Разработка методов построения и конструктивно-технологических основ реализации элементной базы систем мониторинга дефектов конструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Исаева, Алина Сергеевна

• Исаева, Алина Сергеевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Исаева, Алина Сергеевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОДВИЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Теоретические основы НК иД

1.2. Анализ существующих методов и методик мониторинга деформаций

1.3. Обоснование необходимости разработки методов и методик мониторинга деформаций поверхностей подвижных

конструкций

1.4. Требования, предъявляемые к системам мониторинга

деформаций поверхностей подвижных конструкций

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ

2.1 Прямая и обратная задачи электроимпедансной

томографии, методы реконструкции

2.2 Моделирование дефектов в тонкой пленке

2.3 Эффективность определения дефекта

в тонкой пленке

2.4 Статистический анализ эффективности

определения дефекта

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ И

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

3.1 Чувствительный элемент на основе механолюминесцентного материала

3.2 Сенсор трещин на основе механолюминесцентного чувствительного элемента

3.3 Разработка численной модели механических напряжений

в тонких пленках, инициированных лазерным импульсом

3.3.1 Построение непрерывной математической

модели механических напряжений

3.3.2 Построение дискретной модели

механических напряжений

3.3.3 Разработка методики и программных средств численного моделирования деформаций в тонких пленках для средств мониторинга

конструкций

3.3.4 Анализ результатов численного моделирования деформаций в тонких пленках для средств

мониторинга конструкций

3.4 Разработка технологического маршрута изготовления элементной базы системы анализа дефектов поверхности конструкций с использованием

механолюминесценции

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ И КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОММУТИРУЕМЫХ ДАТЧИКОВ ТРЕЩИН

4.1 Разработка метода построения элементной базы систем анализа дефектов поверхности конструкций с

использованием коммутируемых датчиков трещин

4.2 Технология изготовления элементной базы системы анализа дефектов поверхности конструкций с использованием коммутируемых датчиков

трещин

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

Д — дефектоскопия;

ИАС - инженерно-авиационная служба;

КС — координационные соединения;

Л А - летательные аппараты;

НК — неразрушающий контроль;

ОК - объект контроля;

ТД - техническая диагностика;

ТС — техническое состояние;

ТУ - техническое устройство;

ЭИТ - электроимпедансная томография;

ЧЭ - чувствительный элемент

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов построения и конструктивно-технологических основ реализации элементной базы систем мониторинга дефектов конструкций»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших проблем мирового сообщества является обеспечение безопасности (планетарной, региональной, национальной, городской, районной, предприятий, жилых домов и т.д.). Очевидно, что ее достижение без применения информационных методов и средств технической диагностики и неразрушающего контроля в современных условиях невозможно [1].

Без высокоэффективного дефектоскопического контроля, проводимого на стадиях производства и эксплуатации техники, невозможно обеспечить высокий уровень ее надежности и большой ресурс. Особенно велико его значение в такой области техники, как авиационная, в которой дефектоскопия является одним из важных факторов обеспечения безопасности полетов [2].

В задачу неразрушающего контроля входит выявление возможных отклонений от установленных технических характеристик объекта контроля. Такими отклонениями могут быть дефекты типа нарушений сплошности, изменение структуры и физико-механических свойств материала, размеров покрытий, соединений и т.п. Конечным результатом НК является регистрация всех возможных отклонений и, по возможности, количественная оценка их параметров (координат, размеров и формы дефектов, величин, зависящих от физико-механических характеристик материала и т.п.). Отбраковка негодных изделий проводится на основе заранее установленных норм [1].

Таким образом, контрольно-диагностические операции следует рассматривать как важнейший, обеспечивающий качество, этап в использовании со всеми вытекающими из этого выводами. От правильного выбора НК и Д в большой степени зависит эффективность конечного результата - долговременная работоспособность объектов при минимальных затратах [3].

Все усложняющиеся задачи по повышению качества промышленной продукции, надежности объектов требуют дальнейшего совершенствования

методов и средств НК и Д. Применение классических методов, да еще по отдельности, уже неэффективно. Ряд новых задач не поддается решению стандартными методами НК [1].

В настоящее время для диагностики состояния поверхностей конструкций и подвижных объектов в процессе эксплуатации используется ряд методов НК и Д: визуально-оптический контроль, капиллярный метод контроля, метод вихревых токов, магнитопорошковая дефектоскопия, акустическая дефектоскопия, рентгеновская дефектоскопия и тепловой контроль [2].

Недостатком, общим для перечисленных методов, является тот факт, что на момент проведения экспертизы техническое устройство выводится из рабочего режима. Следует отметить, что при выводе из рабочего режима ТУ меняются рабочие нагрузки; вибрации; статические и динамические напряжения, рабочая среда, температура, то есть технические условия не соответствуют условиям, имеющим место при эксплуатации ТУ [4], что естественным образом сказывается на адекватности определения реального текущего технического состояния объекта контроля.

