автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительный комплекс для исследования и контроля материалов и изделий методом акустической эмиссии

На правах рукописи

Овчарук Валерий Николаевич

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Хабаровск - 2004

Работа выполнена в ФГУП ВНИИФТИ «Дальстандарт» и Хабаровском государственном техническом университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Чье Ен Ун

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кондратьев Александр Иванович

кандидат технических наук, доцент Корчевский Вячеслав Владимирович

Ведущая организация:

институт материаловедения ДВО РАН

Защита состоится: 23 декабря 2004 г. в 15-00 час. на заседании диссертационного совета К 212.294.04 в Хабаровском государственном техническом университете по адресу: 680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, д. 136, ауд. 315л.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Воронин В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В связи с постоянным усложнением промышленных изделий, широким применением новых материалов и технологий, работой узлов и агрегатов в режимах, близких к предельным, резко возрастают требования к обеспечению технической надежности и эксплуатационной безопасности. При этом весьма актуально стоит задача диагностики состояния изделий и конструкций. Подробный анализ показал, что одним из перспективных путей решения этой проблемы следует признать метод акустической эмиссии (АЭ).

Данный метод обладает более высокой чувствительностью по сравнению с другими методами, что позволяет обнаруживать дефекты структуры материала на уровне скопления дислокаций. При этом анализируются только развивающиеся, т.е. наиболее опасные с точки зрения снижения прочностных свойств изделия, дефекты. Он позволяет сравнительно простыми средствами организовать непрерывный, оперативный контроль с выдачей результата в реальном масштабе времени.

Однако практическое применение метода АЭ для решения задач технической диагностики сопряжено с определенными трудностями. Распространяющийся в объекте акустический сигнал претерпевает существенные искажения под действием системы «объект-преобразователь». Эти искажения настолько значительны, что практически не представляется возможным восстановить истинную форму исходного сигнала. По этой причине, параметры акустического сигнала определяются путем обработки электрического сигнала с выхода преобразователя, что, при отсутствии удовлетворительных моделей процесса разрушения, не позволяют установить четких связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов. При этом возникающие в процессе испытаний и эксплуатации акустические шумы и помехи, так же распространяются в объекте и воздействуют на входные устройства АЭ-системы. Будучи похожими по форме на сигналы, возбуждаемые дефектообразованием, они приводят к ложным срабатываниям, что заставляет предъявлять повышенные требования к помехоустойчивости аппаратуры АЭ-контроля.

Недостаточность разработанных методов и средств анализа акустических сигналов и помех приводит к низкой повторяемости результатов научных исследований и препятствует широкому использованию метода АЭ в промышленности.

Таким образом, создание информационно-измерительного комплекса (ИИК) для исследования спектральных характеристик (СХ) сигналов АЭ и акустических помех, изучение амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) образцов материалов и изделий, поиск корреляционных связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов, решение задач обнаружения и идентификации акустических сигналов, представляется весьма актуальным.

Цель работы. Разработка методик и средств спектрального анализа сигналов АЭ, возникающих в процессе изготовления, испытания и эксплуатации образцов материалов и изделий.

Решаемые задачи. В процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи:

- выбор методов и средств анализа АЧХ системы «объект-преобразователь»;

- разработка методики корректировки СХ по АЧХ системы «объект-преобразователь»;

повышение помехоустойчивости и расширение динамического диапазона анализа СХ;

- исследование и классификация СХ сигналов АЭ и сопутствующих шумов. обработка СХ сигналов АЭ с выделением вторичных параметров; распознавание сигналов АЭ от различных источников по СХ и идентификация механических характеристик объекта контроля.

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы спектрального анализа, акустической эмиссии, теории случайных процессов, математического и машинного моделирования, теории измерительных систем, метрологии, физического эксперимента. Научная новизна.

• предложена методика анализа и разработаны алгоритмы исследования АЧХ и СХ акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий;

- разработан ИИК для исследования свойств акустических сигналов от различных источников, позволяющий в реальном времени проводить анализ СХ сигналов АЭ;

предложены методики проведения исследований образцов материалов и конструкций промышленных объектов методом АЭ, основанные на результатах предварительных экспериментов;

получены результаты исследования образцов материалов и изделий методом АЭ, позволяющие оптимизировать структуру и алгоритм работы ИИК; обосновано использование спектрального анализа при исследовании и анализе свойств акустических сигналов промышленных объектов, предложены способы распознавания и идентификации сигналов АЭ от различных источников.

Практическая значимость. Вопросы безопасности при проведении испытаний промышленных объектов имеют первостепенное значение, особенно когда речь идет об экологически опасных объектах, повреждение которых чревато техногенной катастрофой. Создание систем контроля таких объектов имеет колоссальное значение. В данной работе предложены методы и структуры построения таких систем, предложены способы существенного повышения достоверности контроля промышленных объектов методом АЭ, разработан и внедрен ИИК для исследования СХ акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий. Новизна предлагаемых технических решений подтверждается авторскими свидетельствами, а так же актом об использовании научных результатов диссертационной работы во ВНИИФТИ «Дальстандарт» и актом внедрения работ, выполненных в рамках НИР.

Основные положения, выносимые на защиту.

- методика анализа СХ акустических сигналов, основанная на результатах предварительных испытаний;

- методика оценки и корректировки АЧХ системы «объект-преобразователь», основанная на расчетных и экспериментальных данных;

методика и результаты исследования акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий;

- разработанные и защищенные авторскими свидетельствами технические решения и алгоритмы по ИИК для анализа СХ акустических сигналов.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в рамках НИР - «Разработка и изготовление экспериментального образца установки спектрального анализа сигналов АЭ», № гос. регистрации 01850007208, 1986г.; «Создание многофункциональной акустико-эмиссионной системы», № гос. регистрации 01890017623, 1991г.

Личный вклад автора при выполнении работ заключается в следующем: по выше названным темам автор работал в качестве ответственного исполнителя, им были проведены теоретические и экспериментальные исследования в области аппаратурного спектрального анализа сигналов акустической эмиссии. Был разработан ряд методик по проведению экспериментальных исследования и алгоритмов обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии, разработан и внедрен пакет прикладных программ, разработан ряд блоков и узлов, полностью определена структура установки.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались:

- Всесоюзная научно-техническая конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих испытаниях и контроле", г. Хабаровск,

1981 г.

- Х-я Международная конференция по неразрушающему контролю, г. Москва,

1982 г.

Ья Всесоюзная конференция "Акустическая эмиссия материалов и конструкций", г. Ростов-на-Дону, 1984 г.

Всесоюзная конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле", г. Хабаровск, 1984 г. Всесоюзная конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле", г. Хабаровск, 1987 г. Ш-я Всесоюзная конференция по акустической эмиссии, г.Обнинск, 1992 г.

- Всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии», г. Пятигорск, 2004г.

Созданная в процессе выполнения работы измерительная система была представлена на 2-й международной выставке «Метрология и метрологическое обеспечение производства» г. Москва.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 20 публикациях, из них 3 авторских свидетельства СССР, 6 публикаций в центральной печати и 11 докладов на 7 всесоюзных, всероссийских и международных конференциях.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложенных на 135 страницах основного текста, иллюстрированных 34 рисунками и 4 таблицами, списка используемых источников из 132 наименований и 2 приложений, в которых представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы и описание структуры разработанного программного обеспечения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность решаемых задач, сформулирована цель и основные направления исследований.

В первой главе дан обзор современных средств и методов спектрального анализа применительно к решению задач акустико-эмиссионной диагностики. В основу принципа работы установки положен метод одновременного анализа. Несмотря на сложность технической реализации, он позволяет решить главную задачу -анализ СХ сигналов АЭ в реальном времени, что необходимо для принятия решений в процессе контроля ответственных промышленных объектов при их изготовлении, испытании и эксплуатации.

