Введение 14
1 Обзор литературы 17
2 Объект и методы исследования 20
2.1 Математическое моделирование в программе ThermoCalc-3D 20
2.2 Моделирование в пакете COMSOL Multiphysics 22
2.3 Экспериментальная установка 23
2.3.1 Определение оптимального способа тепловой стимуляции 23
2.3.2 Исследование возможности идентификации степени заполнения ячеек 24
2.3.3 Экспериментальные исследования реальных образцов сотовых панелей ... 24
3 Расчеты и аналитика 27
3.1 Анализ результатов моделирования 27
3.1.1 Моделирование в программе ThermoCalc-3D 27
3.1.2 Моделирование в пакете COMSOL Multiphysics 30
3.2 Анализ экспериментальных результатов 33
3.2.1 Выбор оптимального источника тепловой стимуляции 33
3.2.2 Анализ исследования возможности идентификации степени заполнения
ячеек водой 36
3.2.3 Анализ экспериментальных результатов контроля образцов сотовых
панелей 39
4 Результаты проведенного исследования 44
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 47
4.1 SWOT-анализ 48
5 Социальная ответственность 56
5.1 Производственная безопасность 56
5.1.1 Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны 56
5.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 58
5.1.3 Повышенный уровень теплового излучения 59
5.1.5 Электромагнитное излучение 61
5.2 Экологическая безопасность
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 62
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 63
5.4.1 Правовые вопросы обеспечения безопасности 63
Заключение 66
Список публикаций 68
Список использованных источников 69
Приложение А 72
Объектом исследования является неразрушающий контроль воды в авиационных сотовых панелях эксплуатируемых самолетов.
Цель работы - разработка метода количественной оценки воды в авиационных сотовых панелях.
В процессе исследования проводились работы по моделированию теплового контроля воды в сотовых панелях, экспериментальные исследования с образцами сотовых панелей.
В результате исследования показана возможность количественной оценки воды в сотовых панелях при различном расположении воды внутри сот. Разработаны алгоритмы расчета количества воды в конкретных сотовых панелях.
Область применения: метод может применяться при технической диагностике и ремонте эксплуатируемых самолетов в аэропортах, на авиастроительных заводах, в экспертных организациях и лабораториях неразрушающего контроля.
В будущем планируется проведение дальнейших исследований в данной области для минимизации влияния внешних воздействий и шумов. Разработка методик количественной оценки воды для конкретных моделей самолетов.
В современной авиационной промышленности широко распространены так называемые сотовые конструкции, которые получили свое название из-за схожести с пчелиными сотами. Сотовые панели обладают высокой прочностью и малым весом, однако при их эксплуатации возможно накопление воды в ячейках. При циклах замерзания/оттаивания вода разрушает панели и увеличивает их массу. Данная проблема является настолько серьезной для обеспечения безопасности полетов, что многие ведущие производители авиационной техники ставят вопрос об отказе от использования сотовых конструкция и возврате к использованию монолитных структур. Тем не менее, авиационная техника с сотовыми конструкциями будет эксплуатироваться еще многие годы. Поэтому неразрушающий контроль воды в сотах останется актуальным длительное время.
Существуют несколько методов определения воды в ячейках сот. Все они обладают как преимуществами, так и недостатками. Наиболее распространен ультразвуковой метод, который обеспечивает приемлемую точность, но является трудоемким и контактным. Рентгенографический метод не может применяться в условиях действующих аэропортов по соображениям техники безопасности. Предложен метод инфракрасной (ИК) термографии, основанный на анализе температурных полей на внешних поверхностях самолетов. С помощью специальных приборов - тепловизоров - регистрируют инфракрасное излучение, испускаемое всеми физическими объектами и связанное с их температурой. Благодаря своей высокой теплоемкости, вода долго нагревается и долго охлаждается, поэтому ее можно обнаружить в течение определенного времени после посадки самолета в процессе естественного нагрева, а также с помощью принудительной тепловой стимуляции. Данный метод отличается удобством и высокой производительностью, но не позволяет определить массу скрытой воды. Поэтому в настоящее время он применяется в основном как скрининговый метод.
