Разработка методик для выявления приповерхностных и объёмных дефектов методами лазерной оптоакустики в конструкционных материалах

Проект направлен на разработку новых методик диагностики и мониторинга современных материалов и конструкций, основанных на решении междисциплинарных проблем физики и механики, на достижениях современной лазерной техники. В проекте теоретически и экспериментально впервые будут исследованы особенности генерации акустических и тепловых волн в материалах с изменяющимися реологическими свойствами нестационарным лазерным излучением, как в импульсном режиме, так и в режиме модуляции лазерного излучения на определенной заданной частоте. В режиме с импульсной генерацией предполагается развить оригинальные исследования, направленные на установление связи параметров генерируемых акустических импульсов с приповерхностными и объемными реологическими свойствами объекта. В режиме узкополосной генерации акустических и тепловых волн основное внимание будет уделено изучению впервые обнаруженных нами сильных особенностей лазерного оптоакустического эффекта в зонах индентации по хорошо отработанным методикам Виккерса и Роквелла (в первую очередь в металлах). Будет показано, что использование данных лазерных оптоакустических измерений в этих зонах (наряду с традиционными данными по твердости материала) позволяет получать принципиально новую информацию о присутствующих в объекте внутренних напряжениях. Предполагается изучить особенности их генерации вблизи типичных мест концентрации деформаций и внутренних напряжений, зарождающихся в приповерхностных слоях современных материалов. Полученные результаты предполагается использовать для разработки новых методик регистрации зарождающихся в деталях зон пластической деформации и концентраторов внутренних напряжений, включая объекты создаваемые с помощью 3D аддитивных технологий. Экспериментальные исследования будут проводиться с помощью разработанного группой оригинального комплексного подхода, основанного на использовании нескольких высокочувствительных и независимых методов регистрации локальных термоволновых, термоупругих и акустических процессов в материалах при их лазерной генерации. Будут отработаны методики получения изображений объектов, отражающие вплоть до микроуровня характер пространственного распределения указанных параметров. Результаты проекта будут носить универсальный характер и смогут стать основой для создания принципиально новых систем диагностики и неразрушающего контроля дефектов и остаточных напряжений в современных материалах и конструкциях на ранних стадиях формирования деформационных дефектов.