Во второй главе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследовании АЧХ на примере образцов из керамических материалов. Объекты контроля из металлов, керамики и других материалов с высокими упругими свойствами можно с очень малой погрешностью считать линейными системами. В общем случае модуль спектральной характеристики сигнала, снимаемого с выхода приемного преобразователя, определяется выражением: 'Яр М = (ft)) • Ктп (<и) • Кпр (а), где S„Дю) и - модули спектральных

характеристик соответственно сигнала на выходе преобразователя и источника АЭ; и - АЧХ соответственно акустического тракта (объекта

контроля) и преобразователя.

Для АЧХ длинного стержня выражение комплексного коэффициента

передачи для одного типа волны определится как: (j , где

Y'{)гю) = £*(©)+jf){(o) J а(а>) - коэффициент затухания акустического сигнала, Нп/м; /?(«)= 2 я/Я = o/v - коэффициент фазы; v - скорость распространения акустической волны; - длина волны; - координата источника сигнала; - длина стержня. Если приемник расположить на торце стержня (х = 0), то АЧХ такого стержня определится следующим образом:

Изменение Кст (®) в зависимости от частоты носит периодический характер с периодами П, = я-\Ц И Пг=я-у/(1-х) (см. рис.1). При этом, Д) определяет наиболее быстрые изменения АЧХ и ее можно называть основной собственной частотой образца. зависит так же и от координаты

О 50 100 150 200 250 /.кГц

Рис. 1. Зависимость АЧХ стержня от координаты источника сигнала при а =0,4Нп/м, v = 5-102 м/с, / =0,1 м ; (1)-х = 10, (2)-х = 5, (3)-х = 2,5мм.

Чтобы показать сложность анализа АЧХ в таких условиях, рассмотрим простой случай, когда источник в длинном тонком стержне возбуждает два типа волн со скоростями и у2 . Сигнал на приемнике будет определяться суперпозицией двух волн и комплексный коэффициент передачи акустического тракта может быть представлен в виде:

Кт = т1 -с^гМ-{1-х)] + т2-с\ \у2 (]со) -{1-х)]

sh\yXjco)-l]

sh\r2{jeo)-l]

где т, и т2 - весовые коэффициенты, определяющие долю энергии акустического сигнала, переносимую волной соответствующего типа.

Коэффициенты т1 и т2 принимаются равновеликими, в противном случае КТ[)а>) вырождается в ККП для одного типа волны. АЧХ стержня найдем как

№

модуль этого выражения:

М ,(®)=±

V"» ' ГД6

(m,2 + т2 )• ch2a(l ~х)~ т2 • ch2a(l - *)• cos Г,® - т,2сЛ2а(/ - x)-cos l2a +

т 2 2 m22ch2alcostAm--— cos(i, +tt)a>--—cos(/, -f4)ft) + m* -ch2al -cost2a -

m 2 2

-^-cos(f, + *,)» —J-cos(f,-ф-

cos(/] +12 +t3 +/4)~ + cos(/, -f2 +/3-tt)~ch2a(l-x)-

inj ■ m2 •

cos(/,-t2-t3 +/J y+cA2a(/-x) cos(i,-t2 +/3 -f4)~-ch2al • cos (/j +12-1j -r4)~+cA2a/-cos(/, +/j-t3 ch2al-cos{t,-t2-t, -/4)~+cA2a(/-x)cos(f, +/г +/3 +i4)~

Для упрощения задачи затухание а для разных типов волн принято одинаковым и частотно-независимым, что далеко от реальности. Но даже при таких допущениях выражение для АЧХ получилось довольно громоздким. С увеличением числа типов волн и конфигураций объекта оно становится настолько сложным, что не поддается детальному анализу.

При возбуждении в образце источником сигнала колебаний разных видов и трансформации одних видов колебаний в другие число частот на типа О, и П2 значительно возрастает. АЧХ образца в общем случае является сложной

функцией частоты, и определение её в таких условиях становится очень трудной задачей. При неизвестных координатах источника сигнала К(/) - случайная функция.

Анализ АЧХ образцов керамических материалов, полученных экспериментальным путем, подтверждает сделанные выводы. На основании теоретических и экспериментальных данных разработана и обоснована методика измерения спектра сигнала АЭ с учетом АЧХ системы «объект-преобразователь». Рассматриваются возможные варианты по снижению флуктуационной погрешности при спектральном анализе АЭ. Приводится рекомендуемая методика корректировки и обработки СХ акустических сигналов, полученных при испытаниях образцов керамических материалов.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований, полученные при испытании образцов разных типов материалов. При испытании образцов керамических материалов использовался приемный преобразователь с передаточной характеристикой равномерной по колебательной скорости

сдвиговой волны. Неравномерность АЧХ премного преобразователя в диапазоне частот от 0,1 до 1,6 МГц не превышает 4 дБ. Из-за высокой неравномерности АЧХ исследуемых объектов, корректировка спектрограмм возможна лишь по значениям усредненных по частоте функций КИ Клп{/). При этом функция

усредняется так же по результатам нескольких измерений. Статистическая обработка и вычисление вторичных параметров в таких условиях производятся только для нормализованных спектральных функций , где

дискретная частот 1-ГО канала. Нормализация СХ производится по максимальному значению сглаженной по заданному критерию спектральной функции: 5„0;)=5'(/;)/5г0;)гаах.

Для оценки «широкополосности» входного сигнала использовался энергетический параметр нормированного спектра:

где

порядковый номер спекрограммы в блоке данных. Это позволяет в дальнейшем

получать значение энергии входного сигнала путем несложных вычислений: , где - значение входной чувствительности

анализатора спектра, а - коэффициент пропорциональности.

«Неравномерность» спектральной функции удобнее оценивать по среднему значению интервала между экстремумами , а для оценки «изменчивости» спектра регистрируемых сигналов использовалось значение энергетической характеристики модуля отклонения спектральной функции /-ГО сигнала от

предыдущего значения .

Статистические характеристики для вторичных параметров и

определялись как:

где Еср, 0Е, Д£ - соответственно, среднее значение, дисперсия и доверительный интервал для энергетического параметра

0,4 0,8 1Д 1,6 /МГц

0,4 0,8 1,2 1,6 /МГц

На рис.2 приведены результаты анализа СХ сигналов АЭ при статических испытаниях образцов разных типов керамических материалов на четырехточечный изгиб. Из приведенных графиков можно сделать вывод о существенных различиях АЭ свойств этих материалов.

отн ед

а)

0,4

|п Т || И« / (у 1 II / Il lli / 1 |\|*. / vT: г~ ■Ti 1 0 - = 241 H «Р -Р =669Н Cf

Ч W'i J 1. А Il H А . 1 * * « * А I M »•il "Г V ft 3-• 1 « 1 'л. -Рср= 1379Н »

N VI , ||| 1 Л • * III VAAA А i • й rWk

0,4

0,8

1,2

1,6 / МГц

СД

отн ед

б)

0,3

0,2

0,1

' з • T1 î 'T] -Pep-24IH -P -669H «p

il/ ¡T- -P« 1379 H

Ш

Щ « 'tiV/i • 411 il | » м1 ijl 1 à 1 I; к 1 » i. » ■•if' 1 1 w

1 In* Ils» ni * ГОД 1 1 ,l»r »*• ТД «n

М11ЛМ» I\i МНИ 1 « I г [ ' l/l Л1М »<* V M ^ h nii 11 IT"'.î\ 11« У - 1 • 7 1 I'U 1 • 1.11 0 'Vf! IL^r,«» A i il'/ \]№zfu*

0 0,4 0,8 1,2 1,6 /МГц

Рис.3. Графики спектральной функции и дисперсии Gs{ft) при разных значениях

нагружающего усилия Р.

По результатам статической обработки можно провести сравнительный анализ СХ сигналов АЭ, полученных при испытании образцов на разных стадиях нагружения. Анализируя графики функции Scp(f,) (рис.3,а), можно определить, на

каком этапе нагружения и на каких частотах происходят наибольшие изменения. Анализ функции Gs(fJ (рис.3,б) на разных стадиях нагружения позволяет охарактеризовать изменения СХ регистрируемых акустических сигналов и может быть полезен при решении задач диагностики и прогнозирования. Из приведенного примера видно, что с увеличением нагружающего усилия p(t) растет уровень ВЧ-составляющих функции Scp(f), а наибольшие изменения в спектре сигналов происходят в средней части p(t).

