|
DOI: 10.14489/td.2021.04.pp.040-049
Ларин А. А., Федотов М. Ю., Будадин О. Н., Анискович В. А., Козельская С. О., Резниченко В. И.
ОБ ОПЫТЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОМОГРАФИИ ПОДКРЕПЛЕННЫХ ТРЕХСТРИНГЕРНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
(c.40-49)
Аннотация. Рассмотрены возможности использования метода компьютерной рентгеновской томографии для оценки состояния внутренней структуры композитных подкрепленных конструкций (стрингерных панелей) и выявления в них дефектов, возникших на стадии производства. Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке пористости композитной конструкции. Представлены результаты неразрушающего контроля образца подкрепленной панели, а также проведен анализ факторов конструктивно-технологического исполнения, влияющих на итоговое качество изделия. Установлено, что метод компьютерной рентгеновской томографии позволяет осуществлять достоверную оценку структуры подкрепленных композитных панелей с учетом различной степени поврежденности внутренней структуры.
Ключевые слова: компьютерная рентгеновская томография, неразрушающий контроль, полимерный композиционный материал, трехстрингерная панель, внутренний дефект.
Larin A. A., Fedotov M. Yu., Budadin O. N., Aniskovich V. A., Kozel’skaya S. O., Reznichenko V. I.
ON THE EXPERIENCE OF COMPUTED X-RAY TOMOGRAPHY OF REINFORCED THREE-STRINGER PANELS MADE OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS
(pp.40-49)
Abstract. Experimental studies of the possibility of the MCT method for NC three-stringer panels made of PCM by the method of autoclave molding have been carried out. Based on the results of the experimental studies, it was shown that the MCT method makes it possible with a high reliability to identify defects in composite structures at the stage of final inspection (immediately after production), which is especially important for highly loaded and critical structures made of carbon composite materials based on polymer matrices of various types. On the example of testing a three-stringer (reinforced) panel, it is shown that the presented structure as a whole does not have pronounced macrodefects, however, an accumulation of micro-layers is observed in the zone of transition of layers from the sheathing plane to the stringer, which indicates a slight decrease in the molding pressure in this zone. In the studies carried out, these microdefects are not critical, while the results of the tomogram can be used to slightly refine the shape of the tooling in the zone of transition of layers from the skin to the stringer to provide the required molding pressure. Thus, it has been shown that the SRT method is an effective tool for assessing the structure of reinforced composite panels, taking into account different degrees of damage. The high measurement accuracy and resolution of the MCT method allow realizing high reliability and information content of control and ensuring high reliability of PCM structures due to the following factors: • Structures with defects exceeding the maximum permissible ones are not allowed into operation by the technical control department (QCD); • Structures with defects close to the maximum permissible are taken out of service until their properties are restored; • Positioning of defects reduces the labor intensity of repair.
Keywords: computed X-ray tomography, non-destructive testing, polymer composite material, three-stringer panel, inner defect.
А. А. Ларин (ООО «НИИСТ», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
М. Ю. Федотов (Российская инженерная академия, РИА, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
О. Н. Будадин, В. А. Анискович, С. О. Козельская (АО «ЦНИИ специального машиностроения», Хотьково, Московская обл., 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.
В. И. Резниченко (ФГБОУ ВО МАИ, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. A. Larin (JSC “Research and development Institute for Pipeline Construction”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. Yu. Fedotov (Russian Engineering Academy, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
O. N. Budadin, V. A. Aniskovich, S. O. Kozel’skaya (JSC “CRISM”, Khotkovo, Moscow region, Russia) 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.
V. I. Reznichenko (Moscow Aviation Institute (National Research University, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Бойцов Б. В., Васильев С. Л., Громашев А. Г., Юргенсон С. А. Методы неразрушающего контроля, применяемые для конструкций из ПКМ: [Электронный ресурс] // Электронный журнал «Труды МАИ». 2011. № 49. 11 с. URL: https://mai.ru/upload/iblock/3c1/metody-nerazrushayushchego-kontrolya_-primenyaemye-dlya-konst ruktsiy-iz-perspektivnykh-kompozitsionnykh-materialov.pdf (дата обращения: 14.09.2020 г.).
2. Неразрушающий контроль: в 5 кн. / под ред. В. В. Сухорукова. Кн. 4. Контроль излучениями / Б. Н. Епифанцев, Е. А. Гусев, В. И. Матвеев, Ф. Р. Соснин. М.: Высш. шк., 1992. 321 с.
3. Ларин А. А., Резниченко В. И. Применение рентгеновской томографии для контроля агрегатов летательных аппаратов из композиционных материалов: [Электронный ресурс] // Электронный журнал «Труды МАИ». 2012. № 52. 11 с. URL: https://mai.ru/upload/iblock/617/primenenie-rentgenovskoy-tomografii-dlya-kont rolya-agregatov-letatelnykh-apparatov-iz-kompzitsionnykh-materialov.pdf (дата обращения: 14.09.2020 г.).
4. ГОСТ 25.601–80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температуре: [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012859 (дата обращения: 14.09.2020 г.).
5. ГОСТ 25.602–80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температуре: [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012860 (дата обращения: 14.09.2020 г.).
6. ГОСТ 25.603–82. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение кольцевых образцов при нормальной, повышенной и пониженной температуре: [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012861 (дата обращения: 14.09.2020 г.).
7. ГОСТ 4648–71. Метод испытания на статический изгиб: [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200020718 (дата обращения: 14.09.2020 г.).
8. РД 50-675–88. Расчеты и испытания в машиностроении. Материалы композиционные. Методы испытания на межслойный сдвиг: [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/471816437 (дата обращения: 14.09.2020 г.).
