vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-6-99-111GWCKRLvestniktgasu-1920Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONАнализ возможностей метода неразрушающего контроля армированных изделий из бетонаExploratory Study of Non-Destructive Testing of Reinforced Concrete ProductsЛюкшинБ. А.LyukshinB. A.

Борис Александрович Люкшин, докт. техн. наук, профессор

634050, г. Томск, пр. Ленина, 40

Boris A. Lyukshin, DSc, Professor

40, Lenin Ave., 634050, Tomsk

lba2008@yandex.ruУцынГ. Е.UtsynG. E.

Григорий Евгеньевич Уцын, канд. физ.-мат. наук, доцент

634050, г. Томск, пр. Ленина, 40

Grigory E. Utsyn, PhD, A/Professor

40, Lenin Ave., 634050, Tomsk

uge23@yandex.ruТомский государственный университет систем управления и радиоэлектроникиРоссияTomsk University of Control Systems and RadioelectronicsRussian Federation20240201202526699111Copyright © Люкшин Б.А., Уцын Г.Е., 20252025Люкшин Б.А., Уцын Г.Е.Lyukshin B.A., Utsyn G.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1920

Актуальность. Разработка новых методов неразрушающего контроля особенно актуальна для таких строительных материалов, как бетон, в связи с широким его применением. Выполнен анализ результатов экспериментальных данных, полученных на основе механоэлектрических явлений в изделии из материала, содержащего пьезоэлектрические включения, и результатов математического моделирования волнового процесса в этом же изделии.Метод основан на явлении механоэлектрических преобразований в пьезосодержащей среде при импульсном механическом воздействии. Расчеты выполнены как с помощью авторской программы, так и с использованием специального пакета программ.Результаты. Рассмотрено два варианта: однородный образец и образец, содержащий дефекты в виде включений. На основе взаимного соответствия экспериментальных и расчетных данных сделан вывод о наличии перспектив у нового метода неразрушающего контроля изделий из материалов с пьезоэлектрическими включениями на основе механоэлектрических явлений.

The paper presents the experimental data based on dynamoelectric phenomena in a product made of a material containing piezoelectric inclusions and mathematical simulation results of the wave process in this product. Calculations are based on the author's program and special software package. Two variants are considered: a homogeneous sample and a sample with defect inclusions. Based on the mutual correspondence of experimental and calculated data, it is concluded that there are prospects for a new method of non-destructive testing of products made of materials with piezoelectric inclusions based on dynamoelectric phenomena.