Анализ функции £„,(/,) сигналов АЭ на рис.2 показывает, что, несмотря на

большие различия в спектре, выделить устойчивые критерии поврежденности материала не представляется возможным. Возникает необходимость рассмотреть процесс разрушения образца в динамике его развития. Это возможно при анализе параметров, характеризующих широкополосность, неравномерность и изменчивость СХ.

а) б) в)

Рис. 4. График функций энергетических и временных параметров СХ сигналов АЭ для неповрежденных образцов (а), термически обработанных (б) и с дефектами виде инородных

включений (в).

На рис.4 приведены графики зависимостей параметров от величины нагружающего усилия Р для образцов с разной степенью поврежденности. Наличие инородных включений (рис.4,в) не меняет прочностных характеристик материала, однако сильно влияет на динамику изменения всех вторичных параметров. Наличие дефектов виде микротрещин (рис.4,б) существенно влияет на прочность и изменяет все параметры. Все выше изложенное позволяет определить надежные критерии для диагностики и контроля качества материала.

В процессе испытаний на изгиб неупругодеформирующегося электрофарфора был установлен эффект наличия сигналов АЭ после разрушения' образцов (разделения на части). Процесс излучения сигналов АЭ после разрушения образцов наблюдался в течении периода от нескольких секунд до нескольких минут. Регистрируемая при этом скорость счета АЭ (ГОСТ 25.002-80)

убывала во времени по закону, близкому к степенному. С целью уточнения физической природ были проанализированы вторичные параметры СХ сигналов АЭ до и после разрушения образцов.

Таблица 1

№ блока Р. В* д£ т дг Примечание

Н отнед. отн ед

0 161 10,3 29,5 5,40 7,35 13,60 11,70 До разрушения

1 218 14,4 33,3 383 4,43 6,90 1,75

2 251 14,3 22,8 3,36 3,58 1,36 0,82

3 284 16,1 43,8 4,67 3,84 1,52 0,87

4 313 16,1 12,8 2,53 3,17 0,70 0,59

5 337 13,0 12.1 2,45 3,58 2,60 1,14

6 353 18,5 15,1 2,74 2,95 0,80 0,63

7 378 15,2 15,5 2,78 3,63 2,33 1,08

8 407 15,1 29,8 3,85 3,74 1,26 0,79

9 428 15,7 22,2 312 3,73 2,23 0,99

10 - 21,4 16,7 3,33 2,5 0,26 0,414 После разрушения

В табл.1 приведены результаты статистической обработки вторичных параметров 'Еп и 'Т для блоков СХ, полученных до и после разрушения образца. Видно, что после разрушения сигналы АЭ имеют более широкий спектр ( £с(, больше, чем до разрушения), а неравномерность спектральной функции существенно выше и стабильнее, о чем свидетельствует низкое значение йт

С целью определения возможностей идентификации процессов разной физической природы, была проведена серия экспериментов на сварных конструкциях. Для этого предварительно по отдельности моделировались процессы на образцах из различных материалов и сварочных пробах.

о 0,4 0 8 1,2 1,6 /М/>

Рис 5. Доверительные интервалы (при а=0,95) нормированных значений спектральных составляющих сигналов АЭ от трещин - (1), шлака - (2) и деформационных процессов в сварном шве и околошовной зоне - (3)

На рис.5 приведены результаты анализа спектра сигналов от различных источников, образующихся в процессе остывании сварного шва. Области допустимых граничных значений для сигналов разных классов не пересекаются в значительной части частотного диапазона, что позволяет сделать вывод о возможности надежного распознавания этих сигналов и их идентификации с достаточно высокой доверительной вероятностью.

Рассмотрим эффективность метода спектрального анализа на еще одном примере. Эффект закрытия трещины и его влияние на циклическую трещиностойкость были обнаружены Элбером в начале 80-х годов. Установлено, что процесс закрытия трещины сопровождается сигналами АЭ. Однако этот метод не нашел применения при оценке закрытия трещины. Это объясняется присутствием большого количества акустических сигналов другой физической природы, неизбежно сопровождающих процесс усталостных испытаний. В настоящей работе сигналы АЭ от закрытия трещины выделялись по спектральному признаку, для чего предварительно проводились исследования СХ акустических сигналов для каждого процесса отдельно.

16000 17000 18000 19000 200<"' г, циклов 0 8770 8790 8810 8730 8850 8870 г,и»клм

а) б)

Рис.6. График зависимости для всего эксперимента (а) и его фрагмента (б),

Ь • длинатрещины.

На рис.6 приведены графики зависимости момента закрытия трещины (нагружающего усилия Р) от числа циклов нагружения. Кривая (1) - построена по данным АЭ анализа, кривая (2) - по известной методике с использованием датчика раскрытия. Налицо высокая эффективность метода при максимальном усложнении задачи распознавания (области допустимых граничных значений СХ перекрываются во всем частотном диапазоне). При этом следует учитывать не достаточно высокую точность определения момента закрытия трещины с использованием датчика, особенно перед разрушением объекта, когда погрешность измерения может достигать 50% и более. Метод АЭ в таких условиях предпочтительнее, а при неизвестном местоположении трещины других способов определения момента закрытия трещины просто не существует. В четвертой главе приводится описание работы основных узлов ИИК. Проведенный анализ существующих средств АЭ спектрометрии и результаты экспериментальных исследований позволяют выработать основные требования к ИИК. Исходя из особенностей формирования и распространения сигналов АЭ,

установка должна обеспечивать анализ импульсных и непрерывных нестационарных процессов в реальном времени. В настоящее время наиболее доступным методом, позволяющим решить поставленные задачи, является параллельный спектральный анализ.

Рис 7 Внешний вид установки «СПЕКТР»

Выше перечисленные требования реализованы в ИИК, созданном на базе модернизированной установки «СПЕКТР» (рис.7), которая для реализации описанных методик была дополнена блоком автоматической регулировки усиления БАРУ и блоком идентификации акустических сигналов БИАС. Эти устройства, совместно с ПЭВМ и программно-аналитическим комплексом, образовали ИИК для исследования и контроля материалов и изделий методом АЭ, обобщенная структурная схема которого изображена на (рис.8)

Рис 8. Обобщенная структурная схема контрольно-измерительного комплекса.

Для того, что бы максимально избежать потери информации в процессе эксперимента, а так же ее искажения при регистрации, требуется расширить динамический диапазон измерения. Для этого в состав ИИК был включен блок автоматической регулировки усиления БАРУ. Блок реализует алгоритм, предложенный в авторском свидетельстве №1075145 [5], и обеспечивает регистрацию спектров сигналов АЭ при изменении амплитуды на входе в пределах 40 дБ.

Рис. 9. Временные диаграммы работы блока БАРУ (а - при измерении и регистрации сигнала АЭ по одному каналу, б - при разделении каналов измерения и регистрации).

На рис.9 приведены диаграммы, поясняющие работу блока в двух режимах. При установке на объекте контроля одного приемного пьезопреобразователя (рис.9,а) часть сигнала используется для измерения и установки режимов усиления сигнала, и только после этого открывается окно анализа. Непременным условием реализации такого режима является условие, при котором длительность акустического импульса При невыполнении этого условия «окно»

анализа, формируемое может попасть за пределы области пребывания самого сигнала, что ведет к потере информации. Чтобы избежать этой ситуации, на объекте контроля необходимо установить два приемных преобразователя, один

из которых должен использоваться для измерения амплитуды сигнала АЭ, а второй — для анализа самого сигнала (рис.9,б). При этом задержка по приходу сигнала АЭ в канале анализа будут определяться из соотношения

л-ь

где и - расстояние ПП1 и ПП2 от источника излучения, а -

т +т

при этом

скорость акустической волны. Выполнение условия обязательно.

