ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ АВИАЦИОННОЙ ПАНЕЛИ

Приведены результаты применения разработанной в ИМАШ РАН методики ранней диагностики скрытого повреждения в авиационной панели из композитного материала при стендовых испытаниях на растяжение. Оценены возможности разработанной методики и программного продукта для выявления повреждения на ранней стадии нагружения панели в условиях упругого деформирования материала с применением хрупкого тензопокрытия, трещины в котором регистрировали синхронно с применением высокоскоростной видеокамеры «Видеоспринт» и акустико-эмиссионной системы A-Line 32D. В ходе эксперимента по выявлению подповерхностного дефекта (надреза среднего стрингера) в авиационной панели протестирована разработанная в ИМАШ концепция выявления повреждений на ранней стадии нагружения в условиях упругого деформирования материала конструкции. При этом тестировали не только методику, но и специально разработанное для кластерного анализа и классификации регистрируемых локационных импульсов программное обеспечение (ПО), а также оборудование и ПО для синхронной записи потоков видеоизображений и массивов акустико-эмиссионных (АЭ) данных. Синхронная регистрация потоков видеоизображений и импульсов АЭ позволила точно контролировать процесс трещинообразования в тензопокрытии на этапах эксперимента, а структурно-феноменологический подход при классификации регистрируемых массивов данных АЭ — отслеживать основные тренды накопления повреждений на разных структурных уровнях и идентифицировать источники их излучения. Комплексное использование оксидного тензопокрытия, высокоскоростной видеосъемки, синхронизированной с системой АЭ контроля, дало возможность в процессе мониторинга состояния авиационной панели при уровне нагрузки P =90 кН, составляющей примерно 12 % от предельной, точно диагностировать область подповерхностного дефекта, выявлять распределение наибольших главных деформаций в области трещинообразования хрупкого покрытия, проводить их количественную оценку и идентифицировать основные источники излучения АЭ сигналов.

1. Handbook on experimental mechanics / Edited by. A. S. Kobayashi. — Prentice-Hall: Society for Experimental Mechanics, Inc., 1987. — 1002 p.

2. Напряженно-деформированные состояния ЖРД / Под ред. Н. А. Махутова, В. С. Рачука. — М.: Наука, 2013. — 646 с.

3. Махутов Н. А., Ушаков Б. Н., Васильев И. Е. Применение хрупких тензочувствительных покрытий для оценки прочности и выявления дефектов в сварных швах трубопроводов / Вестник машиностроения. 2011. № 2. С. 44 - 48.

4. Махутов Н. А., Васильев И. Е., Богуславский А. А., Васильев А. И. Автоматизация процесса регистрации трещин в хрупких тензочувствительных покрытиях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76. № 11. С. 45 - 50.

5. Махутов Н. А., Шемякин В. В., Ушаков Б. Н., Петер-сен Т. Б., Васильев И. Е. Применение акустической эмиссии для контроля за процессом образования трещин в хрупких оксидных тензоиндикаторах / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 6. С. 41 - 44.

6. Махутов Н. А., Фомин А. В., Иванов В. И., Перьмяков В. Н., Васильев И. Е. Комплексная диагностика предельных состояний и раннего предупреждения аварийных состояний конструкций / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. № 2. С. 46 - 51.

7. Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Иванов В. И., Елизаров С. В. Акустико-эмиссионные свойства оксидных тензо- индикаторов и распознавание сигналов при образовании трещин в хрупком слое покрытия / Дефектоскопия. 2015. № 1. С. 48 - 60.

8. Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Панков А. В., Трусевич М. А. Ранняя диагностика зон повреждения и вероятного разрушения композиционных материалов с использованием хрупких тензоиндикаторов и акустической эмиссии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. №1. С. 45-57.

9. Пат. 2569078 РФ. Способ распознавания источников сигналов акустической эмиссии, возникающих при деградации материала, образовании трещин и разрушении конструкции / Васильев И. Е., Матвиенко Ю. Г., Иванов В. И., Елизаров С. В.; заявитель и патентообладатель Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. — № 2014125453/28; заявл. 24.06.14; опубл. 20.11.2015. Бюл. № 32.

10. Матвиенко Ю. Г., Васильев И. Е., Иванов В. И., Елизаров С. В. Акустико-эмиссионная диагностика процесса разрушения структуры композита при растягивающих, сжимающих и циклических нагрузках / Дефектоскопия. 2016. № 8. С. 30 - 45.