Необходимо также отметить, что применяемые в эксплуатационной диагностике методы НК и Д характеризуются недостаточно высоким уровнем автоматизации, в связи с чем человеческий фактор может оказывать существенное влияние на принятие решения о признании или непризнании ТУ годным к дальнейшей эксплуатации, и, как следствие, эффективность диагностики в целом.

Столь же остро стоит проблема адаптации методов НК и Д к спектру новых материалов, применяемых, в частности, в самолетостроении.

Решением перечисленных выше проблем может послужить создание новых методов построения элементной базы систем НК, обеспечивающих реализацию методов НК и Д, удовлетворяющих следующим требованиям:

- обеспечение необходимой точности определения дефектов (при этом точность необязательно является максимально достижимой, а базируется на требованиях ГОСТ, предъявляемых к данному материалу данного ТУ);

- максимальная автоматизация. Данное требование означает сведение к минимуму участия человека в сборе данных, их обработке и принятии решения о годности ТУ;

- возможность проведения диагностики в рабочем режиме, либо в процессе самой эксплуатации ТУ;

- возможность совместимости системы мониторинга дефектов со спектром новых материалов, либо интеграции системы в сам материал без ухудшения свойств материала или системы.

Вместе с тем, к разрабатываемым методам построения элементной базы и соответствующим методам НК не предъявляется требование достаточности, поскольку можно утверждать, что нет ни одного безошибочного метода контроля. Могут встречаться непредвиденные условия эксплуатации, поэтому диагностические технологии должны быть «избыточными» в отношении применения комплекса различных по физической сути методов и приемов НК, которые бы дополняли друг друга для обеспечения максимальной гарантии качества изделия [3].

Целью диссертационной работы является разработка методов построения и конструктивно-технологических основ реализации элементной базы систем мониторинга дефектов, позволяющих осуществлять неразрушающий контроль поверхностей конструкций в режиме эксплуатации в реальном масштабе времени.

При выполнении данной диссертационной работы были получены следующие научные результаты:

- разработаны методы построения элементной базы систем мониторинга дефектов с использованием: 1) электроимпедансной томографии;

2) распределенных коммутируемых датчиков трещин;

3) механолюминесцентных пленок,

отличающиеся от известных большей площадью контролируемой поверхности, возможностью варьирования разрешающей способности и повышенной степенью автоматизации при проведении неразрушающего контроля поверхностей конструкций в режиме эксплуатации в реальном масштабе времени;

- разработана численная модель, связывающая компоненты тензора механических напряжений в тонких механолюминесцентных пленках с параметрами инициирующих лазерных импульсов и обеспечивающая повышение эффективности исследования механолюминесцентных пленок для создания чувствительных элементов на их основе.

Практическая значимость результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:

- на основе предложенного метода построения элементной базы систем мониторинга дефектов поверхности конструкций с использованием электроимпедансной томографии разработаны методика и пакет прикладных программ реконструкции изображений дефектов в тонких проводящих пленках на основе результатов измерения потенциалов на периферийных контактах;

- на основе предложенного метода построения и конструктивно-технологических основ реализации элементной базы системы мониторинга поверхности конструкций разработаны конструкция распределенного сенсора трещин и способ их регистрации и определения локализации на поверхности подвижных объектов;

- разработаны технологические маршруты изготовления элементной базы систем мониторинга дефектов поверхностей конструкций с использованием механолюминесцентных пленок;

- разработаны технологические маршруты изготовления элементной базы систем мониторинга дефектов поверхностей конструкций с использованием распределенного коммутируемого сенсора трещин;

- на основе предложенной численной модели разработаны методика и пакет прикладных программ моделирования механических напряжений, инициированных лазерным импульсом в тонких механолюминесцентных пленках, обеспечивающие повышение эффективности разработки и исследования чувствительных элементов на основе механолюминесцентных пленок.

Основные результаты диссертации получены автором при выполнении научно-исследовательских работ в рамках госбюджетной тематики №№ 13050, 301.38.06.52.

Основные результаты работы обсуждались и были одобрены на следующих научных конференциях:

- VIII ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (2012);

- Международная научно-техническая конференция «Нанотехнологии-2012»;

- Всероссийская научная конференция КРЭС-2012;

- Международная научно-техническая конференция INTERMATIC-2012;

- IX Ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (2013);

- 20-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика — 2013».

