Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии

Коновалов, Роман Сергеевич

Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

Коновалов, Роман Сергеевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии»

Автореферат диссертации на тему "Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии"

На правах рукописи

Коновалов Роман Сергеевич

РАССЕЯНИЕ УПРУГИХ ВОЛН НА ТРЕЩИНОПОДОБНЫХ ДЕФЕКТАХ В ОБЪЕКТАХ ПРОТЯЖЕННОЙ ФОРМЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗАДАЧАМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Специальность: 01.04.06 - Акустика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 ОКТ 2012

Санкт-Петербург-2012 005053281

005053281

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный эле тротехнический университет «ЛЭТИ» имени В.И.Ульянова (Ленина)» на кафед! электроакустики и ультразвуковой техники

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Аббакумов Константин Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кирпичников Валерий Юлианович гл.н.с. ФГУП «ЦНИИ им. акад А.Н. Крылова»

кандидат технических наук, доцент Ильченко Владимир Валентинович ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения»

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Петербургский государственный

университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится « ^ » О/г^п Л 2012 года в /часс

на заседании диссертационного совета Д 212.238.06 Санкт-Петербургского государе венного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина) г адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5, ауд. 5108

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «Я / » С ё12 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.238.06, к.т.н., доцент

А.М.Боронахин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема качества выпускаемой промышленностью продукции традиционно является актуальной, ввиду важности обеспечения ее надежной и безопасной работы. В реальных условиях эксплуатации изделия подвергаются воздействию не только различных нагрузок (статических, динамических, циклических), перепаду внешних температур и давления, но и различных по агрессивности коррозионных сред, которые приводят к изменению геометрических, физико-химических, структурных, механических свойств материала изделия. Кроме того, в узлах всевозможных конструкций могут присутствовать дефекты, полученные при изготовлении, транспортировке, монтаже, эксплуатации, а также унаследованные из продукции предыдущих этапов технологического передела. Наиболее опасные из таких дефектов - трещины, непровары, слипания, стресс-коррозия и др., являющиеся концентраторами напряжений. Данное обстоятельство приводит к необходимости более широкого и эффективного использования методов и средств неразрушающего контроля (НК) еще на стадии изготовления продукции применительно к заготовкам и материалам. Затраты на НК достаточно быстро окупаются, поэтому данное направление работ является экономически эффективным, что предопределяет его дальнейшее развитие как одного из важнейших направлений научно-технического прогресса.

Из основных методов НК наибольший вес приходится на акустические (70-80%), что объясняется более высокой чувствительностью и лучшей выявляемостью трещи-ноподобных дефектов, меньшей стоимостью по сравнению с иными методами. Исторически первыми для целей неразрушающего контроля были использованы упругие волны ультразвуковых частот (>20кГц), что привело к формированию термина "ультразвуковая дефектоскопия". В нашей стране применение ультразвуковых методов связано с именем члена-корреспондента АН, профессора С.Я. Соколова.

Достигнутые к настоящему времени успехи в применении ультразвука в значительной степени обязаны теории объемных волн и, в частности, разделам, посвященным исследованию взаимодействия объемных волн с различного рода неоднородно-стями в упругих телах. По этой причине вопросы распространения упругих волн в твердых средах, в частности металлах, содержащих неоднородности различной природы, продолжают привлекать внимание исследователей. Достигнутые результаты исследований в дальнейшем могут служить основой для разработки новых средств и методов неразрушающего контроля и измерений, обладающих более совершенными по сравнению с существующими техническими характеристиками.

В ультразвуковой дефектоскопии с развитием производственных задач возникла необходимость в повышении информативности методов неразрушающего контроля и переходе от поиска и выявления дефектов среды к распознаванию и выделению их отличительных признаков. Один из основных подходов в решении поставленной задачи связан с созданием комплекса универсальных физических и математических моделей, позволяющего решать задачи о взаимодействии акустических волн с характерными для структуры материала неоднородностями (трещины, каверны, включения). Круг

объектов, используемых в качестве моделей для указанных целей, сильно ограничен по разным причинам. Он включает в себя объекты элементарной формы в виде препятствий типа сферы, диска, цилиндра, полуплоскости, тонкой полосы. Как показала практика этого явно недостаточно для описания всего многообразия свойств несплош-ностей естественного технологического происхождения в металлах. Одной из особенностей строения, которая, как показано в обзоре литературы, ранее практически не учитывалась при рассмотрении взаимодействия упругих волн с естественными неод-нородностями, является сложная структура зоны контакта для дефектов типа «слипаний», по сравнению с «открытыми» или заполненными иным веществом. Данное обстоятельство обусловлено необходимостью поиска и обнаружения дефектов, обладающих слабым звукоотражением. Анализ литературных данных и доступных материалов металлографических исследований показал, что влияние вопросов контактирования границ неоднородностей целесообразно осуществлять на основе модели «нежесткого» соединения в приближении «линейного скольжения» [1]. Данная модель была доработана, в результате чего получены расчетные характеристики в виде модулей контактных жесткостеи КвN (Н/м3) и КОТ (Н/м3) как функций коэффициента перфорации границы ^ (соотношение суммы площадей зон отсутствия контакта к общей площади), ответственных за передачу упругих смещений соответственно в нормальном и тангенциальном направлениях по отнощению к границе раздела неоднородностей. Подобный подход предполагал, что перемещения линейно зависят от усилий сцепления («линейное скольжение»). Отход от «классических» условий «сварного, жесткого» и «скользящего» соединений потребовал дополнительных исследований характеристик рассеянных трещиноподобными неоднородностями полей в привязке к параметрам условий контакта на границах несплошностей, а также выявления новых закономерностей, пригодных для совершенствования методов ультразвуковой диагностики материалов.

В связи с вышесказанным, исследования, посвященные изучению влияния состояния границ раздела дефектов на формирование характеристик упругих волн ультразвукового диапазона, рассеянных на неоднородностях сложного строения, а также разработке новых способов и методик, способствующих повышению достоверности результатов измерений в целом, являются актуальными.

Объект исследования. Неоднородности естественного и искусственного происхождения в металлах, сплавах и композитных материалах.

Предмет исследования. Процессы взаимодействия упругих волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба с плоскостными трещиноподобными неоднородностями.

Целью настоящей работы является совершенствование инженерных методик проектирования средств ультразвукового контроля для изделий плоскостных форм на основе анализа закономерностей рассеяния упругих волн трещиноподобными неоднородностями в металлах и сплавах.

Достижение целей работы обеспечено решением следующих задач:

- Исследование закономерностей формирования волн Лява и Стоунли при условиях взаимодействия границ упругих твердых сред в приближении «линейного скольжения»;

- Теоретическое и экспериментальное исследование влияния особенностей строения вертикальных поверхностных трещин конечной длины с контактирующими границами в твердом полупространстве, на характеристики рассеянных упругих полей;

- Теоретическое и экспериментальное исследование отражения и прохождения волн Лэмба в пластинах с горизонтальной «полубесконечной» трещиной, грани которой взаимодействуют в приближении «линейного скольжения»;

- Анализ применения полученных теоретических закономерностей поведения волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба к задачам обнаружения неоднородностей в металлах и сплавах;

- Разработка технологии изготовления образцов с эталонными отражателями, рассеянные упругие волновые поля на которых, аналогичны полям рассеяния волн на трещиноподобных дефектах.

Методы исследования. Задачи диссертационной работы решены на основе апробированных методов исследований: металлографического анализа, механических испытаний, математической физики, интегрального исчисления, а также численных методов расчета, математического моделирования, прикладной статистики и интерпретации статистических данных (планирование экспериментов, измерительный анализ). Экспериментальные исследования проводились путем имитационного (компьютерного) и натурного моделирования волновых процессов на основе результатов акустических измерений.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась согласованностью теоретических результатов с результатами проведенных экспериментов, а также с более простыми частными решениями.

Научная новизна работы:

- Решены задачи о рассеянии упругих волн Лява, Стоунли, Рэлея и Лэмба на трещиноподобных дефектах в рамках модели «нежесткого» соединения в приближении «линейного скольжения»;

- Установлены ранее неизвестные зависимости между характеристиками рассеянных от трещиноподобных неоднородностей упругих волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба и параметрами контакта границ неоднородности;

- Показана возможность применения выявленных в работе закономерностей для совершенствования методов ультразвуковой диагностики материалов при эталонировании неоднородностей и интерпретации результатов контроля.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в применении полученных результатов для:

- совершенствования метрологического обеспечения методов и средств ультразвуковой диагностики прокатных листовых материалов и изделий из них;

- повышения достоверности и надежности методов ультразвукового контроля материалов и изделий путем создания эталонных образцов с трещиноподобными не-однородностями;

- внедрения в учебный процесс кафедры электроакустики и ультразвуковой техники Санкт-петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" при выполнении выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров, курсового проектирования и лабораторных работ по направлению «Приборы и методы контроля качества природной среды, материалов и изделий»;

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В.И.Ульянова (Ленина)» в соответствии с договорами: ЭУТ-42, ЭУТ-46, ЭУТ-49, х/д ЭУТ-220, х/д ЭУТ-221 и поддержана грантами администрации г. Санкт-Петербурга для студентов и аспирантов (№090263, №070237); СПбГЭТУ «ЛЭТИ»; Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе У.М.Н.И.К.

Результаты диссертационной работы использованы при создании методик ультразвукового контроля многослойных металлических материалов первой стенки дивер-тора термоядерного реактора ITER (ФГУП «НИИ электрофизической аппаратуры им. Ефремова», ООО «Миркон»), а также при выборе номеров волн и рабочих частот дефектоскопов, применяемых при проведении неразрушающего контроля особо ответственных тонколистовых изделий в нефтяной и газовой промышленности (ЗАО "НДЦ "НПФ "Русская лаборатория").

Научные положення, выносимые на защиту:

1. При исследованиях распространения и рассеяния нормальных и поверхностных волн и их модификаций в качестве моделей, аппроксимирующих трещиноподоб-ные дефекты естественного происхождения, следует использовать протяженные неоднородности, допускающие передачу нормальных и тангенциальных к границе компонент механических колебаний на множестве микроконтактных выступов в приближении «линейного скольжения».

2. Характеристики полей рассеяния упругих волн при взаимодействии с трещиноподобными дефектами зависят от условий контакта их «берегов» и могут соответствовать аналогичным характеристикам на «свободной», «скользящей», идеальной «сварной» или «нежесткой» границе.

3. Для повышения эксплуатационных характеристик средств неразрушающего контроля, в качестве эталонных образцов, в необходимых случаях, следует применять образцы с трещиноподобными неоднородностями, более полно имитирующими свойства естественных неоднородностей.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на 7-ой и 8-ой Международных конференциях «Нераз-рушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва 2008, 2009 гг.); Международной научной конференции «Становление и развитие научных исследований в высшей школе», посвященной 100-летию со дня рождения профессора A.A. Воробьёва (г. Томск, 2009 г.); 3-й Международной научно-технической конфе-

ренции «Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов» (г. Могилев, 2009 г.), ХХ-ой Петербургской конференции «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); 10-ой Европейской конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике (г. Москва, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии» (г. Могилев, 2011г.); семинарах по вычислительной и теоретической акустике Научного Совета по акустике РАН (г. Санкт-Петербург, 2009-2012; научный руководитель - д.ф.-м.н., профессор Коузов Д.П.); а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ "ЛЭТИ".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, из них - 2 статьи в журналах из Перечня изданий, рекомендованных ВАК РФ, 3 статьи в других изданиях, 10 докладов (с опубликованными тезисами) на международных и федеральных научно-технических конференциях, 2 учебных пособия

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 191 наименование, и приложений. Основная часть работы изложена на 175 страницах машинописного текста. Работа содержит 53 рисунка и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации обоснована актуальность разработки замещающих моделей неоднородностей твердых сред в применении к задачам ультразвуковой дефектоскопии. Сформулированы цель, задачи и методы исследований, научная новизна, основные положения, выносимые на защиту, практическая значимость работы, а также отражены вопросы апробации и реализации полученных научных результатов. Приводится краткое содержание каждого из разделов.

