10.14489/td.2026.01.pp.016-023

2026, 01 январь (January)

DOI: 10.14489/td.2026.01.pp.016-023

Будадин О. Н., Каледин Вал. О., Анискович В. А., Козельская С. О., Разин А. Ф., Ульянов А. Д.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХАРАКТЕРИСТИК АППАРАТУРЫ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВНУТРЕННИХ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ ПО АНАЛИЗУ ДИНАМИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ
(с. 16-23)

Аннотация. Одной из проблем оценки качества и надежности эксплуатации конструкций из композитных материалов (КМ) является необходимость обнаружения, локализации и идентификации внутренних напряжений, влияющих на надежность эксплуатации изделий как на стадии их изготовления, так и в процессе эксплуатации. Традиционные методы неразрушающего контроля, как правило, выявляют и идентифицируют дефекты типа нарушения внутренней сплошности материала, имеющие границу раздела сред. Предлагается подход к обнаружению «неявных» дефектов (микротрещины в связующем, разрывы волокон и т.п.), возникающих обычно при приложении к конструкции силовых нагрузок в процессе испытаний или эксплуатации, т.е. до появления не-сплошности материала. Это позволит определять места концентрации напряжений – потенциально опасные области, где возможны разрушения, и определять места разрушения изделий, не доводя сами изделия до разрушения. Представлены результаты исследований и развития методических под-ходов к определению параметров аппаратуры перспективного и информативного теплового контроля на примере обнаружения внутренних концентраторов напряжений на основе моделирования тепловых процессов в материале и анализа одного из видов излучений – динамических инфракрасных полей. Приведены примеры параметров аппаратуры на основе расчета динамических температурных полей в материале при приложении силовой нагрузки за счет проявления внутренних концентраторов напряжений и выбора наиболее приемлемой реальной аппаратуры контроля.

Ключевые слова: композитные материалы, концентраторы напряжений, конструкции из композитных материалов, инфракрасное излучение, тепловые процессы, неявные дефекты, силовая нагрузка, обнаружение дефектов.

Budadin O. N., Kaledin Val. O., Aniskovich V. A., Kozelskaya S. O., Razin A. F., Ulyanov A. D.
METHODOLOGICAL APPROACHES TO DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF EQUIPMENT FOR RECORDING INTERNAL STRESS CONCENTRATORS IN COMPOSITE MATERIALS BASED ON THE ANALYSIS OF DYNAMIC TEMPERATURE FIELDS
(pp. 16-23)

Abstract. One of the problems of assessing the quality and reliability of composite structures (CM) is the need to detect, localize and identify internal stresses that affect the reliability of products both at the stage of their manufacture and during operation. Currently, traditional methods of non-destructive testing, as a rule, identify and identify defects such as violations of the internal continuity of the material, having an interface between the media. The proposed article suggests an approach to detecting "implicit" defects (microcracks in the binder, fiber breaks, etc.) that occur, as a rule, when force loads are applied to the structure during testing or operation, i.e. before the appearance of discontinuity of the material. This will allow, firstly, to determine the places of stress concentration - potentially dangerous areas where damage is possible, and secondly, to determine the places of destruction of products without bringing the products themselves to destruction. This article presents the results of research and the development of methodological approaches to determining the parameters of advanced and informative thermal control equipment using the example of detecting internal stress concentrators based on modeling thermal processes in a material and analyzing one type of radiation, dynamic infrared fields. Examples of equipment parameters are given based on the calculation of dynamic temperature fields in a material when a power load is applied due to the manifestation of internal stress concentrators and the choice of the most acceptable real monitoring equipment.

Keywords: composite materials, stress concentrators, composite structures, infrared radiation, thermal processes, implicit defects, force load, defect detection.