Основная задача блока БИАС - повышение помехоустойчивости системы и удаление из ОЗУ спектрограмм акустических сигналов, записанных с искажениями, либо принадлежащих другому классу. Для решения этих задач наряду со спектральными функциями используются вторичные параметры СХ и сопутствующие параметры функции нагружения. Заложенные в структуре блока БИАС алгоритмы позволяют реализовать методики обнаружения развивающейся трещины и определения предела прочности, предложенные в авторских свидетельствах №1527577 и №1532865 [10,11].

Согласно обобщенной структурной схеме приведенной на рис.8, блок БИАС координирует работу НИС, формируя управляющие сигналы. Для этого в БИАС поступают зарегистрированные АС спектрограммы входных сигналов и критерии идентификации (режимы работы и область допустимых граничных значений), формируемые ПЭВМ. В блоке БИАС спектрограммы нормируются и корректируются по ранее приведенной методике, а затем определяется их принадлежность к тому или иному классу путем сравнения амплитуд спектральных составляющих с заданными граничными значениями области пребывания функции.

Рис.10. Образец графического экрана в режиме анализа СХ.

На рис.10 приведен пример отображения на универсальном графическом экране СХ входного сигнала в сравнении с предыдущим значением функции и сопутствующие ему параметры нагружения. Программный комплекс позволяет так же отображать на графическом экране график зависимости любого из вычисленных или зарегистрированных параметров входного сигнала, представляя их как функцию от времени, числа циклов нагружения, нагрузки, деформации и т.д. Пакет рабочих и прикладных программ позволяет вычислять до 24-х вторичных параметров, производить их статистическую обработку, определять взаимную корреляцию, а так же вычислять координату источника при наличии блока локации и системы приемных преобразователей. Кроме того, структура комплекса позволяет проводить дальнейшую модернизацию с минимальными затратами материальных и технических средств, ввиду блочного исполнения основных узлов. Это в равной степени распространяется и на разработанный программный комплекс.

При проведении предварительных исследований и выработки критериев идентификации, ИИК может быть использован в качестве базового элемента автоматизированной системы контроля, решая задачи распознавания и идентификации сигналов АЭ от различных источников.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана методика использования аппарата спектрального анализа применительно к решению задач неразрушающего контроля методом акустической эмиссии.

2. Разработана методика обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии с выделением вторичных параметров от спектральной функции и их применения при решении задач неразрушающего контроля.

3. Разработан пакет прикладных программ для статистической и параметрической обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии.

4. Предложены и аппаратно воплощены в структуре информационно-измерительного комплекса способы повышения помехоустойчивости и достоверности акустико-эмиссионного контроля.

5. Предложены способы разделения сигналов акустической эмиссии от различных источников по их спектральным характеристикам, проведены опыты по их распознаванию и идентификации, получен положительный результат.

6. Создан информационно-измерительный комплекс для исследования и контроля образцов материалов и изделий методом акустической эмиссии с использованием аппарата спектрального анализа.

7. Получены результаты исследования акустико-эмиссионных свойств образцов керамических материалов и конструкционных сплавов с использованием разработанных методик и программно-вычислительного комплекса на базе установки «Спектр».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Experience of acoustic emission application for technological and in service inspection./ В.И.Бачегов, А.И.Горбунов, Ю.БДробот и др.// Сб. докл. X Межд. конф. по неразрушающему контролю. - Москва. -1982.

2. Анализатор спектральной плотности непрерывных и импульсных сигналов. / А.И.Горбунов, Ю.И.Лыков, В.Н.Овчарук и др.// ПТЭ. -1983.- №1.- С. 206-207.

3. Методика идентификации механических характеристик материалов по сигналам акустической эмиссии./ В.Г.Гришко, С.НЛихацкий, В.Н.Овчарук и др.// Проблемы прочности.-1984.- №1.- С. 89-92.

4. А.с. 1075145 СССР, Устройство для измерения спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии./ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук - Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1984.-№7.

5. Установка анализа спектральных характеристик сигналов АЭ./ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов,

B.Н.Овчарук и др.// Сб. докл. 1-й Всес. конф.- Ростов-на-Дону.-1984.- т.1.- С. 169-170.

6. Горбунов А.И., Лыков Ю.И., Овчарук В.Н. Спектральные характеристики акустических сигналов при усталостных испытаниях образцов.// Дефектоскопия, 1985.- №10.- С. 81-83.

7. Лыков Ю.И., Овчарук В.Н. Анализ спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии от усталостной трещины.// Дефектоскопия, 1986.- №12.-

C.92-95.

8. Анализатор спектральных характеристик акустической эмиссии «Спектр»./ Ю.И.Лыков,

A.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// ПТЭ. -1987.- №3.- С. 239.

9. Установка «Спектр» для анализа спектральных характеристик акустической эмиссии./ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// Дефектоскопия.-1988.- №1.- С. 31-36.

10. Ах. 1527577 СССР, Способ обнаружения развивающихся трещин./ Ю.И.Лыков,

B.Н.Овчарук - Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. №45

11.А.С. 1532865 СССР, Способ определения предела прочности керамических материалов./ ГАГогоци, А.Н.Неговский, Г.П.Кочнев, В.Н.Овчарук - Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. №48

12. Опыт использования АЭ-системы SPARTAN при пневмоиспытаниях сосудов давления./ ВА.Гумеюок, Ю.Г.Иванов, В.Н.Овчарук и др.// Сб. докл. Ш Всес. научно-производственной конф. по акустической эмиссии. - Обнинск.-1992. С. 125-137.

13. Овчарук В.Н., Чье Ен Ун. Моделирование механических характеристик функции нагружения по вторичным параметрам спектра сигналов акустической эмиссии.// Управление и информационные технологии.// Сб. докл. II Всероссийской научной конф. -Изд-во «Спецпечать».-Пятигорск. - 2004., ч.2. С. 102-105.

14. Овчарук В.Н. Использование информационно-вычислительного комплекса на базе установки «Спектр» для решения задач идентификации механических параметров.// Управление и информационные технологии.// Сб. докл. II Всероссийской научной конф. -Изд-во «Спецпечать».-Пятигорск.- 2004., ч.2. С. 43-47.

Овчарук Валерий Николаевич

Подписано в печать 09.11.2004г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,05. Тираж 100 экз. Заказ 234.

Издательство Хабаровского государственного технического университета, 680035, ул. Тихоокеанская, 136.

Отдел оперативной полиграфии издательства Хабаровского государственного технического университета, 680035, ул. Тихоокеанская, 136.

*264 ¿O

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПРИ КОНТРОЛЕ СОСТОЯНИЯ

ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ.

1.1 .Состояние и перспективы развития акустико-эмиссионной спектрометрии.

1.2.Методы и средства измерения спектральной плотности электрических сигналов.

1.3 .Обоснование структурной схемы установки анализа спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии.

ВЫВОДЫ.

2. АНАЛИЗ АМПЛИТУДНО - ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ «ОБЪЕКТ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ».

• 2.1 .Особенности использования амплитудно-частотных характеристик объекта при спектральном анализе сигналов акустической эмиссии . 38 2.2.Расчет амплитудно-частотных характеристик образцов материалов и объектов контроля.

2.3.Экспериментальные исследования амплитудно-частотных характеристик образцов материалов и объектов контроля.

2.4.Методика оценки амплитудно-частотных характеристик системы

4 «объект-преобразователь».

ВЫВОДЫ.

3. АНАЛИЗ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ

И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ.

3.1.Методика исследования объектов контроля с использованием спектральных характеристик акустических сигналов.

3.2.Анализ и обработка спектральных характеристик акустических сигналов.

3.3.Спектральный анализ сигналов акустической эмиссии при механических испытаниях образцов керамических материалов.

3.3.1.Спектральные характеристики сигналов акустической эмиссии образцов керамики разных типов.

3.3.2.Спектральные характеристики сигналов акустической эмиссии образцов керамических материалов разной степени поврежденности.

3.3.3 .Использование вторичных параметров спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии.

3.3.4.Исследование свойств упругонедеформирующегося электрофарфора по спектральным характеристикам сигналов акустической эмиссии.

3.4.Идентификация механических параметров функции нагружения по спектральным характеристикам сигналов акустической эмиссии при статических испытаниях образцов.

