автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Исследование акустических низкочастотных методов и разработка усовершенствованных средств дефектоскопии многослойных конструкций

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР"

УДК 620 179 16 На правах рукописи

Лихопой Андрей Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ НИЗКОЧАСТОТНЫХ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ СРЕДСТВ ДЕФЕКТОСКОПИИ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05 11 13 — "Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003062547

Работа выполнена в ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр'

Научный руководитель

доктор технических наук Мужицкий Владимир Федорович

Научный консультант

кандидат технических наук, профессор Чеканов Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук,

старший научный сотрудник Шевалдыкин Виктор Гавриилович

доктор технических наук, профессор Сазонов Юрий Иванович

Ведущая организация ОАО "Научно-производственное

предприятие "Аэросила"

Защита состоится 14 мая 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 520 010 01 в "Научно-исследовательском институте интроскопии МНПО "Спектр" по адресу: 119048, г. Москва, ул. Усачева д. 35, стр. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр"

Автореферат разослан 13 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета Д 520 010 01, доктор технических наук, профессор

Королев М В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности неразрывно связано с применением многослойных конструкций (МК) и полимерных композиционных материалов (ПКМ), созданных с учетом новейших достижений науки и техники Возможность варьирования в широких пределах характеристиками эксплуатационных свойств, экономия материальных и энергетических ресурсов приводят к росту объема производства ПКМ и неуклонному расширению их применения

С учетом своеобразия и оригинальности методов переработки многокомпонентных материалов в изделии значительное место занимает совершенствование технологии, автоматизация производственных процессов и создание специализированных экологически чистых производств При этом под совершенствованием технологии подразумевается не только модернизация существующих и разработка новых прогрессивных методов и средств производства изделий, но и поиск эффективных способов постоянного улучшения их технологических свойств

В этой связи проблеме повышения качества материалов и изделий, которое в значительной мере определяет рентабельность, себестоимость производства, объем рынков сбыта и конкурентоспособность, отводится особая роль Методы, средства и технологические процессы неразрушающего контроля (НК) позволяют успешно решать эту проблему Используемые акустические, радиационные, тепловые, радиоволновые, оптические методы дефектоскопии предназначены для обнаружения опасных дефектов, анализа причин их образования с целью повышения уровня технологических процессов и строгого соблюдения технологической дисциплины

Однако рассматриваемые объекты имеют ряд особенностей в силу специфичности их свойств и различий во взаимодействиях с ними физических полей и излучений, применяемых в НК

МК имеют несколько границ раздела материалов с различными акустическими свойствами, в них используются самые разнообразные металлические и неметаллические материалы от сталей до резин и пенопластов, модули упругости, плотности и волновые сопротивления которых отличаются в десятки раз Кроме того, отдельные слои часто имеют небольшие толщины, гигроскопичны и не допускают контакта с жидкостями

ПКМ характеризуются существенной неоднородностью структуры, анизотропией свойств, большим разнообразием типов структур (однонаправленная, продольно-поперечная, комбинированная),

специфическими физическими свойствами тепло-, электро-, звукоизоляционными свойствами, малыми значениями плотности, большим разбросом физико-механических характеристик Практически все ПКМ являются немагнитными, большинство их видов относится к диэлектрикам или плохим проводникам

Все это затрудняет применение традиционных методов НК, в том числе ультразвукового эхо-метода Поэтому для контроля рассматриваемых объектов применяют как их модификации, так и специально разработанные акустические низкочастотные методы - импедансный метод (ИМ), велосиметрический метод и локальный метод свободных колебаний (МСК) Характерными особенностями указанных методов являются использование изгибных колебаний относительно низких частот и сухой точечный контакт преобразователя с изделием

Данные методы хорошо изучены и проработаны, приборы на их основе позволяют обнаруживать дефекты с приемлемой точностью

ИМ использует влияние дефекта на механический импеданс объекта контроля (ОК) Регистрируются изменения параметров колебаний системы-вибратор — ОК МСК основан на ударном возбуждении свободно затухающих упругих колебаний и оценке результатов по изменению спектра принятого сигнала Эти методы тесно связаны и отличаются главным образом способом регистрации и представления информации о состоянии контролируемого изделия

Свойства ОК определяют по изменению его механического импеданса и собственных частот Однако, в ряде случаев также представляет интерес их исследование с помощью дифференциальных уравнений Это особенно актуально в связи с развитием конечно-разностных методов и решений на их основе Учет всех условий распространения изгибной волны в ОК предполагает сложные и громоздкие выражения, которые затруднены для использования на практике Тем не менее, при принятии необходимых допущений задача может быть сведена к известным моделям и решена

Контроль реальных изделий в производственных условиях связан с необходимостью уменьшения влияния внешних шумов, на фоне которых слабый сигнал от дефекта может быть не виден Так, при работе пьезоэлектрическим преобразователем и ударным преобразователем с пьезоприемником большое влияние оказывают фрикционные шумы, а при работе ударным преобразователем с микрофонным приемником, последний может принимать также посторонние шумы

Фрикционные шумы имеют широкий и сложный спектр, зависящий от степени и характера шероховатости поверхности, скорости перемещения

преобразователя, радиуса кривизны его контактной поверхности Ввиду того, что повышение скорости контроля является важной задачей в производственных условиях, следует повышать отношение сигнал-шум

В связи с развитием ЭВМ для решения поставленных задач перспективное направление развития — применение методов цифровой обработки сигнала и реализация их алгоритмов в программном обеспечении акустических низкочастотных дефектоскопов

Таким образом, создание акустических низкочастотных средств дефектоскопии изделий авиационной и космической техники с повышенной чувствительностью и информативностью является актуальной задачей.

Цель работы.

Основной целью диссертации является исследование и разработка акустических низкочастотных средств НК МК и изделий из ПКМ авиационной и космической техники с повышенной чувствительностью и информативностью

Задачи исследований.

Для достижения сформулированных целей потребовалось решить следующие задачи

1 Разработка расчетной модели дефекта в виде изгибно колеблющейся плоской пластины Экспериментальная оценка возможности применения этой модели

2 Исследование методов математической обработки информации и интерпретации результатов контроля с использованием цифровой обработки сигналов

3 Разработка алгоритмов на основе предложенных методов обработки информации

4 Разработка средств акустической низкочастотной дефектоскопии для контроля МК и изделий из ПКМ Реализация предложенных методов обработки в программном обеспечении акустических дефектоскопов

Научная новизна.

1 Предложена расчетная модель дефекта в виде изгибно колеблющейся плоской пластины, качественно описывающая зависимость сигналов преобразователя от размеров и свойств дефектов Установлены границы применимости модели

2 Исследованы способы цифровой обработки сигнала на основе спектрального анализа, обеспечивающие повышенную информативность контроля

акустическими низкочастотными методами 3 Предложен способ выявления сигнала от дефекта на фоне шума, в том числе фрикционного, на основе использования спектральной плотности мощности, что позволяет повысить не только чувствительность контроля, но и увеличить его скорость

Практическая ценность.

