2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.25515/pmi.2018.2.176 pmi-11904 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11904 Электромеханика и машиностроение Electromechanics and mechanical engineering Estimation of the relation of strength and ultrasound speed in glass-reinforce plastic Оценка связи прочности и скорости ультразвука в стеклопластике Potapov A. I. Потапов А. И. Potapov A. I. apot@mail.ru Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) 24 04 2018 2018 230 176 184 17 11 2017 05 01 2018 24 04 2018 © 2018 А. И. Потапов © 2018 A. I. Potapov 2018 А. И. Потапов A. I. Potapov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11904

В горном машиностроении широко применяются детали и изделия из композиционных материалов, особенно из стеклопластиков. В работе проведена оценка связи прочности и скорости ультразвука для неразрушающего контроля прочности в изделии из таких композиционных материалов, как стеклопластики с использованием импульсного ультразвукового метода. Рассмотрены способы оценки связи, методики механических испытаний на сжатие и математической обработки и установления связи между скоростью ультразвука и прочностью стеклопластиков. Приведены результаты экспериментальных исследований по установлению связи между прочностью стеклопластика на сжатие и скоростью продольных ультразвуковых волн. В результате статистической обработки экспериментальных результатов получены уравнения связи между прочностью при сжатии и скоростью ультразвука в стекловолокните.

In mining machinery, details and products made of composite materials are widely used, especially from GRP (glass-reinforce plastic). The work evaluates the relationship between the strength and the speed of ultrasound for nondestructive testing of strength in an article made of composite materials such as GDR with the use of a pulsed ultrasonic method. Methods for estimating the connection, the method of mechanical compression tests and mathematical processing and establishing the relationship between the ultrasonic velocity and the strength of GRP are considered. The results of experimental studies on establishing the relationship between the strength of GRP on compression and the speed of longitudinal ultrasonic waves are presented. As a result of statistical processing of the experimental results, equations of the relationship between the compressive strength and the ultrasonic velocity in fiberglass are obtained.

 Ключевые слова горное машиностроение стеклопластики неразрушающий контроль импульсный ультразвуковой метод прочность уравнения корреляции Keywords mining mechanical engineering fiberglass nondestructive testing pulsed ultrasonic method strength correlation equations Абрамов О.В. Прогнозирование состояния технических систем / О.В.Абрамов, А.Н.Розенбаум. М.: Наука, 1990. 126 с. Власов В.Т. Физическая теория процесса «деформация – разрушение» / В.Т.Власов, А.А.Дубов. М.: ТИССО, 2007. 517 с. Махутов Н.А. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов / Н.А.Махутов, В.Н.Пермяков. Новосибирск: Наука, 2005. 516 с. Носов В.В. Оценка прочности и ресурса технических объектов с помощью метода акустической эмиссии / В.В.Носов, А.И.Потапов, И.Н.Бураков // Дефектоскопия. 2009. № 2. С. 47-57. Потапов А.И. О выборе подхода к разработке методов неразрушающего контроля прочности изделий на основе использования явления акустической эмиссии / А.И.Потапов, В.В.Носов // Дефектоскопия. 1996. № 6. С. 39-44. Потапов А.И. Особенности ультразвукового контроля крупноструктурных композиционных материалов // Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении: Материалы 2-й Междунар. науч.-практ. конференции / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2014. С. 95-104. Потапов А.И. Приборы и методы неразрушающего контроля изделий из композиционных и крупно-структурных материалов // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов: Материалы 5-й Междунар. науч.-техн. конф. / Белорусско-Российский ун-т. Могилев, 2014. С. 11-21. Потапов А.И. Ультразвуковая низкочастотная дефектоскопия крупногабаритных конструкций из крупно-структурных материалов // Неразрушающий контроль композиционных материалов: Сб. трудов 1-й дистанционной НТК «Приборы и методы неразрушающего контроля качества изделий и конструкций из композиционных и неоднородных материалов. СПб: Изд-во «Свен», 2015. С. 155-171. Сызранцев В.Н. Измерение циклических деформаций и прогнозирование долговечности деталей по показаниям датчиков деформаций интегрального типа / В.Н.Сызранцев, C.Л.Голофаст. Новосибирск: Наука, 2004. 206 с. Attenborough K. Acoustical characteristics of porous materials // Phys. Lett. 1982. Vol. 82. Р. 179-227. Frederickson C.K. Acoustic characterization of rigid-frame air-filled porous media using both reflection and transmission measurement / C.K.Frederickson, J.M.Sabatier, R.Raspet // J. Acoust. Soc. Am. 1996. Vol. 99. N 3. Р. 1326-1332. Geerits T.W. Acoustic wave propagation through porous media revisited // J. Acoust. Soc. Am. 1996. Vol. 100. N 5. Р. 2949-2959. Gurevich B. Interface conditions for Biot's equations of poroelasticity / B.Gurevich, M.Schoenberg // J. Acoust. Soc. Am. 1999. Vol. 105. N 5. Р. 2585-2589. Nagy P.B. Local variations of slow wave attenuation in air-filled permeable materials // J. Acoust. Soc. Am. 1996. Vol. 99. N 2. Р. 914-919. Nosov V.V. Сhoosing an approach for developing methods for nondestructive testing of the strength of articles based on the acoustic emission phenomenon / V.V.Nosov, A.I.Potapov // Russian Journal of Nondestructive Testing. 1996. Vol. 32. N 6. P. 459-463. Nosov V.V. Structural simulation model for acoustic emission parameters / V.V.Nosov, A.I.Potapov // Russian Journal of Nondestructive Testing. 1996. Vol. 32. N 6. P. 451- 458. Sessarego J.-P. Scattering by an elastic sphere embedded in an elastic isotropic medium / J.-P.Sessarego, J.Sageloli, R.Guillermin // J. Acoust. Soc. Am. 1998. Vol. 104. N 5. Р. 2836-3844. Stinson M.R. Propagation of sound and the assignment of shape factors in model porous materials having simple pore geometries / M.R.Stinson, Y.Champoux // J. Acoust. Soc. Am. 1992. Vol. 91. N 2. Р. 685-695. Transport parameters for an ultrasonic pulsed wave propagating in a multiple scattering medium / A.Tourin, A.Derode, M.Peyre, M.Fink // J. Acoust. Soc. Am. 2000. Vol. 108. N 2. Р. 503-512.