Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2024, №04



2024 №04 (02)

DOI of Article 10.37434/tdnk2024.04.03

2024 №04 (04)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2024, №4, стор. 18-22

Виявлення круглих підповерхневих дефектів у шаруватих композитах за допомогою оптико-акустичної системи неруйнівного контролю

О.М. Шарабура, Л.І. Муравський, О.Г. Куць

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України. 79060, м. Львів, вул. Наукова 5. E-mail: muravskyleon@gmail.com

Створено макет оптико-акустичної системи неруйнівного контролю підповерхневих дефектів у шаруватих композитних структурах. Виявлення та локалізація підповерхневих дефектів у шаруватих композитних структурах за допомогою макета оптико-акустичної системи виконується шляхом формування серій динамічних спекл-зображень поверхні композиту, збудженого згинальною пружною хвилею, подальшої їх реєстрації і накопичення з метою генерування різницевих цифрових спекл-зображень та виділення оптичних просторових відгуків від дефектів. Для оцінювання ефективності виявлення таких дефектів виготовляли склопластикові шаруваті структури, які містили три шари склотекстолітових пластин і круглі плоскі дефекти різних розмірів у середньому шарі. На основі проведених досліджень отримано експериментальну залежність основної резонансної частоти круглих підповерхневих дефектів від їх розмірів, яка близька до побудованої теоретичної. Показано, що за допомогою створеного макета оптико-акустичної системи можна виявляти такі дефекти у широкому діапазоні зміни їх розмірів. Бібліогр. 24, рис. 5.
Ключові слова: оптико-акустична система, динамічне спекл-зображення, круглий підповерхневий дефект, область інтересу, різницеве цифрове спекл-зображення, пружна хвиля, шаруватий композит

Надійшла до редакції 24.10.2024
Отримано у переглянутому вигляді 14.11.2024
Прийнято 20.12.2024

