Вихретоковые методы комплексного неразрушающего контроля изделий из углеродных композиционных материалов
Диссертация
В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, на основе анализа литературных источников и существующих технологий и методов контроля и выполненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научно-практическая задача — повышение эффективности неразрушающего контроля углеродных композиционных материалов и изделий из них при воздействии… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НК ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- 1. 1. Описание объекта исследования, предмета исследования
- 1. 2. Анализ современного состояния видов и методов неразрушающего контроля углеродных композиционных материалов
- 1. 3. Анализ технических средств неразрушающего контроля углеродных композиционных материалов
- 1. 4. Постановка задачи
- ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВИХРЕТОКОВОГО ВИДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- 2. 1. Анализ взаимодействия электромагнитного поля вихретокового первичного преобразователя с обмотками, ось которых перпендикулярна объекту контроля с неферромагнитным электропроводящим объектом
- 2. 2. Анализ взаимодействия электромагнитного поля вихретокового первичного преобразователя с обмотками, оси которых параллельны объекту контроля с неферромагнитным электропроводящим объектом
- 2. 3. Определение контролируемых и мешающих параметров вихретокового контроля
- 2. 4. Анализ и выбор информативных параметров и принципов их выделения из сигналов вихретокового преобразователя
- 2. 5. Использованием пакета моделирования электромагнитных полей
- 2. 6. Выводы по главе 2
- ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА И ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
- 3. 1. Методические принципы расчета вихретоковых измерительных преобразователей. Структура первичных измерительных преобразователей
- 3. 2. Описание функциональных схем и средств вихретокового неразрушающего контроля изделий из углеродных композиционных материалов
- 3. 3. Расчет и оптимизация параметров вихретоковых преобразователей
- 3. 4. Разработка конструкции тангенциального вихретокового первичного измерительного преобразователя и оптимизация его параметров
- 3. 5. Разработка алгоритмов обработки измерительной информации, обеспечивающих подавление влияния мешающих параметров
- 3. 6. Выводы по главе 3
- ГЛАВА 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ДОСТОВЕРНОСТИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- 4. 1. Обзор нормативной документации
- 4. 2. Метрологическое обеспечение мер электропроводности и толщины, контрольных образцов расслоений и разрывов нитей
- 4. 3. Градуировка и аттестация преобразователей в составе приборов неразрушающего контроля
- 4. 4. Калибровка и проведение измерений
- 4. 5. Выводы по главе 4
- ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- 5. 1. Измерение удельной электропроводности материалов и изделий
- 5. 2. Измерение толщины изделий
- 5. 3. Выявление расслоений
- 5. 4. Выявление трещин
- 5. 5. Анализ эффективности результатов диссертационной работы
- 5. 6. Перспективы развития и области применения результатов диссертационной работы
- 5. 7. Выводы по главе 5
Список литературы
- Андреева Е.Г., Шамец С. П., Колмогоров Д. В. Конечно-элементныйанализ стационарных магнитных полей с помощью программного пакета ANSYS Книга. Омск: ОмГТУ, 2002. — 92 с.
- Артемьев Б.Г., Лукашов Ю. Е. Поверка и калибровка средств измерений Книга. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2006. — 408 с.
- Бакунов A.C., Герасимов В. Г., Останин Ю. А. Вихретоковый контроль накладными преобразователями Книга. М.: МЭИ, 1985. — 86 с.
- Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехника Книга. М.: Высшая школа — 1996. — 638 с.
- Бинс К., Лауренснон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей Книга. М.: Энергия, 1970. — 376 с.
- Болтон У. Конструкционные материалы металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты Книга. М.: «Додека -21», 2004. — 320 с.
- Бунаков В.А., Головкин Г. С., Машинская Г. П. и др. Армированные пластики / ред. Г. С. Головкина, B.C. Семенова Книга. М.: МАИ, 1997. — 404 с.
- Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы метрологии Книга. М.: Изд-во стандартов, 1985. -256 с.
