Разработка средств и метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений в стойках шасси летательных аппаратов
Диссертация
Ц. Гарднера (США), И. Шродера (США), И. Бартона (США), JI. Карьялайнена (США), К. Титто (Финляндия) и др. Вместе с тем, применение метода МШ в промышленности явно не соответствует его возможностям и требует комплексного решения исследовательских, конструкторских и методических задач связанных с технологиями поверхностного пластического упрочнения. К их числу относятся вопросы более глубокого… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДЕНИЕ. к 1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА МАГНИТНЫХ ШУМОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕННИЙ В ИЗДЕЛИЯХ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
- 1. 1. Анализ причин разрушения изделий авиационной техники и пути повышения ресурсов их работы
- 1. 2. Эффект Баркгаузена и комплекс технологических проблем повышения эксплуатационных свойств деталей авиационной техники
- 1. 3. Анализ физических особенностей контроля с использованием магнитных шумов
- 1. 4. Анализ информативных параметров и проблемы практической реализации метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений
- ВЫВОДЫ
- 2. АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ ШУМОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ МИКРО- И МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ
- 2. 1. Модели магнитного шума
- 2. 1. 1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА
- 2. 1. 2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭМИССИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА
- 2. 2. Прибор АФС для контроля методом магнитных шумов
- 2. 3. Исследование взаимосвязи параметров магнитных шумов с уровнем микро- и макронапряжений
- 2. 3. 1. ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ
- 2. 3. 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ
- 2. 1. Модели магнитного шума
- 2. 3. 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ ШУМОВ ОТ УРОВНЯ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ
- 2. 3. 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ ШУМОВ ОТ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
- 3. КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ
- 3. 1. Оценка остаточных напряжений при поверхностном пластическом деформировании
- 3. 2. Контроль режимов и параметров поверхностного пластического деформирования методом магнитных шумов
- 3. 3. Контроль усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов
- 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ, НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТОЙКАХ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
- 4. 1. Разработка индикатора механических напряжений
- 4. 2. Определение оптимального интервала усреднения при измерении текущих параметров магнитного шума
- 4. 2. 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА УСРЕДНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТЕКУЩЕЙ ИНТЕНСИВНОСТИ МАГНИТНОГО ШУМА
- 4. 2. 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА УСРЕДНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТЕКУЩЕГО ЧИСЛА ВЫБРОСОВ МАГНИТНОГО ШУМА
Список литературы
- Далин В.Н. Конструкция вертолетов. М.: Машиностроение, 1971. -270с.
- Сулима A.M. Деформационное упрочнение и усталостная прочность деталей из сталей и сплавов // Повышение эксплуатационных свойств деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: МДНТП, 1971.-С. 3−15.
- Рыковский Б.П. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом / Б. П. Рыковский, В. А. Смирнов, Г. М. Щетинин. М.: Машиностроение, 1985.- 151с.
- Технологические остаточные напряжения / Под ред. А. В. Подзея. М.: Машиностроение, 1973.-216с.
- Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. -327с.
- Кудрявцев И.В. Методы поверхностного упрочнения машин / И. В. Кудрявцев, М. М. Саверин, А. В. Рябченков. М.: Машгиз, 1949. -222с.
- Кудрявцев И.В. Современное состояние и перспективы развития методов повышения прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием // Вестник машиностроения. -1970. -№ 1.-С. 9−13- 1972.-№ 1.-С. 35−38.
- Кудрявцев И.В. Новые способы поверхностного пластического деформирования / И. В. Кудрявцев, Р. Е. Грудская // Машиностроитель. -1984.-№ 7.-С. 28−29.
- Горкунов Э.С. Взаимодействие доменных границ с дефектами структуры основа магнитной структуроскопии сталей / Э. С. Горкунов, Ю. Н. Драгошанский // Контроль. Диагностика. — 2000. — № 11. — С. 3−5.
- Анисимова И.В. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов / И. В. Анисимова, Э. М. Радецкая, И. В. Фишеров. М.: ВИАМ, 1971. -207с.
- Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. М.: Машгиз, 1955. — 312с.
- Туманов А.Г. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов / А. Г. Туманов, С. И. Кишкина, И. Г. Гринченко. М.: ВИАМ, 1971. -252с.
- Влияние шероховатости и упрочнения поверхностей на начало их пластического деформирования при контактных деформациях / JI.A. Хво-ростукин и др. // Известия вузов. 1976. — № 5. — С. 9−14.
- Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. — 149с.
- Кулешин А.В. Повышение усталостной прочности деталей путем ультразвуковой поверхностной обработки / А. В. Кулешин, А. В. Конанов, И. Л. Стебельков // Проблемы прочности. 1981. — № 1. — С. 70−74.
- Влияние дробеструйного и гидродробеструйного упрочнения на малоцикловую ударную усталость высокопрочной стали / А. Н. Овсеенко и др. // Вестник машиностроения. 1982. — № 6. — С. 35−37.
- Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. М.: Машиностроение, 1977. — 165с.
- Analysis of low-carbon steel after cold deformation based on Barkhausen noise / J. Grum, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. -Copenhagen, 26−29 May 1998. P. 1156−1163.
- Estimation of the grain-size distribution in the carbon steels using the ultrasonic and magnetic Barkhausen methods / M. Mihovski, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. Copenhagen, 26−29 May 1998. -P. 990−997.
- Папшев Д.Д. Эффективность и применение отделочно-упрочняющей обработки для повышения долговечности изделий. Киев: Институт сверхтвердых материалов АН УССР, 1980. — 215с.
- Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978. — 184с.
- Контроль лазерного упрочнения методом эффекта Баркгаузена / Г. В. Ломаев и др. // Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления: Сб. статей. Ижевск, 1995. — С. 143−153.
- Сысоева B.C. Высокопрочные торсионные валы гусеничных машин / B.C. Сысоева, Г. А. Чумак. М.: ЦНИИ Информации, 1980. — 152с.
- Вишняков Я.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах / Я. Д. Вишняков, В. Д. Пискарев. М.: Металлургия, 1989. -254с.
- Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. — 280с.
- Ящерецин П.И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1975. — 384с.
- Ящерецин П.И. Технологическая и эксплуатационная наследственность и ее влияние на долговечность машин / П. И. Ящерецин, Ю.В. Скоры-нин. Минск: Наука и техника, 1978. — 119с.
- Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокопрочных деталей машин. М.: Машиностроение, 1975. — 229с.
- Кудрявцев И.В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин. М.: Машиностроение, 1969. — 100с.
- Ершов А.А. Технологические возможности и перспективы применения различных методов упрочнения деталей / А. А. Ершов, А. В. Никифоров, В. И. Серебряков. М.: ВНИИТЭМР, 1985. — 48с.
- Магнитошумовой контроль технологических напряжений / Под ред. В. В. Плешакова. М.: ИнТС, 1995. — 155с.
- Влияние внешних напряжений на коэрцитивную силу углеродистых сталей / В. А. Захаров и др. // Дефектоскопия. 1992. — № 1. — С. 41−46.
- Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред.
- B.В. Клюева. Т. 6. М.: Машиностроение, 2004. — 832с.
- Горкунов Э.С. Эффект Баркгаузена и его использование в структуро-скопии ферромагнитных материалов / Э. С. Горкунов, Ю.Н. Драгошан-ский, М. Миховски // Дефектоскопия. 1999. — № 6. — С. 3−23- № 7.
- C. 3−32- № 8. С. 3−26- № 12. — С. 3−24- 2000. — № 6. — С. 3−38.
- Михеев М.Н. Магнитные методы структурного анализа и неразрушаю-щего контроля / М. Н. Михеев, Э. С. Горкунов. М.: Наука, 1993. — 250с.
- Филинов В.В. Методы и приборы контроля механических напряжений на основе использования магнитно-акустических шумов. М.: Машиностроение, 2000. — 154с.