Первая глава работы посвящена изложению физических предпосылок постановки задачи исследований, обоснованию выбора идеализированной модели трещино-подобного дефекта в акустическом тракте, адекватной реальным неоднородностям в различных материалах. С этой целью выполнен аналитический обзор исследований взаимодействия упругих волн с плоскостными конечными неоднородностями. Задачи о дифракции волн на единичных неоднородностях являются классическими. Построен ряд строгих теорий и решений (А.Зоммерфельд, А.Мауэ, Г.Д.Малюжинец). Исследование вопросов дифракции упругих волн на полосовых трещинах различного размера и ориентации в изотропных и анизотропных материалах проводили: Ф.Л. Неерхофф, Ж.Д. Ахенбах, П. Бовик, А. Бострем, В.А. Бабешко, В.А. Александров, И.И Ворович, С.И. Рохлин и др. При этом широко использовались разные математические подходы: методы конечных элементов, методы конечных разностей, а также лучевые методы, методы граничных элементов, вариационно-разностные и другие.

Как показано во введении задачи о взаимодействии упругих волн с неоднородностями, применительно к проблемам ультразвуковой дефектоскопии, требуют учета

влияния контакта их границ. Решение этих вопросов и составляет основную цель диссертационной работы.

Во второй главе представлены результаты исследования процессов распространения волн Лява и Стоунли в областях границ твердых упругих сред, взаимодействующих в приближении «линейного скольжения».

При решении задачи о распространении волны Лява, считалось, что область контакта между упругими слоем и полупространством (рис. 1, а) может быть описана в рамках модели «нежесткого» соединения. Аналогичные представления использовались для волн Стоунли (рис 1, б).

Для волн Лява решение поставленной задачи осуществлялось из условия, что и в слое, и в полупространстве со значениями плотности р и коэффициентов Ламе А., ц

единственная отличная от нуля компонента смещения в волне б^1'2'должна удовлетворять уравнению движения и сводиться к системе [2]:

= [Ввт^гН Ссоз^г^ехр^со? - кх)\ - к < г < О [Г/® = Аехр(- ,у2г)ехр[г'(юг -кх)\ г > 0 '

где 5! = д/- к2 \ = (под понимается «ветвь» этой функции, удовле-

творяющая принципу излучения); кп,к12,к - волновые числа поперечных волн в полупространстве и слое и волны Лява; со - круговая частота; А, В, С - неизвестные амплитудные коэффициенты.

(1)

а)

Рисунок 1 - Схема распространения упругих волн Лява (а) и Стоунли (б) вблизи границы раздела двух твердых сред

Граничные условия в данном случае имели вид:

т(1)

г=0 >г 1г=0 >г1г=-й } 1г=0

т(1)

гО>

г=0 КОТ

(2)

г=0

т(1.2)

где очуг' компоненты тензора напряжении для полупространства и слоя.

После подстановки компонент векторов смещений (1) и соответствующих им напряжений в (2) была получена система уравнений, приравнивание определителя которой к нулю, давало дисперсионное уравнение следующего вида:

1 +

М-2^2 КвТ

(3)

Анализ выражения (3) показал, что при КОТ —» °° оно вырождается в уравнение для случая «жесткого, сварного» контакта, а при КОТ —» 0 - в выражение для «скользящего» контакта [1]. На основе результатов численного анализа решения уравнения (3) проведено изучение влияния на характеристики волн Лява параметров граничных условий. С этой целью на рисунке 2, а приведена зависимость безразмерной фазовой скорости волны Лява первых двух мод от волнового размера кпк и безразмерной тан-

М-1

генциальной жесткости С =--— для материалов: сталь (слой) - плавленый кварц

КйТ /г

(полупространство). На рисунке 2, б приведен график зависимостей амплитуд смещений в волне Лява первого и второго номеров от волнового размера и безразмерной тангенциальной жесткости для материалов: сталь (слой) - плавленый кварц (полупространство). Необходимо отметить, что при «скользящем» контакте (С = 0) первая мода волны Лява не обладает дисперсией, смещения монотонно убывают при удалении от верхней («свободной») границы слоя. При увеличении безразмерной тангенциальной жесткости смещения вблизи границы раздела растут и при б —» °°, что соответствует «скользящему» контакту, становятся равными единице.

Рисунок 2 - Графики зависимостей фазовых скоростей (а) и амплитуд смещений (б) волн Лява первой (7) и второй (2) моды от волнового размера и безразмерной тангенциальной жесткости С для материалов: сталь (слой) - плавленый кварц (полупространство).

Для волн Стоунли решение поставленной задачи осуществлялось из условия, что волна состоит из суммы продольной и поперечной плоских волн, каждая из которых является решением уравнения движения с соответствующими значениями плотности и коэффициентов Ламе. Выражения для смещений представлялись в виде [2]:

= [-(М[ ехр(-qxz)+s^B\ ехр(-ііг)]ехр[г'(сог -Ь:)], . иі1) = [ч\А\ ехр(-Чхг)+ікв1 ехр(-ііг)]ехр[і(сог-кх)\ ^

и? = [-ікА2 ехр(д2г) + ^2в2 ехр(^2г)]ехр[г'(иг-кх)\ и 12) = [- 92^2 ехр(д2г)-г£В2 ехр($2г)]ехр[/(сог -кх)\ где А, 2, В, 2 - произвольные амплитуды; =^кг-к* ; = ^к2-к1г (под и липо-нимаются «ветви» этих функций, удовлетворяющие принципу излучения); кп,к12,к -волновые числа продольных волн в полупространствах и волны Стоунли.

Граничные условия для данного случая состояли в непрерывности нормальных компонент напряжения и условии «линейного скольжения» для компонент смещений и]при г = 0:

-; и

(і).

■и

(2).

т(2)

(5)

кет ' ' кви

Подстановка компонент смещений и напряжений в граничные условия дала систему однородных уравнений относительно амплитуд А12 >В12:

гц^Д + 1\х2кд2Л2 =0

-|Л,(/:2 + і,2)Л[ + -2/|Л+ И^2х2кВ2 =0

^ А| — к Л2

+ ік.Ч\ В1 — ік В2 =0

кет _ 2 ШТ

Чі

Й2

(6)

коы

А2 + + і'Л

1 +

2^2 ты

В2 = 0

Искомой волне соответствует вещественный корень к5, уравнения (6), который должен удовлетворять условию к3, > кп, к,2.

~2 ч3

-4

/, МГц

0.2 0.4 0.6 0.8

б)

Рисунок 3 - Графики зависимостей фазовой скорости волны Стоунли от частоты / (а) и коэффициента перфорации % (б) яля материалов никель - фарфор: = = 0.2; 3 - \ = 0.4; 4-\ = 0.6; 5 - £ = 0.8; 6 - £ = 1

б) 1 -/= 2 МГц; 2 -/= 5 МГц; 3 -/ = 10 МГц; 4 -/= 15 МГц

На рис. 3 а, б приведены зависимости безразмерной фазовой скорости с/сп от частоты / и коэффициента перфорации % для системы никель - фарфор. Из рисунка видно, что в данном случае скорость волны Стоунли обладает дисперсией, что не наблюдалось для «жесткого» соединения полупространств [2].

В работе получено условие существования волн Стоунли в зависимости от параметров контактных жесткостей и характеристик граничащих материалов, которое заключается в том, что определитель системы (6) должен быть положителен при с,.: равной скорости поперечной волны в более «медленной» среде.

Третья глава посвящена исследованию характеристик волновых полей для твердого упругого полупространства с вертикальной поверхностной трещиной, обладающей контактирующими берегами. Использован метод граничных интегральных уравнений. Рассматривалось неограниченное упругое изотропное полупространство со свободной от напряжений гладкой поверхностью с перпендикулярным к ней трещино-подобным дефектом глубиной /I (7 на рис. 4). Определялось поле дифрагированных волн при падении на дефект упругой волны Рэлея (/? на рис. 4). Полагалось, что источник упругой волны находится на достаточном расстоянии от дефекта, чтобы считать колебательный режим устоявшимся. Общее поле в данном случае отвечало принципу лучевого приближения на бесконечности и условиям свободной границы при г = О.

При такой постановке задачи суммарное поле удовлетворяло однородному уравнению Гельмгольца и граничным условиям, которые представлялись в виде симметричной:

ав=0, 0<г<°°

их(0, г) = 0, /г<г<°°

Р, К И \ Л

и антисимметричной частей:

= тт[иг(о+,г)- иг (о",г)| 0 < г < Л

а^ =0, 0 < г <00 Рисунок 4 - Полупространство с

{/ (О г) = 0 1і< 7.<са трещиноподобным дефектом 1

где их(о+,г),£/;(о+, г),£/ г(о~, ((Г, г) - упругие нормальные и тангенциальные смещения с каждой из сторон трещины.

Решения волновых уравнений для симметричной и антисимметричной частей представлялись в виде:

7°°.! \ т

^ ГІУ л * -а,7. і -2 _ лі 1 . \ £

Ко п0

Ко

и" =-](&" е~"<:-2к-2а1Сае-^)сов&У11; + -]{а1Вае-а" + 2к-%Ба е'^т^й^ Ко

71 о Л0

где /I5'", - неизвестные функции от вещественного волнового числа С,,

определяемые из граничных условий.

Дальнейшее решение задачи осуществлялось подстановкой в граничные условия компонент смещений и поиском неизвестных функций А"-а,В5 а,С1,Я ,£>1Я, путем выражений трех из них через А1'". В результате, после «сборки» симметричной и анти-

симметричной частей смещений, была получена пара граничных интегральных уравнений, решаемых численно - разложением на полиномы Чебышева и сведением к системе уравнений с /и-неизвестными.

На основе результатов численного анализа исследованы закономерности влияния на характеристики рассеянного поля глубины и степени «нежесткости» на границе трещиноподобной несплошности в алюминии. Оценивались характеристики волн Рэ-

лея, отраженных и прошедших через препятствие. Так, на рис. 5 представлена относительная вариация коэффициента отражения волны Рэлея Ая = — )/Л® в зависимости от нормальной жесткости для трех нормированных к длине волны глубин «трещины»:; -1г/Х = 3.0,- 2- 1г/Х = 0.3,- 3 -

к/Х = 0.03 (Яд - коэффициент отражения волны Рэлея от «открытой» трещины тех же размеров). На рисунке 6 показаны графики зависимостей коэффициентов отражения (а) и прохождения (б) волны Рэлея в зависимости от нормированной глубины трещины при КйЫ = 1.5 ■ 1014 н/м3 (кривая 1), а также

а) б)

Рисунок 6 - Графики зависимостей от нормированной глубины трещины коэффициентов отражения (а) и прохождения (б) волны Рэлея

Из проведенных оценок характеристик рассеянного поля сделан вывод, что в предельных случаях для эквивалентной жесткости («жесткое» соединение или свободная граница), они соответствуют данным известным из литературы [3]. Отметим, что существуют области соотношений глубины дефекта к длине падающей волны (/г/А. > 0.5), в которых упругие волны отражаются лучше, чем на открытой трещине.

В четвертой главе приведены результаты решения задачи о дифракции упругих волн Лэмба в однородном упругом волноводе на горизонтальной трещине с контактирующими «берегами». При решении задачи рассматривался волновод с полубесконеч-

6 КСМ1(Г|4,н/м3

Рисунок 5 - График зависимости от КОМ относительной вариации коэффициента отражения волны Рэлея

ным трещиноподобным дефектом, совпадающим с отрицательной полуплоскостью - °° < г < 0, у = с, на который из г = -н» падает волна Лэмба, определяемая потенциалами смещений фр.у^рис. 7). Считалось, что упругие потенциалы смещений в волноводе удовлетворяли уравнениям Гельмгольца. Решение задачи заключалось в поиске неизвестных функций Л12, В12, С1-2, Д 2 в выражениях для трансформант потенциалов Ф и \|/, полученных на основе интегрального преобразования Фурье:

ф = А1 (к)сігуу + В, (к)їІіуу

при с<у<+1г\

ф = А2 (к)сігуу + В2 (к)іііуу

при с> у >-к

(¡/ = С!(к)с!гуу + О;(к).^{у г"" " ""' = С2(к)с1гуу + В2(£)л/гуу Граничные условия в данном случае определялись равенством нулю компонент напряжений на свободных гранях волновода и полной передачей компонент напряжений на трещине. Потенциалы же и компоненты упругих смещений ф, у, и , £/., непрерывны в области 0< г и подчинялись граничным условиям о «неполной передаче» на отрезке - оо < % < о.

Подстановка упругих потенциалов, смещений и напряжений в граничные условия привела к получению системы функциональных уравнений:

А ,(й + с)Аа(й-с)" А, (2Л)

в;у + ~>т

где оуу

_2Ц Ч2 щ V - КОИ

2Ц Ч2 г Ё: V КЄТ У

— + ' ЁУ~-

А,(й-с)Аа(й + с) Аа(2/і)

(7)

І1

0 г

-Л

Рисунок 7 - Схема взаимодействия волны Лэмба с полубесконечным трещиноподобным дефектом

- трансформанты скачков смещений и напряжений справа и слева от г = 0; Дл,5(2/г),Да 5(к±с)- дисперсионные уравнения для

волноводов толщиной 2/г,/г ± с. Решение уравнения (7) выполнено методом факторизации и методом Винера-Хопфа [4] с дальнейшим обратным преобразованием Фурье для полученных значений трансформант потенциалов. В результате были получены коэффициенты отражения для основной и трансформированных компонент при дифракции симметричных и антисимметричных волн Лэмба. По аналогии были получены выражения и для коэффициентов прохождения.

На основе результатов численного анализа изучено влияние на характеристики рассеянного поля параметров граничных условий и характеристик волновода. Проанализированы зависимости коэффициентов отражения для симметричных и антисимметричных мод волн Лэмба в зависимости от смещения дефекта в волноводе при различных значениях контактной жесткости. Следует отметить, что увеличение параметра жесткости приводит к ослаблению коэффициентов отражения. При контроле листов с трещиноподобными расслоениями для фиксации отраженного информационного сигнала желательно использовать отраженные волны того же номера, что и падающие. Это способствует снижению вероятности пропуска дефектов. С целью же достижения наименьшей вероятности пропуска дефектов следует использовать для выявления

трещиноподобных расслоений первую моды волны, так как ее коэффициент отражения обращается в нуль лишь при нахождении дефекта в непосредственной близости

от поверхности волновода.

В главе 5 рассмотрены вопросы экспериментального моделирования нарушения акустических связей на границе дефектов, обладающих переменным звукоотражением. Имитация подобных дефектов осуществлялась приложением внешнего давления к поверхностям экспериментальных образцов из алюминия в пределах 0-80 МПа. Измерение характеристик прошедших и рассеянных упругих волн Рэлея и Лэмба производились при помощи клиновидных пьезопреобразователей с переменным углом ввода на дискретных частотах в диапазоне 1 - 2.5 МГц.

Натурные измерения подтвердили возможность моделирования трещиноподоб-ного дефекта с помощью приложения внешнего давления, для имитации условий «линейного скольжения». Была разработана технология изготовления образцов с неодно-родностями, имитирующими свойства естественных дефектов с нарушением акустического контакта на границах.

На основании данных анализа и полученных теоретических результатов осуществлен выбор, доработка и настройка измерительной аппаратуры в экспериментальной установке. Даны описания методик и результатов экспериментов подтверждающих основные выводы теории.

В заключении сформулированы основные результаты и рекомендации по их практическому использованию, полученные в ходе выполнения диссертационной работы.

Основные выводы и результаты

1. Предложено использование математической модели «нежесткого» соединения в приближении «линейного скольжения» для учета параметров контакта границ трещиноподобных дефектов.

2. Исследованы свойства волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба при рассеянии на трещиноподобных дефектах различной формы и ориентации в рамках модели «нежесткого» соединения.

3. Определены ранее неизвестные зависимости характеристик рассеянных волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба от параметров трещиноподобных неоднородностей.

4. Разработана технология изготовления опытных образцов с трещиноподобны-ми дефектами, имитирующими свойства естественных дефектов с нарушением акустического контакта на границах.

5. Рекомендовано применение выявленных в работе закономерностей для совершенствования методов ультразвуковой диагностики материалов в части эталонирования неоднородностей и анализа результатов контроля.

Список цитированной литературы

1. Schoenberg M. Elastic waves behavior across linear slip interfaces // J. Acoust. Soc. Amer. - 1980. - V.68. - Is.5. - P.1516-1521.

2. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах M ■ Наука

1981

3. Данилов В.Н., Ямщиков B.C. К вопросу о рассеянии поверхностных волн Рэлея на пограничных дефектах // Акуст. журн. - 1985. - Т.31. - №3. - С. 323-327

4. Rokhlin S.I. Diffraction of Lamb waves by a finite crack in an elastic layer // J. Acoust. Soc. Amer. - 1980. - V.67. - Is.4. - P. 1157-1165

Список основных публикаций

Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК:

1. Аббакумов К.Е., Коновалов P.C. Влияние нарушения акустического контакта на распространение волн Стоунли вблизи границы твердых полупространств // Дефектоскопия, 2008, №3, с.52 - 58

2. Аббакумов К.Е., Коновалов P.C. О рассеянии поверхностных волн Рэлея трещиноподобным дефектом, нормальным к поверхности упругого полупространства // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". - 2012. - вып. 1. - С.74-81

Статьи в других изданиях и материалы конференций:

3. Распространение поверхностных акустических волн Стоунли вблизи границы твердых полупространств при нарушенном акустическом контакте // Тезисы докладов X Всероссийской научной конференции студентов - радиофизиков, Старый Петергоф, 5-6 декабря 2006. С. 30 -33

4. Аббакумов К.Е., Коновалов P.C. Распространение акустических волн Стоунли в области границы твердых полупространств при нарушенном акустическом контакте. Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", вып. 1, 2007, с. 3 -7

5. Аббакумов К.Е., Коновалов P.C. Волновые эффекты области границы двух сред при нарушении акустического контакта // Тезисы докладов 7-ой Международной выставки и конференции "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности", Москва, 11-13 марта 2008

6. Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Рассеяние волн Рэлея поверхностными трещинами с взаимодействующими берегами // Тезисы докладов 8 -ой Международной выставки и конференции "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности", Москва, 18-20 марта 2009

7. Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Распространение волны Рэлея вдоль границы твердого тела с трещиной // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", вып 2, 2009, с. 57 - 64

8. Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Рассеивающие свойства поверхностных волн на трещиноподобных дефектах типа слипания // Тезисы докладов XX Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций", Санкт-Петербург, 26 - 28 мая 2009

9. Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Взаимодействие поверхностных упругих волн с трещиноподобными неоднородностями в приближении "линейного скольжения" на берегах трещин // Сб. докладов 62-ой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 27 января - 8 февраля 2009, с. 190-195

Ю.Коновалов P.C. Физические основы применения поверхностных акустических волн для обнаружения дефектов металлоизделий // Сб. докладов конференции по мягким вычислениям и измерениям "SCM - 2009", Санкт-Петербург, 25 - 27 июня 2009.

11.Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Информационные аспекты применения волновых процессов в области границы с "нежестким" контактом твердых сред // Сб. докладов 3-ей Международной научно-технической конференции "Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов", Могилев, 23-25 сентября 2009, с. 25-26

12.Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Развитие теории и перспективы практического применения волновых процессов на границе твердых сред // Сб. докладов Международной научной конференции "Становление и развитие научных исследований в высшей школе", посвященная 100-летию со дня рождения профессора A.A. Воробьева, Томск, 14-16 сентября 2009, 62-65.

13.Ростокин И.Л., Алексеева Л.Г., Коновалов P.C. Исследование возможности контроля механических свойств и химического состава чугуна СЧ-20 акустическим методом // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", вып. 1, 2010, с. 50 - 55

14.Abbakumov К.Е., Konovalov R.S., Britvin V.A. Informative opportunities of wave processes at the boundary of solid mediums in conditions of broken acoustic contact // Abstracts of 10th European conference on Non-destructive testing, Moscow, June 7-11,2010, p. 173-175

15.Аббакумов K.E., Коновалов P.C. Физические основы и перспективы практического применения волновых процессов на границе твердых сред // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии", 21-22 апреля 2011 г., Могилев, Беларусь

Учебные пособия:

16.Аббакумов К.Е., Бритвин В.А., Коновалов P.C. Основы метрологии и стандартизации в неразрушающем контроле / СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2010. -136 с.

17.Электронное издание на 1 CD-R "Коновалов P.C., Теплякова A.B., Коновалова B.C. Технология акустического контроля материалов и изделий: учебное электронное издание: доступно в локальном и сетевом режиме" / № гос. per.: 0321100598, per. свид. № 21669, 2010

Подписано в печать 30.08.12. Формат 60*84 1/8. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 82.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Коновалов, Роман Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ ДЛЯ ТЕЛ С НЕОДНОРОДНОСТЯМИ.

1.1. Особенности структуры естественных неоднородностей и способы их учета при математическом моделировании.

1.2. Идеализированные модели трещиноподобных неоднородностей.

1.3. Основные уравнения и граничные условия динамической теории упругости.

1.4. Динамическая задача теории упругости для тел с неоднородностями в применении к волнам Рэлея и Лэмба.

1.5. Особенности формирования граничных условий в приближении "линейного" скольжения.

1.6. Выводы.

ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ УПРУГИХ ВОЛН НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ ТВЕРДЫХ СРЕД.

2.1 Распространение упругих волн Лява на границе раздела слой - полупространство.

2.2. Распространение волны Стоунли вдоль границы раздела двух изотропных полупространств.

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. ВОЛНОВОЕ ПОЛЕ В ТВЕРДОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ С ТРЕЩИНОПОДОБНЫМ

ДЕФЕКТОМ НОРМАЛЬНЫМ К ПОВЕРХНОСТИ.

3.1. Постановка задачи о решении граничных интегральных уравнений (ГИУ) для твердого полупространства с трещиноподобным дефектом для упругих волн.

3.1.1. О численном решении ГИУ.

3.1.2. Определение падающей волны.

3.2. Численный анализ характеристик рассеянных полей.

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. ДИФРАКЦИЯ УПРУГИХ ВОЛН НА ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ТРЕЩИНОПОДОБНОМ ДЕФЕКТЕ

В ВОЛНОВОДЕ.

4.1. Нахождение коэффициентов отражения и трансформации.

4.2. Анализ коэффициентов отражения.

4.3. Выводы.ИЗ

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ УПРУГИХ ВОЛН НА ТРЕЩИНОПОДОБНЫХ

ДЕФЕКТАХ В ОБЪЕКТАХ ПРОТЯЖЕННОЙ ФОРМЫ.

5.1. Разработка экспериментальной установки.

5.2. Анализ данных, полученных в результате эксперимента.

5.2.1. Отражение волн Рэлея от поверхностной трещины.

5.2.2. Отражение волн Лэмба от трещиноподобного расслоения в упругой пластине.

5.3. Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии"

Проблема качества выпускаемой промышленностью продукции традиционно является актуальной, ввиду важности обеспечения ее надежной и безопасной работы. В реальных условиях эксплуатации изделия подвергаются воздействию не только различных нагрузок (статических, динамических, циклических), перепаду внешних температур и давления, но и различных по агрессивности коррозионных сред, которые приводят к изменению геометрических, физико-химических, структурных, механических свойств материала изделия. Кроме того, в узлах всевозможных конструкций могут присутствовать дефекты, полученные при изготовлении, транспортировке, монтаже, эксплуатации, а также унаследованные из продукции предыдущих этапов технологического передела. Наиболее опасные из таких дефектов - трещины, непровары, слипания, стресс-коррозия и др., являющиеся концентраторами напряжений. Данное обстоятельство приводит к необходимости более широкого и эффективного использования методов и средств неразрушающе-го контроля (НК) еще на стадии изготовления продукции применительно к заготовкам и материалам. Затраты на НК достаточно быстро окупаются, поэтому данное направление работ является экономически эффективным, что предопределяет его дальнейшее развитие как одного из важнейших направлений научно-технического прогресса.

