Методика встроенного контроля деталей и конструкций из углепластиков ультразвуковыми волнами Лэмба
В данной работе была проверена работоспособность методики встроенного контроля деталей и конструкций из углепластиков ультразвуковыми волнами Лэмба. Проведены эксперименты по локации искусственных дефектов и ударных повреждений углепластикового образца, а также рассчитаны индексы поврежденности.
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки ……………… 6
Введение………………………………………………………………………………………………. 9
1 Литературный обзор………………………………………………………………………. 11
1.1 Проблема прочности конструкционных материалов.
Механические характеристики материалов ………………………………………………. 11
1.2 Углепластики. Технология изготовления ……………………………….. 12
1.3 Неразрушающий контроль композиционных материалов в
авиации ……………………………………………………………………………………………… 14
1.4 Встроенный контроль. Ультразвуковые волны Лэмба ……………. 20
1.5 Постановка задачи ………………………………………………………………… 22
2 Материалы и методика ………………………………………………………………….. 23
2.1 Материалы и оборудование …………………………………………………… 23
2.2 Методика исследования ………………………………………………………… 26
2.3 Программа обработки данных Damage Board …………………………. 27
2.4 Обнаружение ударных и искусственных повреждений ………….. 30
2.5 Последовательность тестирования…………………………………………. 31
3 Результаты экспериментов …………………………………………………………….. 33
3.1 Искусственные дефекты ………………………………………………………… 33
3.2 Ударные повреждения …………………………………………………………… 46
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………… 54
4.1 Оценка коммерческого потенциала проекта …………………………… 54
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …….. 54
4.1.2 SWOT-анализ ……………………………………………………………………. 55
4.2 Планирование научно-исследовательского проекта ……………….. 56
4.2.1 Структура работ ………………………………………………………………… 56
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ …………………… 57
4.2.3 Разработка графика выполнения научно-исследовательского
проекта ………………………………………………………………………………………….. 60
4.3 Смета затрат на разработку проекта ………………………………………. 62
4.4 Определение ресурсной и финансовой эффективности научно-
исследовательского проекта……………………………………………………………………… 66
5 Социальная ответственность ………………………………………………………….. 72
Введение…………………………………………………………………………………………….. 72
5.1 Производственная безопасность ……………………………………………. 72
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов ……………………………… 73
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды ………………………………………………………………………. 80
5.2 Экологическая безопасность …………………………………………………. 84
5.3 Защита в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 85
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
……………………………………………………………………………………………… 86
Заключение ………………………………………………………………………………………… 88
Список используемой литературы ………………………………………………………. 89
Приложение (справочное) …………………………………………………………………… 92
Неразрушающий контроль (НК) всегда был и остается одной из наиболее
важных проблем в процессе эксплуатации машин и оборудования. На
сегодняшний день разработано множество методов НК, благодаря которым
возможен поиск дефектов в деталях из композиционных материалов, металлов и
сплавов в процессе производства, эксплуатации и ремонта. Одним из основных
недостатков неразрушающего контроля является остановка эксплуатации
технического устройства, что является экономически не выгодным. Результаты
неразрушающего контроля показывают, что дефекты возможно обнаружить
всего лишь в небольшом количестве изделий, в остальных же случаях дефекты в
устройстве еще не образовались. Однако, интервал между проведением контроля
устройств расширить невозможно, так как конструкции, в которых уже имеются
дефекты, в процессе эксплуатации могут разрушиться, что непозволительно во
многих опасных отраслях промышленности, таких как: нефтехимическая,
авиакосмическая, машиностроительная и др.
На сегодняшний день одним из наиболее актуальных направлений
исследований в сфере неразрушающего контроля, привлекающих множество
исследователей и инженеров, является концепция Structural Health Monitoring.
Эта концепция подразумевает внедрение в конструкцию комплекса
чувствительных элементов (датчиков), регистрацию информации на протяжении
всего периода эксплуатации с последующим анализом данных с помощью
программных средств для своевременного обнаружения дефектов
(повреждений) и ремонта технического устройства. Несомненным плюсом
данного подхода является возможность расширения интервала планового
контроля изделия, если данная система не регистрирует изменений,
превышающих некоторое пороговое значение. Одним из подходов к реализации
SHM является сеть ультразвуковых датчиков (УЗ), встроенных в конструкцию,
и использующихся для прямого обнаружения дискретных дефектов (трещин в
металлах, расслоений углепластиков, вмятин и др.).
Общим для всех реализаций систем встроенного контроля является
необходимость в разработке сложного программного обеспечения для обработки
сигналов и принятия решения о возможности дальнейшего продолжения
эксплуатации. Основой такого программного обеспечения является анализ
механики деформационного поведения разных типов материалов.
В данной работе была поставлена задача исследовать методику
встроенного контроля деталей и конструкций из углепластиков
ультразвуковыми волнами Лэмба. Необходимо было определить
местоположение повреждений (искусственных и естественных) и определить
величину поврежденности материала.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.5 (80 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
0 (13 отзывов)
4.9 (522 отзыва)
4.8 (30 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
