Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники
Рассмотрены основные принципы построения переносного аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиационной техники. В комплексе будут объединены средства электронной спекл-интерферометрии, цифровой корреляции изображений и сверхвысокочастотного не...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160180 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники / Л.И. Муравский, Т.И. Вороняк, Я.Л. Иваницкий, В.Р. Джала, А.Г. Куць // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 1. — С. 37-42. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859727311135309824 |
|---|---|
| author | Муравский, Л.И. Вороняк, Т.И. Иваницкий, Я.Л. Джала, В.Р. Куць, А.Г. |
| author_facet | Муравский, Л.И. Вороняк, Т.И. Иваницкий, Я.Л. Джала, В.Р. Куць, А.Г. |
| citation_txt | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники / Л.И. Муравский, Т.И. Вороняк, Я.Л. Иваницкий, В.Р. Джала, А.Г. Куць // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 1. — С. 37-42. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Рассмотрены основные принципы построения переносного аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиационной техники. В комплексе будут объединены средства электронной спекл-интерферометрии, цифровой корреляции изображений и сверхвысокочастотного неразрушающего контроля, оптимизация и синхронизация которых будет выполняться при помощи соответствующего программного обеспечения. Комплекс создается с целью разработки на его основе новых методик контроля и диагностики композитных элементов конструкций и металлокомпозитных соединений авиационной техники. Разработанные методики дадут возможность повысить надежность и ресурс работы элементов конструкций благодаря выявлению внутренних дефектов, анализу трехмерных полей перемещений контактных поверхностей и оценке степени повреждения и смятия элементов соединений.
Розглянуто основні принципи побудови переносного апаратно-програмного комплексу для неруйнівного контролю композитних елементів конструкцій авіаційної техніки. У переносному апаратно-програмному комплексі будуть поєднані засоби електронної спекл-інтерферометрії, спекл-метрології, цифрової кореляції зображень та надвисокочастотного неруйнівного контролю, оптимізацію і синхронізацію яких буде реалізовано за допомогою відповідного програмно-апаратного забезпечення. Комплекс створюється з метою розроблення на його основі нових методик контролю і діагностики композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з’єднань авіаційної техніки. Розроблені методики дадуть можливість підвищити надійність та ресурс роботи композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з'єднань завдяки виявленню внутрішніх дефектів у композитних елементах конструкцій, аналізу тривимірних полів переміщень контактних поверхонь у з’єднаннях «метал – композит» за механічного навантаження та ультразвукового або теплового збудження, оцінюванню ступеня пошкодження і зминання елементів з’єднань.
The basic principles for development of a portable hardwaresoftware complex for nondestructive testing of aircraftcomposite structural components are considered. This complex will combine means of electronic speckle interferometry, digital image correlation and microwave frequency nondestructive testing, which optimization and synchronization will be implemented with the help of the appropriate software. The complex is created to develop new techniques for monitoring and diagnostics of composite structural elements and composite or metal-composite joints in aircraft equipment. The developed techniques will allow increasing the reliability and lifetime of structural elements due to internal defects detection, analysis of three-dimensional displacement fields of contact surfaces and evaluation of damage and bearing stress in joints elements.
|
| first_indexed | 2025-12-01T11:32:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
37ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
УДК 62-5.681.5 https://doi.org/10.15407/tdnk2017.01.06
ПРИНцИПИ ПОБУДОВИ АПАРАТНО-ПРОГРАМНОГО
КОМПлЕКСУ Для НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОлЮ
КОМПОЗИТНИХ ЕлЕМЕНТІВ КОНСТРУКцІЙ
АВІАКОСМІЧНОЇ ТЕХНІКИ
Л. І. МуРАвськИй, Т. І. воРонЯк, Я. Л. ІвАнИцькИй, в. Р. джАЛА, о. Г. куць
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України. 79060, м. львів-60, вул. Наукова, 5. E-mail: murav@ipm.lviv.ua
Розглянуто основні принципи побудови переносного апаратно-програмного комплексу для неруйнівного контролю ком-
позитних елементів конструкцій авіаційної техніки. У переносному апаратно-програмному комплексі будуть поєднані
засоби електронної спекл-інтерферометрії, спекл-метрології, цифрової кореляції зображень та надвисокочастотного
неруйнівного контролю, оптимізацію і синхронізацію яких буде реалізовано за допомогою відповідного програмно-апа-
ратного забезпечення. Комплекс створюється з метою розроблення на його основі нових методик контролю і діагностики
композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з’єднань авіаційної техніки. Розроблені методики дадуть
можливість підвищити надійність та ресурс роботи композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з'єднань
завдяки виявленню внутрішніх дефектів у композитних елементах конструкцій, аналізу тривимірних полів переміщень
контактних поверхонь у з’єднаннях «метал – композит» за механічного навантаження та ультразвукового або теплового
збудження, оцінюванню ступеня пошкодження і зминання елементів з’єднань. Бібліогр. 21, рис. 6.
