Разработка методов и устройств ультразвукового бесконтактного теневого контроля крупногабаритных изделий из полимерных композиционных материалов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано, что для повышения чувствительности ультразвукового (УЗ) бесконтактного теневого контроля изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) необходимо разрабатывать высокочувствительные низкочастотные широкополосные бесконтактные пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Рассмотрены способы обеспечения одновременно высокой чувствительности и широкой полосы УЗ бесконтактных ПЭП. Предложены и разработаны УЗ бесконтактные высокочувствительные широкополосные ПЭП, основанные на использовании технологии мозаичных контактных ПЭП, выборе оптимальных согласующих слоев и использования различных вариантов возбуждения излучающих ПЭП. Показано, что с помощью мозаичных низкочастотных широкополосных бесконтактных ПЭП возможно обеспечить высокую чувствительность контроля и обеспечить точность измерения акустических характеристик (скорости ультразвука, плотности и пр.) при УЗ низкочастотном теневом бесконтактном контроле крупногабаритных изделий из ПКМ.

Об авторах

В. К Качанов

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Email: kachanovvk@mail.ru
Москва, Россия

И. В Соколов

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Москва, Россия

М. А Караваев

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Москва, Россия

Д. В Минаев

ФГУП «ФЦДТ «Союз»

г. Дзержинский, Россия

Список литературы

  1. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Неразрушающий контроль / Справочник. В 7 т. Под общей ред. В.В. Клюева. Т. 3. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.
  2. Li H., Zhou Z. Air-Coupled Ultrasonic Signal Processing Method for Detection of Lamination Defects in Molded Composites // Journal of Nondestructive Evaluation. 2017. V. 36, 45. https://doi.org/10.1007/s10921-017-0425-5
  3. Tang J., Zhu W., Qiu X., Song A., Xiang Y., Xuan F. Non-contact phase coded excitation of ultrasonic Lamb wave for blind hole inspection // Ultrasonics. 2021. V. 119.
  4. Hutchins D., Watson R., Davis L., Akanji L., Billson D., Burrascano P., Laureti S., Ricci M. Ultrasonic Propagation in Highly Attenuating Insulation Materials // Sensors. 2020. V. 20.
  5. Kachanov V.K., Sokolov I.V., Karavaev M.A., Kontsov R.V. Selecting Optimum Parameters of Ultrasonic Noncontact Shadow Method for Testing Products Made of Polymer Composite Materials // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2020. V. 56. No. 10. P. 831-842.
  6. Качанов В.К., Соколов И.В., Караваев М.А., Концов Р.В. Выбор оптимальных параметров ультразвукового теневого бесконтактного способа контроля изделий из полимерных композитных материалов // Дефектоскопия. 2020. № 10. С. 60-70.
  7. Wang X., Wu H., Zhang X., Zhang D., Gong X., Zhang D. Investigation of a multi-element focused air-coupled transducer // AIP Advances 8. 2018. V. 8. Is. 9.
  8. Asokkumar A., Jasiuniene E., Raišutis R., Kažys R.Comparison of ultrasonic non-contact air-coupled techniques for characterization of impact-type defects in pultruded GFRP composites // Materials. 2021. V. 14. Is. 5.
  9. Patankar V.H., Chaurasia R., Nair P. Design and Development of Instrumentation for Air-Coupled Ultrasonics / Proceedings of the National Seminar & Exhibitionon Non-Destructive Evaluation // NDE. 2009. P. 185-189.
  10. Alvarez-Arenas T., Shrout T., Zhang S., Lee H. J. Air-coupled transducers based on 1-3 connectivity single crystal piezocomposites / 2012 International Ultrasonics Symposium. USA, 2012. P. 2230-2233.
  11. Kažys R., Šliteris R., Šeštokė J., Vladišauskas A. Air-coupled ultrasonic transducers based on an application of the PMN32%PT single crystals // Ferroelectrics. 2015. V. 480. Is. 1. P. 85-91.
  12. Kazys R.J., Sliteris R., Sestoke J. Application of PMN-32PT piezoelectric crystals for novel air-coupled ultrasonic transducers // Physics Procedia. 2015. V. 70. P. 896-900.
  13. Eschler E. Air-coupled Ultrasound Transducers. Wiki of the Chair of Non-destructive Testing. 2016. https://wiki.tum.de/display/zfp/Air-coupled+Ultrasound+Transducers.
  14. Bhardwaj A.M. Application of Non-Contact Ultrasound for In-Line Inspection and Material Qualification / Manufacturing 4 the Future conference, 2014, Hartford, CT.
  15. Bhardwaj A., Patel K., Bhardwaj M., Fetfatsidis K. Application of advanced non-contact ultrasound for composite material qualification // Materials Science. 2014. URL: http://ultrangroup.com/wp-content/uploads/CAMX_SAMPE-Paper-The-Ultran-Group-Submitted.pdf
  16. Качанов В.К., Соколов И.В., Конов М.М., Синицын А.А. Сравнение свойств композитных и мозаичных пьезопреобразователей для УЗ контроля изделий с большим уровнем затухания УЗ сигналов // Дефектоскопия. 2011. № 8. С. 39-53.
  17. Splitt G. Pesocomposite Transdusers - a Milestone for Ultrasonic Testing / 7-th European conference on NDT. Copengagen, 1998. V. 3. P. 2965-2970.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах