Berns V.A. et al. 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 10 ТЕХНОЛОГИЯ чены номера стрингеров, точками – положения датчиков ускорений. Масса панели 38,8 кг, мате- риал – алюминиевый сплав В95Т. Продольный и поперечный силовой набор приклепан заклепка- ми. Усиления по коротким сторонам панели име- ют болтовое соединение. На время экспериментов панель была вы- вешена на упругих жгутах малой жесткости. Возбуждение колебаний осуществлялось двумя электродинамическими силовозбудителями. Для измерения вибраций использовалось 40 датчи- ков ускорений. Датчики размещались со сгуще- нием в окрестности пучностей формы первого тона упругих колебаний панели, поскольку вы- ращивание усталостных трещин предполага- лось вынужденными колебаниями на резонанс- ной частоте первого тона. По сигналам датчиков ускорений строились портреты колебаний раз- личных точек панели. Для каждого портрета колебаний определялась величина параметра  . Строилось поле распределения параметра ξ по поверхности панели: величина ξ в каждой точке измерения изображалась меткой соответствую- щего цвета градиентной шкалы, а между метка- ми выполнялась аппроксимация в соответствии с картой цветов. Кроме того, в эксперименталь- ных исследованиях отслеживались изменения собственных частот первых четырех тонов упру- гих колебаний панели, вызванные появлением и развитием дефектов. Первоначально было зафиксировано рас- пределение параметра ξ и определены соб- ственные частоты панели р i ( i = 1…4) в ее исходном состоянии. Затем проведены иссле- дования изменений собственных частот Δ р i и портретов колебаний панели при появлении следующих дефектов: высверленная заклепка и концентратор напряжений в виде сквозного надреза в центре панели; усталостные трещины в стрингерах 1 и 5; трещина в стрингере 5 по- сле ремонта (приклепаны накладки); трещина в стрингере 2 на разных этапах развития. Ре- зультаты исследований показаны на рис. 6–8. Стрелками отмечены положения трещин. В табл. 1 представлены максимальные зна- чения параметра ξ для различных состояний па- нели. Измерения отклика панели производились вблизи собственной частоты первого тона коле- баний. Следует отметить, что поскольку норми- рование искажений портретов колебаний может играть важную роль в оценке размера дефекта и проведении сравнительных исследований, то в табл. 1 наряду с абсолютными значениями ξ вне- сены и нормированные значения этого параме- тра ξ н . В данном случае величина абсолютного максимума искажений каждого сигнала относи- лась к наибольшей величине абсолютного мак- симума первой гармоники из всех зарегистриро- ванных сигналов за один период колебаний. В табл. 2 приведены значения собственных частот колебаний панели. Как следует из пред- ставленных результатов, даже разрушение двух стрингеров мало сказывается на собственных частотах. Это означает, что в данном случае де- фектоскопия панели по изменению модальных параметров неэффективна. Рис. 6 . Распределение ξ по панели с концентратором напряжений Fig. 6 . The ξ distribution over the panel with a stress concentrator