З.З.Распознование акустических сигналов от различных источников по спектральным характеристикам.

3.5.¡.Спектральные характеристики акустических сигналов при испытании образцов на малоцикловую усталость.

3.5.2.Исследование эффекта закрытия усталостной трещины по спектральным характеристикам сигналов акустической эмиссии

3.5.3 .Спектральные характеристики акустических сигналов при остывании сварного шва.

ВЫВОДЫ.

4. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО - ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО

КОМПЛЕКСА.

4.1.Образцовая установка анализа спектральных характеристик акустической эмиссии «СПЕКТР».

4.1.1 .Описание структуры и назначения отдельных блоков.

4.1.2.Оценка возможности аттестации и поверки установки

СПЕКТР».

4.2.Блок автоматической регулировки усиления «БАРУ».

4.3.Блок идентификации акустических сигналов «БИАС».

4.4.Разработка программно-аналитического обеспечения для анализа спектральных характеристик акустических сигналов.

ВЫВОДЫ.

Актуальность. В связи с постоянным усложнением промышленных изделий, широким применением новых материалов и технологий, работой узлов и агрегатов в режимах, близких к предельным, резко возрастают требования к обеспечению технической надежности и эксплуатационной безопасности. При этом весьма актуально стоит задача диагностики состояния изделий и конструкций. Подробный анализ показал, что одним из перспективных путей решения этой проблемы следует признать метод акустической эмиссии (АЭ).

Данный метод обладает более высокой чувствительностью по сравнению с другими методами, что позволяет обнаруживать дефекты структуры материала на уровне скопления дислокаций. При этом анализируются только развивающиеся, т.е. наиболее опасные с точки зрения • снижения прочностных свойств изделия, дефекты. Он позволяет сравнительно простыми средствами организовать непрерывный, оперативный контроль с выдачей результата в реальном масштабе времени.

Однако практическое применение метода АЭ для решения задач технической диагностики сопряжено с определенными трудностями. Распространяющийся в объекте акустический сигнал претерпевает существенные искажения под действием системы «объект-преобразователь». % Эти искажения настолько значительны, что практически не представляется возможным восстановить истинную форму исходного сигнала. По этой причине, параметры акустического сигнала определяются путем обработки электрического сигнала с выхода преобразователя, что, при отсутствии удовлетворительных моделей процесса разрушения, не позволяют установить четких связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов. При этом возникающие в процессе испытаний и эксплуатации акустические шумы и помехи, так же распространяются в ^ объекте и воздействуют на входные устройства АЭ-системы. Будучи похожими по форме на сигналы, возбуждаемые дефектообразованием, они приводят к ложным срабатываниям, что заставляет предъявлять повышенные требования к помехоустойчивости аппаратуры АЭ-контроля.

Недостаточность разработанных методов и средств анализа акустических сигналов и помех приводит к низкой повторяемости результатов научных исследований и препятствует широкому использованию метода акустической эмиссии в промышленности.

Таким образом, создание информационно-измерительного комплекса (ИИК) для исследования спектральных характеристик (СХ) сигналов АЭ и акустических помех, изучения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) образцов материалов и изделий, поиск корреляционных связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов, решение задач обнаружения и идентификации акустических сигналов, представляется весьма актуальным.

• Цель работы: Разработка методик и средств спектрального анализа сигналов АЭ, возникающих в процессе изготовления, испытания и эксплуатации образцов материалов и изделий.

Решаемые задачи. В процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи:

- выбор методов и средств анализа АЧХ системы «объект-преобразователь»; ф - разработка методики корректировки СХ по АЧХ системы «объект-преобразователь»;

- повышение помехоустойчивости и расширение динамического диапазона анализа СХ;

- исследование и классификация СХ сигналов АЭ и сопутствующих шумов;

- обработка СХ сигналов АЭ с выделением вторичных параметров;

- распознавание сигналов АЭ от различных источников по СХ и идентификация механических характеристик объекта контроля. Щ

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы спектрального анализа, акустической эмиссии, теории случайных процессов, математического и машинного моделирования, теории измерительных систем, метрологии, физического эксперимента.

Научная новизна.

- предложена методика анализа и разработаны алгоритмы исследования амплитудно-частотных и спектральных характеристик акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий;

- разработан ИИК для исследования свойств акустических сигналов от различных источников, позволяющий в реальном времени проводить анализ СХ сигналов АЭ;

- предложены методики проведения исследований образцов материалов и конструкций промышленных объектов методом АЭ, основанные на результатах предварительных экспериментов;

- получены результаты исследования образцов материалов и изделий методом АЭ, позволяющие оптимизировать структуру и алгоритм работы ИИК;

- обосновано использование спектрального анализа при исследовании и анализе свойств акустических сигналов промышленных объектов, предложены способы распознавания и идентификации сигналов АЭ от различных источников.

Практическая значимость. Вопросы безопасности при проведении испытаний промышленных объектов имеют первостепенное значение, особенно когда речь идет об экологически опасных объектах, повреждение которых чревато техногенной катастрофой. Создание систем контроля таких объектов имеет колоссальное значение. В данной работе предложены методы и структуры построения таких систем, предложены способы существенного повышения достоверности контроля промышленных объектов методом АЭ, разработан и внедрен ИИК для исследования СХ акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий. Новизна предлагаемых технических решений подтверждается авторскими свидетельствами на изобретения, а так же актом об использовании научных результатов диссертационной работы во ВНИИФТИ «Дальстандарт» и актом внедрения работ, выполненных в рамках НИР.

Достоверность. Достоверность результатов работы подтверждается корректным применением основных теоретических положений, согласованностью отдельных полученных результатов с результатами других авторов, а так же результатами физических экспериментов, опытной эксплуатации и испытаний на объекте.

Основные положения, выносимые на защиту.

- методика анализа СХ акустических сигналов, основанная на результатах предварительных испытаний;

- методика оценки и корректировки АЧХ системы «объект-преобразователь», основанная на расчетных и экспериментальных данных;

- методика и результаты исследования акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий;

- разработанные и защищенные авторскими свидетельствами технические решения и алгоритмы по ИИК для анализа СХ акустических сигналов.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в рамках НИР - «Разработка и изготовление экспериментального образца установки спектрального анализа сигналов АЭ», № гос. регистрации 01850007208, 1986г.; «Создание многофункциональной акустико-эмиссионной системы», № гос. регистрации 01890017623, 1991г.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались:

- Всесоюзная научно-техническая конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих испытаниях и контроле", г.Хабаровск, 1981г.

- Х-я Международная конференция по неразрушающему контролю, г.Москва, 1982г.

- 1-я Всесоюзная конференция "Акустическая эмиссия материалов и конструкций", г.Ростов-на-Дону, 1984г.

- Всесоюзная конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле", г.Хабаровск, 1984г.

- Всесоюзная конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле", г.Хабаровск, 1987г.

- Ш-я Всесоюзная конференция по акустической эмиссии, г.Обнинск, 1992г.

- Всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии», г.Пятигорск, 2004г.

Созданная в процессе выполнения работы измерительная система была представлена на 2-й международной выставке «Метрология и метрологическое обеспечение производства» г. Москва.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 20 публикациях, из них 3 авторских свидетельства СССР, 6 публикаций в центральной печати и 11 докладов на 7 всесоюзных, всероссийских и международных конференциях.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве. Заключается в следующем:

- в работах [114,115,117,120,121,122,124,125,126,127,131,132] автору принадлежит методика постановки эксперимента, участие в проведении эксперимента, регистрация и обработка спектральных характеристик и сопутствующих параметров, разработка методики обработки данных и разработка рабочих программ, представление результатов обработки;

- в работах [116,119,123,128] автору принадлежит участие в разработке структурной схемы установки, разработка функциональной схемы блока накопления и обработки спектрограмм, разработка принципиальных схем блока фильтров и блока детекторов, участие в конструкторской проработке, настройка и отладка блоков анализатора спектра, проведение научных исследований и апробация установки;

- в работе [118] автору принадлежит способ измерения спектральных характеристик сигналов АЭ, проведение научных исследований, разработка блока и внедрение способа;

- в работе [129] автору принадлежит способ обнаружения развивающейся трещины, проведение научных исследований, разработка блока и алгоритмов обработки спектрограмм, разработка программного обеспечения, внедрение способа.

