автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Диагностика усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа

На правах рукописи

КОТЕЛЬНИКОВ Андрей Петрович

ДИАГНОСТИКА УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ МАШИН ДАТЧИКАМИ ДЕФОРМАЦИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курган -2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Курганский государственный университет1'

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Сызранцев Владимир Николаевич Официальные оппоненты:

Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Лапшин Пётр Николаевич

кандидат технических наук, доцент Ратманов Эдуард Владимирович

Ведущая организация:

Тюменский ремонтно-механический завод ОАО "Сибнефтепровод""

Защита состоится "19" марта 2004 г. в 14.00 часов,на заседании диссертационного совета Д212.103.01 при Курганском государственном университете (640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25, КГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курганского государственного университета.

Автореферат разослан "12" февраля 2004 г. Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В большинстве случаев детали машин подвергаются воздействию циклически меняющихся во времени нагрузок. Накапливающиеся при этом повреждения вызывают усталостное разрушение деталей и металлоконструкций машин. Предсказание усталостного разрушения изделий -задача для машиностроения весьма важная, так как оно чревато катастрофическими последствиями. Особого внимания заслуживают металлоконструкции мостовых кранов, нормативный срок службы которых истёк. Применение существующих методов расчёта их остаточного ресурса затруднено, так как не проводилось систематическое изучение спектров эксплуатационных нагрузок. Поэтому необходимы новые методы и технические средства, позволяющие определить число циклов до разрушения металлоконструкций кранов при нагру-жении случайными напряжениями близкими к пределу выносливости. Среди существующего множества способов экспериментального исследования накопления повреждений в металлоконструкциях машин наиболее перспективными являются способы, использующие датчики усталостных повреждений. Разработанные в Курганском государственном университете датчики деформаций интегрального типа (ДЛИТ) и методы, основанные на их применении, позволяют оценить напряженно-деформированное состояние и усталость различных изделий машиностроения. Однако ранее разработанные методики использования ДДИТ не позволяют решать задачи диагностики усталости металлоконструкций машин, работающих за пределом установленного ресурса. Более того, в условиях работы мостовых кранов известные процедуры регистрации информации с ДЦИТ не реализуются.

Актуальность выбранного направления исследований подтверждается тем, что работа выполнялась по заданию Курганского инженерного центра технической диагностики и экспертизы объектов Госгортехнадзора в рамках договора, при поддержке гранта Минобразования РФ № 6.1.470/31.Г.

Цель работы. Диагностика усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа.

Для достижения цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- проведены усталостные испытания образцов и на основе обработки полученных экспериментальных данных установлены параметры полуэмпирических моделей кривых усталости с границами доверительных интервалов;

- выполнен комплекс экспериментальных работ по калибровке ДДИТ по критерию относительной площади "темных пятен" и получены регрессионные зависимости результатов калибровки;

- разработана методика расшифровки показаний ДДИТ с переменной чувствительностью при измерении амплитуды циклических напряжений;

- разработана методика определения эквивалентных по повреждающему воздействию напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения исследуемых мест металлоконструкций кранов на основе .использования ДДИТ с пе-

ременной чувствительностью и фиксации их реакции с помощью цифровой фотометрии;

— разработана методика прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций машин, реализованная при диагностике технического состояния кранов в производственных условиях.

Объект исследования..Процесс диагностирования усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа.

Предмет исследования. Закономерности выявления усталости металлоконструкций машин датчиками деформации интегрального типа.

Методы исследовании. При описании кривых усталости использована нелинейная модель накопления усталостных повреждений Гатса. Построение регрессионных зависимостей калибровки ДДИТ выполнено на основе метода наименьших квадратов и методов статистической обработки экспериментальных данных. Решение трансцендентных уравнений разработанных методик определения эквивалентных напряжений и эквивалентного числа циклов натру-жения осуществлено с помощью системы компьютерной математики MATHCAD.

Новизна положений выносимых на защиту диссертации:

— методика построения кривых усталости с границами доверительных интервалов по данным усталостных испытаний образцов;

— способ тарирования ДДИТ с помощью цифровой фотометрии и регрессионная зависимость, связывающая относительную площадь "темных пятен" на поверхности датчика с амплитудой напряжения и числом циклов деформирования;

— математические зависимости, позволяющие реализовать процесс измерения напряжений для фиксированного числа циклов нагружения датчиками деформаций интегрального типа, имеющими по своей длине переменную чувствительность к амплитуде циклических деформаций;

— методика восстановления эквивалентного напряжения и эквивалентного числа циклов деформирования объекта по информации с ДДИТ, имеющих переменную чувствительность.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

— в процессе испытаний образцов получены данные по усталостной прочности материалов - Ст 3, Сталь 20Ю, Сталь 08Ю и рассчитаны доверительные интервалы разрушения образцов при вариации уровня напряжений;

— разработаны и реализовании в созданном программном обеспечении методики и алгоритмы решения задач обработки данных усталостных испытаний; определения параметров нелинейных регрессионных зависимостей, описывающих результаты тарирования ДДИТ; расчета эквивалентных напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения;

— получены данные прогнозирования остаточного ресурса исследуемых мест мостовых кранов, которые использованы при выработке рекомендаций по дальнейшей их эксплуатации.

Реализация работы. Реализация методики прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов по информации с ДДИТ осуще-

ствлялась в процессе диагностики технического состояния шести кранов, эксплуатирующихся в течение длительного времени на ОАО "Курганмашзавод".

Апробация полученных в диссертации научных и практических результатов осуществлялась на следующих конференциях и семинарах: Международный научный семинар "Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач", Ижевск, 2001 г.; Международная научно-техническая конференция "Надежность машин и технических систем", Минск, 2001 г.; Научно-технической конференции аспирантов и соискателей Курганского государственного университета, Кур-ган,2001г.Д003г.; Международной научно - технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ "Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении", Ижевск, 2002 г.; Научно-техническая конференция сварщиков уральского региона "Сварка Урала - 2002", Курган, 2002 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырёх разделов, основных результатов работы, содержит два приложения, 40 рисунков, 20 таблиц и список литературы из 109 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель работы, выделены задачи, которые должны быть решены, а также выносимые на защиту положения.

В первом разделе проведён анализ существующих экспериментальных методов диагностики усталости металлоконструкций машин, основанных на использовании датчиков усталостных повреждений. На основании работ Баз-жина Ю.М., Бандина ОЛ., Белайчука А.К., Бойко В.И., Болотина В.В., Добро-мыслова Н.Н., Гусенкова А.П., Лебедева К.В., Лоцманова Г.С., Миртова К.Д., Нестеренко Г.И., Парамонова Ю.М., Трощенко В.Т. и др. анализируются достижения в области исследования применяемых датчиков усталостных повреждений для оценки остаточного ресурса металлоконструкций машин. При нерегулярном режиме нагружения исследуемого объекта очень сложно без обширных экспериментальных исследований восстановить корреляционную зависимость, связывающую показания датчиков и накопление усталостных повреждений в изделии. Выполнен анализ разработанных Сызранцевым В.Н., Троценко Д.А., Розенбергом А.Ю., Удовикиным А.Ю., Голофастом С.Л., Маленковым А.И. и др. методик оценки напряжённо-деформированного состояния металлоконструкций с использованием датчиков деформаций интегрального типа из алюминиевой и медной фольги, изготавливаемых по оригинальным технологиям. Применимость ДДИТ для диагностики усталости металлоконструкций обеспечивается следующими наиболее важными и отличительными от других датчиков усталостных повреждений свойствами: информативность реакции датчиков по насыщению поверхности "тёмными пятнами"; возможность оценки реакции датчиков одновременно по различным критериям; возможность ис-

пользования датчиков с переменной чувствительностью к амплитуде циклических деформаций; высокая локальность измерений и возможность использования без каких-либо коммутационных устройств. На основе проведённого анализа определены пути решения поставленных в диссертационной работе задач.

