Лаборатория

'Компьютерные технологии'

Направления научных исследований:

1.               Разработка технологии ультразвуковой дефектоскопии восстанавливаемых и упрочняемых поверхностей на основе метода автоциркуляции и акустической эмиссии.

2.               Методика определения остаточного ресурса эксплуатируемых и восстанавливаемых деталей.

3.               Разработка и внедрение программного обеспечения ультразвуковой дефектоскопии методами автоциркуляции и акустической эмиссии.

Методика ультразвуковой дефектоскопии

 восстанавливаемых и упрочняемых поверхностей

                На основании проведенных предварительных исследований и экспериментов в качестве основных методов неразрушающего контроля (НК) восстанавливаемых и упрочняемых поверхностей выбраны два метода:

                - метод автоциркуляции измерения скорости поверхностной (Релевской) ультразвуковой волны;

                - метод акустической эмиссии. 

Основные различия между  методом автоциркуляции и методом акустической эмиссии:

1.    Метод автоциркуляции не требует нагружения изделия, контролирует только поверхностную зону и требует сканирования исследуемой поверхности.

2.    Метод акустической эмиссии требует нагружения изделия, контролирует весь объем и не требует сканирования исследуемой поверхности.

В силу указанных различий совместное применение этих методов позволяет получить объективные характеристики исследуемой рабочей поверхности и оценить ресурс восстанавливаемой детали в целом. Для непосредственного использования метода акустической эмиссии в составе установки УЭКТ разрабатывается универсальное нагрузочное устройство, реализующее различные напряженно-деформированные состояния исследуемых деталей.

Разрабатываемая методика проведения измерений и обработки результатов основывается на активном использовании современных вычислительных средств.

Для выполнения измерений методом акустической эмиссии используется система СЦАД16-03, разработанная специалистами СибНИА и СГУПС. Разрабатываемая программа  на первом этапе непосредственно использует эту систему, но в отличие от нее поддерживает ведение базы данных, в том числе для метода автоциркуляции.

Методика определения остаточного ресурса

Разрабатываемая методика определение остаточного ресурса рассматриваемых деталей основывается на моделях накопления повреждений В.В. Болотина.

В качестве предельного состояния обычно принимается состояние, соответствующее концу стадии установившегося изнаши-вания  поверхности и  процесс накопления повреждений может рассматриваться состоящим из двух стадий. Таким же двухстадийным процессом накопления повреждений можно считать процесс зарождения микротрещин с последующим развитием макротрещины.

Для двухстадийного процесса накопления и двухступенчатого  нагружения на основе подхода Болотина В.В. получены соответствующие соотношения для расчета остаточного ресурса с учетом различных уровней повреждения, фиксируемых в конце первой стадии для каждого из уровней ступени нагружения. Полученные соотношения могут использоваться для произвольного режима нагружения.

Программа UltraDSD

Программа предназначена для ультразвуковой диагностики поверхности деталей, восстанавливаемых методами электроконтактной наварки и термохимической обработки.

Используемые методы ультразвуковой диагностики:

1.     Метод автоциркуляции при определении скорости поверхностных ультразвуковых волн.

2.     Метод акустической эмиссии.

Рассматриваемые состояния  детали:

1.        До эксплуатации (новая деталь без износа).

2.        После эксплуатации (с первичным износом).

3.        После восстановления и/или упрочнения поверхности.

4.         После повторной эксплуатации (с вторичным износом)

Программа работает с реляционной базой данных, содержащей основные таблицы:

Detail - данные о геометрических параметрах деталей, материале, виде обработки и именах графических файлов, содержащих рисунки детали (эскиз или чертеж) и развертки рабочей поверхности, код схемы расстановки ПЭП;

Place - данные о геометрических параметрах расстановки (сетки) пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) на рабочей поверхности (развертки) детали для методов автоциркуляции;

Auto1 - данные о результатах измерений периода автоциркуляции ультразвуковой волны с помощью прибора ИСП-12;

Auto2 - содержит данные о результатах измерений скорости методом автоциркуляции ультразвуковой волны с помощью прибора ИСАВ-3п;

Auto3 - содержит данные о результатах измерений амплитуды приходящей ультразвуковой волны с помощью прибора ИСАВ-3п;

Acust - содержит данные о результатах измерений параметра акустической эмиссии (суммарного счета) с помощью системы СЦАД16-03.

Для каждого из этапов работы, используемых методов и приборов предоставляется соответствующий рабочий экран. Система страниц (закладок) поддерживает активность БД и позволяет оперативно переходить в произвольном порядке к различным этапам работы, объектам  и состояниям объекта.

Для визуализации параметров сеток и вывода графиков изменения параметров в программу внедрена электронная таблица Excel с использованием подготовленных макетов таблиц с элементами управления VBA.

Текстовые файлы с результатами измерений в системе СЦАД 16-03 обрабатываются дополнительно средствами программы UltraDSD.

 Для выполнения отдельных вычислительных процедур и оформления документов в систему интегрированы пакеты MathCAD и Word.