К л ю ч о в і с л о в а : неруйнівний контроль, електронна спекл-інтерферометрія, ультразвук, надвисокочастотна
діагностика, цифрова кореляція зображень, приховані дефекти, композитні матеріали
Переносний апаратно-програмний комплекс
(ПАПК) для неруйнівного контролю (НК) компо-
зитних елементів конструкцій авіаційної техніки
створюється з метою розроблення нових методик
контролю і діагностики композитних елементів
конструкцій та металокомпозитних з’єднань авіа-
ційної техніки для підвищення надійності та ре-
сурсу їх роботи на основі виявлення внутрішніх
дефектів у композитних елементах конструкцій,
аналізу тривимірних полів переміщень контак-
туючих поверхонь у з'єднанні метал–композит
за механічного навантаження та ультразвукового
(УЗ) або теплового збудження, оцінювання сту-
пеня пошкодження і зминання елементів з'єднань
засобами спекл-метрології, цифрової кореляції зо-
бражень (цКЗ) та надвисокочастотного (НВЧ) НК.
Під час побудови комплексу будуть використані
результати досліджень, наведені у працях [1–5].
Комплекс міститиме гібридну оптико-цифро-
ву систему (ОцС) визначення тривимірних полів
переміщень і деформацій та виявлення пошкод-
жень і внутрішніх дефектів у композитах та міс-
цях з’єднань, а також апаратуру НВЧ діагностики
внутрішніх дефектів і неоднорідностей. У гібрид-
ній ОцС буде поєднано оптико-цифровий кореля-
тор зображень для формування поперечних полів
переміщень поверхні з електронним спекл-інтер-
ферометром для формування поздовжніх полів
переміщень біля місць з'єднань та виявлення вну-
трішніх дефектів і пошкоджень за механічних
навантажень та УЗ збудження. Апаратура НВЧ
діагностики дасть змогу виявляти внутрішні де-
фекти і структурні неоднорідності у шарах ком-
позитних елементів шляхом вимірювання коефі-
цієнта відбивання відбитої зондувальної хвилі
методом лінійної частотної модуляції (лЧМ) з пе-
ретворенням частоти.
На основі розроблених методик буде запро-
поновано нову технологію зміцнення отворів
у композиті для підвищення надійності роботи
з'єднання. Розроблені методики, технічні засоби
і технологія зміцнення отворів у композиті да-
дуть можливість підвищити достовірність діагно-
стування з'єднань композит–метал за реальних
умов навантаження та оцінювати їх надійність і
довговічність для підвищення безпеки польотів
літальних апаратів.
Розроблення гібридних оптико-акустичних ме-
тодів і засобів виявлення дефектів у композитах
почалось ще у 1990-х роках. Зокрема, були прове-
дені дослідження з виявлення внутрішніх дефек-
тів і розшарувань у композитах, що базувались на
використанні адитивно-субтрактивної електрон-
ної спекл-інтерферометрії (ЕСІ) та гармонічного
УЗ збудження [6–8]. Були проведені досліджен-
ня, у яких використовували для виявлення вну-
трішніх дефектів синхронізовану різницеву ЕСІ у
поєднанні з УЗ або тепловим збудженням [9–11].
© л. І. Муравський, Т. І. Вороняк, я. л. Іваницький, В. Р. Джала, О. Г. Куць, 2017
У роботі приймали участь Г. І. Гаськевич, І. С. Голинський, І. В. Стасишин
38 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Однак тут основну увагу звертали на виявлення
лише тестових внутрішніх дефектів, які поперед-
ньо вводили в композит.
Дослідження пошкоджуваності з'єднань
композит–метал здійснюють різними метода-
ми, оскільки проблема оцінювання їх опірності
руйнуванню та довговічності є надзвичайно ак-
туальною. Особливу увагу звертали на процес
руйнування з’єднань композит–метал, який ха-
рактеризують трьома основними видами – ро-
зривом, зминанням і відколом. На сьогодні для
вивчення параметрів руйнування таких з’єднань
застосовують як аналітичні методи, зокрема ме-
тод скінченних елементів [12–14], так і експери-
ментальні з використанням тензодатчиків [12,
15, 16], явища фотопружності [12], ЕСІ [15] та
двовимірної (2D) [17,1 8] і тривимірної (3D) цКЗ
[19]. Дослідження проводять для з’єднань з од-
ним болтом [14, 19] і з декількома [13, 20], при-
чому вивчають також вплив розмірів болтів на
міцність конструкції [16].
Зауважимо, що прямий аналог пропонованої
ОцС відсутній, оскільки у ній передбачено од-
ночасне використання методів ЕСІ та цКЗ як для
виявлення внутрішніх дефектів та розшарувань у
композитах та у місцях з’єднань композит–метал,
так і для діагностування напружено-деформова-
ного стану таких з’єднань. Функціональна схема
гібридної ОцС, що буде входити до ПАПК, пока-
зана на рис. 1. Оптична частина гібридної ОцС
побудована за схемою інтерферометра Твайма-
на–Гріна, який містить лазер неперервної дії 1,
розширювач лазерного променя 2, світлоподіль-
ник 3, опорне дзеркало 4. Спекл-інтерферограму
(СІ), що формується в інтерферометрі як резуль-
тат інтерференції опорного променя (відбитого
від дзеркала 4) та предметного (відбитого від ОК),
реєструють за допомогою об’єктива 5 та цифро-
вої камери 6. УЗ збудження ОК 8 здійснюють за
допомогою УЗ джерела 7, що містить УЗ випромі-
нювач та клиноподібну призму (рис. 2) та генерує
в ОК короткі імпульси або гармонічні хвилі в діа-
пазоні від 10 до 200 кГц. Для формування корот-
кочасних лазерних імпульсів тривалістю порядку
одиниць мікросекунд використовують акустооп-
тичну комірку 9.
Керування режимами роботи ОцС забезпечує
контролер 10, використовуючи для цього елек-
тронні блоки синхронізації УЗ джерела та акусто-
оптичної комірки (11 і 12 відповідно). Зареєстро-
вані СІ вводять в комп'ютер 13 для подальшої
обробки. Для створення картин кореляційних
смуг (різницевих СІ) за методом різницевої ЕСІ
формують першу СІ досліджуваної ділянки об’єк-
ту контролю (ОК) у незбудженому стані, а другу –
у стані УЗ збудження.
щоб зменшити спекл-шуми у різницевих СІ,
формують декілька пар таких картин за різних
значень фази опорного променя. Додаючи ці кар-
тини, використовують ефект накопичення, завдя-
ки якому рівень спекл-шумів, що мають випадко-
вий характер, знижується.
Режим роботи гібридної ОцС під час виявлен-
ня внутрішніх дефектів у композитах та з’єднан-
нях композит–композит і композит–метал можна
умовно поділити на два етапи. На першому до-
сліджувана ділянка аналізується за імпульсного
УЗ збудження та інтенсивного неперервного або
імпульсного лазерного освітлення ОК. Під час
використання імпульсного випромінювання не-
обхідно синхронізувати момент імпульсу лазер-
ного випромінювання з моментом імпульсу УЗ
збудження. Джерело УЗ збудження містить УЗ ви-
промінювач із клиноподібною призмою для ство-
рення поверхневої хвилі у ОК та керованого УЗ
генератора. цей етап дає можливість виявити усі
дефекти в полі зору інтерферометра, оскільки
завдяки широкому діапазону спектра УЗ збуджен-
ня кожен дефект буде проявлятись завдяки наяв-
ності у цьому спектрі резонансних частот для да-
ного дефекту. В результаті сумування різницевих
СІ формують картину дефектів по всьому полю
спостереження ОК. Такий режим роботи дає мож-
ливість здійснювати швидкісний попередній НК
Рис. 1. Функціональна схема гібридної ОцС
Рис. 2. Схема (а) та загальний вигляд (б) перетворювача для
вводу УЗ в ОК: 1 – вузол випромінювача і демпфування; 2 –
контакти підключення; 3 – призма-хвилевід
39ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
всього композиту або елемента конструкції на
предмет наявності або відсутності дефектів у ОК.
Другий етап необхідний для більш детально-
го дослідження усіх виявлених на першому ета-
пі дефектів, зокрема визначення їх розмірів та
уточнення місць локалізації. На другому етапі ви-
користовують гармонічні сигнали УЗ збудження,
причому частоту збудження плавно сканують в
сторону збільшення або зменшення з метою ви-
бору резонансної частоти для вибраного дефекту.
Для реєстрації моментів досягнення мінімальних
і максимальних значень синусоїдального УЗ збуд-
ження використовують акустооптичну комірку,
яка працює як засув і у ці моменти відкриває ла-
зерний промінь. Формуючи в реальному часі по-
слідовність різницевих СІ і сумуючи їх, оцінюють
розміри дефекту та його локалізацію.
На рис. 3 показана часова діаграма роботи
ОцС у режимі гармонічного УЗ збудження. Спо-
чатку фіксується зображення фрагменту дослід-
жуваної поверхні без УЗ навантаження (Кадр 1).
Наступним етапом є фіксація зображення того ж
фрагменту за УЗ навантаження (Кадр 2). Освіт-
лення відбувається імпульсами синфазно з сигна-
лом УЗ навантаження. Після збереження даних у
комп’ютері відбувається обробка і вивід результа-
ту на екран.
Паралельно з реєстрацією СІ безпосеред-
ньо у інтерферометрі можна організувати режим
реєстрації спекл-зображень за відсутності опор-
ного променя. Інший спосіб полягає у виділенні
спекл-зображень із зареєстрованих СІ безпосе-
редньо у комп’ютері, використовуючи для цього
відомі алгоритми трансформації СІ [1]. За допом-
огою спекл-зображень початкової і деформованої
поверхні можна побудувати поля поперечних пе-
реміщень поверхні за допомогою одного з методів
цКЗ [21].
На рис. 4 наведено приклад спекл-зображення
(а), СІ (б) та картини кореляційних смуг, отрима-
ної методом різницевої ЕСІ на ділянці поверхні
композитного зразка з виявленим зминанням біля
круглого отвору (в). Тобто, деякі приховані дефек-
ти можна виявляти лише методом різницевої ЕСІ,
використовуючи для цього картини кореляційних
смуг, що отримані за певних умов навантаження
ОК – механічного, теплового чи УЗ.
До недавнього часу застосування методів і
засобів радіохвильового (РХ) НВЧ НК в основ-
ному обмежувалося лабораторними взірцями і
одиничними зразками апаратури. Проте в остан-
ні роки у зв’язку з розвитком елементної бази мі-
крохвильової техніки з’явились системи РХ НВЧ
НК композитних елементів конструкцій для про-
мислового застосування. Відомі розробки Applied
Microwave Non destructive Testing Lab. (США) та
Fraunhofer Institute for Nondestructive Testing (Гер-
манія). Аналогом системи НВЧ НК, що розро-
бляється, є SynView 3D Imaging System (Becker
Photonik Gmbh).
У запропонованому ПАПК робота апарату-
ри НВЧ діагностики внутрішніх дефектів і не-
однорідностей заснована на багаточастотному
зондуванні електромагнітними хвилями НВЧ
міліметрового діапазону, спектральному аналізі
відгуку і побудові профілю внутрішньої струк-
тури матеріалу. Вимірювання коефіцієнта від-
бивання проводиться для всіх точок діапазону
частот, потім будується часовий відгук струк-
тури (імпульсна характеристика) шляхом спек-
трального аналізу частотної залежності виміря-
ного сигналу, причому максимуми відповідають
просторовому положенню неоднорідності середо-
вища з урахуванням оптичних властивостей ма-
теріалу. Зображення ОК отримується шляхом ска-
нування у площині апертури антени по одній або
двох координатах.
Функціональна схема системи НВЧ діагностики
показана на рис. 5 і складається з наступних вузлів:
Рис. 3. Діаграма збору даних в ОцС
Рис. 4. Приклади зображень, що використовуються під час роботи ОцС: а – спекл-зображення; б – СІ; в – кореляційні смуги
40 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
– НВЧ датчика, що опромінює ОК електро-
магнітними хвилями НВЧ діапазону та вимірює
коефіцієнт відбивання;
– двокоординатної системи позиціонування
датчика, що служить для сканування поверхні ОК;
– блока керування і аналогово-цифрового пере-
творення, що керує роботою датчика і позиціоне-
ра, отримує виміряні дані від НВЧ датчика і пере-
дає у ПК;
– ПК з відповідним програмним забезпечен-
ням, що отримує дані вимірювання і інформацію
про положення НВЧ датчика відносно ОК та бу-
дує радіохвильове зображення внутрішньої струк-
тури ОК.
Оскільки зображення ОК отримується шля-
хом сканування поверхні, ставиться вимога до
швидкості вимірювання коефіцієнта відбиван-
ня, яка б забезпечила прийнятну продуктивність
НК. Тому доцільним є використання НВЧ дат-
чика з неперервною лЧМ і вимірюванням на
проміжній частоті. Застосування НВЧ датчика
за принципом лЧМ радара забезпечить швид-
кість вимірювання в точці поверхні не менше 1
кГц, відповідно швидкість сканування поверх-
ні виробу з роздільною здатністю 1 мм буде 1
м/с. Альтернативний підхід полягає у викори-
станні детекторного приймача НВЧ сигналу, де
вимірюється потужність НВЧ поля у хвилеводі
на фіксованій частоті за допомогою спеціальних
відгалужувачів (детектор-
них секцій) і квадратичних
детекторів (діодів). Схе-
ма детекторного приймача
більш громіздка, здійснює
модуляцію потужності НВЧ
поля та синхронне детек-
тування, а також вимагає
більше часу на вимірюван-
ня на одній частоті. Тому
вона малопридатна для
вимірювань, коли необхід-
на велика швидкість отри-
мання даних на багатьох
частотах.
Принцип роботи НВЧ
датчика полягає у наступно-
му. Генератор, керований напругою, генерує лЧМ
НВЧ сигнал, що надходить спочатку на підсилю-
вач потужності, потім на помножувач частоти, і
таким чином частота несучого опорного сигналу
модулюється у межах 92...95 ГГц. Далі сигнал че-
рез вентиль, смуговий фільтр і змішувач випромі-
нюється у напрямку ОК. Відбитий від ОК сигнал
через антенну систему надходить на змішувач із
часовою затримкою t, де перемножується з опор-
ним сигналом. В результаті дії на змішувач двох
сигналів – опорного і відбитого від ОК (рис. 6) –
на виході змішувача отримуємо різницевий низь-
кочастотний сигнал, частота і амплітуда якого за-
лежать від коефіцієнта відбивання і відстані до
ОК. Через підсилювач сигнал проміжної частоти
надходить до аналогово-цифрового перетворюва-
ча. На рис. 6 наведено часову залежність зондуваль-
ного (суцільна лінія) і відбитого (пунктирна лінія)
гармонічних сигналів з періодом T від частоти носія
ω. Час затримки відбитого сигналу можна визначи-
ти за формулою t = 2R/c, де R – віддаль від джерела
НВЧ випромінювання до ОК, с – швидкість поши-
рення електромагнітних хвиль.
висновок
Створюваний ПАПК на відміну від відомих
закордонних аналогів дасть змогу виявляти не
лише тестові підповерхневі дефекти, але вияв-
ляти і аналізувати оперативні та експлуатацій-
ні внутрішні дефекти у шаруватих композит-
них панелях та з’єднаннях композит–композит і
композит–метал. Крім того, за його допомогою
можна буде виявляти пошкодження та внутріш-
ні дефекти у місцях таких з’єднань, які неви-
димі і закриті від спостереження шляпками бол-
тів, заклепок тощо.
список літератури
1. Муравський л. І., Вороняк Т. І., Кметь А. Б. лазер-
на інтерферометрія поверхні для потреб технічної
діагностики: наук. ред. З. Т. Назарчук.– львів: СПО-
лОМ, 2014.– 272 с.
Рис. 5. Функціональна схема системи НВЧ діагностики композитних елементів
Рис. 6. Формування сигналу проміжної частоти у НВЧ датчи-
ку: 1 – зондувальний сигнал; 2 – відбитий від ОК сигнал
41ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2. Muravsky L., Kmet' A., Voronyak T. Two approaches to the
blind phase shift extraction for two-step electronic speckle
pattern interferometry // Opt. Eng. – 2013. – V. 52, № 10. –
P.101909 (1–8).
3. Назарчук З. Т., Джала В. Р., Синявський А. Т. Виявлен-
ня підповерхневих неоднорідностей у діелектричних ма-
теріалах радіохвильовим надвисокочастотним методом //
Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2013. – № 4. – С. 7–22.
4. Максименко О. П., Іваницький я. л., Гвоздюк М. М.
Визначення жорсткості з’єднання композит–метал ме-
тодом цифрової кореляції зображень // Там же. – 2014.–
№ 6. – С. 44–49.
5. Оптико-цифровий комплекс для мікродіагностики стану
поверхні, деформацій та прихованих дефектів у компо-
зитних елементах авіаконструкцій / л. І. Муравський та
ін. // цільова компл. прогр. НАНУ «Проблеми ресурсу і
безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин»: зб.
наук. статей. – Київ, 2012. – С. 71–75.
6. Pouet B. F., Krishnaswamy S. Additive/subtractive decor-
related electronic speckle pattern interferometry // Opt. Eng.
– 1993. – V. 32, № 6. – P. 1360–1369.
7. Pouet B. F., Chatters T., Krishnaswamy S. Synchronized ref-
erence updating technique for electronic speckle interferom-
etry // J. Nondestr. Eval. – 1993. – V. 12, № 2. – P. 133–138.
8. Fomitchov P., Wang L.-S., Krishnaswamy S. Advanced im-
age-processing techniques for automatic nondestructive
evaluation of adhesively-bonded structures using speckle in-
terferometry // Ibid. – 1997. – V.16, № 4. – P. 215–227.
9. Gerhard h., Busse G. Two new techniques to improve in-
terferometric deformation-measurement: lockin and ultra-
sound excited speckle-interferometry // Proc. Fringe 2005;
ed. W. Osten. – Berlin: Springer-Verlag, 2005. – P. 530–538.
10. Gerhard h., Busse G. Lockin-ESPI interferometric imaging
for remote non-destructive testing // NDT & E International.
– 2006. – V. 39, № 8. – P. 627–635.
11. Menner P., Gerhard h., Busse G. Lockin-interferometry:
principle and applications in NDE // J. Mechanical Eng. –
2011. – V. 57, № 3. – P. 183–191.
12. Three-dimensional investigation of thick single-lap bolted
joints / F. Iancu et al. // Exp. Mechanics. – 2005. – V. 45,
№ 4. – P. 351–358.
13. Kradinov V., Madenci E., Ambur D. R. Combined in-plane
and through-the-thickness analysis for failure prediction of
bolted composite joints // Compos. Struct. – 2007. – V. 77,
№ 2. – P. 127–147.
14. Jam J. E., Ghaziani N. O. Numerical and experimental inves-
tigation of bolted joints // Int. J. Eng. Sci. Technol. – 2011. –
V. 3, № 8. – P. 285–296.
15. McGinnis M. J., Pessiki S., Turker h. Application of three-di-
mensional digital image correlation to the core-drilling meth-
od // Exp. Mechanics. – V. 45, № 4. – P. 359–367.
16. Schajer G. S. hole-drilling residual stress measurements at
75: origins, advances, opportunities // Ibid. – 2010. – V. 50,
№ 2. – P. 245–253.
17. Ascione F., Luciano F., Franco M. On the pin-bearing failure
load of GFRP bolted laminates: An experimental analysis on
the influence of bolt diameter // Compos. Part B-Eng. – 2010.
– V. 41, № 6. – P. 482–490.
18. Mechanical and failure behaviour of hybrid polymer–metal
staked joints / A. B. Abibe et al. // Mater. Design. – 2013. –
V. 46. – P. 338–347.
19. Discrete ply model of circular pull-through test of fasteners
in laminates / L. Adam et al. // Compos. Struct. – 2012. –
V. 4, № 10. – P. 3082–3091.
20. Gamdani F., Boukhili R., Vadean A. Tensile strength of open-
hole, pin-loaded and multi-bolted single-lap joints in woven
composite plates // Mater. Design. – 2015. – V. 88. – P. 702–712.
21. Муравський л. І. Методи спекл-кореляції для досліджен-
ня механічних властивостей конструкційних матеріалів.
– Київ: Наукова думка, 2010. – 208 с.
References
1. Muravskyi L. I., Voroniak T. I., Kmet A. B. Lazerna inter-
ferometriia poverkhni dlia potreb tekhnichnoi diahnostyky:
nauk. red. NANU Z. T. Nazarchuk.– Lviv: SPOLOM,
2014.– 272 s. [in Ukarainian].