- Гальченко В.Я., Воробьев М. А. Структурный синтез накладных вихретоковых преобразователей с заданным распределением зондирующего поля в зоне контроля Статья. // Дефектоскопия. -2005 г. -№ 1. С. 40−46.
- Герасимов В.Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных изделий Книга. М.: Энергия, 1972. — 160 с.
- Герасимов В.Г., Клюев В. В., Шатерников В. Е. Методы и приборы электромагнитного контроля Книга. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 256 с.
- Герасимов В.Г., Останин Ю. Я., Покровский А. Д. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами Книга. М.: Энергия, 1978.-216 с.
- Герасимов В.Г., Покровский А. Д., Сухоруков В. В. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль Книга. М.: Высшая школа, 1992.-320 с.
- Гончаров Б.В. Расчет вносимых параметров ВТП с учетом размеров их катушек Статья. // Дефектоскопия. 1976 г. — № 1. — С. 85−91.
- Григулис Ю.К., Качан М. С., Цепке И. В. Воздействие мешающих факторов на показания электромагнитных приборов Статья. // Дефектоскопия. 1976 г. — № 1. — С. 85−91.
- Гуняев Г. М. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов Книга. М.: Наука, 1981. — 232 с.
- Дорофеев A. J1. Электроиндуктивная дефектоскопия Книга. -М.: Машиностроение, 1967. 230 с.
- Дорофеев А.Л., Казаманов Ю. Г. Электромагнитная дефектоскопия Книга. М.: Машиностроение, 1980. — 232 с.
- Дорофеев А.Л., Лихачев Р. И., Никитин А. И. Теория и промышленное применение метода вихревых токов Книга. М.: Машиностроение, 1969. — 96 с.
- Дорофеев А.Л., Любашев Г. А., Останин Ю. Я. Измерение толщины с помощью вихревых токов Книга. М.: Машиностроение, 1975. — 65 с.
- Дорофеев А.Л., Никитин А. И., Рубин А. Л. Индукционная толщинометрия Книга. Москва. Энергия, 1969. — 152 с.
- Досколович JI.Д., Казанский Н. Л., Харитонов С. И. Интегральные представления решений системы уравнений Максвелла для анизотропных сред Статья. // Компьютерная оптика. -2010 г. № 1. — С. 52−57.
- Дякин В.В. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей Книга. -М.: Энергоатомиздат, 1981. 135 с.
- Измерения, контроль, качество. Неразрушающий контроль. Книга. М.:ИПК Издательство стандартов, 2002. — 709 е.
- Исмагилов Е.М. Изучение распределения электрических и магнитных полей вблизи поверхностной протяженной трещины с помощью метода конечных элементов Статья. // Дефектоскопия. 1996 г.-№ 10.-С. 43−51.
- Каневский И.Н., Сальникова E.H. Неразрушающие методы контроля: учеб. пособие Книга. Владивосток: ДВГТУ, 2007. — 243 с.
- Кац Г. С., Милевски Д. В. Наполнители для полимерных композиционных материалов: справочное пособие / Пер. с англ. под ред. П. Г. Бабаевского Книга. Москва: Химия, 1981. — 736 с.
- Конкин А. А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы Книга. М.: Химия, 1974. — 376 с.
- Кузьмин Ю. А. Конструкционные и защитно-отделочные материалы в автомобилестроении. Композиционные материалы: лабораторный практикум Книга. Ульяновск: УлГТУ, 2008. — 41 с.
- Кулаев Ю.В., Касимов Г. А. Анализ погрешностей вихретоковых накладных преобразователей с изменяющимися по глубине электрическими и магнитными свойствами объекта контроля Журнал. // Дефектоскопия. 1978 г. -№ 6. — С. 63−68.
- Курбатов П.А., Аринчин С. А. Численный расчет электромагнитных полей Книга. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 166 с.
- Мелешко А.И., Половников С. П. Углерод, углеродные волокна, углеродные композиты Книга. М.: «Сайнс — Пресс», 2007. — 192 с.
