доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
Введение. В статье описываются последние разработки в области нового неразрушающего метода контроля, основанного на использовании резонансных частот дефектных областей (local defect resonance – LDR метод). В отличие от ультразвуковой инфракрасной термографии данный метод позволяет анализировать резонансные частоты дефектных областей при маломощной ультразвуковой стимуляции. Метод. Определение условий возникновения резонанса дефектных областей и измерение резонансных частот дефектов заданной геометрии производилось при помощи лазерной виброметрии. Резонансные частоты определялись для обнаружения ударных повреждений в пластинах из полиметилметакрилата, тем самым позволяя получить инфракрасные термограммы таких дефектов в условиях маломощного ультразвукового возбуждения. Образец, выполненный из углепластика, стимулировали в диапазоне от милливатт до ватт. Частоты, соответствующие локальным резонансам дефектов, измеряли лазерным виброметром. Результаты. Результаты эксперимента, проведенного для пластины из углепластика, приведены в статье. Для демонстрации потенциальных возможностей маломощной инфоракрасной ультразвуковой термографии получены и представлены изображения температурного поля и амплитуд вибраций. На практике данный метод применен для выявления ударных повреждений в графитно-эпоксидном композиционном материале. Заключение. Метод резонансной ультразвуковой инфракрасной термографии доказал свою эффективность при контроле дефектов в композиционных материалах. Вводимая ультразвуковая мощность в этом случае не превышает порог деструкции композитов, а температурные сигналы в дефектных областях могут быть зарегистрированы современными тепловизорами. Бесконтактный ввод ультразвука в рамках данного метода возможен, однако требует дальнейшего совершенствования вследствие низкой эффективности преобразования ультразвуковой энергии в тепловую и, соответственно, малой амплитуды температурных сигналов.
Introduction. The paper describes some recent developments in the field of a novel nondestructive testing technique called local defect resonance. Unlike high power ultrasonic infrared thermography, this technique involves the analysis of resonant frequencies in defect areas under low-power ultrasonic stimulation. Method. In order to determine conditions for local defect resonance, the technique of laser vibrometry has been used to find resonant frequencies for defects of a particular geometry. Resonant frequencies are determined for impact damage in CFRP thus allowing to obtain infrared thermograms of such defects under low-power ultrasonic excitation. A sample made of carbon fiber reinforced plastic was ultrasonically stimulated in the milliwatt to watt power range. The frequencies which corresponded to local defect resonances were determined by means of a laser vibrometer. Results. Experimental results are presented for carbon fiber reinforced composite (CFRP). Images of both temperature and vibration amplitudes were obtained to demonstrate potentials of low-power ultrasonic infrared thermography. Practical application of this technique was in the inspection of impact damage in graphite epoxy composite. Conclusion. The main advantage of this technique is its nondestructive character at a stimulation point. It was shown that defect stimulation at resonant frequencies ensures damage-free testing procedure where temperature signals in defect sites can be reliably detected by contemporary infrared imagers. In some cases, air-couple technology also provides reasonable results of defect detection due to the resonant character of material excitation.