2. Muravsky L., Kmet’ A., Voronyak T. Two approaches to the
blind phase shift extraction for two-step electronic speckle
pattern interferometry // Opt. Eng. – 2013. – V. 52, № 10. –
P. 101909 (1–8). [in Ukarainian].
3. Nazarchuk Z. T., Dzhala V. R., Syniavskyi A. T. Vyiavlennia
pidpoverkhnevykh neodnoridnostei u dielektrychnykh
materialakh radiokhvylovym nadvysokochastotnym
metodom // Fiz.-khim. mekhanika materialiv. – 2013. – № 4.
– S. 7–22. [in Ukrainian].
4. Maksymenko O. P., Ivanytskyi Ya. L., hvozdiuk M. M.
Vyznachennia zhorstkosti z’iednannia kompozyt–metal
metodom tsyfrovoi koreliatsii zobrazhen // Ibid. – 2014.–
№ 6. – S. 44–49.
5. Optyko-tsyfrovyi kompleks dlia mikrodiahnostyky
stanu poverkhni, deformatsii ta prykhovanykh defektiv
u kompozytnykh elementakh aviakonstruktsii / L.
I. Muravskyi ta in. // Tsilova kompl. prohr. NANU
«Problemy resursu i bezpeky ekspluatatsii konstruktsii,
sporud ta mashyn»: zb. nauk. statei. – Kyiv, 2012. – S. 71–75.
[in Ukainian]
6. Pouet B. F., Krishnaswamy S. Additive/subtractive
decorrelated electronic speckle pattern interferometry // Opt.
Eng. – 1993. – V. 32, № 6. – P. 1360–1369.
7. Pouet B. F., Chatters T., Krishnaswamy S. Synchronized refer-
ence updating technique for electronic speckle interferometry //
J. Nondestr. Eval. – 1993. – V. 12, № 2. – P. 133–138.
8. Fomitchov P., Wang L.-S., Krishnaswamy S. Advanced
image-processing techniques for automatic nondestructive
evaluation of adhesively-bonded structures using speckle
interferometry // J. Nondestr. Eval. – 1997. – V.16, № 4. –
P. 215–227.
9. Gerhard h., Busse G. Two new techniques to improve
interferometric deformation-measurement: lockin and
ultrasound excited speckle-interferometry // Proc. Fringe
2005; ed. W. Osten. – Berlin: Springer-Verlag, 2005. –
P. 530–538.
10. Gerhard h., Busse G. Lockin-ESPI interferometric imaging
for remote non-destructive testing // NDT & E International.
– 2006. – V. 39, № 8. – P. 627–635.
11. Menner P., Gerhard h., Busse G. Lockin-interferometry:
principle and applications in NDE // J. Mechanical Eng. –
2011. – V. 57, № 3. – P. 183–191.
12. Three-dimensional investigation of thick single-lap bolted
joints / F. Iancu et al. // Exp. Mechanics. – 2005. – V. 45,
№ 4. – P. 351–358.
13. Kradinov V., Madenci E., Ambur D. R. Combined in-plane
and through-the-thickness analysis for failure prediction of
bolted composite joints // Compos. Struct. – 2007. – V. 77,
№ 2. – P. 127–147.
14. Jam J. E., Ghaziani N. O. Numerical and experimental
investigation of bolted joints // Int. J. Eng. Sci. Technol. –
2011. – V. 3, № 8. – P. 285–296.
15. McGinnis M. J., Pessiki S., Turker h. Application of three-
dimensional digital image correlation to the core-drilling
method // Exp. Mechanics. – V. 45, № 4. – P. 359–367.
16. Schajer G. S. hole-drilling residual stress measurements at
75: origins, advances, opportunities // Ibid. – 2010. – V. 50,
№ 2. – P. 245–253.
17. Ascione F., Luciano F., Franco M. On the pin-bearing failure
load of GFRP bolted laminates: An experimental analysis on
the influence of bolt diameter // Compos. Part B-Eng. – 2010.
– V. 41, № 6. – P. 482–490.
18. Mechanical and failure behaviour of hybrid polymer–metal
staked joints / A. B. Abibe et al. // Mater. Design. – 2013. –
V. 46. – P. 338–347.
19. Discrete ply model of circular pull-through test of fasteners
in laminates / L. Adam et al. // Compos. Struct. – 2012. – V.
94, № 10. – P. 3082–3091.
20. Gamdani F., Boukhili R., Vadean A. Tensile strength of
open-hole, pin-loaded and multi-bolted single-lap joints in
woven composite plates // Mater. Design. – 2015. – V. 88.
– P. 702–712.
21. Muravskyi L. I. Metody spekl-koreliatsii dlia doslidzhennia
mekhanichnykh vlastyvostei konstruktsiinykh materialiv. –
Kyiv: Naukova dumka, 2010. – 208 s. [in Ukrainian].
42 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2017, №1
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
л. И. МУРАВСКИЙ, Т. И. ВОРОНяК, я. л. ИВАНИцКИЙ,
В. Р. ДЖАлА, А. Г. КУць
Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко НАН
Украины. 79060, г. львов-60, ул. Научная, 5.
