Методика оценки технического состояния втулки несущего винта с применением рентгеновской компьютерной томографии

Авиационная и ракетно-космическая техника

2024. Т. 31. № 3. С. 117-127.

Авторы

Митряйкин В. И.1*, Саченков О. А.2**, Зайцева Т. А.1***, Кротова Е. В.1****, Закиров Р. .3*****, Иксанов Р. Ч.4******

1. Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия
2. Казанский (Приволжский) государственный университет, КГФЭИ, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия
3. Республиканская клиническая инфекционная больница им. проф. А.Ф. Агафонова, Казань, Республика Татарстан, Россия
4. Казанское высшее танковое командное ордена Жукова Краснознамённое училище, Казань, Республика Татарстан, Россия

*e-mail: vmitryaykin@bk.ru
**e-mail: OASachenkov@kpfu.ru
***e-mail: tanechkaGA@mail.ru
****e-mail: kati_mit@mail.ru
*****e-mail: metsur@yandex.ru
******e-mail: lksanovrust@yandex.ru

Аннотация

Рассматривается методика рентгеновского контроля многослойных композитных конструкций на примере бесшарнирной втулки несущего винта (НВ) вертолета. Представлены экспериментальные данные обследования втулок НВ на рентгеновском компьютерном томографе. Раскрыт алгоритм автоматизированной обработки данных томографических исследований, основанный на результатах статистической обработки замеров эталонного и исследуемого изделия. Предложено использовать корреляционные зависимости для определения пористости материала по значениям коэффициента ослабления рентгеновского излучения, которые позволяют идентифицировать механические характеристики конструкции и оценить уровень допустимых нагрузок.

Ключевые слова:

многослойные композиционные конструкции, неразрушающий контроль, рентгеновская компьютерная томография, втулка несущего винта вертолета, цифровой прототип, внутренние дефекты

Библиографический список

  1. Межгосударственный авиационный комитет. Авиационные Правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. – 6-е издание с поправками 1–9. — М.: Авиаиздат, 2020. — 328 с.
  2. Kelly A., Zweben C. (eds.) Comprehensive composite matrials. – Amsterdam: ‎ Pergamon, 2000. Chapter 5.10, pp. 227–234. Chapter 5.12, pp. 235–258.
  3. Котов П.И., Зинин А.В., Сухов С.В. Практическая механика разрушений: Учебное пособие в 2 т. – М.: Изд-во МАТИ, 2012. – Т.1, 391 с.
  4. ASTM D 2734-09 Standard Test Methods for Void Content of Reinforced Plastics. 2009, 3 p.
  5. Schnars U., Henrich R. Applications of NDT Methods on Composite Structures in Aerospace Industry // e-Journal of Nondestructive Testing. Vol. 11(12) Conference on Damage in Composite Materials (September 2006; Stuttgart, Germany). URL: https://www.ndt.net/?id=4180
  6. Бойчук А.С., Чертищев В.Ю., Диков И.А. Изготовление тест-образцов из углепластика с различной пористостью для разработки методик оценки пористости неразрушающим методом // Труды ВИАМ. 2017. № 1. С. 92–98. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-1-11-11
  7. Карабутов А.А., Подымова Н.Б., Беляев И.О. Исследование влияния пористости на затухание ультразвука в углепластиковых композитах методом лазерно-ультразвуковой спектроскопии // Акустический журнал. 2013. Т. 59. № 6. С. 714–721. DOI:10.7868/S0320791913060099
  8. Park J.-W., Kim D.-J., Im K.-H. et at. Ultrasonic Influence of Porosity Level on CFRP Composite Laminates Using Rayleigh Probe Waves // Acta Mechanica Solida Sinica. 2008. Vol. 21. No. 4, pp. 298–307. DOI: 10.1007/s10338-008-0834-1
  9. Im K.H., Hwang Y.H., Song C.H. et al. On fiber direction and porosity content using ultrasonic pitch-catch technique in CFRP composite solid laminates // 18th International Conference on Composite Materials (21–26 August 2011; Jeju, Korea). URL: https://iccm-central.org/Proceedings/ICCM18proceedings/papers/Th04-6-AK0992.pdf
  10. Митряйкин В.И., Закиров Р.Х., Беззаметов О.Н., Носов Д.А., Кротова Е.В. Неразрушающий контроль ударных и пулевых повреждений композиционных конструкций // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 227–239. DOI: 10.34759/vst-2023-1-227-239
  11. Бойцов Б.В., Васильев С.Л., Громашев А.Г., Юрчексон С.А. Методы неразрушающего контроля, применяемые для конструкций из ПКМ // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=28061&PAGEN_2=2
  12. Ларин А.А. Способы оценки работоспособности изделий из композиционных материалов методом компьютерной томографии: Дисс. ... канд. техн. наук. – М.: МАРТИТ, 2013. – 148 с.
  13. Крылов А.А., Москаев В.А. Методика проведения рентгеноскопического контроля и анализа технического состояния элементов конструкции воздушного судна с сотовым заполнителем // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 139–146.
  14. Зайцева Т.А., Кротова Е.В., Митряйкин В.И. Результаты исследований плотности и пористости композиционных конструкций с применением спиральной компьютерной томографии // Поиск эффективных решений в процессе создания и реализации научных разработок в российской авиационной и ракетно-космической промышленности: Сб. докладов Международной научно-практической конференции (5–8 августа 2014; Казань). – Казань: Изд-во КГТУ, 2014. Т.1. С. 78–80.
  15. Биргер И.А. Техническая диагностика. – Изд. 2-е. – М.: URSS: ЛЕНАНД, cop. 2018. – 238 с.
  16. Silva-Henao J.D., Synek A., Pahr D.H., Reisinger A.G. Selection of animal bone surrogate samples for orthopaedic screw testing based on human radius CT-derived bone morphology // Medical Engineering & Physics. 2022. Vol. 103: 103786. DOI: 10.1016/j.medengphy.2022.103786
  17. Kieser D.C., Kanade S., Waddell J.N. et al. The deer femur — A morphological and biomechanical animal model of the human femur // Bio-medical Materials and Engineering. 2014. Vol. 24. No. 4, pp. 1693–1703. DOI: 10.3233/BME-140981
  18. Crenshaw T.D., Peo E.R., Lewis A.J., Moser B.D. Bone Strength as a Trait for Assesing Mineralization in Swine: A Critical Review of Techniques Involved // Journal of Animal Science. 1980. Vol. 53. No. 3, pp. 827–835. DOI: 10.2527/JAS1981.533827X
  19. Imai K. Computed Tomography-Based Finite Element Analysis to Assess Fracture Risk and Osteoporosis Treatment // World Journal of Experimental Medicine. 2015. Vol. 5. No. 3, pp. 182–187. DOI: 10.5493/wjem. v5.i3.182
  20. Белоусов И.С., Железнов Л.П., Бурнышева Т.В. Моделирование испытаний на сжатие слоистых композитов с дефектами в виде расслоения // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 1. С. 93–104.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024