Во втором разделе описана методика определения характеристик усталостной прочности исследуемых сталей (Ст 3, 08Ю, 20Ю) на основе обработки данных испытаний образцов на выносливость.

Для проведения усталостных испытаний использовались образцы плоской геометрической формы, при этом была соблюдена идентичность материала образцов и металлоконструкции крана по химическому составу и по термомеханической обработке поверхности. Используемая испытательная машина реализует жёсткий режим нагружения образцов, амплитуда возмущаемых перемещений изменяется в пределах от 0 до 28 мм.

В основу метода обработки данных усталостных испытаний образцов положена гипотеза Гатса, в соответствии с которой циклические деформации приводят к накоплению повреждений в материале и прочность материала по мере его усталости снижается/Математическим выражением гипотезы Гатса является уравнение кривой усталости в виде:

И=к\<г-<гяТ-(*-*м1<гвУ\. (1)

где N — число циклов нагружения; а — величина действующих напряжений, МПа; Оро — предел выносливости материала в исходном состоянии, МПа; ац -аналог предела прочности материала, МПа; К— коэффициент пропорциональности.

Формальное решение задачи определения неизвестных параметров (ош 08 и К) уравнения (1) корректным не является, так как при этом может потеряться физический смысл входящих в него величин. Поэтому в работе предложен специальный алгоритм, основанный на последовательном уточнении искомых параметров, значения которых на каждом шаге итерационного процесса устанавливаются в результате аппроксимации данных эксперимента с помощью выражения (1) и моделирования значений предела выносливости. Процесс реализуется с учетом физических ограничений параметров и завершается по достижении минимума дисперсии предела выносливости.

Знание граничных значений предела выносливости аю при заданном уровне вероятности позволяет рассчитать границы доверительных интервалов для кривой усталости в виде (1):

где Ogoam И <Удо max - нижняя и верхняя границы предела выносливости при заданной вероятности; N^a и Ntщ -числа циклов нагружения, определяющие при варьировании уровня напряжений а в выражениях (2) нижнюю и верхнюю границы доверительного интервала.

В качестве примера на рисунке 1 показана кривая усталости с 99%-ми границами доверительного интервала для материала Ст 3 полученная в резуль-

тате обработки по описанной методике данных усталостных испытаний образцов.

7,0 6,5

6,0 5,5

1 1. » *

Л % \ X V \ ^ к 3 / 2 / 1 /

ч с/ >чЧ ч/ / /

о

200

I - экспериментальные данные; 2 - кривая усталости; 3 - границы доверитель

ного интервала

Рисунок 1 - Зависимость логарифма числа циклов деформирования

жения

от напря-

Третий раздел посвящен разработке двух новых методик определения напряжений по показаниям применяемых ДДИТ, главным требованием к которым является возможность фиксации реакции на ДДИТ в любой момент прерывания испытаний исследуемых изделий.. При разработке методик приняты следующие допущения: ,

— нагрузка распределяется по образцу равномерно;

— коэффициент Пуассона во всех направлениях одинаковый;

— материал датчика и материал основного металла представляют однородную структуру.

Первая методика основана на использовании разработанных В.Н.Сызранцевым ДДИТ с переменной и управляемой чувствительностью к амплитуде циклических деформаций. Технологический процесс изготовления этих датчиков заключ'ается в следующем.

Датчики в виде пластин из однородного пластичного материала (из алюминиевой фольги, прошедшей специальную термомеханическую обработку) шириной 3..4 мм помещают на тарировочный образец и подвергают циклическому деформированию при известных функциях изменения амплитуды напряжений (7, вдоль и поперек пластины в течение числа циклов N до возникновения на пластине границы реакции фольги на максимальную амплитуду напряжений. В результате предварительной наработки такие датчики на части

своей поверхности уже имеют границу реакции, а на остальной поверхности имеют накопленные повреждения, определяемые на основе известного при изготовлении датчиков числа циклов нагружения N и законов изменения напряжений о} вдоль и поперек пластины. Реакцию датчиков по мере их циклического деформирования на объекте оценивают путем фиксирования величины смещения границы реакции по поверхности датчика.

Исходной тарировочной зависимостью для датчиков является полуэмпирическая зависимость в виде, аналогичном модели Гатса:

ЛЬ 1/(съ- о» Д,) - оы/ оц - <тт Д) ], (3)

где N,1 — число циклов деформирования датчика до возникновения на его поверхности первых "темных пятен";; действующее в месте реакции на ДДИТ напряжение на тарировочном образце, МПа; Ода - предел выносливости материала в исходном состоянии, МПа; Д/ - мера повреждения; с&/ - аналог предела прочности материала датчика, МПа; К— коэффициент пропорциональности. В качестве меры повреждения принято отнотттение:

Пепщ/сгрй, (4)

где Сф — предел выносливости материала, получившего предварительную наработку.

В диссертации разработана методика определения параметров^, Д/ на основе результатов тарирования ДДИТ и известных значений К,(Гв,Ояо, полученных при обработке данных испытаний на выносливость образцов из того же материала, что и тарировочные образцы.

Физический смысл выражения (3) заключается в том, что при тарировании ДДИТ определяется функциональная связь, соответствующая постоянной (#<г=соп&) величине поврежденности материала, фиксируемой датчиком. На основе полученной тарировочной зависимости (3) устанавливается величина поврежденности датчика в той его части, где имеется реакция, и закон изменения поврежденности в той части датчика, где реакция ещё отсутствует.

В результате тарировочных испытаний плоских образцов, изготовленных из материала Ст 3, геометрические параметры которых полностью соответствуют образцам, использованным при испытаниях на выносливость (раздел 2), получены числа циклов деформирования датчиков при различных уровнях напряжений до появления первых "темных пятен". В результате обработки данных тарировочных испытаний установлены следующие значения параметров тарировочной зависимости (3) по критерию появления первых "темных пятен": Ка'= 33,09-10б; Щ:= 0,110; = 332,0МПа. Графическая интерпретация этой тарировочной зависимости с расчетом 99%-ого доверительного интервала показана на рисунке 2. Полученный из выражения (3) закон изменения поврежден-ности ДДИТ в той части датчика, где реакция ещё отсутствует, представлен на рисунке 3.

Методика использования датчиков с переменной чувствительностью, на поверхности которых имеется граница первых «темных пятен», заключается в следующем. На исследуемом месте детали (металлоконструкции) с помощью клея Циакрин-ЭО закрепляется датчик. Деталь подвергают циклическому де-

формированию в течение известного числа циклов Nj , после чего фиксируется смещение границы (x¿) реакции на датчике (первых "темных пятен") относительно исходного положения.

Действующее в месте закрепления датчика напряжение (OJ) определяется из решения трансцендентного относительно ^уравнения:

IJdÁXj) + Дл = ЯЛ (5)

где Дй(х<<) -поврежденность датчика в сечении с координатой Xj (рисунок 3); Да •- поврежденность материала датчика в результате предварительной наработки; Щ- параметр тарировочной зависимости (3).

Поврежденность от предварительной наработки определяется из выражений:

Пл = [da-(da2 - 4* oj3/abdfJ]crbJ(2* oj»), (6)

da={ 1 + crrf/crM)*o-¿+( 1 - ad/Obd) * KJN<¡,

где - параметры тарировочной зависимости (3).