E-mail: murav@ipm.lviv.ua
ПРИНцИПы ПОСТРОЕНИя
АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПлЕКСА
Для НЕРАЗРУШАЮщЕГО КОНТРОля КОМПОЗИТНыХ
ЭлЕМЕНТОВ КОНСТРУКцИЙ АВИАКОСМИЧЕСКОЙ
ТЕХНИКИ
Рассмотрены основные принципы построения переносного ап-
паратно-программного комплекса для неразрушающего контро-
ля композитных элементов конструкций авиационной техники.
В комплексе будут объединены средства электронной спекл-ин-
терферометрии, цифровой корреляции изображений и сверх-
высокочастотного неразрушающего контроля, оптимизация и
синхронизация которых будет выполняться при помощи соот-
ветствующего программного обеспечения. Комплекс создается
с целью разработки на его основе новых методик контроля и ди-
агностики композитных элементов конструкций и металлоком-
позитных соединений авиационной техники. Разработанные
методики дадут возможность повысить надежность и ресурс ра-
боты элементов конструкций благодаря выявлению внутренних
дефектов, анализу трехмерных полей перемещений контактных
поверхностей и оценке степени повреждения и смятия элемен-
тов соединений. Библиогр. 21, рис. 6.
L. I. MURAVSKY, T. I. VORONYAK, YA. L. IVANYTSKY,
V. R. DZhALA, O. G. KUTS
Karpenko Physico-Mechanical Institute NAS of Ukraine.
79060, Lviv-60, Naukova str., 5.
E-mail: murav@ipm.lviv.ua
PRINCEPLES FOR DEVELOPMENT
OF hARDWARE-SOFTWARE COMPLEX
FOR NONDESTRUCTIVE TESTING OF AIRCRAFT
COMPOSITE STRUCTURAL COMPONENTS
The basic principles for development of a portable hardware-
software complex for nondestructive testing of aircraft
composite structural components are considered. This complex
will combine means of electronic speckle interferometry, digital
image correlation and microwave frequency nondestructive
testing, which optimization and synchronization will be
implemented with the help of the appropriate software. The
complex is created to develop new techniques for monitoring
and diagnostics of composite structural elements and composite
or metal-composite joints in aircraft equipment. The developed
techniques will allow increasing the reliability and lifetime of
structural elements due to internal defects detection, analysis of
three-dimensional displacement fields of contact surfaces and
evaluation of damage and bearing stress in joints elements. 21
References, 6 Figures.
Надійшла до редакції
27.01.2017
Календарь выставок и конференций в 2017 г.
дата Место проведения название
4–7 апреля Минск, Беларусь 17-я Международная специализированная выставка «Сварка
и резка-2017»
25–28 апреля С.-Петербург, Россия 18-я Международная выставка-конгресс по сварке, резке и
родственным технологиям «Cварка/Welding-2017»
май Киев, Украина
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ Сессия научного совета по новым материалам МААН
17–18 мая Киев, Украина
Асоциация «ОКО» Конференция «Неразрушающий контроль – 2017»
23–25 мая Запорожье, Украина 5-я Международная специализированная выставка
«Машиностроение. Металлургия. Сварка»
23–26 мая Киев, Украина,
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ
9-я Международная конференция молодых ученых «Сварка
и родственные технологии»
12–13 июня Киев, Украина,
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ
Международная конференция «Роботизация и
автоматизация сварочных процессов»
12–16 июня Созополь, Болгария Национальная конференция «Defectoscopiya '2017» и другие
мероприятия в рамках «NDT Days 2017»
25–30 июня Шанхай, Китай 70-я Ассамблея Международного института сварки
11–15 сентября Одесса, Украина 8-я Международная конференция «лучевые технологии в
сварке и обработке материалов»
25–29
сентября Дюссельдорф, Германия Международная эссенская выставка «Cварка и Резка-2017»
10–13 октября Москва, Россия 17-я Международная выставка сварочных материалов,
оборудования и технологий «Weldex/Россварка»
21–24 ноября Киев, Украина 16-й Международный промышленный форум-2017
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160180 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3474 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T11:32:38Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Муравский, Л.И. Вороняк, Т.И. Иваницкий, Я.Л. Джала, В.Р. Куць, А.Г. 2019-10-25T18:19:31Z 2019-10-25T18:19:31Z 2017 Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники / Л.И. Муравский, Т.И. Вороняк, Я.Л. Иваницкий, В.Р. Джала, А.Г. Куць // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2017. — № 1. — С. 37-42. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0235-3474 DOI: doi.org/10.15407/tdnk2017.01.06 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160180 62-5.681.5 Рассмотрены основные принципы построения переносного аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиационной техники. В комплексе будут объединены средства электронной спекл-интерферометрии, цифровой корреляции изображений и сверхвысокочастотного неразрушающего контроля, оптимизация и синхронизация которых будет выполняться при помощи соответствующего программного обеспечения. Комплекс создается с целью разработки на его основе новых методик контроля и диагностики композитных элементов конструкций и металлокомпозитных соединений авиационной техники. Разработанные методики дадут возможность повысить надежность и ресурс работы элементов конструкций благодаря выявлению внутренних дефектов, анализу трехмерных полей перемещений контактных поверхностей и