Об устройстве для автоматизированного сжатия образцов совместно со съемкой рентгеновского компьютерного томографа

Авторы

Харин Н. В.

Казанский (Приволжский) государственный университет, КГФЭИ, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008, Россия

e-mail: nik1314@mail.ru

Аннотация

Современные методы неразрушающего контроля широко применяются для анализа структуры материалов. Наиболее информативным подходом остается рентгеновская компьютерная томография. Несмотря на преимущества, рентгеновский компьютерный томограф имеет ограничения: невозможность сканирования высокоплотных материалов из-за артефактов, а также отсутствие решений для исследования внутренних изменений в реальном времени под внешней нагрузкой. Существующие установки для механических испытаний в сочетании с РКТ обладают рядом недостатков. В данной работе предложена автоматизированная оснастка для испытаний на сжатие, интегрируемая с РКТ.

Ключевые слова:

рентгеновская компьютерная томография, автоматизированная оснастка, неоднородные структуры

Список источников

1. Аиша Х., Газанфар Али М., Тарик М.Р.Х. и др. Контроль и определение параметров сварной низкоуглеродистой стали E 6013 с помощью ультразвукового контроля и преобразования Гильберта-Хуанга // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 64-70. DOI: 10.31857/S0130308221050080
2. Chavazas M.-L. et al. Impact of relative humidity variations on Carrara marble mechanical properties investigated by nonlinear resonant ultrasound spectroscopy // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 431, P. 136529. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136529
3. Богомолова А.Д., Пальчиков Д.С. Исследование усталостной прочности слоистых полимерных композиционных материалов с учетом повреждений // Труды МАИ. 2024. № 138. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=182660
4. Xin Z. et al. Assessing the density and mechanical properties of ancient timber members based on the active infrared thermography // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 304, P. 124614. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124614
5. Травин А.А. и др. Совершенствование диагностики механизмов машин с использованием методов неразрушающего контроля // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170352. DOI: 10.34759/trd-2022-127-23
6. Отока А.Г., Шлапак П.С. Опыт использования магнитопорошкового и капиллярного методов неразрушающего контроля при обнаружении дефектов в объектах контроля нефтяной промышленности // PROнефть. Профессионально о нефти. 2023. Т. 8, № 2 (28). С. 149-156. DOI: 10.51890/2587-7399-2023-8-2-149-156 
7. Лаптев А.С. и др. Проблемы и задачи стандартизации в сфере капиллярного неразрушающего контроля в авиационной отрасли (обзор) // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования. 2023. № 1 (71). С. 10-17. 
8. Кудинов И.И. и др. Оценка эффективности использования источников ультрафиолетового излучения при проведении капиллярного люминесцентного контроля // Дефектоскопия. 2022. № 1. С. 52-66. DOI: 10.31857/S0130308222010055 
9. Снарский А.С., Янушонок А.Н. Неразрушающий метод определения механических характеристик металла труб магистрального трубопровода // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2024. № 2 (50). С. 135-143. DOI: 10.52928/2070-1616-2024-50-2-135-143 
10. Горецкий Ю.Г., Коробко Т.Б. Применение неразрушающего контроля для оценки механических свойств биметаллической толстолистовой стали // Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы машиностроения: современные технологии обработки, материалы, машины, агрегаты» (Махачкала, 11-12 октября 2024): сборник статей. - Махачкала: Дагестанский государственный технический университет, 2024. С. 99-105. 
11. Кузнецов С.В., Кручинин А.А., Ушкар М.Н. Экспресс-метод оценки состояния сотовых конструкций авиационного назначения после ударного воздействия // Труды МАИ. 2024. № 137. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=181879