Разработано программное обеспечение акустических низкочастотных дефектоскопов, предназначенных для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами МК из ПКМ и металлов, применяемых в различных сочетаниях, а также расслоений в слоистых пластиках

Разработан акустический дефектоскоп АД-42ИП и модифицирован акустический дефектоскоп АД-64М, которые используются на предприятиях военно-промышленного комплекса и авиакосмической промышленности

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Теоретические и экспериментальные исследования изгибных колебаний плоской пластины в качестве модели дефекта в МСК

2 Обоснование эффективности применения методов обработки сигнала на основе спектрального анализа

3 Способ выявления сигнала на фоне шума, в том числе фрикционного

4 Созданные средства акустической дефектоскопии

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на 17-й российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" (г Екатеринбург, 2005 г), 3-й международной научно-технической конференции "Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении" (г Тюмень, 2005 г), 5-й национальной научно-технической конференции и выставке "Неразрушающий контроль и техническая диагностика Украины" (г. Киев, 2006 г), 5-й международной выставке и конференции "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" (г Москва, 2006 г) Приборы демонстрировались на различных выставках

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе в журнале "Контроль Диагностика"

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 125 наименований и приложения, содержит 6 таблиц и 38 иллюстрации Общий объем диссертации составляет 102 страницы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана оценка состояния проблемы, изложены основные цели диссертации, а также ее общая характеристика

В первой главе дан литературный обзор по современному состоянию рассматриваемых в диссертации вопросов проведен анализ состояния теоретических и экспериментальных исследований в области акустической низкочастотной дефектоскопии, рассмотрены некоторые вопросы разработки акустических дефектоскопов

Во второй главе проводится теоретические и экспериментальные исследования изгибных колебаний плоской пластины в качестве модели дефекта в МСК

Импедансный метод (ИМ) и по сути метод свободных колебаний (МСК) основаны на оценке изменения механического импеданса в доброкачественных и дефектных зонах

Механический импеданс МК определяется упругими свойствами, плотностью материалов и толщиной слоев, коэффициентом затухания волн в слоях, размерами конструкции, кривизной ее поверхности, состоянием соединений между слоями Аналитическое выражение механических импедансов МК, выполненных из различных по свойствам материалов (металлы, пенопласт, армированные пластики и т п), затруднительно Даже в простейшем для анализа случае бесконечно протяженного листа из изотропного материала без потерь решение получается достаточно сложным Очевидно, что увеличение числа слоев конструкции, необходимость учета необратимых потерь и отражений от границ изделия настолько усложнит решение задачи и его результаты Импедансы дефектных зон иногда можно оценить, если отделенный участок обшивки представить в виде закрепленной по периметру пластинки Но наиболее надежным способом исследования импедансов МК в доброкачественных и дефектных зонах является эксперимент

Таким образом, в данном случае свойства МК определяют сосредоточенную характеристику - механический импеданс МК в зоне

контакта, изменения которой регистрируются прибором Предложен другой подход, основанный на рассмотрении волнового уравнения упругих колебаний плоской пластины при действии сосредоточенной силы Задачей является оценка характера влияния размеров и физических свойств плоской пластины, моделирующей дефект, на параметры ее колебаний и соответственно их связи с сигналами преобразователя Речь идет не о получении четких аналитических выражений, описывающих выходные сигналы преобразователя, а о качественной оценке некоторых параметров колебаний

Рассмотрены колебания МК в зоне дефекта Отделенный дефектом (расслоением, зоной нарушения клеевого соединения) участок представляет собой слой, толщина которого, как правило, постоянна Такой участок рассматривался как плоская пластина, определенным образом закрепленная по контуру В теоретических расчетах края могут быть свободными, опертыми или защемленными В реальных случаях граничные условия на краях отделенного дефектом слоя (обшивки), обычно не сводятся ни к одному из рассмотренных типов Условие защемления, например, требует отсутствия смещения и изгиба на краях пластинки, условие опертого края — только отсутствия смещения Даже если обшивка приклеена к очень толстому внутреннему элементу из материала с большим модулем упругости, такие условия не выполняются Одна из причин этого — наличие клеевой пленки с относительно низким модулем Юнга, уменьшающей жесткость заделки Другой причиной может быть малый модуль Юнга внутреннего элемента конструкции (например, в случае пенопластового заполнителя)

Несмотря на эти ограничения, рассмотрение отделенного дефектом участка обшивки как плоской пластины опертой по краям иногда приемлемо и допустимо для понимания предмета в качестве первого приближения

В классической теории колебаний пластины предполагается, что напряжения постоянны в пределах поперечного сечения, а инерцию вращения и трансформацию форм собственных колебаний на границах колебательной системы не учитывают Такие изгибные колебания пластины описываются дифференциальными уравнениями четвертого порядка, которые применимы в случаях, если длина изгиб ной волны хотя бы в пять раз больше толщины пластины Это условие, как правило, выполняется для низкочастотных методов и применяемого диапазона толщин обшивок

Рассмотрена плоская пластина с размерами а х Ь х А, в середину внешней поверхности которой действует непостоянная во времени (гармоническая сила, удар и т п) механическая сила, создающая изгибную деформацию пластины Эта модель характерна для случая контроля изделий МСК, когда изгибные колебания ОК возбуждаются периодическими ударами бойка преобразователя

по поверхности ОК

Предполагалось, что толщина пластины к мала по сравнению с ее длиной а и шириной Ь, при этом считаем, что смещение поверхности пластины при деформации и(х,у,1) « А

Известно, что в этом случае составляющие изгиб ной деформации плоской пластины е и механического напряжения а, возникающие при этой деформации, связаны между собой уравнениями

Е ( \ Ez {д2и д2и

r(e*+ve,)=

r + V-

1-v24* " l-v^ctc2 ду2) (82u д2и

(la)

Е/ \ Ez d'u d'u |

Ez д2и n Л

^x = Gy„=- , (1B)

1 + v дхду

где E - модуль Юнга, v - коэффициент Пуассона, G - модуль сдвига для материала пластины

Общее решение дифференциального уравнения изгибных колебаний плоской пластины определяется комбинацией двух независимых функций от времени и координат

и{х,у,()=Ц<Р„Л')¥,Л^у), (2)

где функция координат у„т{х,у)-sin^^j sm^^—j (3)

Общее решение дифференциального уравнения (2) описывает изгибные

колебания плоской пластины, границы которой являются опертыми

32 и 32 и

(и = —- = 0 при х = 0 их = а, и = —- = 0 при у — 0 и у = Ъ) дх ду

Получено выражение для смещения поверхности плоской пластины при изгибной деформации при отсутствии внешней механической силы

u(x,y,t) = ±±(ct cos (p„j)+C2 sm(p„„,0)sm^] sm^^-j, (4)

V rw_ у +ьгЦрИ

Приведено решение дифференциального уравнения (2) в случае воздействия гармонической силы F(t) = F0 cos (и t)

u(x,y,t) = v(x,y,t)-w(x,y,t), (5а)

где

/ \ . ^^ Fncos(cot) (т7гх\ (пяуЛ

J sinm- (5б)

вынужденные колебания поверхности пластины,

где рт,=к2

/ \ , -чг"^ ^п соЛрптА (тл

: х I ппу а М—

(5в)

{р],,,-а1)

свободные колебания поверхности пластины

Определены расчетные зависимости амплитуды колебаний плоской пластины из алюминия и оргстекла от ее толщины

Рассмотренный случай является начальным приближением, для улучшения модели необходимо учесть затухание колебаний и ударный характер механического воздействия

Дифференциальное уравнение для функции времени имеет вид я2„ м (,)

3> (/) ,

ЪГ

Ы

- + р (р пт пт

О

(/)= пт

ри '

(6)

где а =

7

где у - коэффициент пропорциональности силы трения и скорости

2 р Ь

смещения пластины

Известно, что амплитуда, длительность и форма импульсов, возбуждаемых механическими вибраторами существенно зависит от параметров ОК. Ударные воздействия можно аппроксимировать различными функциями, но применительно к МСК хорошее приближение дают следующие

т=р0 5ш2

О < / < г„

(7а)

Г(0 = №-'"5т2(Ы), (76)

Функция (7а), хотя и не обладает асиметрией, но имеет более простой вид, поэтому ее использовали в дальнейших выражениях В этом случае решение представимо в виде

К, БШ2

<Рп„ (') =

-Тл« -

а2 ;

рк

(8)

е" бш2 | — | вт

Р Ь 4р1г-а ' о V г

Тогда решение (4) принимает вид

17 л~<а 00 х

Р>1

где 1{г) = еат бш3

л/р1т -

Щ^Ь-т)]

[М-*2 ('-*)]*

\1{Г)С1Т

тлх) ( пжу

Б1П| - | БШ —

^ ь

(9)

На рис 1 приведен результат расчета смещения точки поверхности плоской пластины из текстолита

Параметры модели

И = 0,0005м, а = 0,02 м, Ъ = 0,02м, £ =1,254 Ю10, о = 0,333, х = у = ~, п = 1,т = 1, т<) =0,000165 с, а = 700, 7=; =100 Н Б = 0,147 Нм, рп =1,727 10\/= 2749 кГц

Время, с

Рис 1 Колебания плоской пластины и(х,у,1)

В таблице 1 представлены зависимости максимальной амплитуды, частоты колебаний и изгибной жесткости от толщины плоской пластины из текстолита Видно, что при увеличении толщины амплитуда уменьшается, частота и изгибная жесткость увеличиваются, что согласуется с априорными сведениями о колебаниях пластин, т е качественно модель дает правильный результат

Параметры модели

а = 0,02 м, Ъ = 0,02м, £ = 1,254 Ю10, о = 0,333, х = ~, у = |, и = 1,т = 1, г, =0,000165 с, а = 700, ^„=100 Я

Таблица 1 Зависимости максимальной амплитуды, частоты колебаний и

изгибной жесткости от толщины плоской пластины из текстолита

И 10"3,м А 10', м £ кГц ДНм

0,4 154 2,2 0,08

0,5 98 2,7 0,15

0,8 31 4,4 0,60

1,0 17 5,5 1,18

2,0 3 11,0 9,41

Экспериментальные исследования проведены на примере следующего образца обшивка из текстолита толщиной 0,5 мм приклеена к основанию из

полистирольного пенопласта р = 100—т толщиной 50 мм Дефекты - круглые

м

отверстия в основании диаметром 15 мм, 20 мм и 25 мм

Регистрировался амплитудный спектр колебаний, центральная частота колебаний обшивки отмечалась по его максимуму Результаты теоретического расчета и экспериментальной оценки частоты колебаний плоской пластины сведены в таблицу 2 Хотя расчет произведен для прямоугольного дефекта, а в реальном образце — круглые дефекты, видно, что теоретические значения близки к экспериментальным, погрешность составляет порядка 15-20% В ходе экспериментальных исследований на образцах с обшивками из текстолита, стеклотекстолита и различных марок сплавов на основе алюминия установлено, что предложенная модель дает приближенные результаты, которые отличаются тем сильнее, чем меньше геометрические размеры дефекта и мягче материал обшивки Это объясняется нарушением граничных условий закрепления пластины и уменьшением отношения ее линейных размеров к толщине.

Таблица 2 Результаты теоретического расчета и экспериментальной _оценки частоты колебаний плоской пластины_

Частота колебаний, кГц Диаметр дефекта, мм

15 20 25

расчетная 4,8 2,8 1,8

экспериментальная 5,4 зд 2,0

Таким образом, разработана расчетная модель изгибных упругих колебаний пластины применительно к МСК, получено аналитическое выражение формы акустических импульсов ударно возбуждаемых в дефектных зонах изделия с учетом собственных колебаний отделенного дефектом слоя обшивки Установлено, что в случае тонких обшивок, дефектов сравнительно большой площади и оснований с большими модулями Юнга и плотностью, приближение к экспериментальным данным максимально с погрешностью 1015%

В третьей главе приведены способы цифровой обработки сигнала на основе спектрального анализа, рассмотрены способы повышения отношения сигнал-шум

Разработка усовершенствованных средств дефектоскопии с повышенной чувствительностью и информативностью во многом определяется улучшением способов обработки и представления информации об ОК

Исторически как в импедансных, так и МСК-дефектоскопах

применялась аналоговая обработка, которая в настоящее время заменяется цифровой Основные параметры сигнала, как и в других приборах НК - это амплитуда, фаза и частота

Важной задачей обработки информации является повышение отношения сигнала к шуму Последний может иметь различную природу В ультразвуковых дефектоскопах главное значение имеют структурные шумы контролируемых материалов, в то время как в импедансных дефектоскопах преобладают фрикционные шумы, обусловленные сухим точечным контактом преобразователя, перемещающегося по шероховатой поверхности ОК Установлено, что корреляционная обработка информации позволяет улучшить отношение сигнал-шум и значительно повысить чувствительность дефектоскопов

Для выявления дефекта необходимо оценить амплитуду и частоту выходного сигнала преобразователя после усиления С точки зрения получения информации задачу можно классифицировать как оценку неслучайных параметров сигнала на фоне шума Для случая аддитивного шума данное колебание записывается в виде

Я0 = уМ./) + л(0, О <1<Т, (10а)

где у(г,Л,/) — выходной сигнал в отсутствии шума, и(?)~ выборочная функция гауссова случайного процесса Так как А, / являются неслучайными величинами, то используется оценка по максимуму правдоподобия В этом случае приемник реализует операцию вида

ус = )у(0г№, (Юб)

о

то есть вычисляется взаимная корреляционная функция (ВКФ) и находится ее максимум В силу различных обстоятельств, характерных для акустического низкочастотного контроля, форма выходного сигнала у(() не является стабильной и предсказуемой для всех случаев, поэтому затруднительно предложить достаточно реалистичное описание сигнала \>(ь) для каждой конкретной ситуации

В качестве опорной функции в ВКФ можно использовать занесенный в память усредненный сигнал, соответствующий бездефектной зоне ОК В такой постановке ВКФ эффективна для многопараметровой обработки, так как чувствительна к изменению всех параметров сигнала — цен тральной ч астоты, начальной фазы, длительности, формы, амплитуды Однако, для сохранения однозначности, ВКФ должна иметь монотонный характер в широких пределах Для этого должна быть предусмотрена возможность установки начальной фазы опорного сигнала и автоматическое поддержание заданной разности начальных фаз и опорного и текущего импульсов, что не всегда просто реализуемо

технически

Известно, что в случае использования в качестве опорной функции самого сигнала, то есть при использовании автокорреляционных функций (АКФ), не требуется заранее знать форму принимаемого сигнала, поэтому предложен способ обработки на их основе

Аналогом АКФ в частотной области является энергетический спектр сигнала То есть преобразование Фурье от КФ равно спектральной плотности мощности (СПМ)

Рассмотрены результаты спектральной обработки на основе СПМ на примере выходного сигнала раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя (РСП) Излучающий вибратор имеет с ОК постоянный контакт Свободные колебания в системе вибратор - ОК возбуждаются путем быстрого разряда (через тиристор) предварительно заряженной емкости излучающего пьезоэлемента При этом в вибраторе создаются продольные колебания, в ОК - изгибные

Процесс можно рассматривать как суперпозицию импульсов свободно затухающих колебаний с центральными частотами, равными собственным частотам нагруженного вибратора Система имеет множество собственных частот, из которых информативные две "полуволновая" /„ и "низкая" /в

Полуволновая частота близка к основной собственной частоте ненагруженного вибратора Низкая частота, составляющая менее половины полуволновой, появляется только при нагрузке вибратора упругим сопротивлением Более высокие обертоны отсекаются фильтром Спектр возбуждаемых колебаний представляет собой сумму спектров экспоненциально затухающих импульсов вида С0 exp(-ctf) sin(®i) с центральными частотами /„ и fn

Особенностью РСП, обусловленной резонансными свойствами приемного вибратора, является постепенное нарастание его выходного сигнала, в отличие от совмещенного преобразователя, в котором выходной сигнал имеет экспоненциальные огибающие

v(0 = с, (1 - е"*" Хй(0 - hit - г, )) + А2 е-* ' h(t - r2 )]cos(2^-01i - у/, )+ + [а,(I-е-'"Хед-h(t-т3)) + А4 е^' h(t-r4)]cos(2^-цгъ)) где г,, т2, г3, г4 — времена нарастания, <5,, S2, S3, ât— коэффициенты затухания, /о, =/„, /03 =/„ - центральные частоты, А,, А2, А,, А4- амплитуды, сл-нормирующий коэффициент, h{t) - функция Хевисайда

При параметрах г, = г2 = т, = г4 = 1,075jwc , S, = S2 = 691,15, S, = 3204, S4 =2403, A, =2,55, A2 = 3,05, A,=\,2B, A4=\AB, fк = 2200кГц , /„ = 15300кЛ/, сj, =0,15 сигнал v(i) представлен на рис 2а При указанных значениях параметров он достаточно близок к характеристикам реального сигнала,