- в работе [130] автору принадлежит способ выделения сигналов АЭ по спектральным признакам, проведение научных исследований, разработка алгоритмов обработки спектрограмм, разработка программного обеспечения, внедрение способа.

Автор выражает благодарность всем своим уважаемым соавторам, в том числе: А.И.Горбунову, Ю.И.Лыкову, Чье Ен Ун за неоценимую помощь при выполнении работ по теме диссертации.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложенных на 135 страницах основного текста, иллюстрированных 34 рисунками и 4 таблицами, списка используемых источников из 133 наименований и 2 приложений, в которых представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы и описание структуры разработанного программного обеспечения.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана методика использования аппарата спектрального анализа применительно к решению задач неразрушающего контроля методом акустической эмиссии.

2. Разработана методика обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии с выделением вторичных параметров от спектральной функции и их применения при решении задач неразрушающего контроля.

3. Разработан пакет прикладных программ для статистической и параметрической обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии.

4. Предложены и аппаратно воплощены в структуре информационно-измерительного комплекса способы решения проблем повышения помехоустойчивости и достоверности акустико-эмиссионного контроля.

5. Предложены способы разделения сигналов акустической эмиссии от различных источников по их спектральным характеристикам, проведены опыты по их распознаванию и идентификации, получен положительный результат.

6. Создан информационно-измерительный комплекс для исследования и контроля образцов материалов и изделий методом акустической эмиссии с использованием аппарата спектрального анализа.

7. Получены результаты исследования акустико-эмиссионных свойств образцов керамических материалов и конструкционных сплавов с использованием разработанных методик и программно-вычислительного комплекса на базе установки «Спектр».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Ультразвуковой контроль.- М.: Наука, 2004.

2. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия.- М.: Изд-во Стандартов, 1978.- 272 с.

3. Акустическая эмиссия при трении. В.М.Баранов, Е.М.Кудрявцев, Г.А.Сарычев и др.- М.: Энергоатомтздат, 1998.- 216 с.

4. Дробот Ю.Б., Лазарев A.M. Неразрушающий контроль усталостных трещин акустико-эмиссионным методом.- М.: Изд-во стандартов, 1987.176 с.

5. Патон Б.Е. 0 диагностике несущей способности сварных конструкций. // Автоматическая сварка, 1981.- №9.- С. 1-4.

6. Forster F., Scheil Е., Akustische Untersuchung der Bildung von Martensituadeln. Z. Metallkunde, 1936, Sep. p. 215-247.

7. Kaiser J. Untersuhugen under das Auftreter Geräuschen beim Zugversuch. Ph. D. Thesis. Germany, 1950.-123p.

8. Dunegan H.L. Acoustic emission: A promising technique. UCID-4643. Lowrence Radiation Laboratory, Lowermore, California, 1963. Dec. 9. p. 203-238.

9. Tatro C. Sonic Techniquers in the Detection of Crystel Slip in Metals. Progress Report/ Engineering Research, 1957, p. 23-28.

10. Liptai R.G., Harris D.O., Engle R.B., Tatro C.A., Acoustic Emission Technique in Material Reslarch. Int. J.Nondestruct. Test. 1971. Vol. 3, N 1. p. 105.

11. Sckofield В., Barreiss В. c. t. c. Acoustic Emission under applied stress.

12. WADC Technical Report. Lessells and Associates, Inc. N 58-194. Boston, Mass, 1958.- 38p.

13. Баранов B.M. Акустические измерения в ядерной энергетике.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-320 с.

14. Распознавание дефектов по спектральным характеристикам акустической эмиссии./ А.П.Брагинский и др.// Дефектоскопия, 1984.-№2- С. 89-92.

15. Ультразвук. Маленькая энциклопедия./ Под ред. И.П. Голямина.- М.: Сов. энциклопедия, 1979.- 400с.

16. Зарембо JI. К., Красильников В.А. Нелинейные явления при распространении упругих волн в твердых телах.// УФН: Сб.науч.тр,-1970.- Вып. 102.- С. 540-584.

17. Муравьев В.В., Степанова Л.И., Кареев А.Е. Оценка степени опасности усталостных трещин при акустико-эмиссионном контроле литых деталей тележки грузового вагона.// Дефектоскопия.- 2003.- №1.- С. 6368.

18. Петерсен Т.Б. Использование методов распознавания образов для автоматической классификации источников акустической эмиссии.- М.: РНЦКИ, 1995.

19. Крамер Г. Математические методы статистики.- М: Мир, 1975.- 648 с.

20. Костоглотов А.И., Попов A.B. Акустико-эмиссионный методмоделирования процессов разрушения материалов.// Дефектоскопия.-2002.- №10.- С. 3-6.

21. Чаусов И.Г., Недосека С.А., Лебедев А.А. Взаимосвязь характеристик трещиностойкости материалов с параметрами АЭ на заключительных стадиях деформирования.// Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1995.- №3.- С. 3-6.

22. Хорошавина С.Г. Оценка качества композитных материалов, применяемых в летательных аппаратах, с использованием статистической обработки сигналов акустической эмиссии.// Контроль. Диагностика.- 1999.- №2.- С. 22-26.

23. Green А.Т. Detection of incipient failures in pressure vessels by stress-wave emission. Nuclear Safety, v. 10, №1, 1969, p.4-I8.

24. Pollock A.A. Stress-wave endssion a new tool for industry. "Ultrasonics", 1968, 6, №2, p.88-92.

25. Speaice J.H., Curtis G.J. Characterization of the fracture processee in CFRP using spectral analysis of tne acoustic emission arising from the application of stress. "Carbon Fibres: Pluce Mod Technol." London, s.a., 186-193, Disenss, 193.

26. Эмиссия волн напряжении при пластической деформации чистого алюминия. Hatano Hajime, Tanaka Hirochi, Horiuchi Ryo, Niwa Noboru. J. Jap. Inst. Metals, 1975, 39 , №7, 675-679.

27. Лыков Ю.И. Измерение спектральной плотности в исследованиях акустической эмиссии.// Метрология. 1977. - №7. - С. 59-65.

28. Woodward В., Harris R.W. The u se of signal analysis to identify sources of acoustic emission. "Acistica", 1977, 37, 190-197.

29. Woodward B. Identification of acoustic emission source mechanisms byenergy spectrum analysis. "Ultrasonics", 1976,14, №6, 249-255.

30. Pardee W.J., Graham L.J. Frequency analysis of two types of simulated acoustic emission» "J. Acoust. Soc. America", 1978, 63, 3, 793-799.

31. Муравьев B.B., Муравьев M.B., Бехер C.A. Влияние условий нагружения на информативные параметры и спектр сигналов акустической эмиссии в образцах из углеродистых сталей.// Дефектоскопия.- 2002.- №7.- С. 1020.

32. Dumoussean P. L'application de l'émission acoustique am controlle de fabrication: exemplex et perspectives."Metaux", 1979, 55, №647-648, 263270.

33. Graham L.J. Multi-parameter analysis for acoustic emission source identification. "Instr um. Aerospace 2nd. vol 25: Adv. Test, Mear vol 16 Prac 25 th Int. instrum. Simp. Anaheia, Calif. 1979, Part 1" Pittsburg, Pa, 1979, 53-58.

34. Лыков Ю.И. Разработка и исследование аппаратуры спектрального анализа акустической эмиссии для неразрушающего контроля изделий.// Автореферат дис. канд. техн. наук.- М.: НИИН, 1979.

35. Горбунов А.И., Лыков Ю.И. Влияние амплитудно-частотной характеристики объекта на спектральные характеристики сигналов акустической эмиссии.// Дефектоскопия.- 1986.- №9.- С. 39-45.

