Измерительные испытательные системы
численное моделирование   /   шум вибрация давление
динамика потоков жидкости и газа
оборудование для краш испытаний   /  метрология
+ 7 (495) 799-90-92
+ 7 (495) 204-18-51
Каталог

Q‐800 – неразрушающий контроль изделий большой площади с использованием ширографии

Введение

Требования к повышению качества продукции в промышленности создали потребность в более скоростных технологиях для неразрушающего контроля. Так как традиционные технологии, такие как рентгенография, требуют довольно много времени, то есть потребность в альтернативных, более рациональных методах контроля. Ширография является одним из них.
В связи с развитием современной электроники и лазеров, ширография стала методом неразрушающей оценки. Преимущества ширографии в том, что это бесконтактный метод измерения по всей поверхности, который может выполнять быстрое инспектирование с высоким разрешением.

2019-12-04_11-47-14.jpg

Бесконтактный и быстрый метод

Ширография является оптическим методом, который дает информацию о деформациях поверхности нагруженной конструкции. Нагрузка может быть вызвана нагревом, вакуумом, давлением, действием звука или вибрацией. Зарегистрированная с помощью ширографии область поверхности над дефектом будет деформироваться иначе, чем окружающая область ‐ типичная картина представлена на Рис. 1. Метод позволяет наблюдать деформации поверхности в несколько микрон.
Рис. 2 показывает схему, объясняющую принцип работы ширографического оборудования. Лазерный луч подсвечивает тест‐объект, и датчик сдвига с оптикой и ПЗС‐камерой регистрирует отраженный свет. Оптика в датчике сдвига будет удваивать и поперечно сдвигать изображение объекта, делая результирующее изображение, называемое спекл‐интерферограммой, которая является уникальной пространственной картой поверхности. Спекл‐интерферограмма может быть получена лишь тогда, когда когерентный расходящийся свет отражается от диффузной поверхности. Сравнивая интерферограммы до и после нагружения получается интерферограмма, представленная на Рис. 1.
Чтобы улучшить качество изображения, а также видимость дефекта, может быть использован «метод смещения фазы». Качество изображения также может быть улучшено такими процессами как фильтрация.

2019-12-04_11-48-39.jpg

Примеры применений ширографии

Портативное ширографичнское оборудование, разработанное фирмой Dantec Dynamics GmbH и принадлежащее фирме CSM Materialteknik, использует лазер, генерирующий на зеленой длине волны (532 нм) и использовалось в следующих применениях. Объекты измерений были термически нагружены парой галогенных ламп мощностью 500 Вт.

Исследование дефектов на металлических конструкциях

2019-12-04_11-49-51.jpg

На Рис. 3а показано трехмерное изображение области с повреждениями от удара. Так как ширография изображает первую производную перемещения поверхности, дефект отображается с положительным и отрицательным наклоном.

2019-12-04_11-49-54.jpg

На Рис. 3б показано поперечное сечение профиля изображения, которое указывает на дефект.


Инспектирование повреждений от ударов на конструкциях из углепластика.

На рис. 4 показано изображение композитной панели с алюминиевой сердцевиной и оболочкой из углеродного волокна. Для оценки спекл‐интерферограммы использовались метод фазового сдвига и обработка изображения. Инспектируемая область была около 20 см х 30 см и исследование заняло меньше двух минут. Панель также была исследована с помощью ультразвука, время измерения составило около 40 минут.

2019-12-04_11-51-28.jpg

Рис. 4. Повреждения от воздействий с энергией 3‐12 Дж.


Исследование алюминиевой сотовой конструкции

Была исследована панель со слоями карбонового волокна толщиной 1мм и 10‐миллиметровой алюминиевой сердцевиной с целью поиска расслоений, вызванных испытаниями на растяжение. Данные об окружности в центре (Рис. 5) были удалены, т. к. вызваны расположением там болта. Можно наблюдать расслоения около болта. Структура сот также проявилась, что является показателем чувствительности и разрешения ширографии.

2019-12-04_11-51-37.jpg

Заключение и будущие технические разработки

Ширография может использоваться и на начальном уровне при производстве, и позднее для эксплуатационного контроля и предлагает быстрые и исключительные возможности инспектирования. Выбирая правильные параметры исследования, можно эффективно

обнаружить расслоения и трещины от усталости, вызванные повреждениями от ударов или разрешением конструкции. Метод не требует использования специальных устройств или сложных сканирующих механизмов.

При обследовании отремонтированных композитных материалов возникают проблемы из‐за неоднородности конструкции и сложных материалов. Ширография показала перспективу инспектирования отремонтированных конструкций.

Метод также может использоваться для отображения напряжений конструкций.


Назад