10.14489/td.2018.04.pp.014-019

2018, 04 Aпрель (April)

DOI: 10.14489/td.2018.04.pp.014-019

Барсук В. Е., Степанова Л. Н., Кабанов С. И.
АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ КОНСТРУКЦИИ КОМПОЗИЦИОННОГО САМОЛЕТА
(c. 14-19)

Аннотация. Приводятся результаты статических испытаний композиционного самолета ТВС-2ДТС, предназначенного для региональной работы на небольших аэродромах, в том числе в условиях Севера. Разработана методика контроля дефектов, определяемых при статических испытаниях силовых элементов композиционного самолета методом акустической эмиссии (АЭ). Контроль дефектов в процессе испытаний осуществлялся в режиме реального времени с использованием сертифицированной многоканальной АЭ-системы СЦАД-16.10. На фюзеляже и крыльях самолета были организованы зоны контроля и установлены 16 преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ). Нагружение конструкции самолета проводилось статической нагрузкой ступенями, составляющими 10 % от заданной Pзадан = 130,56 кН до максимального значения нагрузки Pmax = 0,8Pзадан. В процессе испытаний наблюдалась устойчивая локация в области шпангоута, в зоне крепления крыльев к центроплану и крепления балки шасси к шпангоуту. Анализ зон локации показал, что наиболее активные источники располагались в области левого борта самолета. Визуальный осмотр зон локации, проведенный после испытаний, выявил разрушение и деформацию болтов крепления силовой балки шасси к шпангоуту по левому и правому борту самолета.

Ключевые слова: самолет, композит, углепластик, статические испытания, акустическая эмиссия, датчик, локация.

Barsuk V. E., Stepanova L. N., Kabanov S. I.
COMPOSITE AIRPLANE CONSTRUCTION ACOUSTIC EMISSION TESTING DURING STATIC LOADING
(pp. 14-19)

Abstract. The results of static tests of the composite aircraft TVS-2DTS, designed for regional operation at small airfields, including the arctic environment, are presented. A method for defects monitoring during static testing of the load-bearing elements of a composite airplane by the method of acoustic emission (AE) has been developed. The defects monitoring during the tests was performed in real time mode with the certified multichannel AE-system SCAD-16.10. Signal detection zones were established at the fuselage and wings of the aircraft and 16 acoustic emission transducers (AET) were installed. The loading of the aircraft structure was carried out by a static load in steps of 10 % of Pset to the maximum load value Pmax = 0.8Pset, where Pset = 130.56 kN is the specified load value. During testing process a stable location was observed in the bulkhead area, in the wing attachment to the center wing section zone, and also in the area of the load-bearing undercarriage beam to bulkhead attachment. The analysis of the location zones showed that the most active sources emerged at the port side of the aircraft. Visual inspection of the areas of location, conducted after the tests, revealed the destruction and deformation of the load-bearing undercarriage beam to bulkhead attachment bolts along the left and right sides of the aircraft.