Закон IJda, в общем случае, зависит от формы образца, используемого на операции предварительной наработки датчика, и его напряженно-деформированного состояния в процессе наработки. Для применяемых в дальнейших исследованиях мостовых кранов датчиков при х/=15мм и Nj=8000 циклов в результате решения уравнения (5) численным методом имеем 0¿==179,4 МПа; при: х/=25мм и Л^=8000 искомое напряжение имеет значение 0^=195,998 МПа.

lgNd 4,8 4,6 4,4 4,2 4,0

110 120 130 140 150 160 170 180 <7ЛМПа

1- экспериментальные данные, 2 - тарировочная кривая, 3 - границы доверительного интервала Рисунок 2 - Зависимость логарифма числа циклов нагружения от напряжения

до реакции датчика

Па» 0.08 0.06 0.04 0.02

0 3 10 13 20 23 30 35 40 v ww

Xd, MM

Рисунок 3 - Изменение повреждённости датчика по длине тарировочно-

го образца

В основу второй методики заложена оценка изменения относительной площади, занимаемой "темными пятнами" на поэерхности ДДИТ. Количественная оценка относительной площади "темных пятен" по цифровым фотоснимкам реакции датчиков выполнена с использованием специально разработанной Гавриловым А.А. программы для ЭВМ. Для реализации нового способа применения ДЦИТ при определении амплитуды циклического напряжения получена тарировочная зависимость, связывающая амплитуду напряжения (oj), число циклов деформирования (NJ) и относительную площадь "темных пятен" (5d) в следующей форме:

¿ц(аА tf^l.TMO"6 (с* -150)3,4 NJ 5-104. (7)

Тарировочные испытания проводились в процессе циклического деформирования плоского образца, вдоль рабочей части которого наклеивался датчик. Для получения экспериментальных данных испытания периодически прерывались для фотографирования поверхности датчиков с помощью цифрового фотоаппарата через микроскоп, имеющий прямое освещение. Иллюстрация линий, аппроксимирующих экспериментальные данные, показана на рисунке 4.

Зависимость (7) позволяет решить задачу определения напряжений с помощью ДДИТ. Для этого на исследуемую поверхность конструкции наклеивается датчик. После работы конструкции в течение Nj числа циклов нагружения осуществляется фотографирование поверхности датчика и, обращаясь к программе обработки цифрового изображения, устанавливается величина 8d. Подставляя полученные значения Nj и 8d в формулу (7), определяется искомая величина напряжения:

05,= [ 5-1& 4/(1,77. IQ-6Nd)]0294+l50. (8)

ф ^ 4

у х □

X

X -ет , А.—- 2

____ ----" ^ 1

О 1.1 -10* 22 -10* 33 Ю4 44 104 Д^

1 - о<1 = 235 МПа; 2-Сл~ 250 МПа; 3 - с^ = 265 МПа; 4 - са = 280 МПа.

Рисунок 4 - Зависимости изменения относительной площади "тёмных пятен" от числа циклов нагружения при различных уровнях напряжений

В четвёртом разделе диссертации показано решение задачи восстановления эквивалентных напряжений а, и эквивалентного числа циклов деформирования Ие по показаниям ДДИТ, получившим наработку на исследуемых участках металлоконструкций кранов, работающих в производственных условиях.

Прогнозирование остаточного ресурса по разработанной методике выполнено для шести мостовых кранов, расположенных в литейном цехе и куз-нечно-прессовом цехе ОАО "Курганмашзавод11. Выбор узлов и элементов на металлоконструкции кранов для диагностики их усталостной прочности с помощью ДДИТ осуществлялся исходя из статистики поломок, зафиксированных за несколько последних лет ремонтной службой завода, а также на основе отраженной в технической литературе информации по отказам при эксплуатации кранов данного типа.

Решение задачи прогнозирования остаточного ресурса кранов осуществляется следующим образом. Применяемый ДДИТ с переменной чувствительностью наклеивается на диагностируемый участок металлоконструкции и подвергается циклическому деформированию в процессе эксплуатации крана. Периодически состояние датчика осматривается с помощью переносного оптического устройства и выполняется фотографирование реакции ДДИТ. С момента выявления тенденции развития реакции ДДИТ (продвижение границы "темных пятен", увеличение относительной площади, занимаемой "тёмными пятнами") выполняется количественная оценка реакции датчика по выбранным критери-

ям. Определение искомых величин о, И Ы, осуществляется совместным решением уравнений (5) и (7) численным методом. Эквивалентное число циклов на-гружения за все время работы конструкции (ЛУ рассчитывается по формуле:

Яг-сй/мт+лэ, (9)

где Н„ - число часов эксплуатации конструкции до наклейки датчиков; N - число часов работы металлоконструкции с датчиком.

Прогнозируемое число циклов нагружения, допускаемое материалом конструкции при принятой вероятности неразрушения (определяется используемой в расчете величиной предела выносливости рассчитывается по за висимости:

N2,=к [ 1/( а, - Ода ) - 03, / <7е (Ой - Ода ) ]. (10)

Остаточный ресурс конструкции в эквивалентных числах циклов нагружения в этом случае составит ЛГося(циклов)= - Их, а в часах работы:

Ыоап (часов) = (11)

В качестве примера ниже приведена оценка технического состояния одной из обследованных металлоконструкций мостовых кранов. Кран К-048-П. Год выпуска - 1962г. Грузоподъемность - 15/3. Наработка крана до установки датчиков: АТ» =69120 часов. Наработка крана с ДДИТ: N = 1440 часов. В таблице 1 для каждого датчика (первый столбец), номер которого соответствует обозначениям на рисунке 5, представлены данные после обработки его реакции (второй и третий столбцы) и результаты расчета (последующие столбцы).

Анализируя полученную с помощью ДДИТ информацию о местах вероятного разрушения металлоконструкций исследованных кранов, отметим, что наиболее опасными участками конструкции являются примыкающие к месту установки ходового колеса. Вышеотмеченная тенденция возникновения очагов усталостного повреждения объясняется близким расположением привода колеса, динамические явления от которого вызывают дополнительные, не контролируемые и не учитываемые при расчетах повреждения конструкции. Результаты прогнозирования числа циклов до разрушения при различной вероятности для всех исследуемых мест шести мостовых кранов представлены в диссертации.

128 125 127 Ш 110

Рисунок 5 - Схема установки датчиков на металлоконструкции крана К- 048 П

Таблица 1 - Результаты исследования усталости металлоконструкции мосто во-го крана К- 048 П__ __

J6 датч ика Смещение границы первых "темных пятен", (хД мм Относительная площадь "темных пятен" (4д Эквивалентное напряжение (стД МПа Эквивалентное число ТЫС.ЦИКЛОВ нагружения (NJNZ) Допускаемое число тыс. циклов при Ода W*о) Остаточный ресурс Гтыс.цикл.

тыс.час)

1 2 3 4 5 6 7

103 6 3,0 183,9 10,63 520,9 1942 159,36 1421 1923

106 13 3,5 185,7 10,38 508,6 1777 159,36 1268 175,9

129 8 3,0 183,8 10,67 522,8 1952 159,36 1429 192,8

130 12 3,5 185,7 10,36 507,6 1777 159^6 1269 176,4

107 9 3,0 183,8 10,69 523,8 1952 159,36 1428 1923

109 15 5,5 192,2 9,234 452,5 1335 15936 882.5 137.6

110 7 3,5 185,8 10,28 503,7 1768 15936 1264 177,1

126 10 4,5 189,2 9J_ 475,3 1514 15936 1039 154,2

127 7 4 187,6 9,949 487,5 1626 15936 1Ш 164,7

125 7 4,5 189,3 9.65 472,9 1507 15936 1035 154,4

128 8 3 183,8 10,67 522,8 1952 15936 1429 192,8

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Получены данные по выносливости образцов из материалов - Ст 3, Сталь 08Ю, Сталь 20Ю. На основе уточненной методики обработки данных усталостных испытаний определены полуэмпирические зависимости, описывающие границы доверительных интервалов с заданной вероятностью разрушения образцов в области многоцикловой усталости, и рассчитаны вероятностные оценки пределов выносливости указанных сталей. Полученные данные по усталостной прочности позволяют определять число циклов до разрушения при определённой величине действующего напряжения.

2. Отработана технология изготовления ДДИТ с переменной и построены тари-ровочные зависимости, на основе которых осуществляется расшифровка показаний датчиков при измерении амплитуды циклических напряжений.

