Search

В роботі розглянуті умови виникнення сигналів акустичної емісії, наведені приклади прояву акустичної емісії при механічних випробуваннях на статичний розрив, циклічну втому, і показано зв'язок акустичної емісії з властивостями матеріалів, проведено аналіз фізичної і математичної моделей процесу акустичної емісії, показана сутність акустичних хвиль. Результати досліджень акустичних хвиль, пов'язаних з деформацією матеріалів, показують, що на основі цього явища можна створити ефективні методи неруйнівного діагностичного контролю стану матеріалів для оцінки небезпеки ситуації, що виникла, і близькості моменту відмови (руйнування). Випромінювання акустичної емісії, обумовлене недосконалістю або дефектом контактуючих поверхонь, ефективно діагностується, що дозволяє давати об'єктивний висновок про технічний стан деталей і вузлів машини. Застосування акустичної емісії показує, що сигнал має достатню інформативність і його можна використовувати для діагностування різних дефектів таких вузлів з контактуючими парами, як підшипники кочення та торцеві ущільнення.

Представлены результаты применения метода неразрушающего контроля, основанного на расчёте корреляций акустико-эмиссионных сигналов в ультразвуковом диапазоне (~130 кГц) с целью выявления и локации развивающихся дефектов в образцах из судостроительной стали под нагрузкой. Показано, что регистрация групп коррелированных сигналов соответствует переходу от линейной деформации образца к пластической, сопровождаемому появлением очагов расширения трещин, размером 30-50 мкм. Искажения реверберационных сигналов при деформации образца, могут быть значительно снижены путём уменьшения длительности обрабатываемых сигналов и при использовании нескольких приёмников., We present the results of applying the non-destructive control method based on the acousticemission signals correlations calculation in the ultrasonic range (~ 130 kHz) to identifying and locating expanding defects in steel samples under load. It was shown that the registration of groups of correlated signals corresponds to the transition from linear to plastic sample deformation, accompanied by the appearance of crack expansion centers. The influence of sample deformation on the correlation processing method can be significantly reduced by the duration decreasing of the processed signals and using several receivers.

Problem statement . Determination of the physicomechanical characteristics of concrete with the use of ultrasonic vibrations simultaneously with simplicity has great uncertainty, which depends on a number of technological operations and environmental conditions. Modern ultrasonic devices use mainly the so-called “dry” contact between surface and device, which does not always allow to get unambiguous results. Р urpose . To evaluate the effect of differences in the structure of concrete on the propagation time of ultrasound in concrete with changing measurement conditions. Methods . Measurements are made using the instrument "Novotest IPSM-U". During testing, samples of concrete with various aggregate granulometric composition were used. The pressing force of the device to the sample concrete did not exceed the device recommended by manufacturers. Statistical processing of the results obtained (with visualization) was performed using the EXEL software package. Results . For each sample, the measurement results are within the confidence interval with a security of 0.95. The dependences of the “propagation time of ultrasonic vibrations − the force of pressing the device” and the boundaries of intervals with linear changes are determined. Attempts to establish the dependence of changes in the boundaries of the established intervals on changes in the concrete composition of the samples led to significantly non-linear dependencies with low confidence of the approximation. For fine-grained concrete, the effect of pressing the device to concrete on the measurement results was confirmed. Samples of fine-grained concrete showed greater uniformity than samples of heavy concrete. That still does not allow the use of a generalized relationship to determine the physic-mechanical characteristics of concrete from the results of measuring the propagation time of ultrasonic vibrations during a “dry” contact between the device and concrete. Conclusions. The analysis of these results confirmed the need to improve the existing methodology for determining the physic-mechanical characteristics of concrete using ultrasonic devices. The improvement of the accuracy of the technique can be achieved by reducing the influence of heterogeneity of concrete composition, conditions of its manufacture and operation.

