По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 442.12

Разработка устройства цифровой ширографии на основе цифрового зеркального фотоаппарата

Бурков М.В. канд. техн. наук, доцент, Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, д. 30, E-mail: burkov@tpu.ru

Представлены результаты испытания лабораторного стенда цифровой ширографии для неразрушающего контроля (НК) композитов и алгоритмического обеспечения обработки первичных данных. Данный метод является бесконтактным методом НК, позволяющим напрямую регистрировать деформацию поверхности в реальном времени (с частотой видеорегистрации), который благодаря высокой чувствительности к внеплоскостным деформациям (направленным параллельно оси оптической системы) хорошо подходит для поиска дефектов в слоистых композитах. Лабораторный стенд построен по схеме интерферометра Майкельсона с поворотным зеркалом и фазосдвиговой системой. В качестве видеосенсора использована матрица цифрового зеркального фотоаппарата Canon 450D DSLR. Проведены эксперименты с использованием эталонного образца для проверки работоспособности стенда и алгоритмического обеспечения цифровой обработки первичных данных для получения картин распределения разности фаз, а также эксперимент по обнаружению имитаторов дефектов в углепластиковой трехслойной панели с сотовым заполнителем.

Литература:

1. Steinchen W. Digital Sherarography. Theory and application of digital speckle pattern shearing interferometry. — Washington: SPIE press, 2003–312 p.

Введение. Авиастроение является одной из самых высокотехнологичных отраслей промышленности, требующих применения прочных и легких материалов. На сегодняшний день конструкции серийно выпускающихся самолетов на 80% (по массе) состоят из металлических сплавов, в то время как всего 20% приходится на композиты. Модернизация технологий обработки, применения различных упрочняющих покрытий позволяет незначительно снизить массу конструкций новых самолетов, сохраняя исходный уровень прочности. «Качественно новый» переход к более легким конструкциям возможен при значительном расширении области применения композитов. Так, новые самолеты Boeing 787 и Airbus А350XWB уже на 50% состоят из углепластиков, которые применяются в ответственных высоконагруженных узлах: лонжеронах крыла, обшивке фюзеляжа, оперении.

Однако в отличие от металлов композиты обладают сложной гетерогенной структурой, что приводит к появлению значительного количества дефектов, как производственного, так и эксплуатационного характера. Большой проблемой являются так называемые слабозаметные ударные повреждения углепластиковых конструкций (Barely visible impact damage — BVID), причиной появления которых является отсутствие у данного материала пластических свойств. Так, например, на дюралевой обшивке удар привел бы к появлению вмятины, благодаря пластическим свойствам, в то время как на углепластике образуется практически незаметное с наружной стороны ударное повреждение, характеризующееся разрывом волокон и расслоением внутри. Такие повреждения, особенно находящиеся в зонах перепада жесткости, развиваясь в процессе эксплуатации, могут стать причиной разрушения конструкции.

На сегодня одним из самых распространенных методов контроля является ультразвуковой, однако из‑за необходимости поточечного ручного сканирования и использования контактной жидкости данный метод является непроизводительным, приводит к длительному простою авиационной техники и финансовым потерям. Значительный интерес представляют оптические методы НК, благодаря полномасштабности и бесконтактности. Сдвиговая спеклинтерферометрия или ширография — это разновидность интерферометрических методов НК, с помощью которой регистрируется производная (что делает метод нечувствительным к перемещению исследуемого объекта как жесткого целого, в частности при вибрации) от компонент вектора перемещений на поверхности объекта [1]. Таким образом, измеряя и анализируя поверхностные деформации, можно обнаруживать дефекты в исследуемом материале.

Для Цитирования:
Бурков М.В., Разработка устройства цифровой ширографии на основе цифрового зеркального фотоаппарата. Главный механик. 2017;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: