // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2019. № 4. С. 49–52.

Трифонова С. И., Генералов А. С., Далин М. А. Современные технологии и средства теневого ультразвукового контроля полимерных композиционных материалов // Технология машиностроения. 2017. № 7. С. 37–43.

Мурашов В. В., Генералов А. С. Контроль многослойных клееных конструкций низкочастотными акустическими методами // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 2 (31). С. 59–67.

Неразрушающий контроль : справочник. В 8 т. / А. И. Евлампиев, Е. Д. Попов, С. Г. Сажин, Ю. К. Федосенко, В. Г. Герасимов, А. Д. Покровский, Ю. Я. Останин ; под общ. ред. В. В. Клюева. Изд. 2-е, перераб. и испр. М., 2006. 829 с.

Gholizadeh S. [A review of nondestructive testing methods of composite materials]. Proc. XV Portuguese Conference on Fracture, PCF 2016, 10-12 February 2016, Paço de Arcos, Portugal, vol. 1.

Солодов И. Ю., Кройцбрук М. Резонансные дефекты: новый подход к повышению чувствительности методов НК с использованием ультразвуковой стимуляции дефектов // В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19, № 4. С. 8–12.

Патент на изобретение RU 2688877 C1, 22.05.2019. Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов / В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Р. Р. Хасанов.

Эффективность использования стержневых и крутильных волн для контроля пруткового проката / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Д. В. Злобин, Т. Н. Лебедева // Дефектоскопия. 2004. № 3. С. 3–8.

Акустическая дефектоскопия прутков с ис-пользованием многократных отражений / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Б. А. Буденков, Т. Н. Лебедева, Д. В. Злобин // Дефектоскопия. 2004. № 8. С. 50–55.

Взаимодействие крутильных волн с продольными трещинами труб / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Д. В. Злобин, С. А. Мурашов // Дефектоскопия. 2006. № 6. С. 58–66.

Муравьева О. В., Стрижак В. А., Пряхин А. В. Влияние регулярных перепадов сечения на контролепригодность прутка при контроле акустическим волноводным методом // Дефектоскопия. 2014. № 4. С. 41–49.

Буденков Г. А., Недзвецкая О. В. Основные закономерности взаимодействия волн похгаммера с дефектами // Дефектоскопия. 2004. № 2. С. 33–46.

Добровольский Д. С. Влияние надрезов стержней на коэффициенты интенсивности напряжений кольцевых трещин // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19, № 2. С. 6-8. DOI: 10.22213/2413-1172-2016-2-6-8.

Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, В. А. Стрижак, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин : монография. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2017. 234 с. ISBN 978-5-7692-1560-5.

Дефектоскопия композитной арматуры акустическим волноводным методом / В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Р. Р. Хасанов, С. С. Мкртчян // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 1. С. 78–88. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-1-78-88.

Ганзий Ю. В. Идентификация опасностей получения некачественной продукции из полимерного композитного материала на примере строительной композитной арматуры // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 3. С. 13–19. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-3-13-19.

Патент на изобретение RU 2679480 C1, 11.02.2019. Способ акустического контроля прутков волноводным методом / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, Ю. В. Мышкин.

Патент на полезную модель RU 173773 U1, 11.09.2017. Устройство акустического контроля прутков / Ю. В. Мышкин, О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, Д. В. Злобин, М. А. Синцов.

Муравьева О. В., Злобин Д. В. Акустический тракт метода многократных отражений при дефектоскопии линейно-протяженных объектов // Дефектоскопия. 2013. № 2. С. 43–51.

Буденков Г. А., Недзвецкая О. В., Стрижак В. А. Акустика затрубного пространства добывающих и нагнетательных скважин // Дефектоскопия. 2003. № 8. С. 3–10.

Муравьева О. В., Стрижак В. А., Пряхин А. В. Оценка чувствительности метода акустической рефлектометрии к дефектам теплообменных труб // Дефектоскопия. 2017. № 3. С. 27–34.

Загрузки

Опубликован

06.11.2020

Как цитировать

Стрижак, В. А. (2020). Искусственный отражатель для настройки дефектоскопа, реализующего акустический волноводный метод контроля композитной арматуры. Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 23(2), 5–15. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-5-15

Выпуск

Раздел

Статьи