36. Вайнберг В.Е., Кац М.С., Пурич Е.Н. Влияние размеров образцов на частотный спектр акустической эмиссии.// Дефектоскопия, 1984,- №4.-С. 110-111.

37. Бендат Д.Ж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов.-М.: Мир, 1974.-464с.

38. Tatro С.A., Liptei R.G. Acouetic emission from cristalline substances. Proc.

39. Simp. Physics and Nondestructive Testing, 1962. p. 145-158.

40. Методические рекомендации по аттестации приемных электроакустических преобразователей акустической эмиссии.// МР-80, Хабаровск, 1980.

41. Римский-Корсаков A.B. Об анализе колебаний.// Труды комиссии по акустике. АН СССР.- 1951.- Вып. 6.- С. 66-81.

42. Харкевич А. А. Спектры и анализ.- М.: Физматиз, 1962.- 236с.

43. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.- М.: Энергия, 1972.- 216с.

44. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники.- М.: Сов.радио, 1989.- 653 с.

45. Воллернер Н.Ф. Выбор оптимальной длительности реализации при аппаратурном исследовании случайных процессов.// Известия Вузов. Радиофизика: Сб.науч.тр.- 1966.- № 4.- С. 734-740.

46. Воллернер Н.Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов.- М.: Сов.радио, 1977.- 208 с.

47. Воллернер Н.Ф. Некоторые вопросы выбора избирательных цепей для спектроанализаторов.// Известия Вузов. Радиоэлектроника: Сб.науч.тр.-1970.- №11 С. 1327-1333.

48. Криксунов В.Г. Автоматические анализаторы спектра электрическихсигналов.- Киев: Техника, 1965.- 179 с.

49. Седов К.И. Введение в синтез активных цепей.- JL: Энергия, 1973.-152 с.

50. Котик А.Ф., Цветков Э.И. Спектральный корреляционный анализ нестационарных случайных процессов.- М.: Стандарты, 1970.- 127 с.

51. Цветков Э.И. Нестационарные случайные процессы и их анализ.- М.: Энергия, 1973.- 129 с.

52. Многоканальный анализатор спектра в диапазоне частот 1-300 кГц./ В.А.Письменецкий, Н.В.Соболь, И.С.Савченко и др.// ПТЭ.- 1979.-№12.- С. 241.

53. Анализатор спектра частот одиночного радиоимпульса./ И.С.Савченко, В.А.Хорунжий, В.А.Письменецкий и др.// ПТЭ.- 1976.- №6.- С. 103-105.

54. Иевлев И.Ю. Последовательный анализ частотного спектра акустической эмиссии в области звуковых частот.// Труды Уральского политехи, ин-та: Сб.науч.тр.- Свердловск, 1973.- Вып.215- С. 1949-1951.

55. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение.- М.: Физматиз, 1962.- 883 с.ж

56. Криксунов В.Г., Бойчук Б.А., Тапыгина О.И. К вопросу об аппаратурном определении комплексных спектров.// Вестник Киевского политехи, инта (серия радиотехники и электроакустики): Сб.науч.тр.- Киев.- 1972.-№9-С. 215-217.

57. Тетельбаум A.C. О возможности безрезонаторного комплексного гармонического анализа при помощи экстремальной системы.// Вестник Киевского политехи, ин-та (серия радиотехники и электроакустики): Сб.науч.тр.- Киев.- 1971.- №8- С. I2I-I23.

58. Цифровые анализаторы спектра./ В.Н.Плотников, А.В.Белинский, В.А.Суханов и др.- М.: Радио и связь, 1990.- 184 с.

59. Бергланд Г.Д. Руководство к быстрому преобразованию Фурье.// Зарубежная радиоэлектроника: Сб.- 1971.- №3.- С. 52-72.

60. Анализатор информации (пер. с англ.).// Электроника: Сб.- М.: Мир, 1975.- т.48.- №13.- С. 94.

61. Балл Г.А. Аппаратурный корреляционный анализ случайных процессов.-М.: Энергия, 1968.- 159 с.

62. Бартлетт М.С. Ведение в теорию случайных процессов.- М.: Изд. иностранной литературы, 1958,-384 с.

63. Подкорытов С.Н. Некоторые задачи дискретного спектрального анализа.// Методы представления и аппаратурный анализ случайных процессов и полей: Труды II Всес. симпозиума.- Новосибирск, 1969,-т.2.- С. 212-221.

64. Госачинский И.В., Желенков С.Р. Цифровой автокорреляционный анализатор спектра.- СПб.: CAO. Санкт-Петербург, фил., 1993.

65. Залесский В.В., Трипалин A.C., Портной Н.Я. Спектральный анализ сигналов акустической эмиссии.// Физико-математические

66. Тверской В.И. О применении замедляющих систем с дисперсией фазовой скорости для анализа спектров одиночных радиосигналов.// Радиотехника и электроника: Сб.науч.тр.- 1959.- t.IV.- №9.- С. 15651567.

67. Тверской В.И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов.- М.: Сов.радио, 1974.- 240 с.

68. Лебединский Ю.Г., Оноприенко Е.И. Об анализе спектра устройством с дисперсией.// Радиотехника: Сб.науч.тр.- 1966.- т.21.- №10.- С. 53-59.

69. Методы неразрушающих испытаний. Под редакцией Р.Шарпа.- М.: Мир, 1972.- С. 27-58.

70. Золотарев И.Д., Брюханов Ю.А. Автоматические анализаторы спектра рециркуляционного типа.- М.: Энергия, 1973.

71. Оптиковолоконный анализатор./ А.П.Громов, Ф.Ф.Легуша, Л.Л.Мясников и др.// Труды Ленинградского кораблестроительного инта: Сб.науч.тр.-Ленинград, 1970.-№71.- С. 111-115.

72. Мясников Л.Л., Мясникова E.H., Щучинский Я.М. Новые методы измерений в подводной акустике и радиотехнике.- Л.: Судостроение, 1974.- 200 с.

73. Автоматическое распознавание шумов машин./ А.П.Громов, Ф.Ф.Легуша, Л.Л.Мясников и др.// Труды Ленинградского кораблестроительного ин-та: Сб.науч.тр.- 1969,-№65-. С. 195-201.

74. Принцип построения прибора для синтеза и распознавания акустических образцов точечным методом./ А.П.Громов, Л.Л.Мясников, Е.Н.Мясникова и др.// Приборостроение.- 1970.- т.13.- №18.- С.-61-64.

75. Мясников Л.Л., Мясникова E.H. Автоматическое распознавание звуковых образов.- М.: Энергия, 1970.- 184 с.

76. Зверев В.А., Орлов Е.Ф. Оптические анализаторы.- М.: Сов.радио, 1971.240 с.

77. Мартынов В.А., Селихов Ю.И. Панорамные приемники и анализаторы спектра.- М.: Сов.радио, 1980.- 352 с.

78. Бутковский А.Г. Характеристики систем с распределенными параметрами (справочное пособие).- М.: Наука, 1979.- 224с.

79. Исаакович М.А. Общая акустика.- М.: Наука, 1973.- 495с.

80. Горбунов А.И., Лыков Ю.И. Влияние амплитудно-частотной характеристики объектов контроля на измерение спектров акустической эмиссии.// Дефектоскопия.- 1988.- №12.- С. 32-41.

81. Колмогоров В.Н., Соседов В.Н., Глухов H.A. Приемники сигналов акустической эмиссии.// Дефектоскопия, 1980.- №7.- С. 94-96.

82. Pollok A. Acoustic emission testing. Metals handbook. Sedition. 17 vol. AST International, 1989. pp. 278-294.

83. A.c. 534624 СССР, Способ изготовления пьезоэлектрических преобразователей./ В.Н.Колмогоров, Г.Ф.Пащенко Опубл., Авт. свид. Бюл. ОИПОТЗ, 1976.- №43,- С. 162.

84. Связь спектра сигналов АЭ с процессом усталостного развития трещинв металлических образцах./ А.И.Серьезнов, В.В.Муравьев, Л.И.Степанова и др.// Контроль. Диагностика.- 1999.- №2.- С. 5-8.