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

Рус

О. Н. Будадин (АО «ЦНИИ специального машиностроения», Хотьково, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Вал. О. Каледин (ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» (ФГБОУ ВО «КемГУ»), Кемерово, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. А. Анискович, С. О. Козельская, А. Ф. Разин (АО «ЦНИИ специального машиностроения», Хотьково, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. Д. Ульянов (ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» (ФГБОУ ВО «КемГУ»), Кемерово, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

O. N. Budadin (AO “Central Research Institute of Special Mechanical Engineering”) (JSC “TSNIISM”), Khotkovo, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Val. O. Kaledin (Kemerovo State University (FSBEI HE “KemGU”), Kemerovo, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. A. Aniskovich, S. O. Kozelskaya, A. F. Razin (AO “Central Research Institute of Special Mechanical Engineering”) (JSC “TSNIISM”), Khotkovo, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. D. Ulyanov (Kemerovo State University (FSBEI HE “KemGU”), Kemerovo, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Васильев В. В., Разин А. Ф., Азаров А. В. Композитные сетчатые конструкции – проектирование, расчет и изготовление. М.: Инновационное машиностроение, 2023. 488 с.
2. Семерикова М. А. Математическое моделирование разрушения хрупкого материала в связанной задаче термоупругости // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2012. С. 187 ‒ 196.
3. Тамуж В. П., Куксенко В. С. Микромеханика разрушения полимерных материалов. Рига: Зинатне, 1978. 294 с.
4. Протасов В. Д., Ермоленко А. Ф. Механика разрушения композитов: некоторые итоги и перспективы // Механика конструкций из композиционных материалов: сб. науч. статей. М.: Машиностроение, 1992. С. 304 ‒ 322.
5. Иванов В. В., Черникова Т. М., Ардеев К. В. Метод электромагнитной эмиссии как эффективное средство для исследования кинетики разрушения материалов // Вестн. КузГТУ. 2002. № 6. С. 5 ‒ 9.
6. Черникова Т. М., Иванов В. В., Михайлова Е. А. Спектры электромагнитного излучения отдельных трещин в ближней зоне // Ползуновский вестник. 2011. № 3/1. С. 103 ‒ 106.
7. Будадин О. Н., Потапов А. И., Колганов В. И. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 476 с.
8. Вавилов В. П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. 2-е изд., доп. М.: ИД «Спектр», 2013. 544 с.
9. Российский высокоточный тепловизор Пергам Спектр // Пергам: [сайт]. URL: https://www.pergam.ru/catalog/thermal_imagers/scientific_cooled/pergam-spectr.htm?ysclid=miz6k35emo621571457 (дата обращения: 11.12.2025).

Eng

1. Vasiliev, V. V., Razin, A. F., & Azarov, A. V. (2023). Composite mesh structures – design, calculation and manufacturing. Innovatsionnoe Mashinostroenie. [in Russian language].
2. Semerikova, M. A. (2012). Mathematical modeling of brittle material fracture in a coupled problem of thermoelasticity. Vestnik MGTU im. N. E. Bauman. Ser. Estestvennye Nauki, 187–196. [in Russian language].
3. Tamuzh, V. P., & Kuksenko, V. S. (1978). Micromechanics of fracture of polymeric materials. Zinatne. [in Russian language].
4. Protasov, V. D., & Ermolenko, A. F. (1992). Fracture mechanics of composites: some results and prospects. In Mekhanika konstruktsii iz kompozitsionnykh materialov: sb. nauch. statei (pp. 304–322). Mashinostroenie. [in Russian language].
5. Ivanov, V. V., Chernikova, T. M., & Ardeev, K. V. (2002). The method of electromagnetic emission as an effective means for studying the kinetics of material fracture. Vestn. KuzGTU, (6), 5–9. [in Russian language].
6. Chernikova, T. M., Ivanov, V. V., & Mikhailova, E. A. (2011). Electromagnetic radiation spectra of individual cracks in the near field. Polzunovskii Vestnik, (3/1), 103–106. [in Russian language].
7. Budadin, O. N., Potapov, A. I., Kolganov, V. I., et al. (2002). Thermal non-destructive testing of products. Nauka. [in Russian language].
8. Vavilov, V. P. (2013). Infrared thermography and thermal control (2nd ed.). ID "Spektr". [in Russian language]
9. Pergam. (n.d.). Pergam Spectrum: Russian high-precision thermal imager [in Russian language]. Retrieved December 11, 2025, from https://www.pergam.ru/catalog/thermal_imagers/scientific_cooled/pergam-spectr.htm?ysclid=miz6k35emo621571457

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

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). 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.2026.01.pp.016-023

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). 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.2026.01.pp.016-023

and fill out the form