Из основных методов НК наибольший вес приходится на акустические (70-80%), что объясняется более высокой чувствительностью и лучшей вы-являемостью трещиноподобных дефектов, меньшей стоимостью по сравнению с иными методами. Исторически первыми для целей неразрушающего контроля были использованы упругие волны ультразвуковых частот (>20кГц), что привело к формированию термина "ультразвуковая дефектоскопия". В нашей стране применение ультразвуковых методов связано с именем члена-корреспондента АН, профессора С.Я. Соколова.

Достигнутые к настоящему времени успехи в применении ультразвука в значительной степени обязаны теории объемных волн и, в частности, разделам, посвященным исследованию взаимодействия объемных волн с различного рода неоднородностями в упругих телах. По этой причине вопросы распространения упругих волн в твердых средах, в частности металлах, содержащих неоднородности различной природы, продолжают привлекать внимание исследователей. Достигнутые результаты исследований в дальнейшем могут служить основой для разработки новых средств и методов не-разрушающего контроля и измерений, обладающих более совершенными по сравнению с существующими техническими характеристиками.

В ультразвуковой дефектоскопии с развитием производственных задач возникла необходимость в повышении информативности методов неразру-шающего контроля и переходе от поиска и выявления дефектов среды к распознаванию и выделению их отличительных признаков. Один из основных подходов в решении поставленной задачи связан с созданием комплекса универсальных физических и математических моделей, позволяющего решать задачи о взаимодействии акустических волн с характерными для структуры материала неоднородностями (трещины, каверны, включения). Круг объектов, используемых в качестве моделей для указанных целей, сильно ограничен по разным причинам. Он включает в себя объекты элементарной формы в виде препятствий типа сферы, диска, цилиндра, полуплоскости, тонкой полосы. Как показала практика этого явно недостаточно для описания всего многообразия свойств несплошностей естественного технологического происхождения в металлах. Одной из особенностей строения, которая, как показано в обзоре литературы, ранее практически не учитывалась при рассмотрении взаимодействия упругих волн с естественными неоднородностями, является сложная структура зоны контакта для дефектов типа «слипаний», по сравнению с «открытыми» или заполненными иным веществом. Данное обстоятельство обусловлено необходимостью поиска и обнаружения дефектов, обладающих слабым звукоотражением. Анализ литературных данных и доступных материалов металлографических исследований показал, что влияние вопросов контактирования границ неоднородностей целесообразно осуществлять на основе модели «нежесткого» соединения в приближении «линейного скольжения» [1]. Данная модель была доработана, в результате чего получены расчетные характеристики в виде модулей контактных жесткостей КОИ (Н/м3) и КОТ (Н/м^1) как функций коэффициента перфорации границы (соотношение суммы площадей зон отсутствия контакта к общей площади), ответственных за передачу упругих смещений соответственно в нормальном и тангенциальном направлениях по отношению к границе раздела неоднородностей. Подобный подход предполагал, что перемещения линейно зависят от усилий сцепления («линейное скольжение»). Отход от «классических» условий «сварного, жесткого» и «скользящего» соединений потребовал дополнительных исследований характеристик рассеянных трещиноподобными неод-нородностями полей в привязке к параметрам условий контакта на границах несплошностей, а также выявления новых закономерностей, пригодных для совершенствования методов ультразвуковой диагностики материалов.

Предмет исследования. Процессы взаимодействия упругих волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба с плоскостными трещиноподобными неоднородно-стями.

Достижение целей работы обеспечено решением следующих задач:

- Анализ применения полученных теоретических закономерностей поведения волн Лява, Стоунли, Рэлея, Лэмба к задачам обнаружения неодно-родностей в металлах и сплавах;

Работа содержит: введение, пять основных разделов, заключение, список литературы и приложения.

Во введении сформулированы актуальность, цель и основные научные положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации рассмотрено современное состояние вопроса и проведен анализ известных работ по вопросам взаимодействия упругих волн с естественными неоднородностями и их моделями в твердых упругих телах. Рассмотрены примеры общей постановки краевых задач динамической теории упругости. Изложена техника применения интегральных преобразований для построения решения для слоя и полупространства, на поверхностях которого заданы нагрузки. Обсуждаются влияние на дисперсионные свойства распространяющихся волн неоднородностей в слое и в полупространстве. Приводится описание используемой для расчета модели "нежесткого" соединения в приближении «линейного скольжения».

Во второй главе представлены результаты исследования процессов распространения волн Лява и Стоунли в областях границ твердых упругих сред и слоев, взаимодействующих в приближении «линейного скольжения». Выведены дисперсионные уравнения, определяющие фазовые скорости волн Лява и Стоунли в зависимости от соотношений параметров упругих сред и параметров формирования акустического контакта на границе. Определены базовые отличия рассмотренных волновых процессов по сравнению с условиями идеального «сварного» контакта твердых сред.

Третья глава посвящена исследованию волновых полей для твердого упругого полупространства с вертикальной поверхностной трещиной, обладающей контактирующими берегами, с использованием метода граничных интегральных уравнений [35]. Получены приближенные выражения для коэффициентов прохождения и отражения поверхностных волн Рэлея от указанного типа неоднородностей в рамках модели «нежесткого» соединения. На основе результатов численного анализа с учетом процессов трансформации проведено изучение влияния на характеристики рассеянного поля параметров граничных условий, параметров трещиноподобных неоднородностей, наличия затухания упругих волн. Показано отличие этих характеристик от характеристик полей, рассеянных трещинами с не взаимодействующими «берегами».

В четвертой главе приведены постановка и решение задачи о взаимодействии волн Лэмба в волноводе с «полубесконечной трещиной», границы которой взаимодействуют в приближении «линейного скольжения». Представлены результаты анализа физических особенностей дифракции волн Лэмба разных мод в однородном упругом волноводе с горизонтальной трещиной с контактирующими берегами. Получены численные оценки для коэффициентов отражения и прохождения для заданных мод колебаний. Обсуждены численные результаты и их соответствие с известными данными авторов более ранних работ.