9. Мурашов В. В., Румянцев А. Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Ч. 1. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. № 4. С. 23 – 32.
10. Мурашов В. В., Румянцев А. Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Ч. 2. Методы выявления дефектов монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. № 5. С. 31 – 42.
11. Барынин В. А., Будадин О. Н., Кульков А. А. Современные технологии неразрушающего контроля конструкций из полимерных композиционных материалов. М.: Издательский дом «Спектр». 2013. 242 с.
12. Бакулин В. Н., Клюев В. В., Ларин А. А. Развитие методов диагностики микроструктуры элементов конструкций из композиционных материалов // Материалы XXI Междунар. конф. по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2019): Алушта, 24 – 31 мая 2019 г.: материалы конф. М.: Изд-во МАИ, 2019. С. 602 – 604.
13. Бакулин В. Н., Ларин А. А., Резниченко В. И. Повышение качества изготовления изделий из полимерных композиционных материалов с использованием компьютерной томографии как метода неразрушающего контроля // Инженерно-физический журнал. 2015. Т. 88, № 2. С. 534 – 538.
14. Васильев С. Л., Артемьев А. В., Бакулин В. Н., Юргенсон С. А. Контроль образцов методом вычислительной рентгеновской томографии под нагрузкой // Дефектоскопия. 2016. № 5. С. 63 – 73.
15. Ларин А. А. Анализ влияния прошивки слоистых композиционных материалов в направлении, перпендикулярном плоскости армирования, с использованием компьютерной рентгеновской томографии // Конструкции из композиционных материалов. 2013. № 4(132). С. 17 – 19.
1. Boytsov B. V., Vasil'ev S. L., Gromashev A. G., Yurgenson S. A. (2011). Non-destructive testing methods used for structures made of PCM. Elektronniy zhurnal «Trudy MAI», 49. Available at: https://mai.ru/upload/iblock/3c1/metody-nerazrushayushchego-kontrolya_-primenyaem-ye-dlya-konstruktsiy-iz-perspektivnykh-kompozitsionnykh-materialov.pdf (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
2. Suhorukov V. V. (Ed.), Epifantsev B. N., Gusev E. A., Matveev V. I., Sosnin F. R. (1982). Non-destructive testing: in 5 books. Book 4. Radiation control. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]
3. Larin A. A., Reznichenko V. I. (2012). Application of X-ray tomography for the control of aircraft assemblies made of composite materials. Elektronniy zhurnal «Trudy MAI», 52. Available at: https://mai.ru/upload/iblock/617/Pri-menenie-rentgenovskoy-tomografii-dlya-kontrolya-agregat-ov-letatelnykh-apparatov-iz-kompzitsionnykh-material-ov.pdf (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
4. Mechanical testing methods for composite materials with a polymer matrix (composites). Tensile test method for flat specimens at normal, elevated and low temperatures. Ru Standard No. GOST 25.601–80. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200012859 (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
5. Mechanical testing methods for composite materials with a polymer matrix (composites). Compression test method for flat specimens at normal, elevated and low temperatures. Ru Standard No. GOST 25.602–80. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200012860 (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
6. Mechanical testing methods for composite materials with a polymer matrix (composites). Method for testing flat specimens for tension of annular specimens at normal, elevated and low temperatures. Ru Standard No. GOST 25.603–82. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200012861 (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
7. Static bending test method. Ru Standard No. GOST 4648–71. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200020718 (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
8. Calculations and tests in mechanical engineering. Composite materials. Interlaminar shear test methods. Guidance document No. RD 50-675–88. Available at: http://docs.cntd.ru/document/471816437 (Accessed: 14.09.2020). [in Russian language]
9. Murashov V. V., Rumyantsev A. F. (2007). Defects of monolithic parts and multilayer structures made of polymer composite materials and methods for their detection. Part 1. Defects of monolithic parts and multilayer structures made of polymer composite materials. Kontrol'. Diagnostika, (4), pp. 23 – 32. [in Russian language]
10. Murashov V. V., Rumyantsev A. F. (2007). Defects of monolithic parts and multilayer structures made of polymer composite materials and methods for their detection. Part 2. Methods for detecting defects in monolithic parts and multilayer structures made of polymer composite materials. Kontrol'. Diagnostika, (5), pp. 31 – 42. [in Russian language]
11. Barynin V. A., Budadin O. N., Kul'kov A. A. (2013). Modern technologies for non-destructive testing of structures made of polymer composite materials. Moscow: Izdatel'skiy dom «Spektr». [in Russian language]
12. Bakulin V. N., Klyuev V. V., Larin A. A. (2019). Development of methods for diagnostics of the microstructure of structural elements made of composite materials. Materials of the XXI International Conference on Computational Mechanics and Modern Applied Software Systems (VMSPPS'2019). Alushta: conference materials, pp. 605 – 604. Moscow: Izdatel'stvo MAI. [in Russian language]
13. Bakulin V. N., Larin A. A., Reznichenko V. I. (2015). Improving the quality of manufacturing products from polymer composite materials using computed tomography as a method of non-destructive testing. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal, Vol. 88, (2), pp. 534 – 538. [in Russian language]
14. Vasil'ev S. L., Artem'ev A. V., Bakulin V. N., Yurgenson S. A. (2016). Sample control by computational X-ray tomography under load. Defektoskopiya, (5), pp. 63 – 73. [in Russian language]
15. Larin A. A. (2013). Analysis of the effect of piercing of layered composite materials in the direction perpendicular to the plane of reinforcement using computer X-ray tomography. Konstruktsii iz kompozitsionnyh materialov, 132(4), pp. 17 – 19. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2021.04.pp.040-049
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2021.04.pp.040-049
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»