СИСТЕМА ІМПУЛЬСНОГО ІМПЕДАНСНОГО КОНТРОЛЮ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми, сформульовано мету, та завдання дослідження, наукову новизну одержаних результатів та їх практичне значення, розкрито питання апробації результатів дисертації на конференціях і семінарах, їх висвітлення в спеціалізованих друкованих виданнях.

У першому розділі дисертаційної роботи проведено огляд основних дефектів, притаманних КМ, та показано, що одними з найбільш поширених та небезпечних є пошкодження типу непроклею та розшарування. 

Проведено аналіз методів неруйнівного  контролю виробів із КМ та показано переваги використання імпульсного імпедансного методу, що базується на оцінці механічного імпедансу в зоні контакту перетворювача та об’єкта контролю. Даний метод широко використовується в авіакосмічній галузі для контролю КМ типу стільникових конструкцій, що застосовуються в якості конструкційних елементів в складі поверхонь керування літальних апаратів та несучих гвинтів. Основна область застосування – виявлення дефектів клеєних та паяних з’єднань між порівняно тонкою зовнішньою обшивкою та елементами жорсткості або заповнювачами – спеціальними пінопластами, або стільниковими структурами, дефектів типу розшарувань та непроклеїв у неметалічних покриттях і виробах із шаруватих пластиків.

Детально розглянуто фізичні основи імпульсного імпедансного методу НК та варіанти його реалізації. Виконано аналіз існуючих систем НК виробів із КМ, які базуються на імпульсному варіанті імпедансного методу, та проаналізовано методи виділення інформаційних ознак із сигналу первинного перетворювача. При цьому зазначено, що в жодному із пристроїв не реалізовано засоби, що дозволяють враховувати статистичні характеристики вихідних  вимірювальних даних при прийнятті діагностичних рішень.   

У другому розділі основна увага приділяється розширенню множини діагностичних ознак, на основі яких приймається рішення про наявність дефекту в контрольованій області. Проведено дослідження відомих підходів до виділення інформативних параметрів (ІП) із сигналу первинного перетворювача імпульсного імпедансного дефектоскопа в часовій та частотній областях. Представлено підходи до кількісного оцінювання ступеня відмінності спектральних розкладів сигналів, що застосовуються в сучасних імпедансних системах НК. 

 Детально проаналізовано та досліджено можливість використання  перетворення Гільберта (ПГ) для виділення додаткових інформативних ознак. Проведено експериментальні дослідження, які показують, що запропоновані ІП, виділені на основі даного перетворення, мають більшу чутливість, ніж ті, що використовуються в сучасних системах неруйнівного контролю. 

Запропоновано та експериментально досліджено використання статистики  як характеристики відмінності оцінок спектральних щільностей інформаційних сигналів у дефектних та бездефектних областях контрольованого виробу. Окрім того, проведено дослідження впливу фрикційних шумів, що виникають при переміщенні перетворювача по поверхні ОК, на ІП які використовуються в сучасних дефектоскопах та запропоновані в рамках дисертаційного дослідження.  

Зміна механічного імпедансу контрольованої зони призводить до зміни амплітуди, частоти та фази інформаційного сигналу перетворювача. Крім того, відмінності фізико-механічних характеристик контрольованої зони впливають на зміни форми обвідної інформаційного сигналу. 

Існує два варіанти імпедансного методу – з неперервним та імпульсним збудженням перетворювача. Завдяки можливості реалізації мобільних дефектоскопів на його основі найбільш поширеним є імпульсний варіант.  Інформаційним сигналом імпульсного імпедансного перетворювача є експоненційно згасаючий радіоімпульс з несучою частотою, близькою до резонансної частоти приймаючої п’єзопластини перетворювача. В якості основних інформативних характеристик сигналу, за зміною яких приймаються діагностичні рішення, в сучасних дефектоскопах використовуються амплітуда та компоненти спектральних розкладів.

Однак миттєве значення амплітуди сигналу є параметром чутливим до впливу завад, в той час як використання результатів спектральних розкладів вимагає процедури відбору інформативних складових та розробки додаткових методів інтерпретації.