- Кулеев В.Г. Механизмы влияния внутренних и внешних напряжений на коэрцитивную силу ферромагнитных сталей / В. Г. Кулеев, Э.С. Горку-нов // Дефектоскопия. 1997. — № 11. — С. 3−18.
- Попова В.В. Разработка элементов теории, методов и средств, основанных на эффекте Баркгаузена, с целью контроля структурных и физико-механических свойств ферромагнитных изделий машиностроения: Дис. докт. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1991. — 298с.
- Колачевский Н.Н. Флуктуационные явления в ферромагнитных материалах. -М.: Наука, 1985. 184с.
- Рудяк В.М. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. М.: Наука, 1986.-248с.
- Detection of thermal damage in steel components after grinding using the magnetic Barkhausen noise method / A.S. Wojtas, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. Copenhagen, 26−29 May 1998. — P. 287 294.
- Ono K. Magnetomechanical acoustic emission of iron and steel / K. Ono, M. Shibata // Materials evaluation. 1980. — Vol. 38. — № 1. — P. 55−61.
- Венгринович B.JI. Развитие теории эффекта Баркгаузена и разработка средств неразрушающего контроля и диагностики поверхностных слоев металлических материалов: Дис. докт. техн. наук. Минск, 1990. -440с.
- Филинов В.В. Принципы построения алгоритмов контроля напряженного состояния металлоизделий на основе регистрации магнитных и магнитоакустических шумов перемагничивания // Контроль. Диагностика. 2000. — № 11.-С. 16−18.
- Малышев B.C. Исследование эффекта Баркгаузена и разработка метода контроля качества упрочнения поверхностным пластическим деформированием изделий из конструкционных сталей: Дис. канд. техн. наук. -М., 1982.-177с.
- Вонсовский С.В. Современное учение о ферромагнетизме. М.: ГИТТЛ, 1952.-440с.
- Pfeffer К.Н. Zur theorie der koerzitivfeldstarke und anfangssuszeptibilitat // Phys. stat. sol. 1967. — H. 21. — № 2. — S. 857−872.
- Акулов Н.С. Ферромагнетизм. М.: Гостехиздат, 1939. — 149с.
- Rautiano R. Coercivity and power spectrum of Barkhausen noises in structural steels / R. Rautiano, L.P. Karjalainen, M. Moilanen // Journal of magnetism and magnetic materials. 1986. — Vol. 61. — P. 183−192.
- Stierstadt K. Der magnetische Barkhausen effekt // Springer tract in modern physics. Verlag Berlin — Heidelberg — New Jork, 1966. — H. 40. — S. 2106.
- Ломаев Г. В. Исследование метода эффекта Баркгаузена и его применение в измерениях, автоматике и контроле материалов и окружающей среды: Дис. докт. техн. наук. Ижевск, 1998. — 360с.
- Решенкин А.С. Прогнозирование места разрушения конструкций // Контроль. Диагностика. 2005. — № 3. — С. 42−45.
- Штин А.А. Исследование преобразователей, основанных на эффекте Баркгаузена и их применение для контроля усилий: Дис. канд. техн. наук. М., 1983.- 176с.
- Хамитов В.А. Исследование магнитоупругой акустической эмиссии во взаимосвязи со структурным состоянием ферромагнитных металлов применительно к неразрушающему контролю: Дис. канд. техн. наук. -Ижевск, 1989.- 150с.
- Иванов А.А. К статической теории скачков намагниченности // Физика металлов и металловедение. 1976. — Т. 38, вып. 2. — С. 203.
- Родичев A.M. Исследование эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. Красноярск: Институт физики СО АН СССР, 1960.
- Мерзляков Ю.М. Исследование преобразователей, использующих скачкообразное изменение намагниченности ферромагнетика, и возможностей применения их в контрольно-измерительной технике: Дис. канд. техн. наук. Уфа: УАИ, 1975.
- Родичев A.M. Динамика скачка Баркгаузена / A.M. Родичев, В.А. Иг-натченко // Физика металлов и металловедение. 1960. — Т. 9, вып. 6. -С. 903.
