Гордиенко, ЭЮ, Глущук, НИ, Фоменко, ЮВ, Шустакова, ГВ, Дзешульская, ИИ, Иванько, ЮФ
Nauka innov. 2018, 14(2):39-50
https://doi.org/10.15407/scin14.02.039
Рубрика: Научно-технические инновационные проекты Национальной академии наук Украины
Язык: Русский
Аннотация: 
Введение. Композитные материалы (КМ) широко используются в производстве современных летательных аппаратов. Из-за специфики их свойств одним из наиболее перспективных методов дефектоскопии изделий из КМ является тепловой метод контроля (ТК), который в отечественном авиастроении до сегодняшнего момента не используется.
Проблематика. Экспериментальное исследование динамики избыточных температурных полей на поверхности контрольных образцов из КМ методом активной термографии.
Цель. Разработка методики оптимального обнаружения дефектов в изделиях из КМ и определения их параметров.
Материалы и методы. Объект исследований — стекло- и углепластиковые контрольные образцы с заложенными на разной глубине наиболее опасными и часто встречающимися дефектами. Для обнаружения и определения параметров дефектов использовался метод оптимального наблюдения их температурного контраста при стимуляции образцов импульсом конечной длительности 0,2-3 с.
Результаты. Получены экспериментальные зависимости температурного контраста каждого дефекта от времени наблюдения при различных режимах тепловой стимуляции и положении опорной (бездефектной) области. Определены требования к параметрам теплового импульса. Составлены алгоритмы оптимальной обработки полученных термограмм. Разработан протокол процедуры ТК элементов летательных аппаратов из композиционных материалов без металлизированных слоев.
Выводы. Использование технических средств без особых требований к их быстродействию позволило выявить 90 % дефектов и определить глубину их залегания. Для обнаружения 10 % дефектов в сотовых образцах с воздушным заполнением и в образцах с металлизированными слоями требуется использование источника тепловой стимуляции с более короткой длительностью импульса и тепловизора с высокой частотой кадров из-за высоких скоростей релаксации избыточных температурных полей.
Исследования проведены в рамках инновационного проекта «Создание инфракрасного диагностического комплекса и методики выявления дефектов в композитных материалах элементов самолетов и их оборудования».
Ключевые слова: авиация, композиционные материалы, тепловой неразрушающий контроль
Ссылки: 
1. Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композитные материалы: Механика и технология. Москва: Техносфера, 2004. 408 с.
2. Троицкий В.А., Карманов М.Н., Троицкая Н.В. Неразрушающий контроль качества композиционных материалов. Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2014. № 3. С. 29-33.
3. Maldague X.P. Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing. New-York: John Willey $ Sons, 2001. 682 с.
4. Вавилов В.П. Тепловой контроль изделий авиакосмической техники. В мире неразрушающего контроля. 2003. Т. 20, № 2. С. 4-10.
5. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. Москва: Спектр, 2009. 544 с. 
6. Госсорг Ж. Инфракрасная термография (Основы, техника, применение). Москва: Мир, 1988. 400 с.
7. Фирма «Thermal Wave Imaging Inc.» URL: http://www.thermalwave.com/1/376/index.asp (дата обращения: 07.09.2017).
8. Гордиенко Э.Ю., Глущук Н.И., Пушкарь Ю.Я., Фоменко Ю.В., Шустакова Г.В. Многоэлементный тепловизор на основе неохлаждаемой болометрической матрицы. Приборы и техника эксперимента. 2012. № 4. С. 85-88. 
9. Гордиенко Э.Ю., Ефременко В.Г., Керемет Л.С., Скарженюк Ф.К., Фоменко Ю.В., Шустакова Г.В. Анализатор тепловых полей для лабораторных исследований. Радиоэлектроника и информатика. 2010. № 3. С. 57-62.
10. Shepard S.M., Lhota J., Hou Y., Ahmed T. Blind characterization of materials using single-sided thermography. Proc. SPIE “Thermosense-XXVI”. 2004. V. 5405. P. 442-446.