Problem statement . The determination of physicomechanical characteristics of the material of the structures in operation using non-destructive testing methods has significant limitations. These restrictions are caused by differences in the composition of concrete, the parameters of the construction of the structure as well as the conditions of measurement. The human factor depends on the level of training of the specialist who carries out the measurements. Р urpose . To evaluate the impact of ultrasonic devices pressing during the "dry contact" and the need to comply with the requirements of device manufacturers regarding the size of the force of pressing the device. Methods . The measurement of the propagation time of ultrasonic vibrations was carried out using the «Pulsar 1.1» device with a change in the force of pressing the device to the concrete of the sample in the range recommended by the device manufacturer and less. Statistical processing of the results obtained (with visualization) was performed using the EXEL software package. Results. Studies have confirmed the need to take into account the magnitude of the force pressing the device to the concrete surface when measuring the propagation time of ultrasonic vibrations. It has been established that with a change in the magnitude of the pressing force of the device to the concrete surface, several intervals can be distinguished for which the dependence “propagation time of ultrasonic vibrations − the pressing force of the device” is approximated linearly. The dimensions and interposition of such intervals substantially depend on changes in the surface parameters of the concrete structure, change in the composition of the concrete mix and its properties, conditions of concrete molding and hardening. For all tests (when viewing the entire series of samples), the sample size is larger than the limits of the confidence interval. When considering each of the samples separately from the rest of the sample size is within the limits of the confidence interval. Conclusions. Studies have confirmed the effect on the measurement results of the pressure of the device to the surface, the composition and properties of the concrete mix, the molding conditions and the hardening of the concrete. Improving the accuracy of determining the physicomechanical characteristics of the material of the structures is possible taking into account the mentioned above factors.

Problem statement. Ensuring the reliable operation of buildings and structures relies on the determination of the physicomechanical characteristics of the material of their structures, which for most cases is possible only with the use of non-destructive methods of determining the physicomechanical characteristics. The reliability of non-destructive control methods is greatly influenced by the level of stress-strain state of structures, which is quite difficult to determine in the structures in use. Рurpose. To improve the accuracy of determining the physicomechanical characteristics of materials of construction, it is necessary to develop a technique that would allow to take into account the level of stress-strain state when conducting determinations in structures that are in operation. Methods. Comparison of measurements with the help of non-destructive testing methods with direct determinations of the level of stress-strain state and statistical processing of the results obtained (with visualization) was carried out using the EXEL software package. Results. Studies have confirmed the need to take into account the level of stress-strain state of the structure when assessing the strength of concrete using calibration dependencies. The difference between the ultrasound velocity in the concrete of the structure depending on the direction, in which the measurement device is located, is shown. The influence of the level of stress-strain state of the structure on the ratio of the propagation speeds of ultrasonic vibrations in concrete in two mutually perpendicular directions is determined. It is shown that for different types of concrete the nature of the dependencies does not change. Significant changes in the ratio between the results of measurements in two mutually perpendicular directions indicate the formation of structural defects of the structure. Conclusions. Studies have confirmed the effect of the stress-strain state on the results of measurements of the ultrasound velocity and allow to use the above mentioned method to determine the areas of the structure in which the formation of structural defects is possible.

Объектом исследования являются качественные характеристики фруктов и овощей. Цель работы – разработать методику неразрушающего определения качественных характеристик фруктов и овощей. В данной работе представлены неразрушающие методы определения качественных характеристик различных фруктов и овощей. Все представленные методы используются для определения физических параметров фрукта или овоща, и затем соотношения их с качественными характеристиками, например, сортом или размером. В работе исследовались характеристики яблока при помощи метода измерения S-параметров. Представлены измерения коэффициента отражения яблока при помощи баночной антенны. Написана программа для определения сорта и размера яблок. Определение сорта происходит с высокой точностью. Актуальность данной работы заключается в том, что данная методика определения при должной доработке может использоваться на конвейере в целях сортировки яблок, данное применение позволит уменьшить затраты человеческого труда на сортировку, и позволит увеличить ее точность. The object of the research is the qualitative characteristics of fruits and vegetables. The purpose of the work is to develop a method for non-destructive determination of the qualitative characteristics of fruits and vegetables. This paper presents non-destructive methods for determining the quality characteristics of various fruits and vegetables. All the methods presented are used to determine the physical parameters of a fruit or vegetable, and then correlate them with qualitative characteristics, such as variety or size. In the work, the characteristics of the apple were investigated using the method of measuring the S-parameters. Presented are measurements of the reflection coefficient of an apple using a can antenna. A program has been written to determine the variety and size of apples. The definition of the variety is carried out with high precision. The relevance of this work lies in the fact that this determination method, with proper refinement, can be used on the conveyor for sorting apples, this application will reduce the cost of human labor for sorting, and will increase its accuracy.

Several studies demonstrate the effectiveness of pulsed thermography for detection and visualization of sub-superficial flaws in composites. Continuous improvement of thermal data manipulation makes active thermography an attractive and powerful inspection method for industrial process control and maintenance aims. Therefore, temperature image-processing is the major ongoing challenge in the thermographic research field. However, the particular interest for thermographic inspections is to be more addressed to its simple and relatively fast industrial application; an appropriate image processing tool should be implemented and verified on industrial components, containing manufacturing and in-service defects. In the proposed research, well-established and previously proposed methods were analysed and compared for different defect typology inside three CFRP components. The main goal is not solely focused on establishing the suitable data processing approach, providing detection limits of processed data in terms of damage type, size and distribution. The aim of proposed work is to present detailed examples of thermal imaging methods applied on similar critical defects, evaluating different results among methods in terms of defects mapping capabilities and Tanimoto evaluation criterion, coupled also with the signal-to-noise ratio as assessment of defect detectability.

[EN] This study aim was to explore the laser backscattering imaging technique's capacity to model the curdling phase in cheese processing. To do so, three different formulas were studied by modifying solute concentration. Textural modifications to the matrix during curdling were characterised by viscosimetry and texture measurements depending on samples' liquid or solid state. This state changed by determining gelation to establish the limits for the liquid and solid phases. The process was also characterised by the imaging technique, which showed dependence on both solute concentration and enzymatic effect on both the previously observed phases. After following multivariate statistical procedures to reduce dimensionality, the imaging results revealed that solute concentration strongly influenced the variance that the imaging technique captured. It reduced the visibility of the phase change in the image parameters. After eliminating this influence, the evolution of the matrix across the liquid and solid phases was modelled. Data were divided into phases and used to successfully predict the matrix status in each phase by multivariate non-linear regression procedures. It was concluded that the laser backscattering imaging technique presented suitable properties to be used for non-destructive continuous curdling process monitoring during the cheese-making process., The authors gratefully acknowledge the financial support from the University Polytechnic of Valencia for Programme "Ayudas para la Contratacion de Doctores para el Acceso al Sistema Espanol de Ciencia, Tecnologia e Innovacion, en Estructuras de Investigacion de la UPV (PAID-10-17)"

In this article the questions of modern mathematical design of different processes (computer tomography, non-destructive control, and, exactly, ultrasonic fault detection of and other) come into question from the point of view of theory of reverse tasks. Besides, the article proposes an approach to determining the maximum thermal load measured with a certain error of temperature (thermal) stress by solving the inverse problem of thermal elasticity. To obtain a stable solution of the inverse problem of thermoelasticity, the A.N. Tikhonov method with effective search for the regularization parameter is used. The A.N. Tikhonov functional reflects the deviation of the temperature stress obtained as a result of the observation from the finite element method calculated on the basis of the approximate solution of the direct elasticity problem. Examples of reverse tasks are made, their basic features and prospects of the use are discussed in a design.. Experimentally is theoretical research of thermoelastic descriptions of materials of devices, and also elements of турбостроения comes true coming from the decision of reverse problems of thermoelasticity. Greate importance in solving inverse problems are the issues of measurement uncertainty, which affects the final results., В статье обсуждаются вопросы современного математического моделирования различных процессов (компьютерная томография, неразрушающий контроль, а именно, ультразвуковая дефектоскопия и др.) с точки зрения теории обратных задач. Приведены примеры обратных задач, обсуждены их основные особенности и перспективы использования в моделировании. Кроме того, возможен подход к определению максимальной тепловой нагрузки по измеренному с определённой погрешностью температурному (термическому) напряжению путём решения обратной задачи термоупругости. Для получения устойчивого решения обратной задачи термоупругости возможно использование метода А.Н. Тихонова с эффективным поиском параметра регуляризации. Функционал А. Н. Тихонова отражает отклонение температурного напряжения, полученного в результате наблюдения, от рассчитанного на основе приближенного решения прямой задачи термоупругости методом конечных элементов. Экспериментально – теоретическое исследование термоупругих характеристик материалов приборов, а также элементов турбостроения осуществляется исходя из решения обратной задачи термоупругости. Большое значение при решении обратных задач имеют вопросы неопределенности измерений, которые влияют на точность результатов, полученных при решении обратных задач., У статті розглянуто питання сучасного математичного моделювання різних процесів (комп’ютерна томографія, неруйнівний контроль та ультразвукова дефектоскопія та інше) з точки зору теорії обернених задач. Наведені приклади обернених задач, розглянуті їх головні особливості та перспективи використання в моделюванні. Крім того, запропоновано підхід до визначення максимального теплового навантаження за виміряною з певною похибкою температурною (термічною) напругою шляхом розв'язку оберненої задачі термопружності. Для отримання стійкого розв'язку оберненої задачі термопружності використовується метод А. М. Тихонова з ефективним пошуком параметра регуляризації. Функціонал А. М. Тихонова відображає відхил температурної напруги, отриманої в результаті спостереження, від розрахованої на основі наближеного розв'язку прямої задачі термопружності методом скінчених елементів. Експериментально – теоретичне дослідження термопружніх характеристик приладів, а також елементів турбобудування відбувається за допомогою розв’язку оберненої задачі термопружності. Велике значення при розв’язку обернених задач мають питання невизначеності вимірювань, що мають вплив на точність результатів, що одержані при вирішенні обернених задач.

In the process of work were considered the current state of scientific research of the electromagnetic field defect. Our research differs in that the electromagnetic field is caused due to heterogeneous linear excitation. An experimental test bench was developed. The description of the work of the experimental stand, as well as the description of such elements of the stand: metal sample, sensor and positioning system are made. The characteristics of the signal used are given. The method of conducting an experiment is given. As a result, graphs were obtained for the distribution of the electromagnetic field of the surface defect. The analysis of the graphs and the conclusions made are carried out., В процессе работы было рассмотрено современное состояние научных исследований электромагнитного поля дефекта. Наше исследование отличается тем, что электромагнитное поле вызвано за счет неоднородного возбуждения линейным током. Разработан экспериментальный стенд, с помощью которого проводился опыт. Сделано описание работы экспериментального стенда, а также описание таких элементов стенда: металлический образец, датчик и система позиционирования. Приведенные характеристики используемого сигнала. Приведена методика проведения эксперимента. В результате были получены графики распределения электромагнитного поля поверхностного дефекта. Проведен анализ графиков и сделаны выводы, В процессе работы было рассмотрено современное состояние научных исследований электромагнитного поля дефекта. Наше исследование отличается тем, что электромагнитное поле вызвано за счет неоднородного возбуждения линейным током. Разработан экспериментальный стенд, с помощью которого проводился опыт. Сделано описание работы экспериментального стенда, а также описание таких элементов стенда: металлический образец, датчик и система позиционирования. Приведенные характеристики используемого сигнала. Приведена методика проведения эксперимента. В результате были получены графики распределения электромагнитного поля поверхностного дефекта. Проведен анализ графиков и сделаны выводы.

Робота присвячена дослідженню та аналізу методів визначення санітарного стану деревних насаджень. Визначено основні вимоги до методів та засобів визначення санітарного стану деревних насаджень. Встановлено, що серед методів з найвищим рівнем інформативності є метод ультразвукової томографії. Проте такі недоліки цього методу, як висока вартість, складність в експлуатації та необхідність обслуговування оператором високої кваліфікації, а також велика вага технічного оснащення не дають змоги використовувати цей метод на практиці проведення мобільного моніторингу санітарного стану дерев у польових умовах. У роботі запропоновано якісно новий підхід до вирішення проблемного питання проведення високоефективного та оперативного визначення санітарного стану деревних насаджень шляхом розроблення нового комплексного методу, що базується на методичноматематичному й технічному забезпеченні іонометричного методу і враховує такі негативні фактори навколишнього середовища, як солоність та рН ґрунту, температура повітря, а також встановлення закономірностей між цими факторами та якісними показниками деревного соку (рН, сахаристість та в’язкість). Складено алгоритм проведення високоефективного та оперативного дослідження, а також описано й проаналізовано методики визначення зовнішніх та внутрішніх показників, від яких залежить якість деревного соку та, відповідно, санітарний стан деревних насаджень. The work is devoted to the research and analysis of methods for determining the sanitary condition of wood plantations. Among these methods the most methods, used in practice, such as: visual, resistographic, boroscopic, ultrasonic tomography, thermometric and ionometric ones are selected. The advantages and disadvantages of these methods are identified and compared. The basic requirements to the methods and means for determining the sanitary condition of wood plantations are determined. It is established that among the methods with the highest level of information content, the method of ultrasound tomography is promising. However, such disadvantages of this method as the high cost, the complexity of operation and the need for service by high qualified operator, as well as the heavy weight of technical equipment do not allow to use this method in practice of conducting the mobile monitoring of the sanitary condition of wood plantations in the field conditions. The work proposes a qualitatively new approach to solving the problem of conducting a highly effective and efficient determination of the sanitary condition of wood plantations by developing a new integrated method based on methodological, mathematical and technical support of the ionometric method and taking into account such negative environmental factors as salinity and soil pH, air temperature, as well as the establishment of patterns between these factors and quality indicators of wood sap (pH, sugar content and viscosity). An algorithm for conducting a highly effective and operational research is compiled, and methods for determining external and internal indicators that determine the quality of wood sap and, accordingly, the sanitary condition of tree plantations are described and analyzed

In recent years, there has been a significant rise in the use of composite materials in a number of fields of human activity, and in particular in metallurgy, aerospace and shipbuilding industries, in medicine, etc. One effective method of non-destructive control of a range of composite materials with porous and fibrous structure is through holographic subsurface radars. The paper proposes an approach towards optimizing the analysis of these radars in order to minimize the processing time in the case where composite materials have sections with structural abnormalities.

The present work resumes thermal data processing with most common algorithms in literature and introduces in addition a different data processing strategy, proposed to improve subsurface defect detection on industrial composites. These materials are successfully controlled with infrared Non-Destructive Investigations, since defects are easily detected by temperature response under thermal pulses with reliable results. To reduce application limits for non-destructive inspections, the proposed research shows possibility to combine pulsed thermographic technique with accurate image-processing methods implemented in Matlab environment for a reliable and rapid characterization of subsurface and internal damage. Thermal processing methods are evaluated for the proposed case of study, as the well-established DAC, PCT, TSR procedures. In addition, the authors proposed a better defect characterization that is achieved with refined data processing and accurate experimental procedures, providing detailed contrast maps where defects are easily distinguished. This improved algorithm automates the defect mapping and enhances the accuracy of defects inspection, optimized to identify defect boundaries according to spatial variations in neighboring of each calculation point of the whole thermal frame. Thermal data are evaluated with standard methods and the local boundary method is for carbon-fiber composite specimens with artificial defects, evaluating processed images obtained by different methods employing the Tanimoto criterion. Proposed thermal computation method is found suitable for automatic mapping of defect distribution and optimized for simultaneous defect boundaries’ detection in terms of Tanimoto criterion, in the inspected structure. In addition, ultrasonic controls are carried out for detection comparison between different control procedures.