оценке степени повреждения и смятия элементов соединений. Розглянуто основні принципи побудови переносного апаратно-програмного комплексу для неруйнівного контролю композитних елементів конструкцій авіаційної техніки. У переносному апаратно-програмному комплексі будуть поєднані засоби електронної спекл-інтерферометрії, спекл-метрології, цифрової кореляції зображень та надвисокочастотного неруйнівного контролю, оптимізацію і синхронізацію яких буде реалізовано за допомогою відповідного програмно-апаратного забезпечення. Комплекс створюється з метою розроблення на його основі нових методик контролю і діагностики композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з’єднань авіаційної техніки. Розроблені методики дадуть можливість підвищити надійність та ресурс роботи композитних елементів конструкцій та металокомпозитних з'єднань завдяки виявленню внутрішніх дефектів у композитних елементах конструкцій, аналізу тривимірних полів переміщень контактних поверхонь у з’єднаннях «метал – композит» за механічного навантаження та ультразвукового або теплового збудження, оцінюванню ступеня пошкодження і зминання елементів з’єднань. The basic principles for development of a portable hardwaresoftware complex for nondestructive testing of aircraftcomposite structural components are considered. This complex will combine means of electronic speckle interferometry, digital image correlation and microwave frequency nondestructive testing, which optimization and synchronization will be implemented with the help of the appropriate software. The complex is created to develop new techniques for monitoring and diagnostics of composite structural elements and composite or metal-composite joints in aircraft equipment. The developed techniques will allow increasing the reliability and lifetime of structural elements due to internal defects detection, analysis of three-dimensional displacement fields of contact surfaces and evaluation of damage and bearing stress in joints elements. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники Принципи побудови апаратно-програмного комплексу для неруйнівного контролю композитних елементів конструкцій авіакосмічної техніки Principles for development of hardware-software complex for nondestructive testing of aircraft composite structural components Article published earlier |
| spellingShingle | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники Муравский, Л.И. Вороняк, Т.И. Иваницкий, Я.Л. Джала, В.Р. Куць, А.Г. Научно-технический раздел |
| title | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| title_alt | Принципи побудови апаратно-програмного комплексу для неруйнівного контролю композитних елементів конструкцій авіакосмічної техніки Principles for development of hardware-software complex for nondestructive testing of aircraft composite structural components |
| title_full | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| title_fullStr | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| title_full_unstemmed | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| title_short | Принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| title_sort | принципы построения аппаратно-программного комплекса для неразрушающего контроля композитных элементов конструкций авиакосмической техники |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160180 |
| work_keys_str_mv | AT muravskiili principypostroeniâapparatnoprogrammnogokompleksadlânerazrušaûŝegokontrolâkompozitnyhélementovkonstrukciiaviakosmičeskoitehniki AT voronâkti principypostroeniâapparatnoprogrammnogokompleksadlânerazrušaûŝegokontrolâkompozitnyhélementovkonstrukciiaviakosmičeskoitehniki AT ivanickiiâl principypostroeniâapparatnoprogrammnogokompleksadlânerazrušaûŝegokontrolâkompozitnyhélementovkonstrukciiaviakosmičeskoitehniki AT džalavr principypostroeniâapparatnoprogrammnogokompleksadlânerazrušaûŝegokontrolâkompozitnyhélementovkonstrukciiaviakosmičeskoitehniki AT kucʹag principypostroeniâapparatnoprogrammnogokompleksadlânerazrušaûŝegokontrolâkompozitnyhélementovkonstrukciiaviakosmičeskoitehniki AT muravskiili principipobudoviaparatnoprogramnogokompleksudlâneruinívnogokontrolûkompozitnihelementívkonstrukcíiavíakosmíčnoítehníki AT voronâkti principipobudoviaparatnoprogramnogokompleksudlâneruinívnogokontrolûkompozitnihelementívkonstrukcíiavíakosmíčnoítehníki AT ivanickiiâl principipobudoviaparatnoprogramnogokompleksudlâneruinívnogokontrolûkompozitnihelementívkonstrukcíiavíakosmíčnoítehníki AT džalavr principipobudoviaparatnoprogramnogokompleksudlâneruinívnogokontrolûkompozitnihelementívkonstrukcíiavíakosmíčnoítehníki AT kucʹag principipobudoviaparatnoprogramnogokompleksudlâneruinívnogokontrolûkompozitnihelementívkonstrukcíiavíakosmíčnoítehníki AT muravskiili principlesfordevelopmentofhardwaresoftwarecomplexfornondestructivetestingofaircraftcompositestructuralcomponents AT voronâkti principlesfordevelopmentofhardwaresoftwarecomplexfornondestructivetestingofaircraftcompositestructuralcomponents AT ivanickiiâl principlesfordevelopmentofhardwaresoftwarecomplexfornondestructivetestingofaircraftcompositestructuralcomponents AT džalavr principlesfordevelopmentofhardwaresoftwarecomplexfornondestructivetestingofaircraftcompositestructuralcomponents AT kucʹag principlesfordevelopmentofhardwaresoftwarecomplexfornondestructivetestingofaircraftcompositestructuralcomponents |