О возможностях применения цифровой голографической интерферометрии для дефектоскопии композитных материалов
| Вид материала | Документы |
- Применение цифровой корреляционной спекл интерферометрии для изучения деформирования, 33.75kb.
- Методика электронной спекл-интерферометрии для контроля качества многофункциональных, 89.41kb.
- Инструкция по контролю сварочных материалов и материалов для дефектоскопии, 600.94kb.
- Зако н об электронном документе и цифровой подписи, 293.35kb.
- Предельные возможности цифровой голографической интерферомерии при измерении сверхмалых, 66.45kb.
- Темы курсовых работ для студентов 2 курса: Релаксационная динамика иглообразных макромолекул, 18.91kb.
- 6-я Московская Международная конференция «Теория и практика технологии производства, 64.17kb.
- Государственный стандарт союза сср контроль неразрушающий методы дефектоскопии радиационные, 948.38kb.
- Термодиэлектрические свойства композитных материалов на основе наночастиц оксидов переходных, 239.71kb.
- России Владимир Путин распорядился учредить Агентство стратегических инициатив (аси), 566.18kb.
О возможностях применения цифровой голографической интерферометрии
для дефектоскопии композитных материалов
В.С. Гуревич, В.Е.Гапонов, А.М.Исаев
В последние годы широкое применение в машиностроении, в частности, в конструкции несущих деталей авиатехники находят композиционные материалы на основе стекло- и углепластиков, что требует разработки методов испытаний узлов и их элементов, выполненных из таких материалов. В докладе обсуждаются результаты исследований по проверке эффективности применения метода цифровой голографической интерферометрии (ЦГИ) для выявления и локализации малых поверхностных дефектов типа «вмятина» на образцах из композиционных материалов.
Предметом исследований являлась отработка методических приемов голографической дефектоскопии на подготовленном образце:
- подбор оптимальных способов нагружения объекта, при которых в зоне дефекта образуются максимальные аномалии поля перемещений;
- выбор величины нагрузки, при которой значения перемещений поверхности лежат в пределах диапазона чувствительности интерферометра и обеспечивается наилучшая
визуализация дефектных зон;
- выбор оптимальных оптических схем интерферометра, которые обеспечивают максимальную чувствительность измерительной системы к аномальным перемещениям поверхности в зоне дефекта.
- разработка методик индикации, локализации и определения размеров дефектных зон.
В ходе исследований авторами отработана гибридная методика выбора вида и величины тестирующей нагрузки путем виртуального (численного) моделирования напряженно-деформированного состояния в зоне дефекта методом конечных элементов. Проведенные эксперименты показали, что применение методики позволяет с минимальными трудозатратами подобрать наиболее оптимальный способ и величину нагружения, которые создают максимально четкую аномалию поля перемещений в зоне дефекта (рис.1).
Проведены также сравнительные исследования эффективности выявления малых дефектов при различных схемах голографического интерферометра для разных способов нагружения. Установлено, что максимальную чувствительность к поверхностным дефектам типа малых вмятин обеспечивает схема с наклонным вектором чувствительности при способах нагружения, создающих превалирующие деформации в плоскости объекта (рис. 2).
Выявлена существенная зависимость эффективности процесса голографической дефектоскопии от величины тестирующей нагрузки. Для расширения диапазона тестирующих нагрузок авторами разработана голографическая методика измерения больших (сотни микрон) перемещений путем ступенчатого нагружения и суммирования приращений на отдельных ступенях нагружения. Испытания методики показали, что с увеличением нагрузки соотношение сигнал/шум при измерении смещений в зоне дефекта резко повышается, что повышает разрешающую способность голографической дефектоскопии.
Исследования показали также, что максимальная эффективность визуализации и локализации малых дефектов достигается при использовании процедуры дифференцирования измеренной функции перемещений по координате. Авторами разработана и проверена на практике соответствующая опция в компьютерной программе обработки результатов голографических измерений (рис.3).
А)
Б)
В)
Рис.1 Результаты компьютерного моделирования визуализации дефекта при термическом
нагружении образца на поле перемещений (А), первой (Б) и второй (В) производной
от функции перемещений по координате
Дефект №3
Рис.2 Визуализация дефекта на интерферограммах, зарегистрированных при
наклонном освещении образца на различных стадиях процесса термического
расширения.
Дефект №1
Дефект №3
Дефект №1
Дефект №3
А) Б)
Рис. 3. Визуализация и локализация малых вмятин поверхности образца на поле первой (А) и второй (Б) производных
от измеренной функции перемещений по координате при термическом нагружении.