Магістерська дисертація: 101с., 14 рис., 11 табл., 33 посилань. Об’єкт дослідження: Система незалежного контролю технологічних параметрів і забезпечення якості продукції для мережі заводів ливарного і механічного призначення. Предмет дослідження: дефекти литих деталей, виготовлених із алюмінієвих сплавів у металевих формах. Мета роботи: створення ефективної й простої системи забезпечення якості продукції на основі поточного контролю та регулювання технологічних параметрів за рахунок використання зворотних зв’язків. Методи дослідження: експрес-контроль параметрів алюмінієвого сплаву під час плавлення, неруйнівні методи (акустичний, електромагнітний та оптичний) контролю якості готових деталей. Результати дослідження: установлено, що впровадження обов’язкового контролю алюмінієвих розплавів на вміст газів та неметалеві вкраплення із запровадженням ефективних технологій рафінування дає змогу значною мірою покращити якість металу у виливках і попередити утворення внутрішніх дефектів. Неруйнівний контроль деталей на етапі фінішного оброблення забезпечує повне усунення браку готової продукції заводу автомобільних запчастин. Значущість роботи: розроблено систему поопераційного контролю параметрів ливарної продукції, яка забезпечує підвищення показників якості деталей із алюмінієвих сплавів на усіх етапах їх виготовлення. Галузі застосування: підприємства для виготовлення литих деталей із алюмінієвих сплавів методами лиття у металеві форми, які працюють у комплексі із підприємствами механічного оброблення, нанесення покриттів та складання готових виробів. Економічна ефективність – умовний економічний ефект 38661,22 грн. Прогнозовані припущення: запропонована схема може бути основою для розроблення систем контролю якості будь-якого підприємства, яке випускає литі деталі відповідального призначення із залізовуглецевих, алюмінієвих та інших кольорових сплавів. Graduate work: 101 p., 14 figures, 11 tables, 33 references. The object – System of independent control of technological parameters and quality assurance of products for the network of foundry and mechanical plants. The purpose of the work – defects in cast parts made of aluminum alloys in metallic forms. Purpose: To create an efficient and simple product quality assurance system based on ongoing monitoring and regulation of process parameters through the use of feedback. Research methods: express control of aluminum alloy parameters during melting, non-destructive methods (acoustic, electromagnetic and optical) of quality control of finished parts. Results of the study: It is found that the introduction of mandatory control of aluminum melts for gas content and non-metallic inclusions, with the introduction of effective refining technologies, can significantly improve the quality of metal in castings and prevent the formation of internal defects. Non-destructive inspection of parts at the stage of finishing ensures complete elimination of the lack of finished products of the factory of automobile spare parts. Significance of the work: A system of postoperative control of the parameters of foundry products is developed, which ensures an increase in the quality indicators of aluminum alloy parts at all stages of their manufacture. Areas of application: Enterprises for the production of cast parts made of aluminum alloys by metal molding methods, which work in conjunction with the enterprises of machining, coating and assembly of finished products. Economic efficiency - conditional economic effect 38661,22 UAH. Estimated Assumptions: The proposed scheme may be the basis for the development of quality control systems for any enterprise that produces cast parts of responsible use from iron, aluminum, and other non-ferrous alloys.

In the given work the method of noise-acoustic non-destructive control during carrying out of diagnostics of bearings of rolling of mats of wheels of cars is considered. The proposed non-destructive method of control provides an opportunity to check the efficiency of the selected lubricant, thereby increasing the life and performance of the bearings. A laboratory installation for the diagnosis of roller bearings has been created, which allows to obtain their acoustic parameters depending on the load of the bearing unit, the time of application and application of different types of lubricants in bearings. The mathematical model developed by the authors is aimed at determining the degree of wear of bearing shafts and allows them to predict their possible work life based on the received noise-acoustic parameters.