Рябков С.О. Вихрострумовий прилад для виявлення експлуатаційної деградації алюмінієвих сплавів

Даний дипломний проєкт складається з  54 сторіноки, 21 ілюстрації, 95 формул,  30 літературних джерел.

В дипломному проєкті було розроблено вихрострумовий прилад для моніторингу деградації алюмінієвих сплавів в авіаційних конструкціях. Рівень деградації визначається за значенням питомої електропровідності сплаву. В приладі реалізовано фазовий метод вимірювання, який менш чутливий до варіацій зазору між об’єктом контролю та перетворювачем. Розроблено структурну, функціональну та принципіальну схеми приладу, а також складальне креслення вихрострумового перетворювача.

Мета роботи полягає в розробленні вихрострумового приладу моніторінгу електропровідності алюмінієвих сплавів в процесі їх деградації.  Об’єкт дослідження – процес вимірюванння питомої електропровідності алюмінієвих сплавів вихрострумовим методом. Предмет дослідження – вихрострумові методи та засоби вимірювання питомої електропровідності алюмінієвих сплавів. Наукова новизна – при конструюванні приладу запропоновано враховувати температуру об’єкту контролю та приводити результат вимірювання питомої електропровідності до нормальної температури.

Ключові слова: авіаційна техніка, алюминієві сплави, деградація, вихрострумовий метод, електропровідність, фазовий метод.

Керівник: проф., д.т.н. Куц Ю.В.

Повний текст проєкту (.pdf)

Повний перелік дипломних проєктів та робіт

Список використаної літератури

1.    Осташ О.П., Андрейко І.М., Головатюк Ю.В. Деградація матеріалів і втомна міцність тривало експлуатованих авіаконструкцій // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2006. – №4. – С. 5–16.
2.     Осташ О.П. Нові підходи в механіці втомного руйнування // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2006. – №1. – С. 13–25.
3.    Вплив корозивного середовища на втомну довговічність деградованих алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95 / О.П.Осташ, І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, О.І. Семенець // Там само. – 2008. – № 5. – С. 75–84.
4.    Осташ О. П. Діагностика технічного стану авіаконструкцій після довготривалої експлуатації / Осташ О. П., Д. С. Ківа, В. М. Учанін, О. І. Семенець, І. М. Андрейко, Ю. В.Головатюк // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, №2, 2013
5.    Shi P. Corrosion fatigue and multiple site damage reliability analysis / P.Shi, s. Mahadevan. /Internation Jornal of Fatigue. 2003, р. 457-469.
6.    Ефимова М.Г. Основы авиации. Часть 2. Конструкция и основные функциональные системы летательных аппаратов: Учебное пособие. – М.: МГТУГА, 2005. − 52 с.
7.    Корнеев В.М. Конструкция и основы эксплуатации летательных аппаратов: конспект лекций / В.М. Корнеев. – Ульяновск : УВАУ ГА(и), 2009. – 130 с.
8.    Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами / В.Г. Герасимов, Ю.А. Останин, А.Д. Покровський и др. – М.: Энергия, 1978. – 216 с.
9.    Клюев В.В. (ред.) Неразрушающий контроль. Том 2. Книга 1. Контроль герметичности. Книга 2. Вихретоковый контроль / Справочник. — В 7 т. — Том 2. — В 2 кн. — Кн.1: А.И. Евлампиев, Е.Д. Попов, С.Г. Сажин, Л.Д. Муравьева С.А. Добротин, А.В. Половинкин, Ю.А. Кондратьев. Кн.2: Ю.К. Федосенко, В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, Ю.Я. Останин. — М.: Машиностроение, 2003. — 688 с.
10.     Куц Ю.В. Магнітний неруйнівний контроль: Навчальний посібник / Ю.В. Куц, А.Г. Протасов, В.К. Цапенко, В.С. Єременко, Ю.Ю. Лисенко ‒ К: НТУУ ”КПІ”. – 2012. – 139 c.
11.    . Смирнов А. А. Теория электросопротивления сплавов. – Киев: Изд-во АН УССР, 1960. –148 с.
12.    Дорофеев А. Л., Ершов Р. Е. Физические основы электромагнитной структуроскопии. – Новосибирск: Наука, 1985. –183 с.
13.    Берестецкий В. Б., Лившиц Е. М., Питаевский Л. П. Квантовая электродинамика. – Теоретическая физика в 10 т. – Т.4. – М.: Наука, 1989. – С. 421–422.
14.    Morozov M., Tian G. Y., Withers Ph. J. Noncontact evaluation of th dependency of electrical conductivity on stress for various Al alloys as a function of plastic deformation andannealing // J. Appl. Physics. – 2010. –108, Paper 024909.– P. 1–9.
15.    Пат. № 0083032 А1США. Self-monitoring metals, alloys and materials / Neil J. Goldfine. – Опубл. 21.04.2005.
16.    Rajic N., Burke S. K. and Galea S. C. An experimental study of the relationship between electrical conductivity and early fatigue damage in Al 2024 // Technical Note (DSTO- TN-0387) of Aeronautical and Maritime Research Laboratory. – 2001. – P. 1–11
17.    Наумов Н. М., Микляев П. Г. Резистомерический неразрушающий контроль алюминиевых деформируемых сплавов – М.: Металлургия, 1974. – 200 с.
18.     Hagemaier D. J. Applications of eddy current testing to airframes // Nondestructive Testing Handbook (Second Edition), Vol.4, Section 14. – American Society for Nondestructive Testing, 1986. – P. 369–421.
19.    Неразрушающий контроль. Справ. в 7 т. / Под. общ. ред. В.В. Клюєва. Т.2, кн. 2: Вихретоковый контроль / Ю.К. Федосенко, В.Г. Герасимов, А.Д. Покровський, Ю.Я. Останин. – М.: Машиностроение, 2003. – С. 340–687.
20.    Фриндляндер И. Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. – М.: Металлургия, 1979. – 208 с.
21.    Correlation of strength with hardness and electrical conductivity for aluminum alloy 7010 / M.A. Salazar, Y.Y. Zhao, A. Pitman, A. Greene // Materials Science Forum. – 2006. – 519–521. – P. 853–858.
22.    Rummel W. D. Characterization and evaluation of 2014 aluminum alloy by eddy current conductivity techniques // Materials Evaluation. – 1966. – XIV, № 6. – P. 322–326.
23.     Gür C. H., Yildiz I. Utilization of nondestructive methods for determining of effect of age-hardening on impact toughness of 2024 Al-Cu-Mg alloy // J. Nondestruct. Evaluation. – 2008. – 27. – P. 99–104.
24.    Microstructural evolution of aluminum alloy 7B04 thick plate by various thermal treatments / Zh. Li, B. Xiong, Y. Zhang et al. // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2008. – 18. – P. 40–45.
25.    Tsai T. C., Chuang T. H. Relationship between electrical conductivity and stress corrosion cracking susceptibility of Al 7075 and Al7475 alloys // Corrosion. – 1996. – 52, №6. – P. 414–416.
26.    Starink M. J., Li X. M. A model for the electrical conductivity of peak-aged and overaged Al-Zn-Mg-Cu alloys // Metallurgical and Materials Transactions, Ser. A. – 2003. – 34A, April. – P. 899–907.
27.    Zaid H. R., Hatab A. M., Ibrahim A. M. A. Properties enhacement of Al-Zn-Mg-Cu alloy by retrogression and re-agingheat treatment // J. Mining and Metallurgy, Sect. B-Metall. – 2011. – 47, № 1, – P. 31– 35.
28.    Hagemaier D. J. Evaluation of heat damage to aluminum aircraft structures // Materials Evaluation. –1982. – 40, №9. – P. 962–969.
29.    Вплив тривалої експлуатації на структуру і фізико-механічні властивості алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95 / О.П. Осташ, І.М. Андрейко, Л.І. Маркашова та ін. // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2013. – № 1. – С. 18–27
30.     Вихрострумовий моніторинг деградації алюмінієвих сплавів під час тривалої експлуатації авіаційної техніки // В.М. Учанін, О.П. Осташ, С.А. Бичков, О.І. Семенець, В.Я. Дереча // Техн. діагностика та неруйнівний контроль, 2021, №1 С. 4–5, ISSN 0235-3474
31.    Петрик, В. Ф. Метрологія, стандартизація та сертифікація в неруйнівному контролі [Електронний ресурс] : навчальний посібник з дисциплін «Метрологія» та «Сертифікація і стандартизація» / В. Ф. Петрик, А. Г. Протасов ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 3,04 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2015. – 266 с.
32.    Фазовимірювальні системи неруйнівного контролю [Електронний ресурс] / С. М. Маєвський; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 288 с.
33.    Grigoriy S. Tymchik, Oleksandr O. Podolian, Andriy V. Pavlovych, Iuliia Iu. Lysenko, Paweł Komada, and Ainur Kozbakova "Quality control system of well-bonded coupling fitting onto high pressure gas-main pipelines", Proc. SPIE 10808, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, 108085A
34.    S. Maievskyi, I. Lysenko, Y. Kuts, A. Protasov, and O. Dugin, “Study of Parametric Transducer Operation in Pulsed Eddy Current Non-Destructive Testing”, in Proc. 2018 IEEE Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology, Kyiv, 2018, pp.594 – 597.
35.    I. Lysenko, V. Eremenko, Y. Kuts, A. Protasov, V. Uchanin, “Advanced Signal Processing Methods for Inspection of Aircraft Structural Materials”, Transactions on Aerospace Research, vol. 2 (259), pp. 27-35, 2020.

ПСНК КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017