По теме исследований опубликовано 11 печатных работ, из них 3 научные статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Результаты диссертационной работы использованы в научных исследованиях и разработках Научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Южного федерального университета и Южного научного центра РАН, ТАНТК им. Бериева, ООО "АВИАОК Интернейшенел", а также внедрены в учебный процесс подготовки студентов Технологического института ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

- методы построения и конструктивно-технологические основы реализации элементной базы систем мониторинга дефектов, позволяющих осуществлять неразрушающий контроль поверхностей конструкций с использованием:

1) электроимпедансной томографии;

2) распределенных коммутируемых датчиков трещин;

3) механолюминесцентных пленок;

отличающиеся от известных большей площадью контролируемой поверхности, возможностью варьирования разрешающей способности и повышенной степенью автоматизации при проведении неразрушающего контроля поверхностей конструкций в режиме эксплуатации в реальном масштабе времени;

- численная модель и методика моделирования, связывающие компоненты тензора механических напряжений в тонких механолюминесцентных пленках с параметрами инициирующих лазерных импульсов и обеспечивающие повышение эффективности исследования механолюминесцентных пленок для создания чувствительных элементов на их основе;

- методика определения дефектов в тонких проводящих пленках с использованием метода электроимпедансной томографии;

- методика реконструкции изображений дефектов в тонких проводящих пленках на основе результатов измерения потенциалов на

периферийных контактах с использованием метода электроимпедансной томографии;

- метод расчета показателя эффективности реконструкции изображений дефектов с использованием электроимпедансной томографии.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОДВИЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Теоретические основы эксплуатационного неразрушающего контроля и дефектоскопии

Одной из важнейших социально-экономических задач в современных условиях является повышение качества и надежности продукции, выпускаемой нашей промышленностью.

Особенно большие материальные потери общество несет вследствие недостаточной надежности продукции машиностроения. Но особое значение решение проблемы качества и надежности имеет в авиационной промышленности, где кроме экономических показателей необходимо обеспечить безопасность людей и безотказность боевой авиационной техники [5].

Отечественная авиационная техника имеет высокий уровень эксплуатационной надежности, что обеспечивает безопасность полетов в сложных погодных условиях днем и ночью. Вместе с тем из-за значительных нагрузок, испытываемых самолетами и вертолетами, из-за работы ряда узлов в агрессивной среде, а также из-за длительных сроков эксплуатации может произойти снижение эксплуатационных свойств материала некоторых ответственных деталей, образование в них дефектов и их разрушение. Причинами поломок деталей могут быть также производственные дефекты материала, не обнаруженные на заводах-изготовителях [2].

Целью эксплуатационного НК и Д является обнаружение дефектов в деталях, узлах и элементах ЛА.

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. Дефекты подразделяются на явные, скрытые, критические, значительные и малозначительные, исправимые и неисправимые дефекты [6].

Явные поверхностные дефекты выявляют глазом, а внутренние, скрытые и поверхностные, не различимые глазом, - специальными средствами [6].

Выявленные дефекты в зависимости от возможного влияния их на служебные свойства детали могут быть критическими, значительными и малозначительными. При классификации учитывают характер, размеры, место расположения дефекта на детали, особенности деталей и изделий, их назначение, условия использования (эксплуатации) [6].

Критическим называется дефект, при наличии которого использование продукции по назначению невозможно или исключается из-за несоответствия требованиям безопасности или надежности; значительным - дефект, который существенно влияет на использование продукции по назначению и (или) на ее долговечность, но не является критическим; малозначительным - дефект, который не оказывает такого влияния [6].

Эксплуатационные дефекты возникают после некоторой наработки изделий и их можно разделить на две основные подгруппы: трещины различного происхождения (усталостные, коррозионно-усталостные, термической усталости, ползучести, термические, от однократной нагрузки) и коррозионные поражения (сплошные, точечные, язвенные, ножевые, межкристаллитные, расслаивающие и пр.) [7].

Распространенными и наиболее опасными дефектами, возникающими в различных деталях летательных аппаратов при их испытаниях и эксплуатации, являются трещины усталости. Они зарождаются не только в связи с действием высоких переменных напряжений, но и как следствие конструктивного несовершенства деталей и узлов в местах концентрации напряжений: по галтелям, в местах с резкими изменениями площадей сечений и наличием подрезов, у основания резьбы и зубьев шестерен и т.п. [7].

Другими наиболее опасными дефектами самолетных и двигательных конструкций, для выявления которых в эксплуатации требуется применять методы неразрушающего контроля, являются коррозионные поражения. Их появление обусловлено длительными сроками службы самолетов и вертолетов,

их эксплуатацией в условиях повышенной влажности. Коррозионные поражения влияют на функциональные свойства деталей и узлов, приводят к снижению прочности силовых элементов планера, шасси, системы управления [7].

На рис. 1.1.1 показаны некоторые зоны, в которых вероятно возникновение коррозионных поражений: расслаивающая коррозия (1, 3, 4) и язвенная коррозия (2, 5).

Рис. 1.1.1 Вероятные зоны планера самолета, поражаемые коррозией [7]

Появление в процессе эксплуатации подобных дефектов снижает такие важные характеристики ЛА, как его качество и надежность.

Качеством продукции (изделий) называется совокупность свойств, которые обуславливают пригодность этой продукции удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением [5].