- Филинов В.В. Магнитное поле в цилиндрическом ферромагнетике от скачка Баркгаузена при наличии проводящего экрана /В.В. Филинов, И. Г. Лещенко // Элементы и системы автоматического управления. -Томск, 1975.-С. 152−155.
- Мерзляков Ю.М. К расчету импульса ЭДС от скачка Баркгаузена в экранированном ферромагнитном стержне / Ю. М. Мерзляков, В. В. Филинов // Материалы Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». Ижевск, 1977. — С. 92−94.
- Рытов С.М. Введение в статистическую радиотехнику. Ч. 1: Случайные процессы. -М.: Наука, 1976. 494с.
- Karjalainen L.P. Detection of plastic deformation during fatigue of mild steel by the measurement of Barkhausen noise / L.P. Karjalainen, M. Moilanen // International conference on nondestructive testing. 1979. -Vol. 12.-№ 2.-P. 51−55.
- Глухов H.A. Электроакустический тракт аппаратуры для метода акустических шумов при перемагничивании / Н. А. Глухов, В. Н. Колмогоров // Материалы III Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его применение в технике». Ижевск, 1989. — С. 149−153.
- Titto S. In the influence of microstructure on magnetization transitions I I Acta pol. scandinavika. App. physics series. — 1977. — № 119. — P. 80.
- Лопатин M.B. Разработка методов и средств контроля напряженного состояния конструкционных сталей на основе использования магнитного и акустического проявлений эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. М., 1987. — 150с.
- Titto К. Solving internal stress measurement problems by a new magneto-elastic method // Nondestractive method of materials property determination. -New York-London, 1984.-P. 105−114.
- Кузнецов H.C. Применение метода магнитных шумов для определения напряженного состояния ферромагнитных материалов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1992. — № 2. — С. 14−16.
- Исследование метода эффекта Баркгаузена для контроля напряжений в мартенситностареющих сталях / В. В. Филинов и др. // Материалы III Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его применение в технике». Ижевск, 1989. — С. 97−101.
- Москвин В.Н. Исследование и разработка неразрушающего метода контроля наводороживания изделий из ферромагнитных металлов: Дис. канд. техн. наук. Томск: ТПИ, 1976. — 168с.
- Исследование напряженных состояний в конструкционных сталях методом магнитного шума / Б. А. Добнер и др. // Материалы Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». -Ижевск, 1977.-С. 140−144.
- Магнитный структуроскоп, основанный на эффекте Баркгаузена / В. В. Филинов и др. // Дефектоскопия. 1985. — № 12. — С. 21−25.
- B.Е. Шатерников, А. И. Соколик // Дефектоскопия. 1986. — № 6.1. C. 37−40.
- Карпов А.В. Применение магнитошумового метода для контроля напряженного состояния изделий / А. В. Карпов, В. В. Филинов // Современные физические методы и средства неразрушающего контроля: Сб. М.: МДНТП, 1988. — С. 83−87.
- Filinov V. Testing of shot blasting regimes and metal product surface hardening parameters by Barkhausen effect method / V. Filinov, V. Shaternikov // 3-d International conference on shot peening. Garmisch — Partenkirchen, Germany, 1987. — P. 407−413.
- Onboard aircraft weighing system using Barkhausen noise sensors / U. Kehlenbeck, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. -Copenhagen, 26−29 May 1998. P. 251−258.
- Опыт применения метода эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния деталей из высокопрочной стали /В.В. Филинов и др. // Дефектоскопия. 1992. — № 5. — С. 17−20.
- Вагин А.В. Контроль макронапряжений в изделиях из высокопрочных конструкционных сталей метом эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. М., 1990. — 210с.
- Вотруба К. Влияние пластической деформации на эффект Баркгаузена // Известия АН СССР. Сер. Физическая. — 1957. — Т. 21, вып. 9. -С. 1246−1249.
- Shaternikov V. Barkhausen effekt und kontrolle von parameter der oberflachenverfestigung / V. Shaternikov, V. Filinov // 6-th Inter, conf. rationalisierung im maschinenban durch schlusseltechnologien. Zwickau, Germany, 1989. — S. 91−98.
