Структура за темами

  • Про освітній курс

    Згорнути все Розгорнути всі

    Рівень вищої освіти

    Другий (магістерський)

    Галузь знань

    13 Механічна інженерія

    Спеціальність

    132 Матеріалознавство

    Освітня програма

    Матеріалознавство

    Статус дисципліни

    вибіркова

    Форма навчання

    очна (денна)

    Рік підготовки, семестр

    2 або 3 семестр

    Обсяг дисципліни

    5 кредитів (150 годин)

    Семестровий контроль/ контрольні заходи

    диференційований залік

    Розклад занять

    лекція – 2 год в тиждень (30 год); лабораторні  – 1 год в тиждень(15 год); самостійна робота – 105 год; диференційований залік

    Мова викладання

    Українська

    Інформація про
    керівника курсу / викладачів

    Кафедра прикладної фізики та матеріалознавства (Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України).


    Лектор: канд. техн. наук, Савицький Віктор Володимирович, viktor.savitsky@nas.gov.ua

    Семінарські заняття: канд. техн. наук, Савицький Віктор Володимирович, viktor.savitsky@nas.gov.ua

    Платформа для онлайн підключення

    Zoom, Google Meet

  • Тема 1. Технічна діагностика вузлів та елементів конструкцій. Методи та прилади для неруйнівного контроля якості матеріалів

    –     Основні поняття, мета та задачі технічної діагностики вузлів та елементів конструкцій.
    –     Класифікація методів неруйнівного контролю за призначенням та принципом дії.
    –     Огляд основних методів неруйнівного контролю, таких як візуальний, ультразвуковий, магнітний, радіографічний та інші. Їх основні переваги та недоліки

    –     Вимоги до обладнання та приладів для проведення неруйнівного контролю.


  • Тема 2. Фізико-математичні основи лазерної інтерферометрії

    –     Хвилеподібна природа світла: дифракція, інтерференція та поляризація.
    –     Принцип дії лазерної інтерферометрії та його фізичне пояснення.
    –     Різновиди лазерних інтерферометрів та їхнє використання в дослідженнях.

    –     Аналіз результатів вимірювань з використанням методів лазерної інтерферометрії, їхня інтерпретація.


  • Тема 3. Основні типи лазерних інтерферометрів та їх принцип дії

    –     Інтерферометр Майкельсона.
    –     Інтерферометр Маха-Цендера.
    –     Інтерферометр Фабрі-Перо.
    –     Інтерферометр Тваймена-Грина.

    –     Інтерферометр Фізо.


  • Тема 4. Методи обробки інтерференційних зображень

    –     Метод скелетування інтерференційних смуг.
    –     Фур'є метод визначення фази інтерференційної смуги.
    –     Метод фазових кроків для автоматизованої обробки картин інтерференційних смуг.
    –     Попередня цифрова фільтрація зображень. Фільтрація шуму у даних розрахованої карти інтерференційної фази.

    –     Зшивка інтерференційної фази.


  • Тема 5. Метод голографічної інтерферометрії для технічної діагностики елементів конструкцій

    –     Фізико-математичні основи методу голографічної інтерферометрії, її принцип дії.
    –     Технічна реалізація голографічної інтерферометрії: використання голограм та елементів світлової оптики.
    –     Типові оптичні схеми голографічних інтерферометрів. Поняття про вектор чутливості.
    –     Застосування голографічної інтерферометрії для визначення залишкових напружень у конструкційних матеріалах.

    –     Неруйнівний контроль якості композиційних та металевих конструкцій методом голографічної інтерферометрії.


  • Тема 6. Експериментальні методи визначення залишкових напружень у вузлах та елементах конструкцій

    –     Фізичні (неруйнівні) методи визначення залишкових напружень (метод рентгенівської дифракції, ультразвукові та магнітні методи) .
    –     Релаксаційні руйнівні методи визначення залишкових напружень (метод розрізки, Закса, контурний метод).
    –     Частково-руйнівні методи дослідження напряженого стану матеріалів (метод отворів, канавок, індентування).

    –     Особливості методів визначення залишкових напружень, їх область застосування, основні недоліки та переваги.


  • Тема 7. Визначення залишкових напружень методом спекл-інтерферометрії

    –     Формування спеклів на шорсткій поверхні матеріалів.
    –     Фізико-математичні основи методу спекл-інтерферометрії.
    –     Типові оптичні схеми спекл-інтерферометрів для вимірювання площинних, нормальних та просторових переміщень.
    –     Математичний алгоритм розрахунку залишкових напружень по даним вимірювання переміщень навколо отворів, які отримані за допомогою спекл-інтерферометричної вимірювальної системи.

