Моделирование отраженного ультразвукового поля в составных образцах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ультразвуковой неразрушающий контроль предполагает исследование закономерностей распространения, отражения и преломления упругих волн, возбуждаемых контактными или бесконтактными пьезопреобразователями в инспектируемом объекте. Использование для этих целей конечно-элементного моделирования обычно требует больших вычислительных затрат и дополнительной постпроцессорной обработки результатов для выделения отдельных составляющих волнового поля из суммарного решения. При зондировании соединений однородных материалов, например, лопаток турбин, изготавливаемых из жаростойких монокристаллических сплавов, граница соединения малоконтрастна и отраженные сигналы сравнительно слабы. Это создает дополнительные трудности для выделения их из суммарного волнового поля и корректной интерпретации приносимой ими информации. Для решения этой проблемы в настоящей работе строятся явные асимптотические представления для отраженных и прошедших волн в двухслойном упругом полупространстве с поверхностным источником, которые позволяют проводить быстрый параметрический анализ. Они могут быть использованы для анализа данных ультразвукового зондирования, например, для оценки состоянии зоны соединения или определения взаимной ориентации главных осей кристаллов.

Об авторах

Е. В. Глушков

Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: evg@math.kubsu.ru

Institute for Mathematics, Mechanics and Informatics

Россия, 350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Н. В. Глушкова

Кубанский государственный университет

Email: nvg@math.kubsu.ru

Institute for Mathematics, Mechanics and Informatics

Россия, 350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149

А. А. Татаркин

Кубанский государственный университет

Email: tiamatory@gmail.com

Institute for Mathematics, Mechanics and Informatics

Россия, 350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149

О. А. Ермоленко

Кубанский государственный университет

Email: o.ermolenko.a@gmail.com

Institute for Mathematics, Mechanics and Informatics

Россия, 350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Список литературы

  1. Reed R.C. The superalloys: fundamentals and applications. Cambridge: Cambridge University Press, 2006.
  2. Lane C. Wave Propagation in Anisotropic Media / In: The Development of a 2D Ultrasonic Array Inspection for Single Crystal Turbine Blades. Springer Theses. Cham: Springer, 2014.
  3. Giurgiutiu V. Structural health monitoring with piezoelectric wafer active sensors. UK, Oxford: Elsevier Academic Press, 2014. P. 1024.
  4. Пьянков В.А., Пьянков И.Н. Акустические методы контроля лопаток газотурбинных двигателей // В мире неразрушающего контроля. 2019. Т. 22. № 1 (83). С. 36—44.
  5. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
  6. Данилов В. Н. К расчету характеристик эхосигналов поперечных и продольных волн от отражателей с плоскими поверхностями // Дефектоскопия. 2010. № 1. С. 34—55.
  7. Гурвич И.И., Номоконов В.П. Сейсморазведка. Справочник геофизика. М.: Недра, 1981. 464 с.
  8. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 342 с.
  9. Ворович И.И., Бабешко В.А. Динамические смешанные задачи теории для неклассических областей. М.: Наука, 1978. 319 с.
  10. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Глушкова Н.В. Анализ волновых полей, возбуждаемых в упругом стратифицированном полупространстве поверхностными источниками // Акуст. жуpн. 1986. Т. 32. Вып. 3. С. 366—371.
  11. Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Кривонос А.С. Возбуждение и распространение упругих волн в многослойных анизотропных композитах // Прикл. математика и механика. 2010. № 74. С. 297—305.
  12. Glushkov E., Glushkova N., Eremin A. Forced wave propagation and energy distribution in anisotropic laminate composites // J. Acoust. Soc. Am. 2011. V. 129 (5). P. 2923—2934.
  13. Свешников А.Г. Принцип предельного поглощения для волновода // Докл. АН СССР. 1951. Т. 80. № 3. С. 345—347.
  14. Glushkov E.V., Glushkova N.V., Kiselev O.N. Body wave asymptotics for an anisotropic elastic half-space with a surface source / 2023 Days on Diffraction (DD), St.Petersburg, Russian Federation. 2023. P. 78—82.
  15. Меркулов Л.Г., Яковлев Л.А. Особенности распространения и отражения ультразвуковых лучей в кристаллах // Акуст. журн. 1962. Т. 8. № 1. С. 99—106.
  16. Auld B.A. Acoustic fields and waves in solids. New York: Wiley, 1973. 423 p.
  17. Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С., Волков М.А. Отрицательный коэффициент Пуассона для кубических кристаллов и нано/микротрубок // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16. № 6. С. 13—31.
  18. Демин А.И., Волков М.А., Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Ауксетики среди двухслойных композитов из кристаллов с кубической симметрией. Аналитический и численный анализ // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2023. Вып. №1. C. 166—180.
  19. Федорюк М.В. Метод перевала. М.: Наука, 1977. 368 с.
  20. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 411 с.
  21. Разыграев Н.П. Физика, терминология и технология в ультразвуковой дефектоскопии головными волнами // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 3—19.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024