3. Предложен и проверен новый способ оценки реакции ДДИТ - по относительной площади "темных пятен", рассчитываемой на основе цифровой обработки фотографий поверхности датчика, который позволяет оценить амплитуду циклических напряжений. Для реализации способа построены тарировочные зависимости и с помощью нелинейного регрессионного анализа выполнено их описание.

4. Разработана методика решения задачи восстановления эквивалентных напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения на основе применения ДДИТ с переменной чувствительностью, в качестве реакции которых используется смещение границы первых "темных пятен" и величина относительной площади "темных пятен".

5. Предложена методика прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций машин, базирующаяся на обработке получаемой в процессе их эксплуатации информации на ДДИТ. С использованием этой методики осуществлена диагностика технического состояния (нагруженности, остаточного ресурса) шести мостовых кранов ОАО "Курганмашзавод", результаты которой учтены при выработке рекомендаций по дальнейшей эксплуатации кранов.

Основное содержание диссертации опубликовано -в следующих работах:

1. Котельников А.П. Об одном способе оценки концентрации напряжений по показаниям датчиков деформаций интегрального типа // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета. -Курган, 2001.-С. 19-21.

2. Сызранцев В.Н., Слесарев Е.Н., Котельников А.П., Яковлев С.Л. Определение характеристик усталостной прочности образцов из сталей 08Ю и 20Ю // Вестник: Академия транспорта. Уральское межрегиональное отделение. -2001.- №3.-С. 345-348.

3. Сызранцев В.Н., Слесарев Е.Н., Котельников А.П., Яковлев С.Л. Методическое обеспечение способа измерения напряжений по показаниям датчиков деформаций интегрального типа // Современные информационные технологии.

Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач: Сборник докладов международного научного семинара. - Ижевск, 2001. -С.103-106.

4. Сызранцев В.Н., Котельников А.П., Слесарев ЕЛ., Яковлев СЛ. Методика прогнозирования ресурса металлоконструкций по показаниям датчиков деформаций интегрального типа // Надёжность машин и технических систем: Международная научно-техническая конференция. - Минск, 2001. - С. 99 -100.

5. Патент 2212638 (Россия), С2 7в 01 Ь 1/00, 1/22. Способ определения концентрации напряжений в деталях машин. Сызранцев В.Н., Троценко Д.А., Котельников А.П., Антипьев С.Г. - № 2001124675/28; Заявлено 06.09.2001; Опубликовано 20.09.2003 Бюл.№ 28.

6. Сызранцев В.Н., Троценко ДА, Москвин П.В., Тарунин С.Ю., Котельников А.П., Антипьев С.Г. Определение остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов // Сварка Урала — 2002: Тез. докл. научно-технической конференции сварщиков уральского региона. - Курган, 2002,- С. 139 - 141.

7. Сызранцев В.Н., Троценко Д.А., Котельников А.П. Экспресс-оценка ресурса металлоконструкций машин // Мателиалы междунар. науч.-техн. конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ. 4.2. Инновационные технологии в машинострении и приборостроении. - Ижевск, 2002. - С.305 - 312."

8. Котельников А.П. Критерии оценки реакции ДЦИТ и возможность их применения в диагностике ресурса металлоконструкций машин // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета. - Курган, 2003. - С. 56 - 58.

ДИАГНОСТИКА УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ МАШИН ДАТЧИКАМИ ДЕФОРМАЦИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научное издание

Котельников Андрей Петрович

Подписано к печати 10.02.04 Формат 60x84 1/16 Заказ № 4 б"

Усл. печ. л. 1,0 Бумага тип. №1

Тираж 120 экз. Уч.-изд. л. 1,0

Бесплатно

Издательство Курганского государственного университета

640669, г. Курган, ул. Гоголя 25.

Курганский государственный университет, ризограф.

¿2-31 20

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Средства и методы диагностики усталости металлоконструкций машин.

1.2 Характеристика датчиков деформаций интегрального типа и результаты их применения при диагностике усталости элементов машин.

1.3 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ СТАЛЕЙ.

2.1 Используемые при выполнении экспериментов образцы и оборудование.

2.2 Методика обработки данных испытаний образцов на выносливость.

2.3 Результаты и обработка данных усталостных испытаний образцов из материала Ст 3.

2.4 Построение кривой усталости по результатам испытаний образцов из материала Сталь 20Ю.

2.5 Построение кривой усталости по результатам испытаний образцов из материала Сталь 08Ю.

Выводы по второй главе.

ГЛЛВЛ 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ПОКАЗАНИЯМ ДАТЧИКОВ ПРИ ИЗВЕСТНОМ ЧИСЛЕ ЦИКЛОВ

ДЕФОРМИРОВНИЯ.

3.1 Методика определения напряжений, основанная на использовании датчиков с переменной чувствительностью к амплитуде циклических деформаций.

3.2 Измерение напряжений датчиками, реакция которых оценивается по относительной площади «темных пятен».

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 ДИАГНОСТИКА УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ МОСТОВЫХ КРАНОВ.

4.1 Основные положения методики использования датчиков при оценке опасных мест и прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов.

4.2 Результаты прогнозирования по показаниям датчиков остаточного ресурса мест вероятного разрушения металлоконструкций мостовых кранов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Работа машин чаще всего связана с воздействием на их детали циклически меняющихся во времени нагрузок. При этом в металлоконструкциях могут происходить необратимые механические изменения, называемые усталостными повреждениями, которые накапливаются и приводят к возникновению микроскопических трещин. Дальнейшее развитие трещин приводит к усталостной поломке деталей и, в лучшем случае, к потере работоспособности машины, а в худшем - к катастрофе. Поэтому задача предупреждения усталостного разрушения является всегда актуальной. Особого внимания заслуживают детали и металлоконструкции машин со сравнительно большими размерами сечений. В таких деталях в большей степени проявляется негативное влияние неоднородности механических свойств металла и структурных дефектов и возрастает вероятность развития усталостных трещин. К тому же, с увеличением размеров сечений снижается положительный эффект возможного упрочняющего воздействия от обработки. К числу таких деталей относятся, например, рама автомобиля, балки вагонов, детали насосных установок для нефтедобывающей промышленности и другие несущие элементы металлоконструкций машин. Но задача предупреждения усталостного разрушения является наиболее актуальной и чрезвычайно важной для металлоконструкций мостовых кранов, которые повсеместно эксплуатируются в современной отечественной промышленности при том обстоятельстве, что их металлоконструкции обладают наработкой, превышающей нормативный срок службы, и усталостная поломка которых чревата катастрофическими последствиями. В то же время, исходя из данных, представленных в работе [35], 80% кранов обладают ещё неисчерпанным остаточным ресурсом работы. Большие запасы прочности, закладываемые при проектировании металлоконструкций кранов, обеспечивают их эксплуатацию в течение достаточно длительного, фактически превышающего нормативный срок времени.

Для выполнения экспертного обследования и технического диагностирования кранов неинтенсивной эксплуатации применяют руководящий документ РД 10-112-5. При этом считается, что фактическую эксплуатацию крана можно уточнять по ряду косвенных признаков: по фактическим срокам замены канатов, ходовых колёс, тормозных колодок и т.д. Для оценки остаточного ресурса кранов интенсивного использования применяют нормативный документ РД 24-112-5Р. В соответствии с этим документом, расчёт должен выполняться для полностью отремонтированного крана. В РД 24-112-5Р приведены рекомендуемые технологии ремонта металлоконструкции крана, если на ней обнаружена трещина. В то же время, кран должен эксплуатироваться строго в соответствии с правилами Гос-гортехнадзора, чтобы той организацией, которая выполняла оценку остаточного ресурса крана, выполнялись все гарантийные обязательства. Однако на практике выполнить это условие достаточно сложно, часто происходит нарушение правил эксплуатации крана, например, из-за отсутствия необходимых материальных средств.

Естественно, что реальные условия эксплуатации даже однотипных конструкций мостовых кранов существенно отличаются, вследствие чего возникают аварии, прогнозирование и предотвращение которых до сих пор остается проблемой для служб Госгортехнадзора. Своевременное выявление тех кранов, усталостные повреждения металлоконструкций которых близки к предельным значениям и, как следствие, имеют малый остаточный ресурс, является актуальной задачей, имеющей важное практическое значение. Поскольку у каждой металлоконструкции всегда имеются индивидуальные особенности (как по техническому состоянию, так и по условиям эксплуатации), влияющие на характеристики процесса накопления усталостных повреждений, то для получения объективных данных оценки вероятности усталостного разрушения каждой исследуемой металлоконструкции требуется индивидуальный подход.

Расчетные методики определения вероятностных оценок получить решение данной задачи не позволяют, так как для их реализации необходимо иметь полную совокупность исходных данных, включающую фактическое число циклов нагружения исследуемых мест металлоконструкций, величины реально действующих напряжений и историю их изменения в ходе эксплуатации за весь период работы машины. Практически собрать подобную информацию в реальных условиях работы кранов не представляется возможным. Как правило, удается получить лишь данные по времени работы крана без регистрации усилий на крюке. Более того, динамические процессы при работе кранов вызывают перераспределение нагрузок, отличающееся от теоретически предполагаемого распределения. Следует отметить, что даже при известных спектрах изменения внешней нагрузки индивидуальные особенности и свойства конструкции могут оказывать влияние на возникающие и представляющие, с точки зрения усталостных поломок, опасность, спектры деформаций, которые трудно рассчитать. Практически невозможно на сегодняшний день учесть расчетом и множество других факторов - влияние окружающей среды, нарушение исходного состояния основного металла при ремонтных работах и так далее. Ограниченные возможности расчетных методик могут быть компенсированы эмпирическими данными о накоплении усталостных повреждений в металлоконструкциях кранов, полученными путем проведения экспериментально -исследовательских работ по специальным методикам и с использованием специальных средств.

Итак, применение существующих методов расчёта остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов затруднено, так как не проводилось систематическое изучение спектров эксплуатационных нагрузок. Поэтому необходимы новые методы и технические средства, позволяющие определить число циклов до разрушения металлоконструкций кранов при действии случайных напряжений близких к пределу выносливости.

Среди существующего множества способов экспериментального исследования напряжённо - деформированного состояния металлоконструкций, с точки зрения получения данных об усталости объектов, наибольший интерес представляют способы, использующие датчики усталостных повреждений [17,18,28,33]. Настоящая работа базируется на имеющемся опыте экспериментального исследования различных изделий машиностроения с помощью датчиков деформаций интегрального типа (ДДИТ), изготавливаемых из металлической фольги по специальным технологиям [33,73,74,75,77]. ДДИТ относятся к индикаторам усталости, изменяющим физические параметры с ростом степени усталостного повреждения [77]. Отличительные свойства ДДИТ, обеспечившие решение многочисленных задач экспериментальной оценки работоспособности и ресурса различных деталей машин, характеризуются следующим:

- информативность реакции датчиков («темные пятна» на поверхности или структурные изменения материала), позволяющая определять степень нагруженности исследуемого места металлоконструкции;

- возможность определения вида воспринимаемой нагрузки (кручение, изгиб) по ориентации на поверхности датчика «темных пятен» или по ориентации зерен измененной структуры материала датчика;

- возможность установки датчиков на участки деталей со сложной геометрией (впадины зубьев колес, галтели осей и т. д.) и последующее снятие датчиков для оценки их реакции в лабораторных условиях;

- отсутствие электропроводов и других коммутационных устройств регистрации реакции датчиков, позволяющее использовать их в реальных условиях эксплуатации объекта без какого-либо конструктивного вмешательства;

- возможность использования датчиков с управляемой чувствительностью к амплитуде циклических деформаций.

Однако ранее разработанные методики использования ДДИТ не позволяют решать задачи диагностики усталости металлоконструкций машин, работающих за пределом установленного ресурса. Более того, в условиях работы мостовых кранов известные процедуры регистрации информации с ДДИТ не реализуются.

Особого внимания заслуживает информация насыщения поверхности датчиков реакцией, которая интенсивно изучалась в проводимых ранее исследованиях [36,49,65,76,88] и легла в основу разработанных и доказавших свою практическую ценность методик применения ДДИТ для оценки напряжённо-деформированного состояния различных деталей машин. Впервые для оценки действующих в металлоконструкциях напряжений использовать эталонные фотографии поверхности медных гальванических покрытий предложил японский учёный Окубо Ходзиме [48]. Однако этот способ недостаточно корректен из-за субъективности визуальных оценок реакции покрытий на амплитуду циклических деформаций. Известны различные разработки отечественных ученых для количественной обработки реакции, возникающей на поверхности датчика:

- фиксация изменения отражённого светового потока от поверхности датчика по мере роста «тёмных пятен»;

- использование оптоэлектронных световодных преобразователей для регистрации отражённого от поверхности ДДИТ инфракрасного излучения;

- применение методов химического травления для наблюдения структурных изменений и количественной оценки их относительной площади.

Как показала практика использования отмеченных разработок, они обеспечивают реализацию методик во многих случаях лишь в условиях лабораторных экспериментов. Созданные приборы регистрации инфракрасного излучения не гарантируют точность измерений, поскольку состояние поверхности в момент снятия информации с ДДИТ не визуализируется. Приборы, фиксирующие отражённый световой поток, характеризуются недостаточной стабильностью работы при внешних воздействиях из-за слабой помехозащищённости. Методики расчёта, основанные на обработке измененной микроструктуры, выявляемой после химического травления, весьма трудоемки и связаны с вредными для здоровья исследователя условиями работы. На принципиально новом уровне осуществить количественную обработку реакции на ДДИТ в любой момент ее регистрации позволяют современные аппаратные средства цифровой фотометрии и программные продукты ЭВМ. Однако до сих пор работы по тарированию ДДИТ с использованием цифровой фотометрии их реакции не проводились. При разработке методов диагностики усталости металлоконструкции мостового крана необходимо не только иметь возможность регистрации показаний датчиков в любой момент времени, но и учитывать, что амплитуда циклических деформаций в исследуемых местах крана, даже при работе его с максимальным грузом, весьма мала. Данное обстоятельство требует применения либо датчиков максимальной чувствительности, либо поиска путей ее увеличения, поскольку при использовании известных технологий изготовления датчики при вышеотмеченных амплитудах циклического деформирования имеют достаточно продолжительный инкубационный период до появления реакции.

Из вышесказанного следует, что в диссертационной работе необходимо разработать методику диагностики деталей и металлоконструкций машин на основе использования плёночных датчиков деформаций интегрального типа, которая должна быть эффективна с точки зрения её применимости в реальных условиях работы машин. В настоящей диссертационной работе объектом исследования является процесс диагностирования усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа, предметом исследования - закономерности выявления усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа. Целью диссертации является диагностика усталости металлоконструкций машин датчиками деформаций интегрального типа.

Для достижения цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- проведены усталостные испытания образцов и на основе обработки полученных экспериментальных данных установлены параметры полуэмпирических моделей кривых усталости с границами доверительных интервалов;

- выполнен комплекс экспериментальных работ по калибровке ДДИТ по критерию относительной площади "темных пятен" и получены регрессионные зависимости результатов калибровки;

- разработана методика расшифровки показаний ДДИТ с переменной чувствительностью при измерении амплитуды циклических напряжений;

- разработана методика определения эквивалентных по повреждающему воздействию напряжений и эквивалентного числа циклов нагру-жения исследуемых мест металлоконструкций кранов на основе использования ДДИТ с переменной чувствительностью и фиксации их реакции с помощью цифровой фотометрии;

- разработана методика прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций машин, реализованная при диагностике технического состояния кранов в производственных условиях.