В пятой главе приводится изложение экспериментальных исследований рассеяния упругих волн на трещиноподобных дефектах. Дано описание разработки технологии изготовления образцов с неоднородностями, имитирующими свойства естественных трещиноподобных дефектов с распределенными областями контактных участков. Рассмотрены вопросы экспериментального моделирования нарушения акустических связей на берегах трещины при создании натурных образцов, имитирующих свойства плоскостных дефектов. Даны описание методик, макетов экспериментальных стендов и результаты экспериментов, подтверждающих выводы теории.

В заключении сформулированы основные результаты выполненных исследований и основные рекомендации по их внедрению в практику ультразвуковых измерений и контроля.

Текст диссертации изложен на 175 страницах машинописного текста, содержит 53 иллюстрации, 21 таблицу. Список литературы содержит 191 наименование источников. В приложениях представлены материалы, дополняющие содержание основных разделов и характеризующих результаты внедрения работы.

Научную новизну работы составляют следующие результаты:

В диссертации защищаются следующие научные положения:

1. При исследованиях распространения и рассеяния нормальных и поверхностных волн и их модификаций в качестве моделей, аппроксимирующих трещиноподобные дефекты естественного происхождения, следует использовать протяженные неоднородности, допускающие передачу нормальных и тангенциальных к границе компонент механических колебаний на множестве микроконтактных выступов в приближении «линейного скольжения».

3. Для повышения эксплуатационных характеристик средств неразру-шающего контроля, в качестве эталонных образцов, в необходимых случаях, следует применять образцы с трещиноподобными неоднородностями, более полно имитирующими свойства естественных неоднородностей.

Основные результаты исследований, выполненных по теме диссертации, содержатся в работах [111 - 115, 127], и докладывались на: 7-ой и 8-ой Международных конференциях "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" (Москва 2008, 2009 гг.) [128,129]; Международной научной конференции "Становление и развитие научных исследований в высшей школе" посвященной 100-летию со дня рождения профессора A.A. Воробьёва (Томск 2009 г.) [130]; 3-й Международной научно-технической конференции "Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов" (Могилев 2009 г.) [131], ХХ-ой Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций" (Санкт-Петербург 2009 г.) [132]; 10-ой Европейской конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике (Москва 2010 г.) [114]; Международной научно-технической конференции "Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии" (Могилев 2011) [133]; семинарах по вычислительной и теоретической акустике Научного Совета по акустике РАН (Санкт-Петербург 2009, 2011); семинарах по вычислительной и теоретической акустике Научного Совета по акустике РАН (научный руководитель - д.ф.-м.н., профессор Коузов Д.П.) в 2009-2012 гг., а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (2006-2011 гг.).

Работа выполнена при поддержке: администрации г. Санкт-Петербурга из Фонда для студентов и аспирантов (№090263, №070237), грантов для научно-исследовательской деятельности студентов и аспирантов СПбГЭТУ "ЛЭТИ" (2007 - 2009гг.); Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе У.М.Н.И.К. (2010-2011гг.).

Автором по теме диссертации опубликовано 15 работ, из них - 2 статьи в журналах из Перечня изданий, рекомендованных ВАК, 3 статьи в других изданиях, 10 докладов (с опубликованными тезисами) на международных и федеральных научно-технических конференциях.

В приложениях приведены акты о внедрении результатов выполненной диссертационной работы в промышленности и в учебно-научном процессе кафедры Электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Настоящая диссертационная работа выполнялась на кафедре Электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ "ЛЭТИ" имени В.И. Ульянова (Ленина).

Считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность своему научному руководителю доктору технических наук, профессору Константину Евгеньевичу Аббакумову за внимание, поддержку и помощь.

Пользуюсь также случаем для выражения благодарности сотрудникам кафедры Электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ "ЛЭТИ" имени В.И. Ульянова (Ленина), чьи консультации и доброжелательность во многом способствовала выполнению работы.

Заключение диссертации по теме "Акустика"

Выводы и рекомендации Коновалова P.C. по выбору номеров волн и рабочих частот дефектоскопов применяются при проведении неразрушающего контроля особоответственных изделий в нефтяной и газовой промышленности.

АКТ оперативному управлению и экспертной гнко Л.В.

Заместитель генерального директора по

У ГВЬРЖДАЮ" Проретор С П61 Tf У «ЛЭТИ» но научной работе к.<гцг.; /ющ ,

LLJcc'iопалов М.Ю.

2012 г.

• уХ » #

АКТ о внедрении результатов диссертационной работы Коновалова Романа Сергеевича «Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в объектах протяженной формы применительно к задачам улыразвуковой дефектоскопии»

Составлен комиссией в составе.

Председатель: зам. зав. кафедрой по научной рабою, доцент к т н Шевелько М.М. Члены комиссии: доцент к.т н. Перегудов АЛ!., с г преподаватель 1 [аврос К С

Комиссия составила настоящий аю о юм. чго резулыагы диссертационной работы Коновалова Романа Сергеевича «Рассеяние упругих волн на трещиноподобных дефектах в твердых объектах протяженной формы применительно к задачам ультразвуковой дефектоскопии» были использованы при обучении магистров в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» по дисциплинам: «Акустические методы неразру шаюшет о контроля» и « Гехподот ия неразру шаюшего контроля материалов и изделий» Mai исгерской программы «Приборы и методы контроля качества и диагностики» В учебном процессе нашли применение методы постановки и решения задачи дифракции па трещиноподобных дефектах, предложенные в диссертационной работе и реализованные на платформе пакетов MA I L АВ и MathCAD. а 1ак же методы создания искусственных неоднородпостеи со сложными условиями на границе. Использование указанных резулыаюв повышает уровень подгоювки студентов в об пасти нераз-рушающего контроля, приближает их к реальной инженерной практике обнаружения и оценки естественных неоднородноетей в материалах и изделиях

Шевелько М.М.

Перегудов А Н Паврос К.С.

Председатель:

Зам. заведующего кафедрой ЭУТ к.т.н. доцент

Члены комиссии к.т.н., доцент ст. преподаватель а/-*,