полученного при нагрузке РСП на образец из оргстекла с дефектом площадью 300 мм2 на глубине 8 мм (рис 26)

0 0114 Время, с

а) теоретический б) экспериментальный

Рис 2 Выходной сигнал РСП

Исследования показали, что предложенная модель формирования выходного сигн ала РС П, не являясь слишком сложной, позволяет до статочно реалистично отображать экспериментальные сигналы РСП

Центральные частоты импульсов при контроле РСП меняются незначительно в дефектной и бездефектной зонах ОК, поэтому не учитывая эти изменения, сравним результаты амплитудной обработки, спектральной на основе спектральной плотности (СП) и спектральной на основе СПМ Результаты численного эксперимента на основе (11) приведены в табл 3 А -максимальная амплитуда, Б - СП, в- СПМ в диапазоне частот 14500-16000 кГц

Таблица 3 Отношения амплитуд, СП и СПМ в дефектной и бездефектной зонах ОК___

А £ (7

Зона

бездефектная 1 1 1

дефект 1 1,3 1,9 3,0

дефект 2 3,3 4,2 16,8

дефект 3 5 6,6 41,2

Видно, что спектральная обработка на основе СПМ предпочтительней, так как отличия СПМ сигнала РСП в дефектной и бездефектной зонах максимально

При контроле реальных объектов возникают случайные шумы, главным образом фрикционные, которые имеют широкий и сложный спектр, поэтому на

выходной сигнал преобразователя (10а) накладывали аддитивный шум

п(/) = е гя^(1)(12)

и сравнивали СП и СПМ при различных е Показано, что СП более сильно подвержена влиянию случайного шума, чем СПМ

ЗОЮ 1 10' 13 10* 2 10"

Частота, Гц

а) СП б) СПМ

Рис 3. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Информативным параметром сигнала при спектральной обработке, как на основе СП, так и СПМ, является разность текущего и опорного спектров На рис 3 показана разность СП и СПМ в дефектной и бездефектной зонах при е = 1 3. Хотя разность СПМ выше СП для надежного выявления дефектов необходимо снижать уровень шума

Для этого предложен метод корректировки спектра, основанный на свойствах взаимных СПМ Предполагается, что в процессе сканирования поверхности ОК, получено три серии зашумленных выходных сигналов у^), У2(0'Уз(0> которые состоят из сигналов без шума V,(г), у2{1), у3(/) и случайных шумов и,(0, и,(0, и3 (/), шумы не коррелируют между собой и с сигналами без шума Сигналы у, (/), у2 (/), уъ (/) порождаются одним и тем же источником, поэтому функция обычной когерентности между парами сигналов без шума всегда должна равняться единице

Этих предположений и допущений достаточно, чтобы на основе измеренных данных выявить и устранить из зашумленного сигнала имеющиеся случайные шумы

После проведения преобразований получена СПМ выходного сигнала у1 (?) с пониженным уровнем шума

|<Ш

СПМ шума и, (/) определяется как

(13)

В итоге получена СПМ выходного сигнала _у,(/) с еще более низким уровнем шума по сравнению с ()3).

= (15)

В некоторых случаях для уменьшения разброса случайных факторов целесообразно провести усреднения полученных СПМ:

олп (к) = ' (С, (к)+Ол (к)+С, (*>) о 6)

л

В (13) - (16) <%(£)* <?13(Л)3 - взаимные СПМ зашумленных

выходных сигналов; (?,,(&) - СПМ зашумленного выходного сигнала, (?„(£) -усредненная СПМ для трех выходных сигналов.

На рис.4 показана разность СП и СПМ в дефектной и бездефектной зонах после использования (14) для снижения уровня шума при е = 2,0 .

ВОЮ 12 10* 1.6-10' 210' Чылоть, Гц

а) СП

001%

2 0.0144

I

| 0 0108

3 кшг

н

00036 о

5

_ ■

а) ЧшкАои..,^ ММ

ют иге 12-ю' 14-10* з-ю* Чй£гтаи,Ги

б) СПМ

Рис.4. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Для проведения экспериментальных исследований собрана измерительная установка на базе акустического дефектоскопа АД-64М.

401» ¡000 1 1.6 И* 2 10*

Частотн, Гц

401« НИИ 12101 1.6-10* 5-10* Настал, Гц

а) СП б) СПМ

Рис.5. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Установлено, что в результате применения предложенного способа

17

обработки (16) выходного сигнала уровень шумов снижается в среднем на 1015 дБ (рис.5-6) Это позволяет увеличить в среднем на 30% скорость контроля

Частота, Гц

Рис 6 Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах (дБ)

Известно, что применение спектральной обработки позволяет повысить информативность контроля путем оценки глубины залегания выявленных дефектов Установлено, что спектральная обработка на основе СПМ обладает этим важным преимуществом, и позволяет определять как дефекты расслоения обшивки, так и нарушения соединений между обшивкой и основанием за один проход

Таким образом, предложенные способы обработки позволили повысить не только чувствительность и информативность контроля, но и увеличить его скорость

В четвертой главе приведены разработанные при непосредственном участии автора акустический низкочастотный дефектоскоп АД-42ИП и модернизированный акустический низкочастотный дефектоскоп АД-64М

Внешний вид акустического низкочастотного дефектоскопа АД-42ИП представлен на рис 7

Дефектоскоп АД-42ИП относится к средствам обнаружения дефектов и предназначен

• для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и металлов, применяемых в различных сочетаниях,

• для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках

Материалами наружных элементов (обшивок) контролируемых конструкций могут быть металлы, стекло-, органо- и углепластики, полимерные армированные и неармированные покрытия

Материалами внутренних элементов конструкций могут быть металлы, полимерные материалы, сотовые заполнители из металлов и неметаллов,

жесткие пенопласты.

Рис.7. Внешний вид дефектоскопа АД-42ИГ1

Прибор сертифицирован органом Ростехрегулирования ФГУП "ВНЙИМС" в Системе добровольной сертификации средств измерений (Сертификат соответствия №04.001.0116). Выпускается малыми партиями до 5 0 комплектов в год. Прибор поставлен на предприятия: ФГУ "Уральский электрохимический комбинат" (г. Новоуральск), Пензенский государственный университет (г. Пенза), ООО "Фирма "ВНИР" (г. Москва), ООО "Партнер", ОАО "Роствертол" (г. Ростов-на-Дону), ООО "Инфопром" и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе - ОАО "Роствертол".

Внешний вид модернизированного акустического низкочастотного дефектоскопа АД-64М изображен на рис.8.

Дефектоскоп АД-64М относятся к средствам обнаружения дефектов и предназначен;

• для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и металлов, применяемых в различных сочетаниях:

• для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках.

Прибор позволяет контролировать широкий диапазон материалов: от стали до пенопласта и конструкций с мягкими наружными элементами.

Дефектоскоп работает в комплекте с персональным компьютером типа ноутбук (ПК) и функционально представляет собой единый прибор.

В дефектоскопе реализовано два взаимодополняющих метода — импедансный метод и метод свободных колебаний.

Прибор сертифицирован органом Р о стех р е гу л и ро ван и я ФГУП "ВНИИМС" в Системе добровольной сертификации средств измерений (Сертификат соответствия № 06.000.0226),

Рис.8. Внешний вид дефектоскопа АД-64М

Всего изготовлено 3 комплекта и поставлено потребителям: ФГУП ГРЦ "КБ имени академика В,/7. Макеева" (г. Миасс), ОАО "Новатор" (г. Екатеринбург), ЗАО "Газэнерготехника" (г. Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО "Опытное конструкторское бюро "Новатор" (г. Екатеринбург, ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей").

Результаты промышленной эксплуатации приборов показали их высокую эффективность и надежность.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы.

В приложении представлены материалы о внедрении в промышленность результатов диссертации.

Основные выводы и результаты диссертации:

1. Предложена расчетная модель дефекта в виде изгибно колеблющейся плоской пластины, качественно описывающая зависимость сигналов преобразователя от размеров и свойств дефектов. Экспериментально показана справедливость предложенной модели. Установлено, что в случае тонких обшивок, дефектов сравнительно большой площади и оснований с высокими модулями Юнга и плотностью, приближение к экспериментальным данным максимально с погрешностью порядка 15-20%.

2. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная задача повышения чувствительности и информативности акустических низкочастотных методов НК многослойных конструкций.

3. Разработаны методы обработки информации, обеспечивающие эффективное выявление полезного сигнала на фоне шума для акустических низкочастотных дефектоскопов. Предложенный способ на основе

использования спектральной плотности мощности позволяет снизить уровень фрикционного шума при контроле многослойных конструкций пьезоэлектрическим преобразователем на 10-15 дБ

4 Разработанные методы обработки реализованы в программном обеспечении акустических низкочастотных дефектоскопов типа АД-42ИП, АД-64М, предназначенных для обнаружения дефектов соединений в многослойных конструкциях и расслоений в слоистых пластиках

5 Созданы акустический низкочастотный дефектоскоп АД-42ИП и модифицированный акустический низкочастотный дефектоскоп АД-64М для контроля многослойных конструкций и изделий из полимерных композиционных материалов

6 Дефектоскоп АД-42ИП поставлен на предприятия ФГУ "Уральский электрохимический комбинат" (г Новоуральск), Пензенский государственный университет (г Пенза), ООО "Фирма "ВНИР" (г Москва), ООО "Партнер", ОАО "Роствертол" (г Ростов-на-Дону), ООО "Инфопром" и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе — ОАО "Роствертол"

7 Дефектоскоп АД-64М поставлен на предприятия. ФГУП ГРЦ "КБ имени академика В П. Макеева" (г Миасс), ОАО "ОКБ "Новатор" (г Екатеринбург), ЗАО "Газэнерготехника" (г. Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО "Опытное конструкторское бюро "Новатор" (г. Екатеринбург, ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей")

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Лихопой А А, Сысоев А М Приборы для контроля акустическими низкочастотными методами - В кн Молодежная научно-техническая конференция "Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 2003" Сборник научных трудов - М МГТУ им Н Э Баумана, 16-17 апреля 2003 г,с 215-218

2 Лихопой А А, Мужицкий В Ф , Сысоев А М Контроль конструкций из композиционных материалов акустическим дефектоскопом АД-42ИП - В кн • 7-ая Молодежная научно-техническая конференция "Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 2005" Сборник научных трудов — М • МГТУ им Н Э Баумана, 20-21 апреля 2005 г, с 218-221

3 Мужицкий В Ф , Лихопой А А, Сысоев А М Контроль многослойных конструкций низкочастотным акустическим дефектоскопом АД-42ИП - В кн. XVII Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика" Тезисы докл - Екатеринбург, 5-11 сентября 2005

г, ТС 2-2, с 125

4 Мужицкий В Ф , Загидулин Р В , Лихопой А А Исследование амплитуды упругих колебаний пластины применительно к МСК - В кн XVII Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика". Тезисы докл - Екатеринбург, 5-11 сентября 2005 г, ТС 2-12, с 135

5 Мужицкий В Ф, Лихопой А А Контроль многослойных конструкций низкочастотными акустическими дефектоскопами — Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении Материалы III международной научно-технической конференции — Тюмень, 06-09 декабря 2005 г, с 325-327

6 Мужицкий В Ф, Загидулин Р В, Лихопой А А Способы выявления и удаления шума из спектра колебаний в низкочастотных акустических методах. — 5-а Нацюнальна науково-техшчна конференщя 1 выставка нерушвний контроль та техшчна дшгноспка Украша -Khib, 10-12 кв!тля 2006 г, с 100-103

7 Мужицкий В Ф., Загидулин Р В, Лихопой А А. Амплитудный анализ колебаний для низкочастотных акустических методов - Тезисы конференции "5-ая Международная выставка и конференция "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" 16-19 мая 2006 г, Москва, CK Олимпийский" - М Машиностроение-1, 2006 г, с 35

8 Мужицкий В Ф , Загидулин Р В , Лихопой А А Спектральный анализ упругих колебаний плоской пластины в низкочастотных акустических методах - Контроль Диагностика, 2006, №8, с 22-28

9 Мужицкий В Ф, Загидулин Р В , Лихопой А А Исследование моделей упругих колебаний объектов контроля для низкочастотных акустических методов - Контроль Диагностика, №9, с 45-49

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Состояние теоретических и экспериментальных исследований в области акустической низкочастотной дефектоскопии.

1.2. Некоторые вопросы разработки акустических дефектоскопов.

1.3. Выводы и постановка задачи.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ДЕФЕКТА В ВИДЕ ИЗГИБНО

КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЫ.

2.1. Распространение упругих колебаний в твердых телах.

2.2. Модель дефекта в виде плоской пластины.

2.2.1. Модель дефекта при гармоническом возбуждении.

2.2.2. Модель дефекта при импульсном возбуждении с учетом 39 затухания

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ

ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ НИЗКОЧАСТОТНЫХ МЕТОДОВ.

3.1. Применение спектральной обработки на основе СП и СПМ.

3.2. Корректировка спектра сигнала.

3.2.1. Метод регуляризации.

3.2.2. Метод на основе взаимных СПМ.

3.3. Практические результаты.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АКУСТИЧЕСКОЙ

НИЗКОЧАСТОТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ.

4.1. Дефектоскоп акустический АД-42ИП.

4.2. Дефектоскоп акустический АД-64М.

4.3. Выводы.

Развитие авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности неразрывно связано с применением многослойных конструкций (МК) и полимерных композиционных материалов (ПКМ), созданных с учетом новейших достижений науки и техники. Возможность варьирования в широких пределах характеристиками эксплуатационных свойств, экономия материальных и энергетических ресурсов приводят к росту объема производства ПКМ и неуклонному расширению их применения.

С учетом своеобразия и оригинальности методов переработки многокомпонентных материалов в изделии значительное место занимает совершенствование технологии, автоматизация производственных процессов и создание специализированных экологически чистых производств. При этом под совершенствованием технологии подразумевается не только модернизация существующих и разработка новых прогрессивных методов и средств производства изделий, но и поиск эффективных способов постоянного улучшения их технологических свойств [81,101].

В этой связи проблеме повышения качества материалов и изделий, которое в значительной мере определяет рентабельность, себестоимость производства, объем рынков сбыта и конкурентоспособность, отводится особая роль. Методы, средства и технологические процессы неразрушающего контроля (НК) позволяют успешно решать эту проблему. Используемые акустические, радиационные, тепловые, радиоволновые, оптические методы дефектоскопии [10, 24, 108, 110, 115, 120] предназначены для обнаружения опасных дефектов, анализа причин их образования с целью повышения уровня технологических процессов и строгого соблюдения технологической дисциплины.

Однако рассматриваемые объекты имеют ряд особенностей в силу специфичности их свойств и различий во взаимодействиях с ними физических полей и излучений, применяемых в НК [72, 73, 95].

МК имеют несколько границ раздела материалов с различными акустическими свойствами, в них используются самые разнообразные металлические и неметаллические материалы от сталей до резин и пенопластов, модули упругости, плотности и волновые сопротивления которых отличаются в десятки раз. Кроме того, отдельные слои часто имеют небольшие толщины, гигроскопичны и не допускают контакта с жидкостями.

ПКМ характеризуются существенной неоднородностью структуры, анизотропией свойств, большим разнообразием типов структур (однонаправленная, продольно-поперечная, комбинированная), специфическими физическими свойствами: тепло-, электро-, звукоизоляционными свойствами, малыми значениями плотности, большим разбросом физико-механических характеристик [102]. Практически все ПКМ являются немагнитными; большинство их видов относится к диэлектрикам или плохим проводникам.

Все это затрудняет применение традиционных методов НК, в том числе ультразвукового эхо-метода. Поэтому для контроля рассматриваемых объектов применяют как их модификации, так и специально разработанные акустические низкочастотные методы - импедансный метод (ИМ), велосиметрический метод и локальный метод свободных колебаний (МСК). Характерными особенностями указанных методов являются использование изгибных колебаний относительно низких частот и сухой точечный контакт преобразователя с изделием [57].