Согласно ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции - это действия, осуществляемые при создании и эксплуатации или потреблении продукции в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества». Поэтому обеспечение высокого качества и надежности изделий является комплексным многоэтапным процессом, успех которого зависит от многих технических, организационных и социальных факторов [5].

Надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве, поддерживается в процессе эксплуатации.

При эксплуатации изделий их надежность поддерживается за счет строгого соблюдения инструкций, современного и качественного проведения технического обслуживания (в том числе регламентных работ), правильного хранения, поддержания высокого уровня квалификации и дисциплины обслуживающего персонала [5].

Если объект соответствует всем требованиям номативно-технической и конструкторской документации, то он находится в исправном состоянии. Любое несоответствие этим требованиям переводит его в неисправное состояние. Переход из исправного состояния в неисправное означает, что в изделии возникла неисправность. К неисправности приводит как повреждение окрашенной поверхности, так и полное разрушение объекта [5].

Неисправное состояние является результатом повреждения - события, заключающегося в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния, или отказа - события, заключающегося в нарушении работоспособного состояния объекта [5].

Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям называется дефектом (ГОСТ 15467-79) [5].

Последовательные переходы объекта из одного состояния в другое показаны на рис. 1.1.2.

Объект, для которого в рассматриваемой ситуации поведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации, называется восстанавливаемым. Восстановление осуществляется техническим персоналом эксплуатирующих организаций при различных формах технического обслуживания авиационной техники [5].

Списание

Рис. 1.1.2. Схема переходов объекта из исправного состояния к работоспособному, неработоспособному и предельному состояниям [5]

Одним из мероприятий инженерно-авиационной службы (ИАС) по поддержанию летательных аппаратов (ЛА) в исправном состоянии является проведение дефектоскопического контроля их высоконагруженных деталей и узлов. Целью такого контроля является своевременное обнаружение трещин, коррозии, недопустимых изменений механических свойств материалов, а также нарушения нормального положения или разрушения внутренних деталей узлов, агрегатов и приборов с тем, чтобы принять меры к устранению выявленных дефектов [2].

Применение средств дефектоскопии на различных этапах эксплуатации обеспечивает [2]:

- полную выработку назначенных и межремонтных ресурсов авиационной техники и их обоснованное увеличение при сохранении заложенного уровня надежности;

- повышение достоверности определения технического состояния высоконагруженных деталей;

- уменьшение интенсивности отказов, предотвращение летных происшествий;

- слежение за развитием в процессе эксплуатации ЛА допустимых несплошностей материала и прогнозирование на этой основе работоспособности деталей и узлов;

- экономию материальных ценностей, уменьшение простоя ЛА, увеличение в единицу времени возможных самолето-вылетов путем предотвращения разрушения деталей и сокращения связанных с этим ремонтных работ.

Применяемые на каждом этапе развития авиации методы и средства дефектоскопии зависят от уровня развития науки и техники, состояния экономики страны, требований ИАС, вытекающих из обобщения случаев неисправностей авиационной техники, от физико-механических характеристик авиационных материалов, конструкций деталей и неразборных узлов, а также от уровня механических и температурных нагрузок, испытываемых ими [2].

Число методов и средств дефектоскопии, внедряемых в авиации, увеличивалось по мере удлинения сроков эксплуатации реактивных самолетов, а также в связи с поступлением новых ЛА различных типов (рис. 1.1.3).

1 g

§

ас 8.

«О

1

&

to с

а

о

«а

Е

ш

Í3

«=;

1945 1В50 1955 Í960 1965 1970 Сроки внедрений методов двсректоснопии

Годы

Рисунок 1.1.3. Хронологическая последовательность внедрения методов и средств дефектоскопии в эксплуатацию (по годам) [2]

Объем эксплуатационного дефектоскопического контроля из года в год возрастает. Как правило, на длительно эксплуатирующихся ЛА он больше, чем на новых. Число деталей, которые проверяют на отсутствие трещин инструментальными средствами, на одних ЛА составляет единицы, на других -несколько десятков.

Под контролем в условиях эксплуатации (под эксплуатационным контролем) следует понимать контроль, проводимый на аэродроме, с демонтажом или без демонтажа узлов или контроль по эксплуатационной документации в ремонтном предприятии или в ремонтной базе.

Дефектоскопический контроль в авиации бывает периодический плановый (при выполнении регламентных работ) и неплановый разовый (при целевых осмотрах) [2].

Большая роль принадлежит дефектоскопии при исследовании технического состояния лидеров, испытаниях ЛА на выносливость, а также при установлении причин отказов авиационной техники. В этих случаях число проверяемых деталей и глубина контроля существенно больше, чем периодического, и определяется специальными программами. [2]

На современном этапе развития авиации возрастание роли эксплуатационной дефектоскопии является объективной закономерностью, в основе которой лежат следующие факторы [2]:

- значительное усложнение авиационной техники, расширение боевых и транспортных возможностей одного ЛА, увеличение его стоимости в десятки раз по сравнению со стоимостью первых серийных реактивных самолетов; это приводит к тому, что количество самолетов, потребное для решения тех же задач, сокращается, а требования к надежности ЛА значительно возрастают;

- развитие тенденции к эксплуатации ЛА в зависимости от технического состояния; введение такой системы применительно к высоконагруженным деталям планера и двигателя потребует значительного увеличения объема и глубины инструментального контроля в эксплуатации.

