Ultragarsinės tomografijos taikymas aviacinių kompozitinių komponentų stebėsenoje (CompUT)

 

Projekto nr.: PDN5/18

Projekto aprašymas:

Daugiasluoksnės kompozitinės medžiagos plačiai naudojamos įvairiuose šiuolaikinių orlaivių korpusų konstrukcijose. Kompozitinėse medžiagose, veikiant dinaminėms apkrovos sąlygoms, senėjimui, atmosferos įtakai, gali atsirasti defektų, todėl eksploatacijos metu tokie objektai turi būti nuolatos ar periodiškai tikrinami bei stebimi. Vieni daugiausiai informacijos apie tiriamą objektą teikiančių stebėsenos metodų yra ultragarsiniai metodai, pagrįsti nukreiptųjų bangų taikymu. Pagrindinis nukreiptųjų bangų privalumas yra jų parametrų priklausomybė nuo medžiagos elastinių savybių ir maržas slopinimas, todėl turint sąlyginai ribotą matavimo pozicijų skaičių galima atlikti šių objektų stebėseną ir aptikti juose esamus pažeidimus. Tačiau dėl sąlyginai mažo nukreiptųjų bangų slopinimo, dispersijos, daugiamodiškumo, modų konversijos, daugkartinių atspindžių nuo tiriamojo objekto ribų, stebėsenos metu išmatuoti signalai yra sudėtingi ir sunkiai interpretuojami. Kita aktuali problema kompozitinių medžiagų neardančiojoje kontrolėje yra aptiktų defektų bei nevienalytiškumų vietos, dydžio bei gylio nustatymas. Vaizdai, gaunami tiesioginės vizualizacijos metodais, dažniausiai yra nepakankamai geros kokybės ir netenkina šiuolaikinių reikalavimų, be to, jų gavimas reikalauja tiriamojo objekto skenavimo.
Minėti nukreiptųjų bangų sklidimo dėsningumui ir šiuo metu dažniausiai taikomų defektų aptikimo metodų trūkumai leidžia suformuluoti mokslinę technologinę hipotezę: gali būti sukurti nukreiptųjų ultragarso bangų stebėsenos metodai, kurie leistų išmatuoti defektų aviaciniuose kompozituose parametrus ir padidintų gaunamų vaizdų erdvinę skiriamąją gebą, esant sąlyginai ribotam matavimo pozicijų skaičiui. Šio darbo tikslas yra sukurti ir ištirti ultragarsinius nukreiptųjų bangų stebėsenos metodus, kurie leistų aptikti, apibūdinti bei nustatyti defektų bei nevienalytiškumų vietą ir dydį kompozitinėse medžiagose, naudojamose aviacijos ir transporto inžinerijos srityse pritaikant pažangius duomenų ir signalų apdorojimo metodus. Vienas iš tokių metodų yra ultragarso nukreiptųjų bangų tomografija. Tomografinė vizualizacija yra daug išsamesnė negu kitos vizualizavimo formos, nes taikant šį metodą, atkuriamas objekto vaizdas vienoje pasirinktoje trimačio objekto plokštumoje.

Projekto finansavimas:

KTU verslo paramos fondas

Projekto rezultatai:

Projekto vykdymo eigoje sukurtas ultragarsinis nukreiptųjų bangų stebėsenos metodas, leidžiantis aptikti bei nustatyti defektų ir nevienalytiškumų vietą ir dydį kompozitinėse medžiagose. Erdviniam defektų vietos nustatymui kompozitinėse medžiagose pasiūlytas tomografinės rekonstrukcijos metodas, pagrįstas filtruotos atgalinės projekcijos taikymu, naudojant vėduoklinę projekcinių duomenų surinkimo konfigūraciją bei susiejant nagrinėjamos bangų modos amplitudės sumažėjimą su defekto atsiradimo fakto konstatavimu.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2018-09-17 - 2019-09-16

Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas