科学家组合超声波、振动和热来检测航空缺陷

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　　来自TPU高能物理研究学院JRF的Daria Derusova正在开发一种组合了3种无损检测方法的系统，包括用振动、共振超声和热来测试用于航空应用的复合材料。

　　这种方法对航空和汽车工业带来了兴趣，因为它将使监控复合材料(基于其物理性能)制成的复杂大型产品的质量成为可能。俄罗斯科学基金会已为这一到2020年结束的为期两年的项目提供了支持。

　　该项目经理Daria Derusova说：“每年都有新的复合材料出现，从而对现有的无损检测方法带来了挑战，因此，材料之间的连接就显得特别复杂而且重要。”

　　现在，生产中是采用传统的超声波和X射线进行检测。“后者是最精确的，但通常不适合航空领域的大型物体。而超声波设备是消耗千瓦的电能、用单频声信号刺激材料。激光测振与缺陷的共振激励相结合，被认为是最有前途的现代方法。这种方法允许激活损伤区域的局部共振振动，这也导致该区域温度的上升。相应地，红外相机将能够记录温度的变化，并添加有关产品质量的数据。因此，我们期望建造一个实验室，通过表单来测试大型复杂的物体。同时，其耗电要比大功率的超声波装置少几倍。所开发的这种方法将替代航空和机械制造业中现有的无损检测方法。”这位早期职业研究者说道。

　　该设备将包括一些元件，如采用压电换能器的共振超声刺激、一个扫描激光多普勒测振仪和一台带有专业软件的红外相机。

　　“该系统的本质是测试对象——材料在很宽的频率范围内受到声刺激，弹性波产生材料本身的及其不均匀性的振动，缺陷壁振动的共振频率与可以用扫描振动仪检测的对象的频率不同。此外，由于强共振振动缺陷区得到局部加热，我们用红外照相机记录这些变化。质量测试的数据允许我们识别缺陷本身、位置、形式和大小。”Daria Derusova说道。

　　在此项目框架内，TPU的科学家们同来自强度物理与材料科学研究所SB RAS(材料和结构质量检验实验室)、意大利拉奎拉大学和印度共生技术研究所的同行展开合作。

　　S.А.西伯利亚航空研究院提供用于对所提议的技术进行测试的材料样本。

　　来源：PT现代塑料微信公众号(ID：PT-Vogel)