| Description: |
Костылева Лилия Юрьевна, старший преподаватель кафедры информационно-аналитического обеспечения управления в социальных и экономических системах, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; kostylevali@susu.ru. Волович Георгий Иосифович, д-р техн. наук, проф., директор, ООО «Челэнергоприбор», Челябинск, Россия; g_volovich@mail.ru. Некрасов Сергей Геннадьевич, д-р техн. наук, проф. кафедры информационно- измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; nekrasovsg@susu.ru. Рец Евгения Анатольевна, заведующий лабораторией кафедры информационно-аналитического обеспечения управления в социальных и экономических системах, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; retcea@susu.ru. Liliya Yu. Kostyleva, Senior Lecturer of the Department of Informational and Analytical Support of Management in Social and Economic Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; kostylevali@susu.ru. Georgiy I. Volovich, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Director, LLC Chelenergopribor, Chelyabinsk, Russia; g_volovich@mail.ru. Sergey G. Nekrasov, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Department of Information and Measuring Technology, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; nekrasovsg@susu.ru. Evgeniya A. Retc, Head of the Laboratory of the Department of Information and Analytical Support of Management in Social and Economic Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; retcea@susu.ru. При выявлении скрытых дефектов соединения слоев в изделиях из многослойных материалов используют различные методы неразрушающего контроля, в том числе активный тепловой контроль. Одна из основных трудностей при использовании этого метода заключается в обработке и интерпретации полученных данных теплового изображения. Особенностью исследуемых дефектов нарушения сплошности соединения слоев биметаллических пластин является то, что глубина нахождения дефекта известна, и основной задачей становится определение его размеров. Для этого применяют различные методы, в том числе анализ пространственных профилей температуры. Цель исследования: анализ использования различных подходов к определению поперечного размера дефекта расслоения между металлами при моделировании процесса активного теплового неразрушающего контроля сталеалюминиевых пластин. Материалы и методы. Используются методы математического и компьютерного моделирования, численного дифференцирования. Размер дефекта определяется по проекциям половины высоты амплитуды сигнала и экстремума производной функции температурного сигнала. Вычисления и графические построения производятся с использованием математического пакета GNU Octave. Результаты. Выполнено моделирование для различных значений мощности теплового потока, времени нагрева и охлаждения. На основе полученных расчетных данных построены графики распределения температурного сигнала по поверхности многослойной биметаллической пластины. Определены значения радиуса дефекта по проекциям характерных точек. Заключение. Результаты моделирования позволяют сделать вывод, что использование проекции экстремума производной функции температурного сигнала позволяет точно оценить размер дефекта, а в случае с проекцией точки, соответствующей половине высоты амплитуды сигнала, оценка получается заниженной. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейших экспериментальных исследований процессов активного теплового контроля изделий из многослойных биметаллических материалов. Various methods of nondestructive testing, including active infrared thermography, are used to detect latent subsurface defects in the contact of layers in multilayer products. One of the main difficulties using this method consists in processing and interpreting the thermal image data. The peculiarity of investigated defects of bimetal plate layers continuity violation is that the depth of defect location is known and the main task is to determine its size. Some methods are used for this purpose including analysis of spatial temperature profiles. Aim. To analyse the use of various approaches to determining the transverse dimensions of a delamination between metals in simulating active thermal non-destructive testing of steelaluminium plates. Materials and methods. Mathematical and computer simulating methods, numerical differentiation are used. The delamination size is determined by projections of half the height of the amplitude signal and the extremum of the derivative of the temperature signal function. Calculations and graphical constructions are performed using the mathematical package GNU Octave. Results. Numerical simulation is carried out for different values of heat flow power, heating and cooling time. The temperature signal distribution over the surface of a multilayer bimetallic plate has been plotted. The values of the defect radius according to the projections of the characteristic points are determined. Conclusion. The results of simulation allow us to conclude that using the projection of the extremum of the temperature signal derivative function allows us to accurately estimate the defect size, while in the case of the point projection corresponding to half of the signal amplitude height, the result is underestimated. The obtained results can be used for further experimental studies of processes of active thermal non-destructive testing of products made of multilayer bimetallic materials. |