Artificial Reflector for Setting up a Flaw Detector that Implements an Acoustic Waveguide Method for Monitoring Composite Reinforcement
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-5-15Keywords:
composite material, acoustic testing, waveguide technique, artificial reflectorAbstract
A method for applying an artificial reflector to a long object without destroying its body is proposed. It allows developing a tuning sample for a waveguide control method while simplifying the method for applying an artificial reflector. A computational model has been developed based on existing methods for evaluating the spectral properties of signals reflected and passed through sections with a cross-section difference. The model allows you to estimate the amplitudes of echo signals depending on the artificial reflector's height and length. Results of modeling and experimental studies of the effect of the artificial reflector overall dimensions on the echo signal are presented. It is shown that the maximum echo signal is achieved when the length of the artificial reflector is 19 % less than the value corresponding to the criterion of a quarter of the wave resonance. The amplitude of the artificial reflector is 1.2...1.3 times less than the percentage of the area increasing. As the area in the reflector zone increases, the differences grow due to decreasing its transparency coefficient.
The obtained dependencies allow us to estimate the internal size of the echo signal by the amplitude and visible length of the defect. The proposed method is characterized by high accuracy and efficiency. It allows for increasing the reliability of the waveguide method for monitoring long objects made of polymer composite materials (rod, pipe, armature).References
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.
