category: Композиционные материалы
УДК 620.1:678.8
Makhsidov V.V.1, Reznikov V.A.1
ПРОЕКТЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА РАЗРАБОТКУ ТЕХНОЛОГИИ ВСТРОЕННОГО КОНТРОЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПКМ
За последнее время объем применения полимерных композиционных материалов (ПКМ) значительно возрос и продолжает увеличиваться. Несмотря на очевидные преимущества ПКМ, существует ряд факторов, которые значительно ограничивают их широкое применение в изделиях, эксплуатирующихся длительное время, например, в авиационной технике. Для ряда воздушных судов, например военной или специальной авиации, ресурс реальной конструкции и ресурс, определяемый расчетным методом, могут значительно отличаться, что затрудняет оценку остаточного ресурса и обычно ведет к преждевременному съему и утилизации дорогостоящего узла или изделия в целом. Это одна из причин, требующая периодической диагностики конструкции и оценки остаточного ресурса конструкции авиационной техники. С точки зрения встроенного контроля материала конструкции перспективными являются оптические волоконные датчики на основе брэгговской решетки. В данной работе представлены основные зарубежные проекты, направленные на разработку технологии встроенного контроля конструкций из ПКМ.
Keywords: оптоволоконный чувствительный элемент, волоконная брэгговская решетка, деформация, полимерный композиционный материал, углепластик, встроенный контроль.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3–12.
2. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2–7.
3. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
4. Петров А.В., Дориомедов М.С., Скрипачев С.Ю. Технологии утилизации полимерных композиционных материалов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №8. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-8-9-9.
5. Ерасов В.С., Яковлев Н.О., Нужный Г.А. Квалификационные испытания и исследования прочности авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 440–448.
6. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы //Деформация и разрушение материалов. 2011. №1. С. 34–40.
7. Ильичев А.В., Раскутин А.Е. Исследование влияния концентратора напряжений на напряженно-деформационное состояние углепластика методом корреляции цифровых изображений // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 62–66. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-62-66.
8. Старцев В.О., Махоньков А.Ю., Котова Е.А. Механические свойства и влагостойкость ПКМ с повреждениями // Авиационные материалы и технологии. 2015. №S1 (38). С. 49–55. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-S1-49-55.
9. Molent L., Agius J. Agile Military Aircraft // Encyclopedia of Structural Health Monitoring. John Wiley Sons, Ltd., 2009. P. 1–15.
10. Childers B.A., Froggatt M.E., Allison S.G. et al. Use of 3000 Bragg Grating Strain Sensors Distributed on Four Eight-Meter Optical Fibers During Static Load Tests of a Composite Structure // Proc. Smart Structures and Materials 2001: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies, 2001. P. 133–142.
11. Васильев С.А., Медведков И.О., Королев И.Г. и др. Волоконные решетки показателя преломления и их применение // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. №12. С. 1085–1103.
12. Способ измерения деформации конструкции из композиционного материала: пат. 2427795 Рос. Федерация; опубл. 03.12.09.
13. Takeda N., Tajima N., Sakurai T., Kishi T. Recent advances in composite fuselage demonstration program for damage and health monitoring in Japan // Structural control and health monitoring. 2005. Vol. 12. Р. 245–255.
14. Mizutani T., Takeda N., Takeya H. On-board Strain Measurement of a Cryogenic Composite Tank Mounted on a Reusable Rocket using FBG Sensors // Structural Health Monitoring. 2006. Vol. 5. P. 205–214.
15. Adams C. HUMS Technology // Avionics Magazine. URL: http://www.aviationtoday.com/av/military/HUMS-technology_76209.html#.VXbcJtLtlBc (дата обращения: 07.11.2017).
16. Проект «SARISTU» – «Smart Intelligent Aircraft Structures»: офиц. сайт. URL: www.saristu.eu (дата обращения: 07.11.2017).
17. Takeda N., Okabe Y., Kuwahara J., Kojima S., Ogisu T. Development of smart composite structures with small-diameter fiber Bragg grating sensors for damage detection: Quantitative evaluation of delamination length in CFRP laminates using Lamb wave sensing // Composites Science and Technology. 2005. Vol. 65. P. 2575–2587.
18. Takeda N. Fiber optic sensor-based SHM technologies for aerospace applications in Japan // Proc. SPIE 6933 «Smart Sensor Phenomena, Technology, Networks, and Systems». 2008. DOI: 10.1117/12.776838.
2. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2–7.
3. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
4. Петров А.В., Дориомедов М.С., Скрипачев С.Ю. Технологии утилизации полимерных композиционных материалов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №8. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-8-9-9.
5. Ерасов В.С., Яковлев Н.О., Нужный Г.А. Квалификационные испытания и исследования прочности авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 440–448.
6. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы //Деформация и разрушение материалов. 2011. №1. С. 34–40.
7. Ильичев А.В., Раскутин А.Е. Исследование влияния концентратора напряжений на напряженно-деформационное состояние углепластика методом корреляции цифровых изображений // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 62–66. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-62-66.
8. Старцев В.О., Махоньков А.Ю., Котова Е.А. Механические свойства и влагостойкость ПКМ с повреждениями // Авиационные материалы и технологии. 2015. №S1 (38). С. 49–55. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-S1-49-55.
9. Molent L., Agius J. Agile Military Aircraft // Encyclopedia of Structural Health Monitoring. John Wiley Sons, Ltd., 2009. P. 1–15.
10. Childers B.A., Froggatt M.E., Allison S.G. et al. Use of 3000 Bragg Grating Strain Sensors Distributed on Four Eight-Meter Optical Fibers During Static Load Tests of a Composite Structure // Proc. Smart Structures and Materials 2001: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies, 2001. P. 133–142.
11. Васильев С.А., Медведков И.О., Королев И.Г. и др. Волоконные решетки показателя преломления и их применение // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. №12. С. 1085–1103.
12. Способ измерения деформации конструкции из композиционного материала: пат. 2427795 Рос. Федерация; опубл. 03.12.09.
13. Takeda N., Tajima N., Sakurai T., Kishi T. Recent advances in composite fuselage demonstration program for damage and health monitoring in Japan // Structural control and health monitoring. 2005. Vol. 12. Р. 245–255.
14. Mizutani T., Takeda N., Takeya H. On-board Strain Measurement of a Cryogenic Composite Tank Mounted on a Reusable Rocket using FBG Sensors // Structural Health Monitoring. 2006. Vol. 5. P. 205–214.
15. Adams C. HUMS Technology // Avionics Magazine. URL: http://www.aviationtoday.com/av/military/HUMS-technology_76209.html#.VXbcJtLtlBc (дата обращения: 07.11.2017).
16. Проект «SARISTU» – «Smart Intelligent Aircraft Structures»: офиц. сайт. URL: www.saristu.eu (дата обращения: 07.11.2017).
17. Takeda N., Okabe Y., Kuwahara J., Kojima S., Ogisu T. Development of smart composite structures with small-diameter fiber Bragg grating sensors for damage detection: Quantitative evaluation of delamination length in CFRP laminates using Lamb wave sensing // Composites Science and Technology. 2005. Vol. 65. P. 2575–2587.
18. Takeda N. Fiber optic sensor-based SHM technologies for aerospace applications in Japan // Proc. SPIE 6933 «Smart Sensor Phenomena, Technology, Networks, and Systems». 2008. DOI: 10.1117/12.776838.
Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.
