ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
55
УДК 519.6:536.2:621.791
Ю. И. Д и м и т р и е н к о, И. К. К р а с н о в,
Г. Ф. Р е ш, Д. А к и н к и н, И. К у з н е ц о в
РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ
ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ
ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
ТРЕХСЛОЙНЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Предложена математическая модель тепловых процессов в трех-
слойных сварных конструкциях с дефектами сварных соединений.
Сформулирована постановка геометрически обратной задачи
тепловой диагностики конструкций на основе тепловизионного
метода. Разработан алгоритм ее численного решения
,
основан-
ный на сведении к задаче оптимизации и конечно-элементного ре-
шения последовательности прямых трехмерных задач теплопро-
водности. Приведены результаты численного решения задачи.
E-mail:
dimit.bmstu@gmail.com
Ключевые слова
:
геометрически обратные задачи, диагностика, теп-
ловизор, вычислительные технологии, метод конечных элементов,
трехслойные сварные конструкции
.
Проблемы определения качества и оперативной достоверной диаг-
ностики технического состояния материалов и конструкций актуальны
для изделий авиакосмической техники. Метод теплового неразруша-
ющего контроля (ТНК), основанный на применении современных теп-
ловизоров, благодаря бесконтактности, возможности контроля объек-
тов в процессе их испытаний и штатной эксплуатации, высокой ин-
формативности позволяет эффективно решать задачи технической
диагностики [1—4]. Объектами тепловой дефектоскопии служат
структуры, содержащие трещины, пустоты, поры, раковины, зоны не-
провара, непроклея, плохой тепло- и электроизоляции, неоднородно-
сти состава, посторонние примеси, области термического и усталост-
ного перенапряжения и другие дефекты.
Малоизученной областью является анализ возможности приме-
нения методов ТНК для диагностики многослойных тонкостенных
сварных конструкций, при изготовлении которых часто возникают
дефекты сварных соединений. Работоспособность таких конструкций
во время эксплуатации существенно зависит от качества сварных со-
единений. Задача дефектоскопии в этом случае имеет особенности,
связанные со сложной криволинейной формой в зоне сварки, с тон-
костенностью и многослойностью конструкции, что затрудняет непо-
средственный анализ данных ТНК и обусловливает необходимость
разработки специальных математических методов решения геомет-