Аннотация
Изделия из композиционных материалов нашли широкое применение благодаря своим прочностным и жесткостным характеристикам, а также коррозионной стойкости. Однако в процессе эксплуатации в композиционных материалах накапливаются микроповреждения, которые со временем могут привести к потере работоспособности конструкции. Различные дефекты появляются и при изготовлении композиционных материалов. Поскольку разрушение композиционных материалов изучено менее подробно, чем металлов, их использование в изделиях с повышенными требованиями к надежности сопряжено с некоторой долей риска. Для удовлетворения высоких требований по надежности необходимо применять современные методы неразрушающего контроля, позволяющие выявить имеющиеся внутренние дефекты, локализовать их положение и определить линейные геометрические размеры. Большинству традиционно применяющихся методов неразрушающего контроля присущи определенные недостатки, не позволяющие зачастую получить качественную и наиболее полную информацию об имеющихся дефектах. Композиционные материалы также находят все более широкое применение в электрических машинах, что позволяет повысить их удельные характеристики. В электрических машинах наиболее нагруженными узлами являются вал, бандажная оболочка ротора, зубцы статора, а также подшипниковые узлы. Поэтому использование композиционных материалов в данных узлах требует создания диагностических комплексов для определения остаточного ресурса и предотвращения аварийных ситуаций.
В данной работе представлены методы неразрушающего контроля изделий из композитных материалов. Описаны известные методы контроля технического состояния узлов электрических машин, состоящих из композитных материалов. В статье также представлен разработанный метод вихретокового контроля для бандажных оболочек роторов из углеродного волокна.
Ключевые слова
Диагностика, композитные материалы, неразрушающий контроль, вихретоковый метод, электрические машины.
1. Басов Ф.А. Контроль деформированного состояния и диагностика повреждений композиционных материалов с помощью чувствительных элементов на базе углеродных нитей: дис. … канд. тех. наук. 05.11.13 / Басов Федор Александрович. Москва, 2006.
2. S. Sapozhnikov, A. Shabley. Numerical evaluation of the microdamage kinetics of cross-ply GFRPS based on stochastic micro-meso modeling ECCM18 - 18th European Conference on Composite Materials, Athens, Greece, 24-28th June 2018, pp. 24-28.
3. К вопросу применения композитных материалов в электрических машинах (обзор) / Ф.Р. Исмагилов, В.Е. Вавилов, И.Ф. Саяхов // Новое в российской электроэнергетике. 2018. № 9. С. 17-32.
4. Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е., Саяхов И.Ф., Нургалиева Р.А. Оценка эффективности полностью композитных электрических машин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 4. С. 32-39.
5. T.P. Hong, P. Gonon and O. Lesaint. Water absorption in a glass-mica-epoxy composite, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 16, no. 1, pp. 11-16, February 2009.
6. L. Ferraris, E. Poskovic and F. Franchini Defects detection in laminated and soft magnetic composites devices with a novel thermographic method, 2017 IEEE 11th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED), Tinos, 2017, pp. 585-590.
7. Ломазов В. А. Математическая модель тепловой диагностики композитного материала, армированного однонаправленным семейством волокон // Математическое моделирование. 1990. Т. 2. № 7. С. 110–115.
8. Современные методы диагностики объектов из композиционных материалов / А.А. Белов, Ю.Д. Иванов, А.А. Шестаков, С.Г. Царева, Н.С. Черницов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. №1. С. 56-59.
9. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2003. 656 с.
10. Воробьев В.В., Маркин В.Б. Контроль качества изготовления и технология ремонта композиционных конструкций. – Новосибирск: Наука, 2006. 190 с.
11. Методы неразрушающего контроля, применяемые для конструкций из ПМК / Б.В. Бойцов, С.Л. Васильев, А.Г. Громашев, С.А. Юргенсон // Труды МАИ. 2011. Вып. №49. С. 1-11.
12. Funck R., (2015). Composite materials in high efficient sleeve applications of electric machines. Circomp GmbH. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.circomp.de/downloads/circomp-paper-sleeve-applications.pdf, дата обращения 04.12.18.
13. Саввинова М.Е. Электропроводящие полимерные композиционные материалы электротехнического назначения // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2015. №4. С. 44-49.
14. Голев И. М., Иванова О. М., Бакин К. И. Исследование электрических свойств композитного углеродного материала // Молодой ученый. 2015. №2. С. 5-10.