- Неразрушающий контроль: Справочник в 8 т. Вихретоковый контроль Книга. / ред. Клюев В. В. М.: Машиностроение, 2003. — Т.2., кн.2: 688 с.
- Орловская Н.В., Шурина Э. П., Эпов М. И. Моделирование электромагнитных полей в среде с анизотропной электропроводностью Статья. // Вычислительные технологии. 2006 г. — № 3. — С. 99−116.
- Портной, К. И. Структура и свойства композиционных материалов Книга. -М.: Машиностроение, 1979. 255 с.
- Потапов А.И., Сясько В. А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий Книга. СПб: Гуманистика, 2009. — 904 с.
- Потапов А.И., Сясько В. А., Чертов Д. Н. Выявление расслоений и глубины их залегания в углепластиковых конструкциях с использованием вихретокового вида неразрушающего контроля Статья. // Известия высших учебных заведений. 2012 г. — № 8. — С. 66−69.
- Потапов А.И., Сясько В. А., Чертов Д. Н. Измерение толщины изделий из углеродных композиционных материалов с использованием вихретокового двухчастотного амплитудно-фазового метода Статья. // Контроль. Диагностика. 2013 г. — № 4. — С. 17−21.
- Пронкин Н.С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям Книга. М. Университетская книга, 2006. — 392с.
- Ричардсон М. Промышленные полимерные композиционные материалы / Пер. с англ. под ред. П. Г. Бабаевского Книга. М.: Химия, 1986.-472 с.
- Соболев B.C., Шкарлет Ю. М. Накладные и экранные датчики Книга. Новосибирск: Наука, 1967. — 141 с.
- Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Дж. Дюбина- Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта- Под ред. Б. Э. Геллера Книга. М.: Машиностроение, 1988. — 448 с.
- Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. Дж. Дюбина- Пер. с англ. А. Б. Геллера и др.- Под ред. Б. Э. Геллера Книга. М.: Машиностроение, 1988. — 584 с.
- Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах Книга. М.: Энергия, 1975. -152с.
- Сясько В.А. Сканирование при вихретоковом контроле Статья. // В мире неразрушающего контроля. 2010 г. — № 3. — С. 24−28.
- Сясько В.А., Чертов Д. Н. Выявление расслоений углепластиковых материалов с использованием тангенциальных вихретоковых преобразователей Статья. // В мире неразрушающего контроля. -2012 г. № 2.-С. 19−21.
- Сясько В.А., Чертов Д. Н., Ивкин А. Е. Измерение толщины стенок изделий из углеродных композиционных материалов с использованием вихретокового фазового метода Статья. // Дефектоскопия. -2011 г.-№ 8.-С. 76−84.
- Тарнопольский Ю.М., Жигун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-армированные композиционные материалы: справочник Книга. М.: Машиностроение, 1987. — 223 с.
- Углеродные волокна / Под ред. С. Симамуры Книга. М.: Мир, 1987.-304 с.
- Углеродные волокна и углекомпозиты / Под ред. Э. Фитцера Книга. М.: Мир, 1988. — 336 с.
- Чертов Д.Н., Сясько В. А. Анализ неразрушающих методов контроля углепластиков Статья. // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвузов, сб. 2010 г. — вып. 19. — С. 72−80.
- Шумиловский Н.Н., Ярмольчук Г. Г., Грабовецкий В. П., Прусов М. А. Методы вихревых токов для контроля производственных параметров. Основы теории и расчетов Книга. Фрунзе: Илим, 1964.-295 с.
- Яковлев С.Г. Методы и аппаратура магнитного и вихретокового контроля: учеб. пособие Книга. СПб: СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 2003. — 88 с.
- ГОСТ 18 353–79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов М.: Издательство стандартов, 2004. — 12 с. — Введен с 1980−0701.
- ГОСТ 23 776–79 Изделия углеродные. Методы измерения удельного электрического сопротивления М.: Издательство стандартов, 1982. — 18 с.-Введен с 1982−01−01.