Дефектоскопический контроль в условиях эксплуатации имеет особенности, из-за которых невозможно, за редким исключением, для его проведения использовать методики, применяемые для контроля деталей при изготовлении. Эти особенности состоят в следующем [2]:

- контролю подвергают детали, бывшие в эксплуатации, на поверхности которых имеются лакокрасочные, силикатные, эмалевые и другие покрытия, окисные пленки, различные отложения (нагар, загрязнения), механические повреждения (забоины, риски), коррозионно-эрозионные повреждения;

на одном самолете проверяют детали, отличающиеся материалами, из которых они изготовлены, покрытиями, конструкцией, допустимыми размерами и видами дефектов;

выявлению подлежат несплошности преимущественно эксплуатационного происхождения, в основном, трещины и коррозия;

- зоны, в которых возникают эксплуатационные дефекты, как правило, становятся известны до проведения контроля, в связи с чем он является локальным;

- проверяемые детали находятся в неразъемных узлах конструкции, иногда в труднодоступных местах;

- работы проводят часто на открытых стоянках аэродромов, в различных климатических условиях.

По сравнению с контролем в промышленности, перед контролем в эксплуатации необходимо проводить подготовительные работы иногда большой трудоемкости - частичный демонтаж, удаление защитных покрытий, загрязнений и т. д. [2]

К средствам дефектоскопического контроля относятся дефектоскопы и дефектоскопические материалы (проникающие и флуоресцирующие жидкости, проявляющие краски, магнитные порошки, суспензии и др.), вспомогательные приборы (рентгеноэкспонометры, приборы контроля концентрации суспензии и степени размагниченности деталей, вискозиметры и др.), необходимые приспособления (контрольные образцы, фиксирующие и сканирующие устройства, стойки, тубусы, компенсаторы и др.)

Дефектоскопы (стационарные, передвижные, переносные) по своему назначению подразделяются на универсальные и специализированные, а последние, в свою очередь, - на неавтоматизированные дефектоскопы и автоматизированные комплексные системы контроля. Универсальные дефектоскопы предназначены для контроля различных по форме и размерам деталей и узлов, а специализированные - для контроля однотипных деталей.

Для обеспечения возможности включения дефектоскопов в автоматизированные системы (линии) контроля они должны обладать высокой производительностью и информационной совместимостью с другими

агрегатными комплексами и работать с нормализованными входными и выходными данными.

В технических требованиях на создание дефектоскопических средств должны быть определены следующие общие показатели (ГОСТ 4.27-71 и ГОСТ 4.28-71): области, место и условия применения, производительность, чувствительность, время установления рабочего режима, время непрерывной работы, потребные ток или мощность, среднее время безотказной работы, гарантийный срок, габаритные установочные размеры, масса и конструктивные особенности исполнения [6].

Технические средства эксплуатационного контроля должны удовлетворять следующим требованиям [2]:

- универсальность применения;

- портативность, малая масса, транспортабельность;

- простота в обращении, высокая надежность;

- автономность питания электрической энергией и возможность питания от аэродромных источников энергии;

- достаточная механическая защита и приспособленность для работы на открытом воздухе, при положительной и отрицательной температуре;

- наличие специальных приспособлений, позволяющих проводить контроль деталей, расположенных в труднодоступных местах.

Эффективность контроля в основном определяется следующими показателями [2]:

- достоверностью результатов;

- длительностью выполнения контроля и трудозатратами;

отсутствием отрицательного влияния контроля на эксплуатационные свойства деталей или систем ЛА (на коррозионную стойкость и прочность, на датчики курсовых индикаторов и т. д.);

- периодичностью контроля;

- уровнем подготовки дефектоскопистов;

- дефектоскопической технологичностью ЛА.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исаева, Алина Сергеевна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Клюев В.В. Глобализация технической диагностики и неразрушающего контроля. // Контроль. Диагностика. - 2003.- № 8 .- С. 3-6.

2. Беда, И. П. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники [Текст] / под, ред. П.И Беды - М.: Воениздат, 1978 - 231 с.

3. Клюев, В. В. Неразрушающий контроля и диагностика [Текст]справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; Под ред. В. В. Клюева-М.: Машиностроение, 2003 - 656 с.

4. Родюшкин В. М. От поиска дефектов к поиску преддефектного состояния. [Текст] / В. М. Родюшкин. // Вестник научно-технического развития - 2009.- № 4 (20). - С. 28-34.

5. Когге Ю.К., Майский P.A. Основы надежности авиационной техники: Учебник для студентов авиационных техникумов. - М.: Машиностроение, 1993. - С. 5-7

6. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник. Под ред. Г. С. Самойловича. М., «Машиностроение», 1976. 456 с.с ил.

7. Диагностика авиационных деталей / В.Н. Лозонский, Г.В. Бондал, А.О. Каксис, А.Е. Колтунов. -М.: Машиностроение, 1988. - С. 7-10

8. http://www.gostheIp.ru/gost/gost39837.html

9. Каневский, И. Н. Неразрушающие методы контроля: учеб. пособие / И.Н. Каневский, Е. Н. Сальникова. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. - 243 с.

10. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 4. Контроль излучениями: Практ. пособие/Б. Н. Епифанцев, Е. А. Гусев, В. И. Матвеев, Ф. Р. Соснин; Под ред. В. В. Сухорукова. - М.: Высш. шк., 1992. - 321 е.: ил.

11. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники. -М.: Воениздат, 1978. - 231с. с ил.

12. Алешин Н. П., Щербинский В. Г. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий: Учеб. для ПТУ. - М.: Высш. шк., 1991.-271 с.:ил.

13. Неразрушающий контроля и диагностика: Справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; Под ред. В. В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. 656 е., ил.

14. Конструкция и прочность самолетов. Изд. 2-е. Зайцев В. Н., Рудаков В. Л. Киев, издательское объединение «Вища школа». Головное изд-во, 1978, 488 с.

15. Симамура С, Синдо А., Коцука К. Икэгами К., Ямада К., Сакамото А. ва Т., Сасаки В., Абэ Я., Цутияма Н., Сато Т., Ито Ё., Ватанабэ Ё., Такэда X., Исика У. Углеродные волокна: Пер. с япон./Под ред. С.Симамуры. - М.: Мир, 1987-304 с.

16. http://plastinfo.ru/information/articles/302/

17. Пеккер, Я. С. Электроимпедансная томография. [Текст] / Я. С. Пеккер, К.С. Бразовский, В.Ю. Усов, М.П. Плотников, О.С. Уманский.- Томск: Изд-во НТЛ, 2004.- 298 с.

18. Пеккер Я.С., Бразовский К.С., Усманский О.С., Плотников М.П., Усов В.Ю. Первый опыт клинического применения электроимпедансной томографии в выявлении сосудистых повреждений головного мозга // Медицинская визуализация. 2002.№4 - с 88-91.

19. Cherepenin V., Karpov A., Korjenevsky A., Kornienko V., Mazaletskaya A.,Mazourov D., Meister D. A 3D electrical impedance tomography (EIT) system for breast cancer detection // Physiol. Meas. 2001. V. 22, N 9. P. 9-18.

20. Sachin Prasad N, Dana Houserkova, Jan Campbell. Breast imaging using 3D impedance tomography // Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2008.-p. 15-154.

21. Part 1 of Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications. Editor David Holder. Institute of Physics Publishing, 2004. p.62.

22. Breckon, W R, Pidcock, M K, Some Mathematical Aspects of Impedance Imaging, Mathematics and Computer Science in Medical Imaging, Ed Viergever and Todd-Pokropek, NATO ASI series F, Vol 39, Springer, p.351- 362.

23. Hou, T. Spatial conductivity mapping of carbon nanotube composite thin films by electrical impedance tomography for sensing applications. / T. Hou, K. J. Loh, J. P. Lynch // Nanotechnology. - 2007., p. 1-9

24. Tsung-Chin Hou, Kenneth J. Loh, Jerome P. Lynch., "Electrical impedance tomography of carbon nanotube composite materials"/ Sensors and Smart Structures Technologies for Civil, Mechanical, and Aerospace Systems, 2007.

25. Loh, K. J., Kim, J., Lynch, J. P., Kam, N. W. S., and Kotov, N. A. 2007. "Multifunctional Layer-by-Layer Carbon Nanotube-Polyelectrolyte Thin Films for Strain and Corrosion Sensing," Smart Materials and Structures, 16(2): 429-438.

26. Kenneth J. Loh, • Tsung-Chin Hou, • Jerome P. Lynch, »Nicholas A. Kotov., "Carbon Nanotube Sensing Skins for Spatial Strain and Impact Damage Identification". J Nondestruct Eval (2009) 28, p.9-25

27. Kenneth J. Loh, • Tsung-Chin Hou, Jerome P. Lynch, Nicholas A. Kotov., Loh, K. J., "Nanotube-based Sensing Skins for Crack Detection and Impact Monitoring of Structures". Proceedings of the 6th International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford, CA, 2007, p. 11-13

28. Dharap, P., Li, Z., Nagarajaiah, S., and Barrera, E. V. 2004. "Nanotube Film Based on Single-Wall Carbon Nanotubes for Strain Sensing," Nanotechnology, 15(3), p.379-382.

29. Kang, I., Schulz, M., Kim, J. H., Shanov, V., and Shi, D. 2006. "A Carbon Nanotube Strain Sensor for Structural Health Monitoring," Smart Materials and Structures, 15(3), p.737-748.

30. K. J. Loh, J. Kim, J. P. Lynch, N. W. S. Kam, and N. A. Kotov, "Multifunctional Layer-by-Layer Carbon Nanotube- Polyelectrolyte Thin Films for Strain and Corrosion Sensing," Smart Materials and Structures, 16, 429-438 (2007).

31. K. J. Loh, J. P. Lynch, N. A. Kotov, "Mechanical-Electrical Characterization of Carbon Nanotube Thin Films for Structural Monitoring

Applications," Proceedings of SPIE - Smart Structures and Materials, 6174, 61741Z-617412Z.

32. Рындин E.A., Исаева A.C. Программа моделирования дефектов в тонкой проводящей пленке // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013618156,2013.

33. Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 6.x.: программирование численных методов. СМб.: БХВ - Петербург, 2004,- 672 с.

34. Ануфриев И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 736 с.

35. Дьяконов В. П. MATLAB: Учебный курс. СПб.: Питер, 2001 .-560 с.

36. Лазарев Ю.Ф. MatLAB 5.x. К.: BHV, 2000. - 384 с.

37. Тихонов А.Н., Арсении В.Я. Методы решения некорректных задач : [Учеб. пособие для вузов по спец. «Прикладная математика»]-2-е изд., перераб. и доп. -М.: Наука, 1979.- 285 с.

38. Гурвич A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфоров. Учеб. пособие для втузов. М., «Высш. школа», 1971 - 336 с.

39. Крауя У.Э., Янсонс Я.Л. Механолюминесценция композитных материалов. Методы, аппаратура и результаты исследований. Рига: Зинатне, 1990, 152 с.

40. Li С., Xu C.N., Zhang L., Yamada H., Imai Y. Dynamic visualization of stress distribution on metal by mechanoluminescence images. J.Visualization, 2008, v.l 1, No.4, p.329-335.

41. Татмышевский K.B. Классификация и особенности применения механо- люминесцентных датчиков давления // Датчики и системы, 2004, №12, с.30-33.

42. Макарова Н.Ю., Татмышевский К.В., Механолюминесцентные датчики импульсного давления. Обработка выходного оптического сигнала // Измерительная техника, М., 2007, №10 с.28

43. Sege I., Triboluminescent materials for structural damage monitoring / I/ Sage, G. Bourhill, J. Matter. - Chem, - 2001. - №11. - 231-245.

44. Ossipian Y.A. Deformation luminescence and motion of charged dislocations in crystals. Defects Insul. Cryst. Proc. Int. Conf / Y.A. Ossipan, S.Z. Shmurak. - Riga, 1981.- 135- 160.

45. Татмышевский K.B. Механолюминесцентные (свето генерационные) сенсорные элементы для современных информационно-измерительных технологий // Микросистемная техника. № 12. 2004. С. 4-10.

46. Татмышевский К.В. Научные основы расчета и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Владимир, 2009.

47. Breaux, Jolie A., "Manufacturability of Triboluminescent Composites: Towards a Sensory Level Component" (2011). Honors Theses. Paper 5. p. 54

48. Мурашкина Т.И., Каршаков В.П., Артемов Ю.А. Волоконно-оптические датчики для внутриобъектовых волоконно-оптических сетей сбора данных // Радиотехника. 1995. №10. - С.29-31.

49. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи. М.: Радио и связь, 1990.-224 с.

50. Бутусов М.М., Галкин СЛ., Оробинский С.П. и др. Волоконная оптика и приборостроение. Д.: Машиностроение. JIe-нингр. отд-ние, 1987.328 с.

51. Макарова Н.Ю. Интеллектуальные композиционные панели со встроенными механолюминесцентными сенсорами давления // Тез. всерос. научн.-практ, конф. "Актуальные проблемы авиации и космонавтики". Красноярск. - 2005. - С. 65-66.

52. Татмышевский К.В. Механолюминесцентный чувствительный элемент: математическая модель и основные характеристики // Датчики и системы. - 2005.-№1.-С. 10-15.

53. Макарова Н.Ю. Татмышевский К.В. Процесс преобразования в механолюминесцентном сенсоре давления // Инженерная физика. - 2006. - №1. -С. 1-6.

54. Татмышевский K.B. Механолюминесцентные (светогенерационные) сенсорные элементы для современных информационно-измерительных технологий // Микросистемная техника. - 2004. -№12. - С.4-10.

55. Банишев А.Ф., Болынухин В. А., Азаров А. Д. Механолюминесценция мелкодисперсного порошкообразного твердого раствора SrA1204:(Eu2+,Dy3+), возбуждаемая воздействием лазерных импульсов // Физика и химия обработки материалов. - 2008. - №3. - С. 24-27.