К новым положениям, выносимым на защиту диссертации, относятся:

- методика построения кривых усталости с границами доверительных интервалов по данным усталостных испытаний образцов;

- способ тарирования ДДИТ с помощью цифровой фотометрии и регрессионная зависимость, связывающая относительную площадь "темных пятен" на поверхности датчика с амплитудой напряжения и числом циклов деформирования;

- математические зависимости, позволяющие реализовать процесс измерения напряжений для фиксированного числа циклов нагружения датчиками деформаций интегрального типа, имеющими по своей длине переменную чувствительность к амплитуде циклических деформаций;

- методика восстановления эквивалентного напряжения и эквивалентного числа циклов деформирования объекта по информации с ДДИТ, имеющих переменную чувствительность.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- в процессе испытаний образцов получены данные по усталостной прочности материалов - Ст 3, Сталь 20Ю, Сталь 08Ю и рассчитаны доверительные интервалы разрушения образцов при вариации уровня напряжений;

- разработаны и реализованы в созданном программном обеспечении методики и алгоритмы решения задач обработки данных усталостных испытаний; определения параметров нелинейных регрессионных зависимостей, описывающих результаты тарирования ДДИТ; расчета эквивалентных напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения;

- получены данные прогнозирования остаточного ресурса исследуемых мест мостовых кранов, которые использованы при выработке рекомендаций по дальнейшей их эксплуатации.

Реализация работы. Реализация методики прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов по информации с ДДИТ осуществлялась в процессе диагностики технического состояния шести кранов, эксплуатирующихся в течение длительного времени на ОАО "Курганмашзавод".

Апробация полученных в диссертации научных и практических результатов осуществлялась на следующих конференциях и семинарах: Международный научный семинар "Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач", Ижевск, 2001 г.; Международная научно-техническая конференция "Надежность машин и технических систем", Минск, 2001 г.; Научно-технической конференции аспирантов и соискателей Курганского государственного университета, Курган, 2001г., 2003г.; Международной научно -технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ "Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении", Ижевск, 2002 г.; Научно-техническая конференция сварщиков уральского региона "Сварка Урала - 2002", Курган, 2002 г.

Содержание диссертации включает в себя введение, четыре главы, основные результаты работы заключение, список используемой литературы, приложения.

1. Получены данные по выносливости образцов из материалов - Ст 3, Сталь 08Ю, Сталь 20Ю, На основе уточненной методики обработки дан ных усталостных испытаний определены полуэмпирические зависимости, описывающие фаницы доверительных интервалов с заданной вероятно стью разрущения образцов в области многоцикловой усталости, и рассчи таны вероятностные оценки пределов выносливости указанных сталей.Полученные данные по усталостной прочности позволяют определять чис ло циклов до разрушения при определённой величине действующего на пряжения.2. Отработана технология изготовления ДДИТ с переменной чувстви тельностью и построены тарировочные зависимости, на основе которых осуществляется расшифровка показаний дат^шков при измерении ампли туды циклических напряжений.3. Предложен и проверен новый способ оценки реакции ДДИТ - по от носительной площади «темных пятен», рассчитываемой на основе цифро вой обработки фотографий поверхности датчика, который позволяет оце нить амплитуду циклических напряжений. Для реализации способа по строены тарировочные зависимости и с помощью нелинейного регресси онного анализа выполнено их описание.4. Разработана методика решения задачи восстановления эквивалент ных напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения на основе применения ДДИТ с переменной чувствительностью, в качестве реакции которых используется смещение фаницы первых "темных пятен" и вели чина относительной площади "темных пятен".5. Предложена методика прогнозирования остаточного ресурса метал локонструкции крана, базирующаяся на обработке получаемой в процессе эксплуатации крана информации на ДДИТ. С использованием этой мето дики осуществлена диагностика технического состояния (нафуженности, остаточного ресурса) шести мостовых кранов ОАО «Курганмашзавод», ре зультаты которой учтены при выработке рекомендаций по дальнейшей эксплуатации кранов.Выделенные основные результаты достигнуты благодаря следующему:

1. Выполнен комплекс испытаний, который позволил получить данные об усталостной прочности при жестком режиме нафужения образцов из Ст 3 (отнулевой цикл изменения напряжений), сталей 08Ю и 20Ю (сим метричный цикл изменения напряжений).2. Усовершенствована методика обработки данных усталостных испы таний, основанная на использовании нелинейных, полуэмпирических мо делей накопления усталостных повреждений.3. Получены в результате обработки экспериментальных данных испы таний образцов на выносливость для Ст 3, Сталь 08Ю и Сталь 20Ю мате матические зависимости, описывающие фаницы доверительных интерва лов с заданной вероятностью разрушения образцов в области многоцикло вой усталости, и определены вероятностные оценки пределов выносливо сти указанных сталей.4. Выполнен комплекс работ по отработке техгюлогии получения дат чиков деформаций интсфального типа с переменной, управляемой на эта пе изготовления, чувствительностью к амплитуде циклических деформа ций.5. Разработана методика и ее математическое обеспечение измерения амплитуды циклических напряжений с помощью ДДИТ, имеющих пере менную по длине чувствительность.6. Предложено оценивать реакцию на ДДИТ по относительной площа ди «темных пятен» на поверхности датчика, рассчитываемой на основе цифровой обработки фотографий реакции. Для этого способа регистрации реакции ДДИТ построены тарировочные зависимости и с помощью нели нейного регрессионного анализа выполнено их описание.7. Разработана методика решения задачи определения напряжений по показаниям ДДИТ, реакция которых оценивается по относительной пло щади «темных пятен».8. Решена задача восстановления эквивалентных напряжений и эквива лентного числа циклов нагружения на основе применения датчиков де формаций интегрального типа с управляемой чувствительностью, в каче стве реакции которых используется смещение границы первых «темных пятен» и величина относительной площади «темных пятен».9. Разработана методика прогнозирования числа циклов до разрушения конструкций, основанная на использовании полуэмпирических моделей накопления усталостных повреждений материала и данных, получаемых с помощью ДДИТ.

10. Реализована диагностика усталости шести металлоконструкций мос товых кранов ОАО «Курганмашзавод» с исчерпанным нормативным сро ком службы. На основе полученных результатов для двух кранов снижен на 25% вес перемещаемого фуза и выработаны рекомендации по даль нейшей эксплуатации кранов.

1. А.с. 456188 МКИ G 01 N 3/32 Кордонский Х.Б., Лоцманов Г.С., Нейфельд Ф.А. Способ определения накопленного усталостного повреждения конструкций. 1975,

2. А.с. 504134 МКИ G 01 N 3/32 С01в7/16 Кордонский Х.Б., Лоцманов Г.С, Нейфельд Ф.А. Устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкций. 1976.

3. А.с. 572642 (СССР), МКИ в Oib 7/16. Устройство для регистрации роста трещины/В.И. Литвак, Н.В. Баранов, В.Л, Склярский, Н. Ру-жинский. - 1977.

4. А.с. 666468 МКИ G 01 N 3/32 Верховий Л.Г., Кордонский Х.Б., Лоцманов Г.С, Мулкид-жанов И.К., Нейфельд В.А., Новожилов Г.В. и Харитонов А.И. Устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкций. 1979.

5. А.с. 732729 МКИ G 01 N 3/06 Кордонский Х.Б., Лоцманов Г.С, Нейфельд В.А., Сорокин A.M. Способ регистрации истории нафужения конструкции. 1980.

6. А.с. 823837 МКИ G 01 N 3/32 Лоцманов Г.С. и др. Усилитель деформаций для измерителей накопленных повреждений. 1980.

7. А.с. 945743 МКИ G 01 N 3/32 Новиков В.Ф. и Нассонов В.В. Датчик для контроля усталости элемента конструкции. 1982.

8. А.с. 970092 МКИ G 01 N 3/32 Лоцманов Г.С. и др. Устройство для определения накопленных усталостных повреждений . 1982.

9. А.с. 1019282 МКИ G 01 N 3/32 Белов В.М., Перельман Б.С, Попов Н.Ф. и Черешня Ф.П. Устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкций. 1983.

10. А.с. 1259144 МКИ G 01 N 3/32 Титаренко М.С. Матвеев В.В., Ройтман А.Б., Адаменко В.А. и Лебедев А.А. Устройство для суммирования числа циклов нагружения детали. 1986.

11. А.с. 1976290 МКИ G 01 В 7/8 Абдуллаев Э.А., Атакулов Б.А., Афузов А.Я. и Билялов Э.И. Тензометрический датчик усталости детали. 1982.

12. Базжин Ю.М. и др. Датчик накопления усталостных повреждений // Тез. докл. всесоюз. конф. «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве». — М., 1983. — 89 — 90.

13. Бандин О.Л., Гусенков А.П., Шаршуков Г.Л. Основы метода оценки усталостного и квазистатического малоциклового повреждения конструкций с использованием тензорезисторов // Машиноведение. -1977.-№5.-С. 94-100.

14. Бандин О.Л. Датчики усталостного повреждения // Тез. докл. всесоюз. конф. «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве». — М., 1983. — 86 — 88.

15. Белайчук А.К., Миртов К.Д., Слепечец Е.Н., Якобсон И.В, Методика подбора индикаторов // Прочность, надёжность и долговечность авиаконструкций, — Киев: КНИГА, 1973, —С. 14—19,

16. Бойко В.И., Коваль Ю.И. Анализ неразрушающих методов оценки усталостного повреждения металлов / ИПП АН УССР, - Киев, 1982.-36 с.

17. Болотин В.В., Набойщиков СМ. К теории датчиков повреждений и счет^шков ресурса // Расчеты на прочность: Сб. статей /Под общ. ред. Н.Д. Тарабасова. - М.: Машиностроение, 1983. - Вып. 24. - 79-94.

18. Болотин В.В, Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - 1984.- 312 с.

19. Голофаст Л. Разработка экспериментально-расчетных методов оценки нагруженности и прогнозирования ресурса деталей машин на примере передач Новикова ДЛЗ: Дис... канд. техн. наук. - Курган, 1994. -218 с.

20. Грингауз Г.Д. О методе определения срока службы авиаконструкций путём испытания эквивалентных образцов // Труды КИНГА. Вып П.-Киев, 1965.

21. Дайчик М.Л., Пригоровский Н.Н., Хурщудов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

22. Добромыслов Н.Н., Набойщиков СМ. Применение датчиков повреисдений для восстановления характеристик силонагруженности // Проблемы прочности. - 1984. -№11. - 88-93.

23. Деп. Опубл. в библ. указ. ВИНИТИ Депонированные научные работы, 1985.-№2.-С. 139.

24. Жовинский А.Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс - анализ случайных процессов, - М.: Энергия, 1979. - 112 с.

25. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. - М.: Металлургия, 1983. - 350 с.

26. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. - М.: Металлургия, 1975. - 456 с.

27. Инструкция по использованию и эксплуатации автоматического счётчика нагруженности АСН / МГА / РКИИГА. - Рига, 1977. - 53 с.

28. Касаткин Б.С., Кудрин А.В., Лобанов A.M. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: Справочное пособие. -Киев: Наукова думка, 1981.-584 с.

29. Когаев В.П. Дроздов Ю.Н, Прочность и износостойкость деталей машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

30. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение / Пер, с англ, - М,: Мир, 1984, - 624 с

31. Копнов В,А,, Тимашев А, Датчики усталостного повреждения - Екатеринбург: Наука (Уральское отделение), 1992,- 87 с,

32. Котельников А,П, Об одном способе оценки концентрации напряжений по показаниям датчиков деформаций интефального типа // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета. - Курган, 2001, - С, 19-21,

33. Котельников B.C., Ерёмин Ю.А., Зарецкий А,А., Короткий А.А. Концепция оценки остаточного ресурса металлических конструкций фу-зоподъёмных кранов, отработавших нормативный срок службы // Безопасность труда в промышленности. - 2000. - №10. - 41-44.

34. Лебедев К.В., Федько Б.А., Кныш В.В., Храковский А.И. Регистраторы ФОРЕТ для автоматизации исследований трещиностойкости // Приборы и системы управления. - 1988. - №2. - 26 - 27.

35. Лоцманов Г.С., Кулаков А.И. Автоматический счётчик нагру- женности // Надёжность и контроль качества. - 1984. - №11. - 19-25.

36. Лоцманов Г.С, Кулаков А.И., Сорокин A.M. Сопоставление на- груженности транспортного самолёта в эксплуатации и в усталостных испытаниях // Авиационная промышленность. - 1986. -№4. - 67-68.

37. Маклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. -М.:Мир, 1970.-443С.

38. Мамед-Заде Орхан - Ашрав оглы. Исследование напряжённого состояния деталей машин методом гальванического меднения: Дис. ... канд. техн. паук. - Баку, 1982. - 153 с.

39. Методика расчета кранов мостового типа на остаточный ресурс работоспособности. Общие положения. Отв. исполнители В.М.Соболев, Г.П. Еремаков. - Челябинск, 1997. -21с.

40. Миртов К.Д., Нестеренко Г.И. Исследование совместной работы образцов сигнализаторов с конструкцией при клеевом креплении // Труды РКИИГА. Вып. 104. Рига, 1967.

41. Миртов К.Д., Нестеренко Г.И. О напряжённом состоянии индикаторов и месте их установки на конструкцию // Труды РКИИГА. Вып. 159. Рига, 1970.

42. Миртов К.Д., Слепечец Е.Н., Якобсон И.В. Анализ результатов совместных испытаний индикаторов и конструкций // Труды РКИИГА. Вып. 273. Рига, 1972.

43. Нестеренко Г.И. и др. Применение образцов-сигнализаторов для индикации накопления усталостной долговечности конструкции и контроля её расходования, //Труды РКИИГА. Вып. 104. Рига, 1967.

44. Нестеренко Г.И. Определение средней долговечности индикаторов в условиях эксплуатации. // Труды РКИИГА. Вып. 159. Рига, 1970.

45. Окубо X. Определение напряжений гальваническим меднением / Пер. с японск. - М.: Машиностроение, 1968. - 152 с.

46. Павлов П.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность. - Л.: Машиностроение (ленинф. отделение), 1988.-252 с.

47. Парамонов Ю.М., Муссонов Г.П,, Белайчук А.К. Методы лидирующей индикации отказов // Надёжность и контроль качества.-1984.-№11.-0.38-47.

48. Патент 2449883 (США). Fatigue Indicator (De Forest A.V.) - 1948.

49. Патент 3272003 (США). Fatigue Sensor (Harting D.R.) - 1966.

50. Патент 3786679 (США). Crites Fatigue Indicator (Nelson A.) - 1972.

51. Патент 4590804 (США). Device for Monitoring Fatigue Life (Maurice A.)-1986.

52. Патент2190831 (Россия), С2 7G 01 В 7/16,7G 01 N 3/32. Способ изготовления датчиков для контроля циклических деформаций. Сызранцев В.Н., Тютрин Г. - № 2000125727/28; Заявлено12.10.2000; Опубликовано 10.10.2002 Бюл.№ 28.

53. Патент 2212638 (Россия), С2 7G 01 L 1/00, 1/22. Способ определения концентрации напряжений в деталях машин. Сызранцев В.Н., Тро-ценко Д.А., Котельников А.П., Антипьев Г. - № 2001124675/28; Заявлено 06.09.2001; Опубликовано 20.09.2003 Бюл. № 28.