12. Зерщиков К.Ю., Семенов Ю.В. Структура полимерных композиционных материалов, армированных стеклянными волокнами различной длины, исследованная методом компьютерной томографии // Механика композиционных материалов и конструкций. 2024. Т. 30, № 2. С. 141-152. DOI: 10.33113/mkmk.ras.2024.30.02.01
13. Герасимов О.В. и др. Оценка напряжённого состояния позвоночных столбов собак на основе данных компьютерной томографии // Российский журнал биомеханики. 2024. Т. 28, № 1. С. 40-53. DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2024.1.03 
14. Zhao X. et al. Prediction Models of Mechanical Properties of Jute/PLA Composite Based on X-ray Computed Tomography // Polymers. 2024. Vol. 16, No. 1. P. 160. DOI: 10.3390/polym16010160
15. Акифьев К.Н. и др. Методика исследования пористости образцов с жидкостью рентгеновским компьютерным томографом при одноосном сжатии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2023. № 2. С. 11-21. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.2.02
16. Khosravani M.R., Reinicke T. On the use of X-ray computed tomography in assessment of 3D-printed components // Journal of Nondestructive Evaluation. 2020. Vol. 39, No. 4. P. 75. DOI: 10.1007/s10921-020-00721-1
17. Bolshakov P., Kuchumov A.G., Kharin N., Akifyev K., Statsenko E., Silberschmidt V.V. Method of computational design foradditive manufacturing of hip endoprosthesis based on basic-cell concept // International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering. 2024. Vol. 40, P. 3802. DOI: 10.1002/cnm.3802
18. Толстиков В.Г. Пыхалов А.А. Анализ напряженно-деформированного состояния деталей планера самолета из композиционных материалов на основе сканирования и решения глобально-локальной задачи // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158214. DOI: 10.34759/trd-2021-118-05
19. Николаев А.Л. и др. Устройство 3D визуализации деформированного состояния поверхности материала в области упругих деформаций. Патент RU 2714515. МПК G01N19/08, 18.02.2020.
20. Юргенсон С.А. Устройство для определения структуры материала или изделия, преимущественно полимерного композиционного материала. Патент RU 157585. МПК G01N3/02, 22.09.2014.
21. Hufenbach W. et al. A test device for damage characterisation of composites based on in situ computed tomography // Composites Science and Technology. 2012. Vol. 72 (12), P. 1361–1367. DOI: 10.1016/j.compscitech.2012.05.007
22. Qian W. et al. Time lapse in situ X-ray imaging of failure in structural materials under cyclic loads and extreme environments // Journal of Material Science and Technology. 2024. Vol. 175, P. 80–103. DOI: 10.1016/j.jmst.2023.07.041
23. Иванников В.П. и др. Способ исследования соединений с натягом с применением ультразвуковой томографии. Патент RU 2719276. МПК G01N29/04, 17.04.2020.
24. Саченков О.А. и др. Устройство для определения структуры материала или образцов при одноосном сжатии и способ его использования. Патент RU 2755098. МПК G01N23/046, 13.09.2021.
25. Gao Y. et al. Single energy CT-based mass density and relative stopping power estimation for proton therapy using deep learning method // Frontiers in Oncology. 2023. Vol. 13, DOI: 10.3389/fonc.2023.1278180
26. Nakao M. et al. Tolerance levels of mass density for CT number calibration in photon radiation therapy // Journal of Applied Clinical Medical Physics. 2019. Vol. 20, P. 45–52. DOI: 10.1002/acm2.12601
27. Kanematsu N. et al. Modeling of body tissues for Monte Carlo simulation of radiotherapy treatments planned with conventional x-ray CT systems // Physics in Medicine and Biology. 2016. Vol. 61, P. 5037–50. DOI: 10.1088/0031-9155/61/13/5037
28. Харин Н.В. и др. Влияние структурных параметров на физико-механические свойства неоднородных образцов под действием сжимающей нагрузки // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2024. № 8 (773). С. 11-23.
29. Харин Н.В. и др. Исследование пористости образца с флюид-насыщенными закрытыми порами под действием внешней нагрузки // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки. 2024. № 3 (114). С. 70-91.

Скачать статью