- Филинов В.В. Анализатор ферромагнитной структуры АФС-ЗМ для контроля физико-механических свойств металлоизделий // Научно-технические достижения: Сб. М.: ВИМИ, 1988. — С. 43−46.
- Шатерников В.Е. Магнитные и акустические шумы перемагничивания при деформации ферромагнитных материалов / В. Е. Шатерников, В. В. Филинов, А. В. Карпов // Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по акустической эмиссии. Кишинев, 1987. — С. 8.
- Плешаков В.В. Оценка уровня накопления усталостных повреждений в поверхностном слое высокопрочных сталей /В.В. Плешаков, В. В. Филинов, А. И. Соколик // Проблемы прочности. 1987. — № 6. — С. 15−19.
- Соколик А.И. Контроль технологических и эксплуатационных свойств изделий из высокопрочных сталей методом эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. -М., 1984. 155с.
- Willmann W. Untersuchungen zur mestechnischen ausnutzung des magnetischen Barkhausen effekt // Metallkunde. 1969. — Bd. 136. — S. 395.
- Лопатин M.B. Прибор АФС-3 для измерения текущих параметров эффекта Баркгаузена / М. В. Лопатин, В. В. Филинов // Приборы и техника эксперимента. 1987. — № 1. — С. 236.
- Опыт контроля напряженно-деформированного состояния газопроводов / А. А. Дубов и др. // Контроль. Диагностика. 2002. — № 4. — С. 5356.105. http://www.rkk.ru106. http://www.astresstech.com
- Кузнецов Н.С. Развитие теории, создание способов, средств и технологии неразрушающего контроля прочности и герметичности изделий на основе регистрации акустических и магнитных шумов: Дис. докт. техн. наук. М., 1998. — 300с.
- Ломаев Г. В. Эффект Баркгаузена / Г. В. Ломаев, Ю. М. Мерзляков. -Ижевск, 2004. 164с.
- Ломаев Г. В. Контроль лазерного упрочнения методом эффекта Баркгаузена / Г. В. Ломаев, Е. В. Харанжевский // Дефектоскопия. 2000. -№ 9.-С. 16−26.
- Горкунов Э.С. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах / Э. С. Горкунов, Ю. Н. Драгошанский, В. А. Хамитов // Дефектоскопия. 2001. — № 3. — С. 3−23- № 12. — С. 3−30.
- Горкунов Э.С. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах / Э. С. Горкунов, А. И. Ульянов, В. А. Хамитов // Дефектоскопия.-2002.-№ 5. С. 86−112.
- Бусько В.Н. Исследование возможности оценки твердости пружин с помощью метода эффекта Баркгаузена / В. Н. Бусько, В. Л. Венгринович // Дефектоскопия. 2001. — № 1. — С. 27−32.
- Кузнецов Н.С. Оценка напряженного состояния стальных конструкций по магнитным характеристикам ферромагнетиков / Н. С. Кузнецов, А. Н. Кузнецов // Контроль. Диагностика. 2002. — № 1. — С. 23−32.
- Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. — 624с.
- Мирский Г. Я. Аппаратное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1972. — 456с.
- Система магнитоакустического контроля механических напряжений / В. В. Филинов, И. В. Рукавишников, A.M. Народицкий, Д. А. Ковалев // Магнитные явления: Сб. статей. Вып. 2 / Под ред. проф. Г. В. Ломаева. Ижевск, 2005. — С. 192−198.
- Применение метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений / В. В. Филинов, В. Е. Шатерников, И. В. Рукавишников, A.M. Народицкий, В. В. Плешаков, Д. А. Ковалев // Контроль. Диагностика. 2005. — № 3. — С. 17−22.
- Информативные параметры сигналов магнитных шумов и контрольно-измерительная система для оценки механических напряжений /
- Д.А. Ковалев, A.M. Народицкий, И. В. Рукавишников, А. В. Филинова, В. В. Филинов // Приборостроение: Межвузовский сб. научных трудов. -М., 2004.-С. 120−129.