85. Гогоци Г.А., Галенко В.Н., Завада В.П. К методике испытаний при четырехточечном нагружении.// Проблемы прочности, 1981.- №2.- С. 105-110.

86. Распознование образов/ К.Верхаген и др.- М.: Радио и связь, 1985.-104 с.

87. Исследование прочности конструкционных неметаллических материалов/ Г.А.Гогоци, С.В.Гришаков, А.Н.Неговский и др.// Заводская лаборатория, 1981.- №4.- С. 79-82.

88. Прогнозирование предельного состояния сплава ОТ-4 с использованием акустической эмиссии./ Н.А.Семашко, В.И.Муравьев, О.В.Башков и др.// Контроль. Диагностика.- 2001.- №6- е.- 30-31.

89. Расчет остаточного ресурса образцов из авиаматериалов при их акустико-эмиссионном контроле./ А.И.Серьезнов, Л.И.Степанова, А.Е.Кареев и др.// Контроль. Диагностика.- 2002.- №9.- С. 13-18.

90. Семенов Я.С., Слепцов О.И., Афонин С.А. Акустико-эмиссионные исследования замедленного разрушения сталей НС>70 и НС)80С.// Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1995.- №3.- С.10.14.

91. Андрейкив А.Е., Лысак И.В., Сергиенко О.И. Моделирование процессов локального разрушения, сопровождающегося акустической эмиссией в материалах и изделиях.// Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1990.- №3.- С. 9-21.

92. Дорохова Е.Г. Разработка методики идентификации источников акустической эмиссии при контроле сварных трубопроводов на основе комплексных информативных параметров.// Автореферат дис. канд.техн. наук,- М.: МГТУ им. Баумана,- 2000.

93. Муравьев В.В., Муравьев М.В., Бехер С.А. Снижение уровня шумов при усталостных испытаниях методом акустической эмиссии.// Неразрушающий контроль и диагностика: Труды XVI Российской научн.-техн. конф.- Санкт-Петербург.- 9-12 сентября 2002г.- С. 8.

94. Романив О.Н., Никифорчин Г.Н., Андрусив Б.Н. Эффект закрытия трещин и оценка циклической трещиностойкости конструкционных сплавов.// ФХММ.- 1983.- №3.- С. 47-61.

95. Применение АЭ для исследования деформационных процессов в сварных соединениях/ Ю.И.Болотин, Ю.Б.Дробот, В.В.Нечаев и др.// Сварочное производство,- 1975.- №2.- С. 9-11.

96. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении./ Н.А.Семашко, В.И.Шорт, Б.Н.Марьин и др. М.: Машиностроение, 2002.

97. Ермилов В.А., Медведик А.Д. Дисперсионный анализ спектров случайных процессов.// Изв. Вузов (радиоэлектроника): Сб.науч.тр,-1974.- т.17.- №5.- С. 45-51.

98. Гоноровский Н.С. Радиотехнические цепи и сигналы.- М.: Сов.радио, 1977.- 606 с.

99. Нацик В.Д., Чишко К.А. Теория элементарных механизмов акустической амиссии.// Акустическая эмиссия материалов и конструкций: Сб. докладов 1-й Всесоюзной конф.- Ростов-на-Дону, 1989.- С. 10-19.

100. Тверской B.C. К инженерному расчету энергетического спектра акустической эмиссии.// Дефектоскопия, 1980.- № 7.- С. 94-96.

101. Тетерин Н.М. Генераторы шума.- M-JL: Госэнергоиздат, 1961.- 182 с.

102. Фомин Я.А. Теория выбросов случайных процессов.- М.: Связь, 1980.216 с.

103. ГОСТ 2763-83. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения.

104. Анализ кинетики микротрещинообразования в алюминеевых сплавах методом акустической эмиссии./ В.А.Акопьян, Д.А.Виноградов, И.А.Краснобаев и др.// Дефектоскопия,- 2002.- №11.- С. 91-95.

105. Соколкин A.B., Ивлев И.Ю., Чолах С.О. Опыт применения метода акустической эмиссии для контроля днищ вертикальных сварных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.// Дефектоскопия.- 2002.-№12.-С. 43-51.

106. Исследование процесса роста усталостных трещин в металлических образцах с использованием метода акустической эмиссии и тензометрии./ В.В.Муравьев, Л.И.Степанова, В.И.Чаплыгин и др. // Дефектоскопия,- 2002.- №11,- С. 81-90.

107. Попов A.B. К вопросу оценки достоверности технического состояния конструкций методом акустической эмиссии.// Техническая диагностика и неразрушающий контроль.- 1998,- №3.- С. 32-42.

108. Кузнецов Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии.- М.: Машиностроение, 1998.- 93 с.

109. Акустооптические спектроанализаторы для радиоастрономических комплексов./ Н.А.Есепкина, А.О.Бардышев, С.К.Круглов и др. СПб.: САО. Санкт-Петербург, фил., 1997.1. Публикации автора:

110. Исследование акустических свойств трубопроводов с движущейся жидкостью / Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// Тез. докл.

111. Всес.научно-техн. конф. «Использование современных физических методов в неразрушающих испытаниях и контроле». Хабаровск.-1981. С. 69-70.

112. Experience of acoustic emission application for technological and in service inspection. / В.И.Бачегов, А.И.Горбунов, Ю.Б.Дробот и др.// Сб. докл. X Межд. конф. по неразрушающему контролю. Москва. - 1982. С.

113. Анализатор спектральной плотности непрерывных и импульсных сигналов. / А.И.Горбунов, Ю.И.Лыков, В.Н.Овчарук и др.// ПТЭ. 1983.-№1.- С. 206-207.

114. Методика идентификации механических характеристик материалов по сигналам акустической эмиссии./ В.Г.Гришко, С.Н.Лихацкий, В.Н.Овчарук и др.// Проблемы прочности.- 1984.- №1.- С. 89-92.

115. А.с. 1075145 СССР, Устройство для измерения спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии./ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1984.- №7.

116. Установка анализа спектральных характеристик сигналов АЭ/ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// Сб. докл. I всесоюзн. конф.- Ростов-на-Дону.- 1984.- т.1.- С. 169-170.

117. Горбунов А.И., Лыков Ю.И., Овчарук В.Н. Спектральные характеристики акустических сигналов при усталостных испытаниях образцов. // Дефектоскопия, 1985.- №10.- С. 81-85.

118. Лыков Ю.И., Овчарук В.Н. Анализ спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии от усталостной трещины.// Дефектоскопия , 1986.- №12.- С.92-95.

119. Анализатор спектральных характеристик акустической эмиссии «Спектр». / Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// ПТЭ. 1987.-№3.-С. 206-207.

120. Лыков Ю.И., Овчарук В.Н., Рубинштейн В.Д. Спектры сигналов АЭ при подрастании статической трещины.// Тез. докл. III Всес. конф. «Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле». Хабаровск.-1987. С. 8-9.

121. Исследование процесса закрытия трещины методом АЭ./ В.А.Гуменюк, В.Н.Овчарук, В.А.Сульженко и др.// Тез. докл. III Всес. конф. «Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле». Хабаровск.-1987. С. 27.

122. Установка «Спектр» для анализа спектральных характеристик акустической эмиссии./ Ю.И.Лыков, А.И.Горбунов, В.Н.Овчарук и др.// Дефектоскопия.- 1988.- №1.- С. 31-36.

123. A.c. 1527577 СССР, Способ обнаружения развивающихся трещин./ Ю.И.Лыков, В.Н.Овчарук Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. №45.

124. A.c. 1532865 СССР, Способ оценки предела прочности керамических материалов./ Г.А.Гогоци, А.Н.Неговский, Г.П.Кочнев, В.Н.Овчарук -Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. №48.

125. Опыт использования АЭ-системы SPARTAN при пневмоиспытаниях сосудов давления./ В.А.Гуменюк, Ю.Г.Иванов, В.Н.Овчарук и др.// Сб. докл. III Всес. научно-производственной конф. по акустической эмиссии.- Обнинск.- 1992. С. 125-137.