В лаборатории «Прочность» Центра композиционных конструкций Московского авиационного института завершена разработка методики автоматического обнаружения трещин и расслоений в композитных материалах на основе компьютерного зрения. Об этом рассказали в пресс-службе МАИ.
Проект реализован под руководством ведущего инженера Константина Шрамко в рамках программы «Приоритет-2030». Алгоритм анализирует снимки, полученные при рентгеновском 3D-сканировании и электронной микроскопии, и самостоятельно выявляет дефекты без участия человека. Метод открывает путь к встраиванию технологии в системы контроля качества на производстве авиационных деталей.
Композиционные материалы обладают высокой прочностью при малом весе и применяются в авиа- и ракетостроении, однако мелкие дефекты снижают надёжность конструкции даже при микроскопических размерах. Их ручной поиск на снимках с рентгеновской установки или электронного микроскопа занимал дни, а иногда недели, тогда как новая методика объединяет данные обоих видов сканирования и обрабатывает их единым алгоритмом, который сам находит проблемные зоны.
Работа по выявлению дефектов строится в три этапа. На первом – проводится объёмное 3D-сканирование образца, по результатам которого программа находит внутренние пустоты, трещины и зоны расслоения. На втором – алгоритм переходит к детальному изучению снимков обнаруженных «зон риска», полученных электронным микроскопом, уточняет их размер, форму и расположение на мелком масштабе. На третьем этапе все данные сводятся в единую цифровую модель материала, отражающую не только местоположение дефекта, но и возможный механизм его возникновения.
Разработанная в МАИ методика от традиционного ручного анализа отличается тремя параметрами:
| Параметр | Традиционный подход | Новая методика |
|---|---|---|
| Скорость | Дни ручного анализа | Минуты на обработку больших объёмов данных |
| Точность | Ограничена визуальным разрешением человека | Дефекты размером менее одной тысячной миллиметра |
| Полнота картины | Раздельный анализ объёмного и детального сканирования | Объединение данных обоих видов сканирования в целостную картину структуры материала |
Методика уже прошла испытания на образцах угле- и стеклопластиков, используемых в деталях летательных аппаратов, и показала высокую точность и стабильность работы алгоритма. В лаборатории «Прочность» продолжается доработка программы и расширение базы данных для обучения алгоритма, а адаптация технологии под требования авиационной сертификации станет следующим этапом перед внедрением в производственный контроль качества.
Первые испытания на партнёрских предприятиях авиационной отрасли ожидаются в этом году, уточнили в МАИ.
