Методика и прибор ударно-акустического контроля многослойных композиционных конструкций

• Автор: Загретдинов, Айрат Рифкатович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 100 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса исследований
1.1. Дефекты многослойных композиционных конструкций
1.2 Методы неразрушающего контроля многослойных
композиционных конструкций
1.3 Приборная реализация локального метода свободных колебаний
1.4 Выводы по первой главе
1.5 Постановка цели и задачи исследования
2. Выбор метрологического обеспечения и численное моделирование параметров свободных колебаний стандартных образцов с дефектами
2.1. Выбор метрологического обеспечения
2.2 Выбор метода расчета информативных гармоник спектра
2.3 Алгоритм расчета
2.4 Расчет информативных гармоник спектра для дефектов пластины из оргстекла
2.5 Расчет информативных гармоник спектра для дефектов клееной двухслойной конструкции
2.6 Выводы по второй главе
3. Разработка способа возбуждения и приема упругих колебаний и измерительно-диагностического комплекса
3.1 Способ возбуждения и приема упругих колебаний
3.2 Описание измерительно-диагностической установки
3.3 Выводы по третьей главе
4. Экспериментальные исследования на стандартных образцах с дефектами
4.1 Порядок подготовки и проведения экспериментов

4.2 Оценка погрешности результатов измерений
4.3 Требования по безопасности проведения измерений
4.4 Результаты экспериментальных исследований
4.5 Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Развитие машиностроения определяется внедрением новых материалов и повышением требований к их надежности. Это связано с непрерывно растущим уровнем воздействия температурных и механических нагрузок.
Одним из перспективных путей развития машиностроения является широкое применение многослойных композиционных конструкций, отличающихся при малой массе высокой прочностью, жесткостью, технологичностью и хорошими теплоизоляционными свойствами. Такие конструкции представляют собой различные комбинации неразъемносоединенных между собой слоев из металлических и неметаллических материалов.
Однако, традиционные методы дефектоскопии, такие как ультразвуковой, магнитный, радиационный, вихретоковый, тепловой и прочие оказались недостаточными для обнаружения дефектов многослойных конструкций. Наиболее перспективным для этих целей является ударноакустический метод (метод свободных колебаний).
Настоящая работа посвящена разработке прибора и методики контроля многослойных композиционных конструкций методом свободных колебаний.
При выполнении работы применялись вероятностно-статистические методы математической обработки и метод конечноэлементного анализа. Результаты теоретических исследований подтверждены и дополнены результатами экспериментальных исследований, проведенных на специально разработанной установке с использованием аттестованных контрольноизмерительных приборов.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций подтверждается результатами экспериментальных исследований, сходимостью результатов с исследованиями, полученными другими авторами; совпадением результатов, полученных аналитическими и инструментальными методами.

• закрепления должны быть определены в модальном анализе;
• нагрузки элементов должны быть определены в модальном анализе;
• данные модели не должны изменяться между модальным и переходным анализом.
На этапе анализа переходных динамических процессов к расчетной точке конструкции прикладывалась нагрузка, характеристика которой представлена на рисунке 2.3. Аппроксимация ударного воздействие произведена с помощью симметричного треугольного импульса, являющейся одной из основных классических функций применяемых в решении теоретических задач в области ударных процессов [14].
время, сек
Рис. 2.3 Характеристика нагрузки
После снятия нагрузки рассчитывался отклик конструкции в точке нагружения. Результаты перемещений специфических точек модели определяются программой как переменные от функции времени. Шаг интегрирования по времени выбран самой программой в зависимости от реакции системы.
В анализе и обработке результатов расчетов рассматривались колебания специфических точек модели вдоль оси координат (ось Z), параллельной вектору приложения силы.