Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 335.67.1

Development of a shearography device

Burkov M.V. Ph.D. Candidate in Engineering, Associate Professor, Tomsk Polytechnic University

A model of a digital device for shearography (speckle pattern shearing interferometry) is presented. It will allow increasing the speed of non-destructive testing in real time (with the frequency of video registration). The device allows exploring large areas with the preservation of the same spatial resolution for a single pass. The use of specialized lenses (universal design allows the use of a wide range of lenses) in the device will also solve research problems that require high accuracy and resolution. The advantage of the developed device is the possibility of flexible adaptation of the optical scheme and software to the needs of a particular customer, which is impossible with the purchase of a ready-made complex from foreign manufacturers.

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, применение различных упрочняющих покрытий позволяет незначительно снизить массу конструкций новых самолетов, сохраняя исходный уровень прочности. 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 применяют 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 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.

Одним из самых распространенных методов контроля является ультразвуковой, однако из‑за необходимости поточечного ручного сканирования и использования контактной жидкости данный метод является непроизводительным и его использование приводит к длительному простою авиационной техники и финансовым потерям. Значительный интерес представляют оптические методы неразрушающего контроля (НК), благодаря полномасштабности и бесконтактности. Сдвиговая спекл-интерферометрия, 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.

For citation:
Burkov M.V., Development of a shearography device. Chief Mechanical Engineer. 2019;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: