ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ СТРУКТУРЫ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Васильев С.Л., Артемьев А.В., Юргенсон С.А.
Утверждено на заседании кафедры
Как методическое пособие
«______» ______________ 2015 года
Москва, 2015 г.
В учебном пособии изложены основные вопросы неразрушающего контроля и исследования внутренней структуры полимерных композиционных материалов. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к методам контроля на различных этапах жизненного цикла и основные методы неразрушающего контроля, применяемые для авиационных изделий из композиционных материалов. В приложении 1 приведено описание Лабораторной работы по курсу «Технология самолетостроения» по изучению методов неразрушающего контроля и выполняемую с применением томографа ВТ-600ХА.
Учебное пособие предназначено для студентов МАИ, обучающихся по специальности «Технологическое проектирование высокоресурсных конструкций» и «Системный менеджмент качества в авиационной промышленности».
Рецензенты
Введение
При постоянно возрастающих требованиях к качеству изделий и безопасности полета актуальным вопросом становится применение современных методов неразрушающего контроля (НК) для изучения внутренней структуры изделия с целью обнаружения скрытых от визуального осмотра дефектов. В настоящее время значительное распространение получили неразъемные конструкции, для которых особенно важно обеспечить контролепригодность различными методами контроля.
|
|
|
Современное развитие аэрокосмической отрасли невозможно без применения в высокоответственных элементах конструкции полимерных композиционных материалов (ПКМ). Однако существенным недостатком этих материалов является их высокая склонность к появлению в их структуре различного вида дефектов, возникающих как на стадии изготовления (технологических), так и при эксплуатации (эксплуатационных). Специфика изготовления изделий из ПКМ заключается в одновременном образовании геометрической формы (в том числе и внешнего вида поверхности) с формированием комплекса физико-механических характеристик самого материала изделия, а рационально построенный технологический процесс позволяет минимизировать затраты на производство изделий из ПКМ [1].
Глава 1.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ.
|
|
|
Методы контроля подразделяются на разрушающие (нарушение целостности исследуемого объекта с целью оценки его физико-химических свойств) и неразрушающие методы контроля. К неразрушающим методам контроля относятся методы при котором не происходит нарушения пригодности изделия или агрегата к применению. Экономическим обоснованием применения методов неразрушающего контроля (НК) является повышение надежности, долговечности эксплуатации изделий, а в ряде случаев и продление ресурса сверх ранее заданного.
Неразрушающие методы контроля представляют из себя процесс оценки характеризующих изделие свойств, признаков и параметров, протекающий без их изменения и при сохранении ресурса изделия, может быть основан как на оценке взаимодействия излучений и полей различной физической природы с материалами объекта контроля, так и на изучении закономерностей деградации свойств матерела. После проведения НК не нарушается пригодность продукции к использованию (не нарушается ее целостность и не изменяются прочностные свойства)
Определяющей особенностью методов и средств НК изделий является возможность обеспечения сплошного и непрерывного контроля выпускаемых изделий на всех этапах жизненного цикла изделия. Так, на различных стадиях производства НК применяется:
|
|
|
1. На стадии научно-исследовательский и опытно-конструкторских работ по созданию новых изделий:
1) для получения необходимых данных, подтверждающих правильность выбранных решений;
2) для сокращения времени и объемов, необходимых для исследований;
3) для отбора материалов и оборудования, обеспечивающих получение продукции необходимого качества с минимальными затратами.
2. На этапе производства и испытаний опытной партии деталей:
1) для отработки технологических процессов и конструкций;
2) при испытаниях изделий.
По результатам контроля вносят изменения в конструкцию и технологические процессы с целью снижения материалоемкости и трудоемкости производства, повышения надежности и долговечности продукции. На этом этапе устанавливают необходимые технические требования к НК качества изделий;
3. При производстве, испытаниях и гарантийном обслуживании серийной продукции –
1) для выявления соответствия материалов, полуфабрикатов и готовых изделий заданным техническим требованиям;
2) для целей управления и регулирования технологическими процессами.
|
|
|
Эффективность применения НК определяется сокращением суммарных затрат на разработку, производство и эксплуатацию промышленной продукции. Широкое применение НК является одним из основных способов формирования эксплуатации авиационной техники по состоянию, при сохранении высокого уровня безопасности полетов.
Полученная в результате применения методов и средств НК качества изделий информация об источниках и причинах появления дефектов, о механизмах их развития во времени дает возможность реализовать в процессе производства заложенное разработчиком высокое качество изделия путем:
– контроля качества исходных материалов и комплектующих изделий;
– корректировки режимов и условий технологических процессов изготовления изделий;
– отбраковки некачественных и ненадежных изделий;
– оптимизации разработки нового или усовершенствования выпускаемого изделия с точки зрения его качества и надежности. [2]
К общим требованиям, предъявляемым к методам НК обычно относят:
1. Неразрушающее действие операций контроля, обеспечивающее достижение цели контроля без вскрытия и повреждения объекта и позволяющее продолжить эксплуатацию или испытания после проведения контроля.
2. Точность и достоверность результатов контроля. Достоверность контроля определяется как достаточно малое отличие измеряемой величины от ее истинного значения при заданном уровне доверительной вероятности. Описываются понятиями доверительных интервалов, рисков потребителя и изготовителя (поставщика). Точность и достоверность результатов контроля в значительной степени определяются объемом полученных статистических данных.
3. Повторяемость результатов контроля, означающая, что при повторных результатах контроля тех же самых объектов будут получены совпадающие решения независимо от того, кто проводит контроль.
4. Экономичность контроля, определяемая необходимыми затратами ресурсов (времени, энергетических и материальных затрат, труда, интеллекта и т. п.), идущими на обеспечение заданной достоверности получаемых результатов. Экономичность контроля определяется достигнутым полезным эффектом (точностью, достоверностью результатов контроля), полученным на единицу вложенных затрат;
5. Произвольное состояние объекта контроля (может находиться во включенном или выключенном режиме, полностью собранном или технологически незавершенном виде, в исправном состоянии или с наличием отдельных отказов).
6. Обеспечение метрологического единства контрольных операций и математического аппарата обработки результатов измерений на различных этапах производства и эксплуатации объекта.
Результативность применения метода НК зависит не только от правильно выбранного метода контроля, но и от контролепригодности самого изделия. При разработке методов контроля изделия необходимо проводить базовые, а в дальнейшем уточняющие расчеты трудоемкости и продолжительности диагностирования с целью выявления наиболее оптимального по точности и затратам метода контроля. Требования к контролепригодности и анализ различных типов методов НК формируются на этапах Технического предложения, которые в дальнейшем уточняются. На этапе выпуска рабоче-конструкторской документации проводят отработку выбранных методов и возможность их применения на опытных образцах. Финальные показатели контролепригодности (в число которых входит и время безразборного диагностирования, т.е. без демонтажа отдельных элементов изделия, что обычно значительно увеличивает время диагностики) проверяются непосредственно на предсерийных и серийных образцах.
Глава 2.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 668; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!