неразрушающий контрольмоделированиебетончисленные методыакустические методы контроляnon-destructive testingmathematical simulationconcretenumerical methodacoustic control methodReferencesMartínez I., Andrade C. Examples of reinforcement corrosion monitoring by embedded sensors in concrete structures // Cement and Concrete Composites. 2009. V. 31. P. 545–554.Martínez I., Andrade C. Examples of Reinforcement Corrosion Monitoring by Embedded Sensors in Concrete Structures. Cement and Concrete Composites. 2009; 31: 545–554.Hakan Yalciner, Ozgur Eren, Serhan Sensoy. An experimental study on the bond strength between reinforcement bars and concrete as a function of concrete cover, strength and corrosion level // Cement and Concrete Composites. 2012. V. 42. P. 643–655.Hakan Yalciner, Ozgur Eren, Serhan Sensoy. An Experimental Study on the Bond Strength Between Reinforcement Bars and Concrete as a Function of Concrete Cover, Strength and Corrosion Level. Cement and Concrete Composites. 2012; 42: 643–655.Фурса Т.В., Осипов К.Ю., Данн Д.Д. Разработка неразрушающего метода контроля прочности бетона с дефектной структурой на основе явления механоэлектрических преобразований // Дефектоскопия. 2011. № 5. С. 39–47.Fursa T.V., Osipov K.Yu., Dann D.D. Development of Non-Destructive Method for Testing Concrete Strength with Defect Structure Based on Dynamoelectric Transformations. Defektoskopiya. 2011; (5): 39–47. (In Russian)Кукуджанов В.Н. Численное решение неодномерных задач распространения волн напряжений в твердых телах // Сообщения по прикладной механике. Москва : ВЦ АН СССР, 1976. Вып. 6. С. 11–37.Kukudzhanov V.N. Numerical Solution of Non–Dimensional Problems of Stress Wave Propagation in Solids. Soobshcheniya po prikladnoi mekhanike. 1976; (6): 11–37. (In Russian)Кукуджанов В.Н., Кондауров В.И. Численное решение неодномерных задач динамики твердого деформируемого тела // Проблемы динамики упругопластических сред. Сер. Механика. Новое в зарубежной науке. Вып. 5. Москва : Мир, 1975. С. 39–84.Kukudzhanov V.N., Kondaurov V.I. Numerical Solution of Non-Dimensional Problems of Dynamics of Solid Deformable Body. Problemy dinamiki uprugoplasticheskikh sred. Ser. Mekhanika. Novoe v zarubezhnoi nauke. 1975; (5): 39–84. (In Russian)Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. Москва : Мир, 1978. 307 c.Novatsky V.K. Wave Problems in the Theory of Plasticity. Moscow: Mir, 1978. 307 p. (In Russian)Уорминг Р.Ф., Кутлер П., Ломакс Г. Нецентральные разностные схемы второго и третьего порядков точности для решения нелинейных уравнений гиперболического типа // Ракетная техника и космонавтика. 1973. Т. 11. № 2. С. 76–85.Warming R.F.P., Kutler G. Lomax Second and Third-Order Noncentered Difference Schemes for Nonlinear Hyperbolic Equations. ARS Journal. 1973; 11(2): 6–85.Численное решение многомерных задач газовой динамики / под ред. К. Годунова. Москва : Наука, 1976. 400 c.Godunov K. Numerical Solution of Multidimensional Problems of Gas Dynamics. Moscow: Nauka, 1976. 400 p. (In Russian)Клебанов Я.М., Давыдов А.Н., Папировский В.Л. Использование программного комплекса ANSYS в учебном процессе (Самарский государственный технический университет). Самара : Изд-во СГТУ, 1998. 124 с.Klebanov Ya.M., Davydov A.N., Papirovsky V.L. ANSYS FE Program in the Educational Process (Samara State Technical University). Available: cadfem.ru (In Russian)Жидков А.В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечноэлементного моделирования. Нижний Новгород, 2006. 115 c. URL: https://savenkovvn.ucoz.ru/zhidkov_ansys.pdfZhidkov A.V. Application of ANSYS FE Program for Solving Problems of Geometric Modeling. Nizhny Novgorod, 2006. 115 p. Available:https://savenkovvn.ucoz.ru/zhidkov_ansys.pdf (In Russian)Selle A., Fedkiw R., Kim B.-M., Liu Y., Rossignac J. An unconditionally stable Maccormack method // Journal of Scientific Computing. 2008. V. 35. № 2–3. P. 350–371.Selle A., Fedkiw R., Kim B.-M., Liu Y., Rossignac J. An Unconditionally Stable Maccormack Method. Journal of Scientific Computing. 2008; 35 (2–3): 350–371.Dupont T.F., Yingjie Liu. Back and forth, error compensation and correction methods for semi–lagrangian schemes with application to level set interface computations // Math. Comp., In Press. 2006. P. 311–324.Dupont T.F., Yingjie Liu. Back and Forth, Error Compensation and Correction Methods for Semi–Lagrangian Schemes with Application to Level Set Interface Computations. Mathematics of Computation. 2006; 311–324. (In press)Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. Москва : Наука, 1977. 944 с.Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics. Moscow: Nauka, 1977. (In Russian)Люкшин Б.А., Уцын Г.Е., Фурса Т.В. Электромеханическая модель пьезосодержащей среды: математическое моделирование механоэлектрических процессов. Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2015. 101 с.Lyukshin B.A., Utsyn G.E., Fursa T.V. Electromechanical Model of Piezo-Containing Medium: Mathematical Modeling of Dynamoelectric Processes. Tomsk: TPU, 2015. 101 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.