56. N. V. Tcherniega, К. I. Zemskov, V. V. Savranskii, A. D. Kudryavtseva, Т. X-ray generation induced by visible lasers in ZnS aqueous suspensions // Journal of Russian Laser Research. - 2011. - Volume 32 (3). - P. 247-252.

57. Морозова H.K., Каретников И.А., Блинов B.B., Гаврищук Е.М. Исследование центров люминесценции, обязаных присутствию меди и цинка в ZnSe // Физика и техника полупроводников. - 2001. - Т. 35, вып. 1. - С. 25-33.

58. Абрамова К.Б., Щербаков И.П. Люминесценция, возбуждаемая в металлах при механических нагружениях // ЖТФ. - 1994. - Т. 64. - в.9. - С.75-88.

59. Коваленко А.Д. Основы термоупругости. - Киев: «Наукова Думка», 1970.-304 с.

60. Яковлев Е.Б., Шандыбина Г.Д. Взаимодействие лазерного излучения с веществом (силовая оптика). Конспект лекций. Часть II. Лазерный нагрев и разрушение материалов, под общей редакцией В.П. Вейко - СПб: СПб ГУИТМО, 2011.-184 с.

61. Глушков A.A., Простакишин A.C., Слюсарева Е.А., Сизых А.Г. Влияние пространственного распределения интенсивности лазерного излучения на кинетику фотообесцвечивания красителя в полимерной матрице // Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics. - 2012. - № 5(1). - C. 57-62.

62. Рындин E.A., Рыжук P.B., Исаева A.C. Математическая модель механических напряжений, инициированных лазерным импульсом // Фундаментальные исследования. - 2012. - №11. - С.609 - 614

63. Рындин Е.А., Исаева A.C. Программа численного моделирования механических напряжений в материале, инициированных лазерным импульсом, Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013610833.-2013.

64. Люминесцентные материалы и химические вещества. Каталог. Черкассы: Отделение НИИТЭХИМ, 1975. - 204 с.

65. Францевич И.Н., Воронов Ф.Ф., Бакута С.А. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. Справочник. К.: Наукова думка, 1982.-286 с.

66. Наумов A.B., Семенов В.Н., Гончаров Е.Г. Свойства пленок CdS, полученных из координационных соединений кадмия с тиомочевиной // Неорган, материалы. М., 2001, т. 37, № 6, с.647—652.

67. Джафаров М.А., Мехтиев Р.Ф., Мамедова С.А. Физические свойства пленок CdSel-xTex, осажденных из раствора // Baki Universitetinin Xabrlri, Fizika-riyaziyyat elmbri seriyasi, 2008, №4, c.97-101.

68. Джафаров M.A., Мехтиев Р.Ф., Мамедова С.А. Исследование особенностей роста и электрофизических свойств пленок теллурида и сульфида кадмия // Baki Universitetinin Xabrlri, Fizika-riyaziyyat elmbri seriyasi, 2011, №3, c.146-153.

69. Семенов B.H. Процессы формирования тонких слоев полупроводниковых сульфидов из тиомочевинных координационных соединений // Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. - Воронеж, 2002.

70. Гринберг, A.A. Введение в химию комплексных соединений: Учеб. для ун-тов и хим. ВТУЗов / A.A. Гринберг. - М. ; Л. : Гос. науч.-техн. изд-во хим. лит., 1945. — 367 с.

71. Труфанов Э.Н., Труфанов Д.Н. Устройство контроля состояния участка поверхности конструкции. Способ обнаружения повреждения участка поверхности конструкции и диагностическое покрытие. Патент РФ № 2367936, 2007 г.

72. Баурова Н.И., Зорин В.А., Способ диагностирования состояния конструкции. Патент РФ №2365875, 2007 г.

73. Гейтенко E.H., Ерисов C.JT., Гадалин И.И., Способ определения места появления трещин. Патент РФ № 2006846, 1994г.

74. http://ru.wikipedia.org

75. В.Шурыгина. Печатная электроника. Что это такое, как она создается, чего от нее ждать? Часть I. // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 3/2010. С 2-9

76. М.Гольцова. Струйная печать в производстве электроники // Печатный монтаж №2, 2010, С.24-28

77. А. Нисан. Дорожная карта органических и печатных компонентов // Поверхностный монтаж №2 (94), 2012, с 4-8

78. Н. Павлов. Прототип изделия за полчаса // Поверхностный монтаж №1 (98), 2013, с 8-13

79. Д. Фельстад. Производство по технологии "Roll-to-roU" // Печатный монтаж №2, 2006, с. 18

80. http://www.heraeus-wch.ru/

81. Каркина В.А., Корецкий В.Н., Ленков C.B., Огарь Д.К. Токопроводящий клей на основе порошка меди // Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2001, - №6, - 12-15