скачать PDF

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.

Исмагилов Флюр Рашитович – д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, кафедра электромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, Россия. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2525-9815.

Вавилов Вячеслав Евгеньевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра электромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, Россия. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5695-6974.

Саяхов Ильдус Финатович – инженер, кафедра электромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8545-9862

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.