Тема: Развитие методики контроля металлов с помощью тонкопленочных фольг

Усталостное разрушение является одной из главных причин выхода из строя высоконагруженных конструкций в различных отраслях промышленности: авиации, судостроении, нефтехимии и др. При этом во многих отраслях разрушение может приводить к аварийным ситуация и катастрофам. Избежать его можно, своевременно обнаружив дефект или повреждение средствами неразрушающего контроля (НК) и проведя ремонт. Существует множество методов НК, обладающих различным диапазоном применимости, чувствительностью и достоверностью контроля. Однако статистика НК свидетельствует о том, что в подавляющем количестве обследованных деталей (более 90-95 %) дефекты не обнаруживаются и конструкция может продолжать эксплуатироваться. Кроме того для проведения контроля часто требуется остановка эксплуатации, что часто требует дополнительных трудозатрат или просто ведет к простою техники. Таким образом, сегодня концепция планового контроля с четко определенными интервалами начинает вытесняться другим подходом, в литературе называемым Condition Based Monitoring, т.е. контролю по состоянию конструкции. Однако для успешной реализации данного подхода требуется дополнительная информация об условиях и нагрузках, в которых работает конструкция. Так новые промышленные объекты, здания, мосты часто оснащаются сетью распределенных датчиков (тензорезисторов, термометров, акселерометров и др.), что позволяет получать полную картину о нагружении и судить об остаточном ресурсе и необходимости либо полномасштабного контроля, либо ремонта. [1]
Таким образом, данные системы позволяют вести встроенный контроль механического состояния (Structural Health Monitoring). SHM является одним из наиболее перспективных и эффективных путей перехода на качественно новый уровень безопасности и надежности в такой важной отрасли как авиастроение, где очень жестко стоит проблема снижения массы летательных аппаратов и оборудования
Одним из подходов к встроенному контролю деталей является оценка состояния материала с помощью датчиков деформации интегрального типа (ДДИТ) [2]. Суть методики, основанной на использовании ДДИТ, заключается в оптическом наблюдении за поверхностью тонкой фольгой-датчиком, наклеенной на исследуемый материал. В процессе циклического деформирования на поверхности фольги образуется деформационный рельеф, регистрируемый видеодатчиком. Его количественная оценка позволяет анализировать наработку материала и его текущее состояние. Так, например, К. Паже из Европейского авиастроительного концерна «Эйрбас» в [3] обсуждает применение ДДИТ в авиастроении. Автор рассматривает датчики на основе тонких пленок, области их применения, устанавливает требования к функциям датчиков и эксплуатационным условиям окружающей среды, обсуждаются испытания на надежность, необходимые для соответствия требованиям авиационной отрасли.
Однако для достоверной оценки рельефа на данных датчиках необходимо изучить особенности и закономерности его формирования, а также разработать информативные параметры для получения количественной оценки. В работе была поставлена задача испытать образцы технически чистого алюминия и стали 30ХГСН2А на одноосное циклическое растяжение, в процессе которого зарегистрировать и проанализировать изменение рельефа на поверхности материала и на фольге высокочистого алюминия А99999, наклеенной на поверхность.
Купить