Данные методы хорошо изучены и проработаны, приборы на их основе позволяют обнаруживать дефекты с приемлемой точностью [35,45].

ИМ использует влияние дефекта на механический импеданс объекта контроля (ОК). Регистрируются изменения параметров колебаний системы: вибратор - ОК. МСК основан на ударном возбуждении свободно затухающих упругих колебаний и оценке результатов по изменению спектра принятого сигнала [14, 15, 16, 17]. Эти методы тесно связаны и отличаются главным образом способом регистрации и представления информации о состоянии контролируемого изделия.

Свойства ОК определяют по изменению его механического импеданса и собственных частот [92]. Однако, в ряде случаев также представляет интерес их исследование с помощью дифференциальных уравнений. Это особенно актуально в связи с развитием конечно-разностных методов и решений на их основе. Учет всех условий распространения изгибной волны в ОК предполагает сложные и громоздкие выражения, которые затруднены для использования на практике. Тем не менее, при принятии необходимых допущений задача может быть сведена к известным моделям и решена.

Контроль реальных изделий в производственных условиях связан с необходимостью уменьшения влияния внешних шумов, на фоне которых слабый сигнал от дефекта может быть не виден. Так, при работе пьезоэлектрическим преобразователем и ударным преобразователем с пьезоприемником большое влияние оказывают фрикционные шумы, а при работе ударным преобразователем с микрофонным приемником, последний может принимать также посторонние шумы.

Фрикционные шумы имеют широкий и сложный спектр, зависящий от степени и характера шероховатости поверхности, скорости перемещения преобразователя, радиуса кривизны его контактной поверхности. Ввиду того, что повышение скорости контроля является важной задачей в производственных условиях, следует повышать отношение сигнал-шум.

В связи с развитием ЭВМ для решения поставленных задач перспективное направление развития - применение методов цифровой обработки сигнала и реализация их алгоритмов в программном обеспечении акустических низкочастотных дефектоскопов.

Таким образом, создание акустических низкочастотных средств дефектоскопии изделий авиационной и космической техники с повышенной чувствительностью и информативностью является актуальной задачей.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.

4.3. Выводы

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований при непосредственном участии автора созданы и внедрены в различных отраслях промышленности акустический дефектоскоп АД-42ИП и модифицированный дефектоскоп АД-64М.

2. Дефектоскоп акустический АД-42ИП предназначен для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами МК из ПКМ и металлов, применяемых в различных сочетаниях; для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках.

3. Дефектоскоп АД-64М предназначен для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами МК из ПКМ и металлов, применяемых в различных сочетаниях; для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках. Прибор позволяет контролировать широкий диапазон материалов: от стали до пенопласта и в том числе конструкций с мягкими наружными и внутренними элементами.

4. Дефектоскоп АД-42ИП поставлен на предприятия: ФГУ "Уральский электрохимический комбинат" (г. Новоуральск), Пензенский государственный университет (г. Пенза), ООО "Фирма "ВНИР" (г. Москва), ООО "Партнер", ОАО "Роствертол" (г. Ростов-на-Дону), ООО "Инфопром" и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе - ОАО "Роствертол".

5. Дефектоскоп АД-64М поставлен на предприятия: ФГУП ГРЦ "КБ имени академика В.П. Макеева" (г. Миасс), ОАО "ОКБ "Новатор" (г.Екатеринбург), ЗАО "Газэнерготехника" (г.Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО "Опытное конструкторское бюро "Новатор" (г. Екатеринбург, ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей").

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена расчетная модель дефекта в виде изгибно колеблющейся плоской пластины, качественно описывающая зависимость сигналов преобразователя от размеров и свойств дефектов. Экспериментально показана справедливость предложенной модели. Установлено, что в случае тонких обшивок, дефектов сравнительно большой площади и оснований с высокими модулями Юнга и плотностью, приближение к экспериментальным данным максимально с погрешностью порядка 1520%.

2. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная задача повышения чувствительности и информативности акустических низкочастотных методов НК многослойных конструкций.

3. Разработаны методы обработки информации, обеспечивающие эффективное выявление полезного сигнала на фоне шума для акустических низкочастотных дефектоскопов. Предложенный способ на основе использования спектральной плотности мощности позволяет снизить уровень фрикционного шума при контроле многослойных конструкций пьезоэлектрическим преобразователем на 10-15 дБ.

4. Разработанные методы обработки реализованы в программном обеспечении акустических низкочастотных дефектоскопов типа АД-42ИП, АД-64М, предназначенных для обнаружения дефектов соединений в многослойных конструкциях и расслоений в слоистых пластиках.

5. Созданы акустический низкочастотный дефектоскоп АД-42ИП и модифицированный акустический низкочастотный дефектоскоп АД-64М для контроля многослойных конструкций и изделий из полимерных композиционных материалов.

6. Дефектоскоп АД-42ИП поставлен на предприятия: ФГУ "Уральский электрохимический комбинат" (г. Новоуральск), Пензенский государственный университет (г. Пенза), ООО "Фирма "ВНИР" (г. Москва), ООО "Партнер", ОАО "Роствертол" (г. Ростов-на-Дону), ООО "Инфопром" и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе - ОАО "Роствертол".

7. Дефектоскоп АД-64М поставлен на предприятия: ФГУП ГРЦ "КБ имени академика В.П. Макеева" (г. Миасс), ОАО "ОКБ "Новатор" (г. Екатеринбург), ЗАО "Газэнерготехника" (г. Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО "Опытное конструкторское бюро "Новатор" (г. Екатеринбург, ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей").

1. Азаров Н.Т., Сырбу В.Н. Контроль клееных сотовых конструкций самолетов импедансным дефектоскопом ДАМИ-С. В мире неразрушающего контроля, 2003, №3, с. 16-29.

2. Агафонов С.А., Герман А.Д., Муратова Т.В. Дифференциальные уравнения: Учеб. для студентов вузов / Под. ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. 3-е изд., стереотип. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.-352 с.

3. Афанасьев В.П., Мозговой А.В., Рапопорт Д.А., Столярова Н.А. Методика выбора информативных параметров сигналов при разработке акустического метода свободных колебаний. Дефектоскопия, 1990, №8, с. 19-24.

4. Афанасьев В.П., Столярова Н.А., Якименко И.Л. Методика оценивания информативных параметров при дефектоскопии изделий из слоистых материалов. В сб.: Математическое и электронное моделирование в машиностроении. - Киев, 1989, с. 90-97.

5. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 е.: ил.

6. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 540 е., ил.

7. Бобров В.Т., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г. ЭМА толщиномер для авиакосмической промышленности. В кн.: XVI Российская научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика". Тезисы докл. - СПб., 9-12 сентября 2002, с.35-36.

8. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. - 416 е.: ил.

9. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений. М.: Радио и связь, 1986. - 304 е.: ил.

10. Вайнберг Э.И. Томографический контроль композитов. В мире неразрушающего контроля, 2003, №3, с. 8-11.

11. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. - 168 е.: ил.

12. Глаговский Б.А., Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. JL: Машиностроение, 1977. - 208 с.

13. Денисенко А.А. Сигналы. Теоретическая радиотехника. Справочное пособие. М.: Горячая линия-Телеком, 2005. - 704 е.: ил.

14. Грузнов Ф.А. Ударно-акустический дефектоскоп. В сб.: 4-я Международная конференция "Распознавание - 99". - Курск, 20-22 октября 1999. с. 199-201.

15. Дрейзин В.Э., Грузнов A.M., Грузнова Ф.А. Способ для неразрушающего контроля многослойных изделий и устройство для его реализации: Пат. РФ №2168722.

16. Дрейзин В.Э., Грузнов A.M., Грузнова Ф.А. Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа: Пат. РФ №2164023.

17. Егоров В.Н., Бахтин А.Г., Добромыслов В.А. и др. Методы неразрушающего контроля сотовых конструкций из полимерных композиционных материалов. Контроль. Диагностика, 1999 № 6. с.24-28.