- ГОСТ 23 829–85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения М.: Издательство стандартов, 1986. — 19 с. — Введен с 1987−01−01.
- ГОСТ 24 289–80 Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения М.: Издательство стандартов, 1980. — 55 с. — Введен с 1981−07−01.
- ГОСТ 8.009−84 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений М.: Издательство стандартов, 2003. — 28 с. — Введен с 198 601−01.
- ГОСТ 8.207−76 Государственная система обеспечения средств измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения М.: Издательство стандартов, 1976. — 8 с. — Введен с 1977−01−01.
- ГОСТ 8.315−97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ иматериалов. Основные положения М.: Издательство стандартов, 1997. -45 с. — Введен с 1998−07−01.
- ГОСТ Р 53 697−2009 Контроль неразрушающий. Основные термины и определения М.: Издательство стандартов, 2009. — 12 с. — Введен с 2011−01−01.
- ГОСТ Р 8.000−2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения М.: Издательство стандартов, 2000. -5 с.-Введен с 2001−01−01.
- ГОСТ Р ИСО 12 718−2009 Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Термины и определения М.: Издательство стандартов, 2011. — 36 с. — Введен с 2010−12−01.
- ГОСТ Р ИСО 15 549−2009 Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения М.: Издательство стандартов, 2011.- 12 с.-Введен с 2011−01−01.
- Davis C.W., Noth S., Fulton J.D. Combined investigation of eddy current and ultrasonic techniques for composite materials NDE Статья. // Rev. of Progress in QNDE. 1995. — vol. 14.-pp. 1295−1301.
- De Goeje M.P., Wapenaar K.E.D. Non-destructive inspection of carbon fibre-reinforced plastics using eddy current methods Статья. // Composites. -1992.-vol. 23(3).-pp. 147−157.
- Garcia-Martin J., Gomez-Gil J., Vazquez-Sanchez E. Non-destructive techniques based on eddy current testing Статья. // Sensors. 2011. -vol. 11.-pp. 2525−2565.
- Grimberg R., Premel D., Lemistre M., Balageas D., Placko D. Compared NDE of damages in graphite/epoxy composites by electromagnetic methods Статья. // Nondestructive Evaluation of Materials and Composites. 2001. -vol. 4336.-pp. 65−72.
- Grimberg R, Premel D, Savin A, Le Bihan Y., Placko D. Eddy current holography evaluation of delamination in carbon-epoxy composites Статья. // INSIGHT 2001. — vol. 43. — pp. 260−264.
- Gros X.E., Advantages and Limitation of Nondestructive Eddy Current Testing of Composites Materials: from Rotor Blades to Dashboards Статья. // Engineering Plastics. 1995. — vol. 8. — pp. 410−425.
- Guidebook on non-destructive testing of concrete structures Книга. -Vienna: IAEA, 2002 242 p.
- Lange R., Mook G. Structural analysis of CFRP using eddy current methods Статья. // NDT&E international. 1994. — vol. 27. — pp. 241−248.
- Li Xin, Yin W, Liu Ze, Withers P.J., Peyton A.J. Characterization of carbon fibre reinforced composite by means of non-destructive eddy current testing and FEM modeling Статья. // 17th world conference on nondestructive testing, Shanghai, 2008.
- Megali G., Pellicano D., Cacciola M. and others. EC modeling and enhancement signals in CFRP inspection Статья. // Progress in electromagnetics research M 2010. — vol.14. — p. 45−60.
- Mix, Pual E. Introduction to nondestructive testing: a training guide Книга. New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2005. — 697 p.
- Mook G, Pohl J., Michel F. Non-destructive characterization of smart CFRP structures Статья. // Smart Material and Structure. 2003. — vol. 12. -pp. 997−1004.
- Rosado Luis S. Non-Destructive Testing Based on Eddy Currents Журнал.-2009.- Юр.
- Schueler R., Joshi S.P., Schulte K. Damage detection in CFRP by electrical conductivity mapping Статья. // Composites Science and Technology.-2001. vol. 61.-pp. 921−930.