Список літератури

1. Newman, J.W. (2012) Laser Testing: Shearography & Holography. Ed. by P.O. Moore. The Nondestructive Testing Overview, Columbus Ohio, American Society for Nondestructive Testing.
2. Lobanov, L.M., Pivtorak, V.A. (2014) Diagnostics of structures by the methods of electron shearography and speckle-interferometry. Materials Sci., 49, 442–448. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-014-9635-5
3. Howell, P.A. (2020) Nondestructive Evaluation (NDE) Methods and Capabilities: Handbook, NASA/TM−2020-220568, Vol I. Langley Research Center, Hampton, VA, USA.
4. Nazarchuk, Z, Muravsky, L., Kuryliak, D. (2023) Digital speckle pattern interferometry for studying surface deformation and fracture of materials. In: Optical Metrology and Optoacoustics in Nondestructive Evaluation of Materials. Springer Series in Optical Sciences, 242. Singapore: Springer, 149–217. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-99-1226-1_4
5. Chatters, T., Pouet, B., Krishnaswamy, S. (1992) Shearography with Synchronized Pressure Stressing. Eds. by D.O. Thompson, D.E. Chimenti, Review of Progress in Quantitative NDE, La Jolla, CA, Plenum Press, 426. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2848-7_54
6. Hung, Y.Y., Yang, L.X., Huang, Y.H. (2013) Non-destructive evaluation (NDE) of composites: Digital shearography. Ed. by V.M. Karbhari, In: Non-destructive Evaluation (NDE) of Polymer Matrix Composites. Cambridge, Philadelphia, New Delhi: Woodhead Publishing Limited, 84-115.
7. Muravsky, L., Kuts, O., Gaskevych, G., Suriadova, O. (2019) Detection of subsurface defects in composite panels using dynamic speckle patterns. In: Proc. Of IEEE XIth Inter. Scientific and Practical Conf. on Electronics and Information Technologies, 2019, 7–10. DOI: https://doi. org/10.1109E/LIT.2019.8892294
8. Nazarchuk, Z., Muravsky, L., Kuryliak, D. (2019) To the problem of the subsurface defects detection: Theory and experiment. Procedia Structural Integrity, 16, 11–18. DOI:https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.07.016
9. Nazarchuk, Z.T., Muravsky, L.I., Kuts, O.G. (2022) Nondestructive testing of thin composite structures for subsurface defects detection using dynamic laser speckles. Research in Nondestructive Evaluation, 33, 59–77. DOI: https://doi.org/10.1080/09349847.2022.2049407
10. Muravsky, L., Nazarchuk, Z., Kuts, O., Sharabura, O. (2023) Identification of internal planar square defects in composite panels using optoacoustic technique. In: Proc. of IEEE 13th Inter. Conf. on Electronics and Information Technologies, ELIT 2023, 265–269. DOI: https://doi. org/10.1109/ELIT61488.2023.10310846
11. Nazarchuk, Z., Muravsky, L., Kuryliak, D. (2023) Methods for processing and analyzing the speckle patterns of materials surfaces. In: Optical Metrology and Optoacoustics in Nondestructive Evaluation of Materials. Springer Series in Optical Sci., 242. Singapore: Springer, 249–323. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-99-1226-1_6
12. Timoshenko, S.P., Woinowsky-Krieger, S. (1959) Theory of Plates and Shells. 2nd Ed., McGraw-Hill, New York.
13. Leissa, A.W. (1969) Vibration of Plates. Scientific and Technical Information Division, National Aeronautics and Space Administration.
14. Li, W.L. (2004) Vibration analysis of rectangular plates with general elastic boundary supports. J. of Sound and Vibration, 273(3), 619–635. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00562-5
15. Guguloth, G.N., Singh, B.N., Ranjan, V. (2019) Free vibration analysis of simply supported rectangular plates. Vibroengineering Procedia, 29, 270–273. DOI: https://doi.org/10.21595/vp.2019.21135
16. Chakraverty, S., Jindal, R. Agarwal, V.K. (2007) Effect of non-homogeneity on natural frequencies of vibration of elliptic plates. Meccanica, 42, 585–599. DOI: https://doi.org/10.1007/s11012-007-9077-3
17. Maiz, S., Rossit, C.A., Bambill, D.V., Susca, A. (2009) Transverse vibrations of a clamped elliptical plate carrying a concentrated mass at an arbitrary position. J. of Sound and Vibration, 320(4–5), 1146–1163. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jsv.2008.09.013
18. Zhou, Z.H., Wong, K.W., Xu, X.S., Leung, A.Y.T. (2011) Natural vibration of circular and annular thin plates by Hamiltonian approach. J. of Sound and Vibration, 330(5), 1005–1017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2010.09.015
19. Anjomshoa, A., Tahani, M. (2016). Vibration analysis of orthotropic circular and elliptical nano-plates embedded in elastic medium based on nonlocal Mindlin plate theory and using Galerkin method. J. of Mechanical Sci. and Technology, 30, 2463–2474. DOI: https://doi.org/10.1007/ s12206-016-0506-x
20. Cawley, P. (1984) The impedance method of non-destructive inspection. NDT Intern., 17(2), 59–65. DOI:https://doi.org/10.1016/0308-9126(84)90045-2
21. Cawley, P., Theodorakopoulos, C. (1989) The membrane resonance method of non-destructive testing. J. of Sound and Vibration, 130(2), 299–311. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-460X(89)90555-5
22. Ma, C.C., Huang, C.H. (2004) Experimental whole-field interferometry for transverse vibration of plates. J. of Sound and Vibration, 271(3–5), 493–506. DOI: https://doi. org/10.1016/S0022-460X(03)00276-1
23. Bruno, F., Laurent, J., Prada, C. et al. (2014) Non-destructive testing of composite plates by holographic vibrometry. J. of Applied Physics, 115(15), 154503. DOI: https://dx.doi.org/10.1063/1.4871178
24. Lamboul, B., Giraudo, O., Osmont, D. (2015) Detection of disbonds in foam composite assemblies using flexural waves and shearography. In: AIP Conf. Proceedings, 1650(1), 1155–1161. DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4914725

---

Реклама в цьому номері:

---