Застосування фототермоакустичного перетворення для задач дефектоскопії
| dc.contributor.author | Богданов, Олексій Вікторович | |
| dc.contributor.degreefaculty | електроніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"; Інститут механіки ім. С.П. Тимошенко НАН України | uk |
| dc.contributor.researchgrantor | НТУУ "КПІ" | uk |
| dc.date.accessioned | 2011-09-26T12:54:43Z | |
| dc.date.available | 2011-09-26T12:54:43Z | |
| dc.date.issued | 2011 | |
| dc.description.abstracten | In the research the methods of using FTA (fototermoakustynoho) conversion for non-destructive flaw detection thin-layer optically opaque materials. The process of flaw detection using this transformation is to register an object of elastic vibrations, which arise as a result of uneven heating of the elastic layer under the influence of optical radiation. The analysis of emerging thermoelastic transients. Based on the researches made on the recommendation since the flaw of a particular area of the material. First, the results allowed to choose type of amplitude modulation of optical radiation, which gives the greatest amplitude of elastic vibrations. Comparison of results from the receiver elastic oscillations at arbitrary locations relative to its axis of optical excitation. As a result, was made recommendation on the optimal location of the receiver elastic vibrations. The influence of type of receiver (contact and contactless) the results of flaw detection. Recommended use contactless receiver elastic vibrations. The research results were compared with experimental research. Uncertainty modeling in respect of laboratory results did not exceed 10%. | |
| dc.description.abstractru | В современной твердотельной электронике широко применяются большие интегральные схемы (БИС). Для их производства используются диэлектрики на основе кремния. Следует отметить, что элементы БИС имеют достаточно малые толщины и оптически непрозрачны. Контроль целостности данных компонентов является важной задачей, как в процессе, так и на этапе разработки новых технологий производства. Однако, большинство существующих методов дефектоскопии не применимы к данным объектам. В настоящее время широкое распространение получил метод неразрушающей дефектоскопии на основе фототермоакустического (ФТА) преобразования энергии. Методика исследования внутренней структуры объектов при помощи ФТА преобразования, основывается на экспериментальных результатах. А теоретическое описание данного метода ограничивается описанием одномерного стационарного, во времени, случая. Целью данной работы является построение методологии использования ФТА преобразования для дефектоскопии тонкослойных оптически непрозрачных объектов. В первой главе проанализирован уровень развития современной науки в данном вопросе. На основе классических трудов Лямшева Л.М., Красильникова В.А. и Коваленко А.Д.. Рассмотрены теоретические вопросы ФТА преобразования и механики связанных полей. Во второй главе исследованы переходные процессы в одномерном упругом слое, который находится под действием лазерного излучения с произвольной амплитудной модуляцией. Впервые была поставлена задача нестационарного ФТА преобразования в упругом слое. Данная задача была решена в области изображений Лапласа, с последующим аналитическим переходом в область оригиналов. Впервые были получены аналитически строгие решения для теплового и упругого полей в объекте. На основе анализа результатов математического моделирования, разработаны рекомендации по временным рамкам проведения ФТА дефектоскопии. В третьей главе рассмотрено влияние сдвиговых волн на процесс ФТА дефектоскопии. Для этого впервые была поставлены задачи двумерного нестационарного и стационарного, во времени, ФТА преобразования в упругом слое. Первая задача была решена в области изображений Лапласа с использованием разложения в ряд Фурье по продольной координате. Решения, для теплового и упругого полей, были аналитически переведены в область оригиналов. Для решения второй задачи использовалось только разложение в ряд Фурье. Проанализировав результаты математического моделирования, было отмечено, что в случае не осесимметричного расположения приемника упругих колебаний относительно лазерного луча, возрастает влияние сдвиговых волн и искажается информация о возбужденном состоянии объекта. В результате предложено располагать приемник упругих колебаний строго по оси оптического возбуждения. Это позволяет использовать только приемник продольных колебаний, поскольку вклад сдвиговых волн, в данном случае, практически равен нулю. В четвертой главе рассмотрена задача выявления дефектного слоя внутри кремниевого слоя. На основании полученных теоретических результатов в главах 2 и 3 — была поставлена задача о ФТА возбуждении упругого многослойного объекта в одномерной стационарной, по времени, постановке. Впервые были решены «прямая» и «обратная» задачи ФТА дефектоскопии. В «прямой» задаче получены уравнения для определения механических колебаний или электрического сигнала, который снимался с контактов пьезокерамического приемника, в зависимости от наличия «дефектного» внутреннего слоя и его геометрических параметров (толщина и расположение). В «обратной» задаче была впервые построен метод определения наличия «дефектного» слоя и его геометрических параметров, на основании информации о механических колебаниях объекта или электрического сигнала, который снимался с контактов пьезокерамического приемника. Анализ полученных результатов показал, что эффективность применения бесконтактного приемника (например, лазерного с использованием эффекта дифракции) выше эффективности контактного приемника (например, пьезоэлектрического). Также установлено, что бесконтактный приемник не вносит искажений в информацию о колебательном процессе в объекте. Полученные результаты исследований были сопоставлены с экспериментальными исследованиями. Погрешность моделирования, относительно лабораторных результатов, не превысила 10%. | |
| dc.description.abstractuk | В дисертаційній роботі розроблено методи використання ФТА (фототермоакустиного) перетворення для неруйнівної дефектоскопії тонкошарових оптично непрозорих матеріалів. Процес дефектоскопії, з допомогою цього перетворення, полягає в реєстрації пружних коливань об’єкта, які виникають в наслідок нерівномірного прогріву пружного шару під впливом оптичного випромінювання. Проведено аналіз виникаючих термопружних перехідних процесів. На основі виконаних досліджень зроблена рекомендація щодо часу проведення дефектоскопії певної області матеріалу. Вперше, отримані результати дозволили обрати вид амплітудної модуляції оптичного випромінювання, який дає найбільшу амплітуду пружних коливань. Виконано порівняння результатів від приймача пружних коливань при довільних його розташувань відносно вісі оптичного збудження. В результаті, була зроблена рекомендація щодо оптимального розташування приймача пружних коливань. Також проаналізовано вплив типу приймача (контактний та безконтактний) на результати дефектоскопії. Рекомендовано використовувати безконтактний приймач пружних коливань. Отримані результати досліджень були порівняні з експериментальними дослідженнями. Похибка моделювання, відносно лабораторних результатів, не перевищила 10%. | |
| dc.format.page | 25 с. | |
| dc.identifier.citation | Богданов О. В. Застосування фототермоакустичного перетворення для задач дефектоскопії : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.09.08 - прикладна акустика та звукотехніка / Олексій Вікторович Богданов. - Київ, 2011. - 25 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/1132 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.subject | дефектоскопія | |
| dc.subject | неруйнівний контроль | |
| dc.subject | термопружность | |
| dc.subject | ФТА перетворення | |
| dc.subject | дефектоскопия | |
| dc.subject | неразрушающий контроль | |
| dc.subject | термоупругость | |
| dc.subject | ФТА превращения | |
| dc.subject | fault detection | |
| dc.subject | non-destructive control | |
| dc.subject | PTA of transformation | |
| dc.subject | thermo-resilient | |
| dc.title | Застосування фототермоакустичного перетворення для задач дефектоскопії | uk |
| dc.type | Thesis | uk |
| thesis.degree.discipline | акустики та акустоелектроніки | uk |
| thesis.degree.level | дисертація кандидата технічних наук | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.09.08 - прикладна акустика та звукотехніка | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Bogdanov_aref.pdf
- Розмір:
- 884.86 KB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 1.71 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: