Введение 16
1 Теоретические основы 18
1.1 Применение композитных материалов в авиастроении 18
1.2 Композитные материалы 23
1.3 Методы теплового неразрушающего контроля 26
2 Методы обработки термограмм в программе ThermoFit Pro 32
3 Аппаратура активного теплового неразрушающего контроля 34
3.1 Источники теплового нагрева 34
3.2 Приемники теплового излучения 37
3.3 Тепловые дефектоскопы 40
4 Экспериментальные исследования 45
4.1 Обнаружение дефектов в объекте контроля при различных источниках
нагрева 45
4.2 Обнаружение дефектов в объекте контроля при периодическом
нагреве и однократном нагреве 49
4.3 Определение зависимости теплового сигнала от расстояния между
источником нагрева и объектом контроля при различных параметрах эксперимента 56
4.4 Определение дефектов при разнообразной окраске поверхности
контроля и на различном расстоянии между ОК и дефектоскопом 71
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 79
5.1 FAST-анализ 79
РЕФЕРАТ
Ключевые слова: активный тепловой неразрушающий контроль, тепловой периодический нагрев, термограмма, последовательность термограмм, методы обработки термограмм, композитные материалы.
Объектом исследования являются изделия авиакосмической техники из композитных материалов.
Цель работы - исследование возможности активного теплового неразрушающего контроля (АТНК) больших областей объекта обследования с помощью тепловизионных средств, а так же повышение производительности данного вида контроля.
В процессе исследования проводился АТНК композитных материалов с применением периодического нагрева (тепловых волн) с целью определения выявляемости дефектных структур (SNR) на различном расстоянии между источником нагрева и объектом контроля.
В результате исследования было определено, что при использовании периодического нагрева достоверность выявляемости дефектов производится на больших расстояниях по сравнению с однократным нагревом.
Степень внедрения: лабораторные исследования.
Область применения: авиакосмическая промышленность.
Экономическая эффективность/значимость работы: стадия научного исследования.
С развитием авиастроения существует прямая связь создания и производства нового поколения материалов. К таковым относятся композитные материалы, которые с 1960-х годов активно находят применение в авиакосмической технике. Они обладают разнородными свойствами, например, высокой удельной прочностью и жесткостью, жаропрочностью, износостойкостью, хорошими теплозащитными свойствами. Благодаря появлению и применению композитных материалов в авиакосмической технике существует возможность уменьшения массы конструкций, увеличения мощности двигателей, повышения весовой эффективности авиационнокосмических аппаратов. А так же данные материалы позволяют снизить подверженность коррозии конструкций самолётов.
В композитных материалах чаще всего можно наблюдать такие дефекты, как пустоты, трещины, водный конденсат, расслоения между слоями материала, непроклеи, переливы связующего вещества между волокнами или слоями. Исследователям важно знать, где расположен дефект, его параметры, их связь с ресурсом материала для определенных научных работ.
Для обнаружения дефектов в композитных материалах используют различные методы неразрушающего контроля. Каждый из них имеет свои недостатки. Наиболее известными считаются следующие методы: визуальный, капиллярный, магнитный, ультразвуковой, тепловой, рентгеновский и радиоволновой.
С помощью визуального метода неразрушающего контроля невозможно определить наличие дефектов внутри материала. Капиллярный метод так же не позволит обнаружить дефекты, которые находятся под поверхностным слоем материала. Магнитный метод не применяется для обнаружения дефектов в композитных материалах. Ультразвуковой метод не является лучшим методом для обнаружения дефектов в материале потому, как для проведения данного