18. Ильин М.М., Колесников К.С., Саратов Ю.С. Теория колебаний: Учеб для вузов / Под общ. ред. К.С. Колесникова. 2-е изд. стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 272 е.: ил.

19. Иофе В.К., Мясникова Е.Н., Соколова Е.С. Сергей Яковлевич Соколов1897-1957).-Л.: Наука, 1976.-151 с.

20. Кирьянов Д.В. самоучитель Mathcad 12. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -576 е.: ил.

21. Козлов В.Н. Исследование корреляционных методов обработки акустических сигналов и разработка ультразвуковых толщиномеров с расширенным диапазоном измерений. Канд. дисс. - М., 2002.

22. Комаров В.А., Мужицкий В.Ф., Гуревич С.Ю. Теория физический полей.- Т. II. Акустическое поле. Челябинск - Ижевск: Изд-во ЮУрГУ, 1998. -304 с.

23. Косарина Е.И., Степанов А.В. Радиографический контроль сотовых конструкций. В мире неразрушающего контроля, 2003, №3, с. 12-15.

24. Ланге Ю.В., Римский-Корсаков А.В. Устройство для контроля качества и однородности склейки изделий / Авт. свид. № 126653, Кл.42к,4606, приоритет от 01.07.58. -Бюлл. изобр. 1960. №5.

25. Ланге Ю.В. Фазовый вариант акустического импедансного метода дефектоскопии. Дефектоскопия, 1969, №3, с. 1-9.

26. Ь038 Ланге Ю.В. О работе пьезоэлемента на низких частотах. -Дефектоскопия, 1970, №4, с. 53-59.

27. Ланге Ю.В., Манаева З.И. Метод и установка для измерения механических импедасов многослойных конструкций. Дефектоскопия, 1971, №1, с. 42-50.

28. Ланге Ю.В., Теумин И.И. О динамической гибкости сухого точечного контакта. Дефектоскопия, 1971, №2, с. 49-60.

29. Ланге Ю.В. О частотном варианте импедансного метода дефектоскопии.- Дефектоскопия, 1971, №3, с. 62-66.

30. Ланге Ю.В., Шварцман С.М. Амплитудно-фазовый импедансный дефектоскоп ИАД-3. Дефектоскопия, 1971, №5, с. 96-102.

31. Ланге Ю.В. О характеристиках импедансного метода дефектоскопии. -Дефектоскопия, 1972, №1, с. 57-66.

32. Ланге Ю.В. Акустические методы неразрушающего контроля соединений в многослойных конструкциях. Дефектоскопия, 1974, №3, с. 70-79.

33. Ланге Ю.В., Рябцев Г.И. Износостойкие корундовые контактные наконечники искательных головок импедансных дефектоскопов. -Дефектоскопия, 1974, №4, с. 127-128.

34. Ланге Ю.В. Акустический амплитудный метод контроля соединений в многослойных конструкциях. Дефектоскопия, 1976, №1, с. 11-19.

35. Ланге Ю.В., Маринов С.Г. О возможности безэталонной проверки импедансных дефектоскопов. Дефектоскопия, 1976, №6, с. 80-84.

36. Ланге Ю.В. Акустический спектральный метод неразрушающего контроля. Дефектоскопия, 1978, №3, с. 7-14.

37. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г. Акустический спектральный дефектоскоп АД-50У. Дефектоскопия, 1978, №3, с. 102-103.

38. Ланге Ю.В., Теумин Е.Г. Акустический спектральный дефектоскоп. -Дефектоскопия, 1978, №4, с. 27-33.

39. Ланге Ю.В. О резонансных преобразователях для импедансных дефектоскопов. Дефектоскопия, 1978, №5, с. 37-43.

40. Ланге Ю.В. О работе пьезоприемника акустического спектрального дефектоскопа. Дефектоскопия, 1978, №7, с. 67-77.

41. Ланге Ю.В. Единая методика расчета преобразователей импедансныхдефектоскопов. Дефектоскопия, 1978, №10, с. 83-95.

42. Ланге Ю.В. О характеристиках импедансного метода контроля и преобразователей импедансных дефектоскопов. Дефектоскопия, 1978, №11, с. 11-20.

43. Ланге Ю.В. Импедансный метод: варианты, способы обработки информации, режимы настройки аппаратуры. Дефектоскопия, 1979, №1, с. 5-14.

44. Ланге Ю.В. О применении годографов для анализа режимов настройки импедансных дефектоскопов. Дефектоскопия, 1979, №1, с. 14-19.

45. Ланге Ю.В. К расчету собственных частот составных пьезопреобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов. -Дефектоскопия, 1979, №9, с. 40-48.

46. Ланге Ю.В. Электрическое моделирование составных пьезопреобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов. -Дефектоскопия, 1979, №10, с. 84-94

47. Ланге Ю.В. Исследование составных пьезопреобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов с помощью электрических моделей. Дефектоскопия, 1979, №11, с. 20-28.

48. Ланге Ю.В., Рябцев Г.И., Устинов Е.Г. Акустический импедансный дефектоскоп АД-40И. Неразрушающий контроль и диагностика. Труды НИКИМП. М., 1980, с. 66-73.

49. Ланге Ю.В., Леонов И.Г. Проверка работоспособности преобразователей акустических дефектоскопов, основанных на методе свободных колебаний. Дефектоскопия, 1980, №11, с. 101-104.

50. Ланге Ю.В. Преобразователи низкочастотных акустических дефектоскопов, основанные на поперечном пьезоэффекте. -Дефектоскопия, 1981, №11, с. 5-12.

51. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г. Акустические импульсы ударного возбуждения изделий, их аналитическое представление и спектры. Дефектоскопия,1982, №10, с. 81-93.

52. Ланге Ю.В. Разработка теории и технических средств акустического контроля многослойных конструкций и изделий из пластиков. Докт. дисс.-М., 1983.

53. Ланге Ю.В. Исследование раздельно-совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа методом электрического моделирования. I. Обоснование электрической модели. Дефектоскопия, 1983, №7, с. 53-61.

54. Ланге Ю.В. Исследование раздельно-совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа методом электрического моделирования. II. Методика и результаты исследования. Дефектоскопия, 1983, №7, с. 61-69.

55. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г., Шлякцу М.И., Абрамовский В.Р., Витюк П.С. Прибор ИПБ-ЮУЦ неразрушающего определения прочности бетона ударным методом. Дефектоскопия, 1987, №2, с. 63-68.

56. Ланге Ю.В. Импульсный вариант акустического импедансного метода неразрушающего контроля. Дефектоскопия, 1987, №6, с. 13-19.

57. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г., Шеленков А.В. Портативный импедансный акустический дефектоскоп АД-42И. Дефектоскопия, 1989, №7, с. 90-93.

58. Ланге Ю.В. Акустические импедансные методы неразрушающего контроля (Обзор). Дефектоскопия, 1990, №8, с. 3-19.

59. Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы и средства неразрушающего контроля многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1991. - 272 е.: ил.

60. Ланге Ю.В. О применении коротких совмещенных преобразователей импедансных дефектоскопов в режимах свободных и вынужденных колебаний. Дефектоскопия, 1991, №1, с. 53-56.

61. Ланге Ю.В. О метрологическом обеспечении низкочастотных акустических дефектоскопов. Дефектоскопия, 1995, №4, с. 16-22.

62. Ланге Ю.В., Воропаев С.И., Мужицкий В.Ф., Лапшин B.C., Сидоренко А.С., Игонин М.А., Павлюченков Н.Ф. Применение спектрального анализа в низкочастотных акустических дефектоскопах. -Дефектоскопия, 1995, №10, с. 74-83.

63. Ланге Ю.В., Воропаев С.И., Мужицкий В.Ф., Нефедов С.В. Спектры импульсных сигналов преобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов. Дефектоскопия, 1996, №5, с. 9-19.

64. Ланге Ю.В., Нефедов С.В. Корреляционная обработка сигналов импедансных дефектоскопов. Контроль. Диагностика, 1998, №1, с. 26-32.

