Course: [BK 3.6] Діагностика та дефектоскопія сучасних матеріалів і конструкцій

Про освітній курс

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); семінар/ лабораторні – 1 год у 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

Announcements Forum

Тема 1. Основні принципи діагностики та дефектоскопії

·         Основні поняття, мета та задачі технічної діагностики вузлів та елементів конструкцій.
·         Класифікація дефектів та ушкоджень.
·         Експлуатаційні дефекти.
·         Класифікація методів неруйнівного контролю (НК) за призначенням та принципом дії.
· Вимоги до обладнання та приладів для проведення неруйнівного контролю

Тема 2. Ультразвукова дефектоскопія

· Фізичні основи ультразвукової дефектоскопії.
· Принципи роботи акустичних випромінювачів.

· Будова електромагнітно-акустичних перетворювачів.

Тема 3. Метод акустичної емісії

· Загальні відомості.
· Фізична та математична моделі методу акустичної емісії.

· Приклади застосування.

Тема 4. Магнітний метод НК

·         Фізичні основи магнітних методів неруйнівного контролю.
·         Магнітопорошкова та магнітографічна дефектоскопія.
·         Доменна структура феромагнетиків.

· Коерцитивна сила.

Тема 5. Вихореструменевий метод неруйнівного контролю

·         Загальні відомості про вихореструменевий НК.
·         Глибина проникнення електромагнітного поля в провідне середовище.
·         Прилади для вихореструменевого НК.

· Область застосування та особливості.

Тема 6. Термічний метод неруйнівного контролю

· Метод інфрачервоної емісії.

· Розсіювання теплових полів у металоконструкціях під напруженням Тепловізори.

Тема 7. Радіаційні методи неруйнівного контролю

·         Загальна характеристика.
·         Радіографічний метод дефектоскопії.
·         Засоби реєстрації.

· Методи обробки рентгенівських зображень, інтерпретація результатів.

Тема 8. Візуально-оптичні методи діагностики

·         Виявлення дефектів при візуально-оптичній дефектоскопії.
·         Методи і засоби оптичної мікроскопі для діагностики поверхонь матеріалів і зварних з'єднань.
·         Комп'ютерна обробка зображень при візуальному контролі якості.

· Основні типи приладів для візуально-оптичному НК виробів.

Тема 9. Методи лазерної інтерферометрії

·         Принцип дії лазерної інтерферометрії, фізичне пояснення.
·         Електронна спекл-інтерферометрія.
·         Різновиди лазерних інтерферометрів та їхнє використання в дослідженнях.
·         Типові оптичні схеми голографічних інтерферометрів. Поняття про вектор чутливості.
·         Технічна реалізація голографічної інтерферометрії: використання голограм та елементів світлової оптики.

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

Тема 10. 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 11. Вплив дефектів та напруженого стану на статичну та циклічну міцність зварних з'єднань. Експериментальні методи визначення напруженого стану елементів 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 12. 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 13. Метод цифрової кореляції зображень

·         Основні поняття та принципи цифрової кореляції зображень (DIC).
·         Методи обробки зображень для застосування DIC.
·         Критерії кореляції
·         Калібрування оптичної системи. Фокусна відстань, положення центру зображення, дисторсія лінзи, орієнтація та положення камер.

· Розрахунок переміщень та деформацій методом Stereo DIC.

Тема 14. 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 15. Застосування методу цифрової кореляції зображень та ширографії для технічної діагностики великогабаритних конструкцій

·         Основні принципи технічної діагностики великогабаритних конструкцій методами цифрової кореляції зображень та ширографії.
·         Особливості налаштування параметрів алгоритмів та устаткування DIC для контроля якості вузлів та елементів конструкцій.
·         Аналіз даних, отриманих за допомогою методу цифрової кореляції, їх інтерпретація.

· Забезпечення умов проведення експериментів у промислових та польових умовах.

Тема 16. Практичні приклади використання методів дефектоскопії та неруйнівного контроля якості вузлів та елементів конструкцій

·         Діагностика технічного стану будівельних зварних металевих конструкцій, дефекти, що виникають під час експлуатації конструкцій.
·         Визначення залишкових напружень у зварних з'єднаннях.
·         Неруйнівний контроль якості композиційних матеріалів.
·         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.

· Основні переваги та недоліки використання методів неруйнівного контроля якості та визначення механічних властивостей вузлів та елементів конструкцій.

Topic outline