54. Пейн А, Определение усталостной прочности крыльев самолёта при помощи натурных испытаний // Усталостная прочность и долговечность самолётных конструкций. — М.: Машиностроение, 1965. — 182 — 248.

55. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики / Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 344 с.

56. Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика усталости деталей машин. - Минск: Наука и техника, 1983. - 246 с.

57. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: В 2 кн. / Под ред. Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1986.

58. Райхср В.Л. Методологические аспекты применения счётчиков индивидуальной загруженности // И Всесоюзный съезд по теории механизмов и машин: Тез. докл. — Киев: Наукова думка, 1982. — С, 112.

59. Регистратор трещин «ФОРЕТ». Техническое описание и инструкция по применению. - Киев, 1989. - 8с.

60. Резисторы S/N и С/Р. Мультипликаторы FM/ Пер. с англ. — М.: Науч. исслед. и констр. ин-т испыт. машин, приборов и средств измерения масс, 1975.-60 с.

61. Розенберг А.Ю. Методы экспериментальной оценки нафужен- ноести и долговечности зубчатых колёс с помощью гальванических мед-ных датчиков циклических деформаций: Дис. ...канд. техн. наук. - Курган, 1985. -223 с.

62. Серенсен СВ., Когаев В.П., Шнейдерович В.М. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность. - М.: Машиностроение, 1976.-488 с.

63. Серенсен СВ. Квазистатическое и усталостные разрушение материалов и элементов конструкций // Избр. тр.: В 3 т. - Киев: Наукова думка, 1985.-Т.3-232 с.

64. Слспечец Е.Н. Расчёт прочности клеевого крепления индикаторов // Прочность, надёжность и долговечность авиаконструкций: Труды КНИГА. - Киев, 1973. - 20-23.

65. Слепечец Е.Н., Белайчук А.К. Обоснование точности изготовления индикаторов // Прочность, надёжность и долговечность авиаконструкций, надёжность и ресурс конструкций планера ЛА. - Рига, 1974.-Вып. 1.4. И.-С. 20-23.

66. Степнов М.Н. Статические методы обработки результатов механических испытаний. - М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

67. Сызранцев В.Н. Синтез зацеплений цилиндрических передач с локализованным контактом: Дис.... д-ра техн. наук. - Курган, 1989. -429 с.

68. Сызранцев В.Н. Методы экспериментальной оценки концентрации циклических деформаций и напряжений на поверхностях деталей машин: Учеб. пособие. - Курган: КМИ, 1993. - 83с.

69. Сызранцев В.Н., Добрынько Л.В. Методы прогнозирования долговечности деталей по показаниям датчиков деформаций интегрального типа: Учеб, пособие. - Курган: КМИ, 1993. - 104 с.

70. Сызранцев В.Н., Голофаст Л., Маленков А.И. Методы экспериментального исследования зубчатых передач с помощью датчиков деформаций интефального типа: Учеб, пособие,- Курган: КМИ,1995. - 86 с.

71. Сызранцев В.И. Голофаст Л,, Маленков А,И,, Колпакова К,В, Диагностика усталости несущих систем и элементов транспортных машин с помощью датчиков деформаций интегрального типа: Учеб. пособие. -Курган: КГУ, 1996.-87 с.

72. Сызранцев В.И., Слесарев Е.Н., Котельников А.П., Яковлев Л, Определение характеристик усталостной прочности образцов из сталей 08Ю и 20Ю // Вестник: Академия транспорта. Уральское межрегиональное отделение. - 2001. - №3. - 345 - 348.

73. Сызранцев В.И., Гаврилов А.А. О цифровой обработке информации с дат'шков деформаций интегрального типа // Профессивные зубчатые передачи: Сб. науч. трудов. - Новоуральск, 2003.

74. Сызранцева К.В. Методическое и программное обеспечение измерения напряжений в деталях машин датчиками деформаций интсфаль-ного типа: Дис.... канд. техн. Наук. - Курган, 1998. - 154 с.

75. Тензометрия в машиностроении: Справочное пособие / Под ред. Макарова Р.А., - М.: Машиностроение 1975.- 287 с.

76. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.

77. Тимошук Л.Т. Механические испытания металлов. - М.: Металлургия, 1971.-224с,

78. Троценко Д.А. Разработка метода количественной оценки накопления усталостных повреждений в сварных соединениях с помощью гальванодатчиков. - Дис. ...канд. техн. наук. - Челябинск, -1986. - 218с.

79. Трощенко В.Т., Коваль Ю.Н., Бойко В.И. К вопросу о создании датчиков усталостного повреждения // Проблемы прочности. - 1981. №10.-С. 42-47.

80. Трощенко В.Т., Кузьменко В.А., Крук Б.З., Бойко В.И. Применение датчиков усталостного повреждения для оценки нафуженности элементов конструкций // Проблемы прочности. - 1984. -№12. - 18 -21.

81. Трощенко В.Т., Бойко В.И. Датчик усталостного повреждения и обоснование его использования // Проблемы прочности. - 1985. - №1. -С.З-14.

82. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. - Киев: Наукова думка, 1987. - Ч. 1. - 510 с.

83. Трощенко В.Т., Сосновский Л,А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. - Киев: Наукова думка, 1987. -Ч.2.- 132 с.

84. Трощенко В.Т., Орлов Г., Бойко В.И,, Куксин А.Н. Умножитель деформаций для датчиков усталостного повреждения // Проблемы прочности. - 1987. - №8. - 115 - 118.

85. Удовикин А.Ю. Совершенствование методов оценки распределения напряжений в элементах зубчатых передач с помощью датчиков деформаций интегрального типа: Дис. ... канд. техн. наук.- Курган, 1988.-235с.

86. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. - М.: Мир, 1972.-408 с.

87. Шамирзаев Х. Полупроводниковые гетерогенные тензопре- образователи: Сообщение. - Ташкент: ФТИ АН УзССР, 1987. — 9 с.

88. Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла.- М.: Металлургия, 1973, - 216 с.

89. Школьник Л.М, Методика усталостных испытаний: Справочник -М.: Металлургия, 1978, - 304 с.

90. Якобсон И,В,, Миртов К,Д., Нестеренко Г.И. Экспериментальный подбор индикатора усталостных повреждений крыла транспортного самолёта // Труды РКИИГА. Вып. 122. Рига, 1968, — 63 — 75.

91. Dally J.M., Panizza G.A. Conductive polymers as Fatigue-damage -indicators // Experimental Mechanics. - 1972. - V. 12, -№3, - P. 124 -129,

92. Harting D.R, The S/N - Fatigue Life Gage: a Direct Means of Measuring Cumulative Fatigue // Experimental Mechanics. - 1966. - V, 6. - №2. -P.19A-24A.

93. Home R.S. A feasibility Study for the Development of a Fatigue Damage Indicator / AFFDL - TR - 66 - 113 (August 1966).

94. Home R.S. Development of a semiautomatic fatigue-evaluation system for transport aircraft. // Experimental Mechanics. - 1968. - V. 8. - №11, - P , 19N-26N,

95. Dimitris K,, Ulrich G, Fatigue gage monitoring of components // Schwoisscn und shneiden, 1984. - №12, - P. El99 - E201, P.583 - 587,

96. Kippola W.J,, Havanesian J. An experimental study of a cumulative fatigue damage indicator // Proc. 3-rd conference on a dimensioning, - Budapest, 1968. - P. 675 - 687,

97. Kowalsky H.C, Prospectus of a new method for determining cumulative fatigue damage: dual element fatigue - life gage // ISA Transactions, -1972,-V, ll.-№4.-P. 358-368.

98. Polak J., Klesnil M,, Lukas P, Highpastik stress strain response of metals // Mater, Sci and Eng. - 1974. - № 15, - P. 376 - 385,

99. Wnuk S. P., Jr. Perfomiance Characteristics of Rounded Strain Gages under Repeated Cyclic Strain / Paper presented at Annual Meeting of the SESA (October 1964).