65. Ланге Ю.В., Мужицкий В.Ф., Нефедов С.В. Компьютеризированный акустический дефектоскоп для контроля многослойных конструкций. -Контроль. Диагностика, 1998, №6, с. 18-22.

66. Ланге Ю.В., Мужицкий В.Ф., Нефедов С.В. О работе преобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов со спектральной обработкой информации. Дефектоскопия, 1999, №1, с. 55-64.

67. Ланге Ю.В. Низкочастотные акустические методы и средства НК многослойных конструкций. Контроль. Диагностика, 1999, №5, с. 20-21.

68. Ланге Ю.В. Многослойные конструкции и изделия из пластиков. В мире неразрушающего контроля, 2002, №4, с. 21-23.

69. Ланге Ю.В. Прогресс в ультразвуковом контроле (по материалам 15-й Международной конференции). Контроль. Диагностика, 2002, № 3-7.

70. Ланге Ю.В., Воронков В.А. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. Справочник. 2-ое изд., исправ. М.: Авторское издание, 2003. - 120 е.: ил.

71. Ланге Ю.В. Волновое сопротивление среды, акустический импеданс и механический импеданс (к вопросу о терминологии). Контроль. Диагностика, 2004, №7, с. 61-62.

72. Мартинсон Л.К., Малов Ю.И. Дифференциальные уравнения математической физики: Учебник для студентов вузов / Под. ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996.-368 с.

73. Марченков Н.А. Неразрушающий контроль композиционных материалов и изделий бесконтактными акустическими методами. Автореферат канд. дисс. Свердловск, 1989.

74. Михлин С.Г. Курс математической физики. 2-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2002. - 576 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература).

75. Мозговой А.В., Ахметшин A.M., Рапопорт Д.А. Фазочастотный акустический метод дефектоскопии слоистых изделий из полимерных материалов. Дефектоскопия, 1988, №4, с. 50-55.

76. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Спектральный анализ упругих колебаний плоской пластины в низкочастотных акустических методах. Контроль. Диагностика, 2006, №8, с. 22-28.

77. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Исследование моделей упругих колебаний объектов контроля для низкочастотных акустических методов. Контроль. Диагностика, 2006, №9, с. 45-49.

78. Неразрушающий контроль. Россия. 1990-2000 гг.: Справочник / В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, С.В.Румянцев и др.; Под ред. В.В. Клюева. 2-ое изд., исправ. и доп. М.: Машиностроение, 2002. - 632 е.: ил.

79. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. М.: Машиностроение, 2004. - 864 е.: ил.

80. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995.-488 е.: ил.

81. Основы физики и техники ультразвука: Учеб. пособие для вузов / Б.В. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский и др. М.: Высш. шк., 1987. -352 е.: ил.

82. Павлов И.В. Композиционные материалы и неразрушающий контроль. -В мире неразрушающего контроля, 2003, №3, с. 4-19.

83. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн. 2 / Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 352 е.: ил.

84. Ремезов В.Б. Исследование двухчастотного способа возбуждения акустических волн и разработка дефектоскопа для контроля многослойных конструкций. Автореферат канд. дисс. - М., 1983. - 26 с.

85. Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Козлов В.Н. А1207 ультразвуковой толщиномер нового поколения. - В мире неразрушающего контроля, 2001, №2, с. 25-33.

86. Свистов В.М. Радиолокационные сигналы и их обработка. М.: Сов. радио, 1977. - 446 е.: ил.

87. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы: Пер. с англ. -М.: Мир, 1971.-557 е.: ил.

88. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера, М.М. Гельмонта; Под ред. Б.Э.

89. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. - 448 е.: ил.

90. Технология производства изделий и интегральных конструкций из композиционных материалов в машиностроении / Научные редакторы А.Г. Братухин, B.C. Боголюбов, О.С. Сироткин. М.: Готика, 2003.-516 с.

91. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. 2-ое изд., стереотип. М.: КомКнига, 2006. - 439 е.: ил.

92. Трис Г. Ван Теория обнаружения, оценок и модуляции: Пер. с англ./ Под ред. В. И. Тихонова. М.: Сов. радио, 1972. - 744 е.: ил.

93. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. 12-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 592 с.

94. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. М.: Машиностроение, 1970. - 736 е.: ил.

95. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. СПб.: Питер, 2002. -608 е.: ил.

96. Г.С., Глазков Ю.А. Неразрушающий контроль при исследовании причин отказов авиационной техники // Контроль. Диагностика, № 1. 1998. С. 14-16.

97. Adams R., Allen A., Cawley P. The Coin-tap test for laminated structures. -IIWCNDT. Las-Vegas (USA), 1985.

98. Boinard P., Pethrick R.A., Banks W.M., Crane R.L. Novel non-destructive technique to assess the degradation of adhesively bonded composite structures. Insight: Non-destruct. test, and Cond. Monit. 2001. 43, № 3. p. 159-162.

99. Cawley P. The sensitivity of the mechanical impedance method of nondestructive testing. NDT International Vol. 20, No. 4, August 1987. p. 209-215.

100. Cawley P. The impedance method of non-destructive inspection. NDT International Vol. 17, No. 2, April 1984. p. 59-65.

101. Cawley P., Adams R.D. The sensitivity of the Coin-tap Method of NDT. -Non-destructive Testing. Proc. 4-th Europian Conf. London, 13-17 September1987. Vol.3, p. 1760-1771.

102. Chung J.Y. Rejection of flow noise using a coherence function method. J. Acoust. Soc. Am., Vol. 62, No. 2, August 1977. p. 388-395.

103. Dal Re V. and Dragoni E. Defect defection in bonded joints by acoustic emission. Osterreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift (OIAZ), 142. Jg, Heft 6/1997. s. 446-449.

104. Dixon S., Edwards C., Palmer S.B., Reed J. Considerations for the ultrasonic inspection of metal-adhesive bonds using EMATs. Non-destruct. Eval. 2000. 19. №3. p. 95-103.

105. Foley A.G., Hill K.A. Non-destructive Testing of Adhesive Joints using Acoustic Vibration. II ASE 1988. 3rd Adhes, Surface, Coat and Encapsulation, Exhibit and Conf., Brighton. 4-6 Oct., 1988. p. 180-194.

106. Koo J., Lee S., Kim Y. and Lew H.S. Quantitative spectral analysis of the Flaw detection in concrete. Non-destructive Testing. Proc. 12-th World Conf. Amsterdam, 1989.

107. Kotsikos G., Evants J.T., Hale J.M. and Gibson A.G. Evaluation of the Effects of Preexposure in Marine Environments of Structural Glass Reinforced Composites by Acoustic Emission Testing. Materials Evaluation. November 2000. p. 1320-1324.

108. Maslov K. and Kinra V.K. Long-Range Ultrasonic Nondestructive Evaluation of Composite Tubulars. Proceedings of the Eighth (1998) International Offshore and Engineering Conference Montreal, Canada, May 24-29,1998. Vol. 4. p. 90-94.

109. Mew J.M., Webster J.M., Thevar T. and Schmidt T. A new computational remote acoustic impact NDT system for the inspection of composite materials and detection and quantification of corrosion. Insight Vol. 42, No 1, January 2000. p. 22-25.

110. Munns I.J. and Georgiou G.A. Non-destructive testing methods for adhesively bonded joint inspection a review. - Insight Vol. 37, No 12,

111. December 1995. p. 941-952.

112. Nagem R.J., Seng J.M., Williams J.H. Residual Life Predictions of Composite Aircraft Structures via Nondestructive Testing, Part 1: Prediction Methodology and Nondestructive Testing. Materials Evaluation. September 2000. p. 1065-1074.

113. Nagem R.J., Seng J.M., Williams J.H. Residual Life Predictions of Composite Aircraft Structures via Nondestructive Testing, Part 2: Degradation Modeling and Residual Life Prediction. Materials Evaluation. November 2000. p. 1310-1319.

114. Ogawa K., Shoji Т., Abe I. and Hashimoto H. In situ NDT of Degradation of Thermal Barrier Coatings Using Impedance Spectroscopy. Materials Evaluation. March 2000. p. 476-481.