Keywords: airplane, composite, carbon plastic, static load, acoustic emission, sensor, location.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Е. Барсук, Л. Н. Степанова, С. И. Кабанов (ФГУП «Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина», Новосибирск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. E. Barsuk, L. N. Stepanova, S. I. Kabanov (Federal State Unitary Enterprise “Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin”) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Cardoni, M., Gianneo A., Giglio M. A low frequency lamb-waves based structural health monitoring of an aeronauttical carbon fiber reinforced polymer composite // Journal of Acoustic Emission. 2014. V. 32. P. 1 – 20.
2. Zheng G. T., Backley M. A., Kister G. Blind deconvolution of acoustic emission signals for damage identification in composites // Journal AIAA. 2001. V. 39. N 6. P. 1198 – 1205.
3. Sause Markus G. R. Acoustic emission signal propagation in damaged composite structures // Journal of Acoustic Emission. 2013. V. 31. P. 1 – 18.
4. Gorman M. Modal AE analysis of fracture and failure in composite materials, and the quality and life of high composite pressure vessels // Journal of Acoustic Emission. 2011. V. 29. P. 1 – 28.
5. Finlayson R. D., Friesel M., Carlos M. Healths monitoring of aerospace structures with acoustic emission and acousto-ultrasonics // Insight. 2001. V. 43. N 3. Р. 155 – 157.
6. Aljets D. Acoustic Emission Source Location in Composite Aircraft Structures using Modal Analysis: Ph. D. Dissertation / University of Gilamorgan / Prifysgol Morgannwg, 2011. 163 p.
7. Барсук В. Е., Анохин Г. Г., Степанова Л. Н. и др. Прочностные испытания элементов авиационных конструкций из углепластика с использованием метода акустической эмиссии и тензометрии // Полет. 2016. № 7. С. 53 – 60.
8. Барсук В. Е., Степанова Л. Н., Чернова В. В. и др. Локация зон разрушения при прочностных испытаниях фюзеляжа самолета из углепластика // Полет. 2017. № 2. С. 21 – 26.
9. Степанова Л. Н., Батаев В. А., Чернова В. В. Исследование разрушения образцов из углепластика при статическом нагружении с использованием методов акустической эмиссии и фрактографии // Дефектоскопия. 2017. № 6. С. 26 – 33.
10. Пат. № 2 599 327 РФ, МПК G 01 N 29/14. Акустико-эмиссионный способ диагностирования изделий из композиционных материалов на основе углепластика и устройство для его осуществления / Л. Н. Степанова, С. И. Кабанов, И. С. Рамазанов и др. Заявлено 09.06.2015; опубл. 10.10.2016 // Бюл. 2016. № 28.
11. Пат. № 2 396 557 РФ, МПК G 01 N 29/14. Многоканальное акустико-эмиссионное устройство / Л. Н. Степанова, С. И. Кабанов, Е. Ю. Лебедев и др. Заявлено 16.12.2008; опубл. 10.08.2010 // Бюл. 2010. № 22.

Eng

1. Cardoni M., Gianneo A., Giglio M. (2014). A low frequency lamb-waves based structural health monitoring of an aeronauttical carbon fiber reinforced polymer composite. Journal of Acoustic Emission, 32, pp. 1-20.
2. Zheng G.T., Backley M.A., Kister G. (2001). Blind deconvolution of acoustic emission signals for damage identification in composites. Journal AIAA, 39(6), pp.1198-1205.
3. Sause, Markus G. R. (2013). Acoustic emission signal propagation in damaged composite structures. Journal of Acoustic Emission, 31, pp. 1-18.
4. Gorman M. (2011). Modal AE analysis of fracture and failure in composite materials, and the quality and life of high composite pressure vessels. Journal of Acoustic Emission, 29, pp. 1-28.
5. Finlayson R.D., Friesel M., Carlos M. (2001). Healths monitoring of aerospace structures with acoustic emission and acousto–ultrasonics. Insight, 43(3), pp. 155-157.
6. Aljets D. (2011). Acoustic emission source location in composite aircraft structures using modal analysis. Prifysgol Morgannwg for the award of the degree of Doctor of Philosophy. June 2011.
7. Barsuk V.E., Anokhin G.G., Stepanova L.N. et al. Strength tests of the carbon fiber reinforced plastic aerostructures with acoustic emission technique and strain gauging. Polyot, (7), pp. 53-60. [in Russian language]
8. Barsuk V.E., Stepanova L.N., Chernova V.V. et al. (2017). Location of ruptured zone during the strength tests of the carbon fiber reinforced plastic fuselage. Polyot, (2), pp. 21-26. [in Russian language]
9. Stepanova L.N., Bataev V.A., Chernova V.V. (2017). Research of CFRP samples’ damage during static loading with approach of acoustic emission technique and fractography. Defektoskopiia, (6), pp. 26-33. [in Russian language]
10. Stepanova L.N., Kabanov S.I., Ramazanov I.S. et al. (2016). Acoustic-emission method for diagnosing products made of composite materials based on CFRP and the device for its implementation. Ru Patent No. 2599327. Russian Federation. [in Russian language]
11. Stepanova L.N., Kabanov S.I., Lebedev E.Yu. et al. (2010). Multichannel acoustic emission device. Patent No. 2396557. Russian Federation. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2018.04.pp.014-019

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2018.04.pp.014-019

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.