Маістерська робота на тему дослідження спектрального механічного імпедансу (ID:262969)

Актуальність теми. Значна частина задач ультразвукового неруйнівного контролю пов'язана з визначенням геометричних розмірів (товщини, довжини) об'єктів контролю. Традиційним методом ультразвукової товщинометрії є луно-імпульсний метод, який ґрунтується на визначенні часу проходження ультразвукових коливань в об’єкті контролю. Початково цей метод був розроблений для контролю металевих конструкцій. Саме фізико-механічні властивості металів визначили основні напрями розвитку цього методу, зокрема розробку різних типів перетворювачів ультразвукових коливань, удосконалення апаратурної реалізації та способів вимірювання параметрів та характеристик сигналів. Значний внесок в розвиток ультразвукової товщинометрії зробили відомі українські та закордонні вчені: Альошин Н. П., Білокур І. П., Гурвіч А. К., Доммаркас В. І., Єрмолов І. М., Карпаш О. М., Карпельсон А. Є., Кісіль І.С., Клюєв В. В., Корольов М. В., Крауткремер Г., Крауткремер Й., Луценко Г. Г., Мозговий О. В., Сухоруков В. В., Троїцький В. О. та ін. Останнім часом широкого розповсюдження набувають нові конструкційні матеріали, номенклатура яких стрімко зростає. До таких матеріалів належать композиційні матеріали, багатошарові матеріали і т.п. Такі матеріали порівняно з металами характеризуються більшим загасанням ультразвукових коливань та розкидом фізико-механічних характеристик. Контроль товщини виробів з таких матеріалів традиційними способами ускладняється суттєвим зменшенням відношення сигнал – шум, що не дозволяє досягнути високих рівнів чутливості, розрізняючої здатності та інших метрологічних характеристик. Крім того, в багатошарових структурах можливі перевідбиття і суміщення в часі відбитих сигналів, що також ускладнює процес визначення товщини об’єкта контролю. Відзначені особливості задач контролю товщини сучасних конструкційних матеріалів висувають підвищені вимоги до методів та систем обробки інформаційних сигналів. Слід зазначити, що в більшості луно-імпульсних товщиномірів обробка сигналів була орієнтована на використання їх амплітудних характеристик. В той же час закладена інформація в фазових характеристиках сигналів не використовувалась. Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є розроблення методу вимірювання товщини багатошарових об’єктів контролю. Об'єкт дослідження – процес поширення ультразвукових сигналів у виробах з багатошаровою структурою. Предметом дослідження є ультразвукові методи контролю товщини багатошарових матеріалів товщинометрії. Методи дослідження включають: теоретичні основи ультразвукового неруйнівного контролю, методи цифрової обробки сигналів, теорії сигналів, спектрального аналізу та теорії інформаційно-вимірювальних систем. Експериментальні дослідження виконувались шляхом комп’ютерного моделювання з використанням сучасних інформаційних технологій. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному. Розроблено новий метод ультразвукової товщинометрії, який грунтується на визначенні та аналізі фазових характеристик сигналів акустичних коливань в ультразвуковій товщинометрії і виявленні стрибків амплітуди в моменти суміщення в часі відбитих сигналів, що необхідно для визначення товщини шарів об’єкта контролю. Практичне значення одержаних результатів. Запропонована методика дасть можливість визначати товщину багатошарових матеріалів.