    –     Технічна реалізація методу спекл-інтерферометрії для визначення напруженого стану..


  • Тема 8. Неруйнівний контроль якості методом ширографії

    –     Фізико-математичні основи методу ширографії, принцип його дії.
    –     Устаткування для вимірювань деформацій методом ширографії.
    –     Аналіз особливостей та переваг методу ширографії для технічної діагностики відповідальних конструкцій.

    –     Практичне застосування методу ширографії для неруйнівного контроля якості вузлів та елементів конструкцій.


  • Тема 9. Фізико-математичні основи методу цифрової кореляції зображень

    –     Основні поняття та принципи цифрової кореляції зображень (DIC).
    –     Методи обробки зображень для застосування DIC.
    –     Критерії кореляції SSD, NSSD, SAD, NCC.
    –     Метод фазової кореляції.

    –     Переваги та обмеження двовимірного методу цифрової кореляції зображень.


  • Тема 10. Алгоритми визначення переміщень методом цифрової кореляції зображень із субпіксельною точністю

    –     Алгоритм підгонки кривої, інтерполяційний підхід.
    –     Алгоритм Лукаса-Канаде.
    –     Алгоритм Ньютона-Рафсона.

    –     Стратегія оптимізації Гауса-Ньютона (IC-GN) для досягнення субпіксельної точності.


  • Тема 11. Тривимірний метод цифрової кореляції зображень

    –     Модель точкової діафрагми.
    –     Калібрування оптичної системи. Фокусна відстань, положення центру зображення, дисторсія лінзи, орієнтація та положення камер.
    –     Stereo matching алгоритми: SGM, SBGM, NCC, CNN.
    –     Розрахунок просторових положень точок досліджуваних об'єктів.

    –     Розрахунок переміщень та деформацій методом Stereo DIC.


  • Тема 12. Застосування методу цифрової кореляції для визначення фізико-механічних властивостей матеріалів

    –     Підготовка поверхні досліджуваних об'єктів. Природні та штучні спекли, методи їх наведення.
    –     Вплив конфігурації експериментального устаткування на точність вимірювання переміщень методом цифрової кореляції зображень. Телецентричні об'єктиви.
    –     Налаштування параметрів системи введення зображень. Рівень освітлення, швидкість зйомки, розмір пікселя камери, розмір зони дослідження. Калібрування системи.

    –     Вибір алгоритмів DIC, налаштування їх параметрів. Оцінка точності вимірювань.


  • Тема 13. Застосування методу цифрової кореляції для технічної діагностики відповідальних конструкцій

    –     Основні принципи технічної діагностики відповідальних конструкцій методом цифрової кореляції зображень.
    –     Особливості налаштування параметрів алгоритмів та устаткування DIC для контроля якості вузлів та елементів конструкцій.

    –     Аналіз даних, отриманих за допомогою методу цифрової кореляції, їх інтерпретація.


  • Тема 14. Навантаження об'єктів при їх неруйнівному контролі якості

    –     Механічне навантаження.
    –     Термічне навантаження. Метод блокування термічної хвилі.
    –     Вакуумне навантаження. Його область застосування
    –     Вібраційне навантаження.
    –     Комбіноване термічно-механічне навантаження.

    –     Вибір оптимального виду навантаження для виявлення внутрішніх дефектів.


  • Тема 15. Технічна діагностика великогабаритних конструкцій методами лазерної інтерферометрії та цифрової кореляції зображень

    –     Вплив масштабного фактору на розмір дефектів, які виявляються методами лазерної інтерферометрії.
    –     Вплив геометрії досліджуваних об'єктів на результати експериментальних досліджень.
    –     Забезпечення умов проведення експериментів у промислових та польових умовах.
    –     Застосування оптичних методів в умовах обмеженого простору.

    –     Основні переваги та недоліки використання методів лазерної інтерферометрії та цифрової кореляції зображень для неруйнівного контроля якості та визначення механічних властивостей великогабаритних конструкцій.


  • Тема 16. Практичні приклади використання оптичних методів для технічної діагности відповідальних конструкцій

    –     Визначення залишкових напружень у зварних з'єднаннях.
    –     Неруйнівний контроль якості багатошарових конструкцій, що виготовлені із металевих та композиційних матеріалів. Особливості їх навантаження.
    –     Вимірювання залишкових переміщень методом цифрової кореляції зображень після зварювання елементів конструкцій.

    –     Дослідження напружено-деформованого стану конструкцій методами лазерної інтерферометрії та кореляції зображень під час їх статичного навантаження.