автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод и измерительная система неразрушающего теплового контроля структурных переходов в полимерных материалах

кандидата технических наук
Никулин, Сергей Сергеевич
город
Тамбов
год
2007
специальность ВАК РФ
05.11.13
цена
450 рублей
Диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам на тему «Метод и измерительная система неразрушающего теплового контроля структурных переходов в полимерных материалах»

Автореферат диссертации по теме "Метод и измерительная система неразрушающего теплового контроля структурных переходов в полимерных материалах"

На правах рукописи

НИКУЛИН Сергей Сергеевич

МЕТОД И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Специальность 05 11 13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2007

003161151

Диссертация выполнена на кафедре «Гидравлика и теплотехника» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Н. Ф. Майникоеа

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Е„И. Глинкин

кандидат технических наук, доцент В.А. Ивановский

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Защита диссертации состоится 1 ноября 2007 г в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212 260 01 Тамбовского государственного технического университета по адресу г Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, Большой зал

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу 392000, г Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 260 01

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета

Автореферат разослан «/¿Г » _ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Полимерные материалы (ПМ) находят широкое применение, что обусловлено разнообразием их свойств, которые можно изменять при применении новых технологий Информация о структурных переходах (фазовых, релаксационных) в ПМ необходима для назначения технологических режимов их переработки в изделия и дальнейшей эксплуатации Традиционно применяемые методы термического анализа (ТА) температурных характеристик структурных переходов, как правило, требуют изготовления специальных образцов из ПМ, длительного времени испытания, дорогостоящего стационарного оборудования.

В последнее время (2004 г ) разработана измерительная система (ИС), реализующая контактные методы [1,2] неразрушающего контроля (НК) структурных переходов в ПМ по изменениям их теплофизических свойств (ТФС) с ростом температуры НК ТФС осуществляют по рабочим участкам термограмм, которые получены при тепловом воздействии от круглого источника тепла постоянной мощности по моделям плоского и сферического полупространств при регуляризации тепловых режимов в локальной области исследуемого тела

Методы НК, реализуемые по [1,2], требуют предварительной калибровки ИС по образцовым мерам ТФС, а программное обеспечение ИС не предусматривает определения законов движения границ структурных переходов в ПМ Известно, что постановка и решение тепловых задач, использующих аппарат аналитической теории теплопроводности для областей с границами, перемещающимися по определенному закону, существенно упрощаются В связи с этим, разработка методов и измерительных систем, реализующих известные [1,2] и вновь разработанные методы НК структурных переходов в ПМ и методы определения законов движения их границ, актуальна.

Цель работы. Создать метод и измерительную систему, обеспечивающие НК температурных характеристик структурных переходов (фазовых и релаксационных) в полимерных материалах и позволяющие определять законы движения границ фазовых переходов (ФП)

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи

- обоснованы актуальность и определены основные направления разработки методов НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ и определения законов движения границ ФП,

- теоретически исследованы возможности использования контактного метода неразрушающего ТА и возникающих процессов нестационарной теплопроводности в ПМ для определения законов движения границ ФП,

- исследованы особенности температурных полей, полученных при тепловом воздействии от круглого источника тепла постоянной мощности

по модели сферического полупространства, при проявлениях фазовых переходов в ПМ,

- разработана ИС, реализующая НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по изменениям скоростей нагрева и остывания и метод определения закона движения границ ФП

Научная новизна

1 Разработаны и исследованы математические модели, позволяющие определять законы движения границ ФП по температурным откликам на тепловое воздействие от круглого источника тепла постоянной мощности, действующего на поверхности полуограниченного тела из ПМ

2 Разработан и исследован метод НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по изменениям скоростей нагрева или остывания, определяемым с экспериментальных термограмм, зафиксированных ИС на объектах исследования

3. Разработаны математическое, алгоритмическое, программное обеспечения, которые являются основой функционирования ИС, предназначенной для НК структурных переходов (фазовых, релаксационных) в ПМ и определения законов движения границ ФП

Практическая ценность работы заключается в том, что созданная ИС может функционировать в режимах определения ТФС, НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по разработанному и известным методам [1,2] и определения законов движения границ ФП в одной кратковременной реализации опыта

Работоспособность ИС, оперативность и достоверность получаемой с ее помощью информации подтверждены при исследованиях твердофазных полиморфных и релаксационных переходов в политетрафторэтилене (ПТФЭ), коксонаполненном политетрафторэтилене (Ф4К20), полиметшше-такрилате (ПММА), полистироле (ПС), полиэтилене (ПЭ) и в полиамидах -поликапроамиде и капролоне

Реализация результатов работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований соискателя использованы при создании ИС НК структурных переходов в ПМ и применены в ОАО «Бо-кинский силикатный завод» (Бокино, Тамбовская область, 2005 г ); ФГУП «ТЗ Октябрь» (Тамбов, 2003 г ), ОАО «Электроприбор» (Тамбов, 2003 г), Липецким государственным техническим университетом (Липецк, 2004 г), ЗАО «ТАМАК» (Тамбов, 2004 г), ФГУП «Котовский завод пластмасс» (Котовск, Тамбовская область, 2004 г), ОАО «Ливныпластик» (Ливны, Орловская область, 2005 г ) и в учебном процессе ТГТУ

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях (НТК), Международных школах, в том числе II Международной НТК «Теория, методы и средства измерений, контроля, диагностики» (Новочеркасск, 2001 г ),

VII, IX - XII НТК ТГТУ (Тамбов, 2002, 2004 - 2007 гг ), III, IV Российских национальных НТК по теплообмену (Москва, 2002, 2006 гг ), V Международной теплофизической школе (Тамбов, 2004 г ), VII - IX Международных НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» (Москва, 2004 - 2006 гг), XI Российской НТК по теплофизическим свойствам веществ (СПб, 2005 г ), Международной школе-семинаре «Проблемы экологии и менеджмента качества» (Тамбов, 2006 г ), XVI Международной школе под руководством академика РАН А И Леонтьева (СПб, 2007 г )

Публикации. Теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 24 печатных работах

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений Основная часть диссертации изложена на 180 страницах и содержит 84 рисунка, 17 таблиц Список литературы включает 250 наименований Приложения представлены на 8 страницах

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы Раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены основные результаты апробации и реализации работы

Первая глава посвящена анализу ранее разработанных методов, ИС, устройств контроля структурных превращений в ПМ Представлены сравнительные данные по информативности и возможностям известных методов Спектроскопические, рентгеновские, традиционные релаксационные методы не позволяют регистрировать структурные переходы в готовых изделиях и массивных образцах из ПМ без разрушения их целостности Среди известных теплофизических методов контроля структурных переходов в ПМ следует выделить контактные методы НК и ИС, использующие модели плоского и сферического полупространств при ре1уляризации тепловых режимов в локальной области исследуемого тела [1,2] Определены основные направления создания методов и ИС теплового НК изделий из ПМ

Во второй главе дано теоретическое обоснование метода неразру-шающего определения законов движения границ ФП, который реализуется разработанной ИС

Согласно измерительной схеме (рис 1) тепловое воздействие на исследуемое полимерное тело осуществляется с помощью нагревателя, выполненного в виде тонкого диска

Нагреватель

Рис. 1 Измерительная схема

радиусом Rnx, встроенного в подложку измерительного зонда (ИЗ) Начальное температурное распределение контролируется одновременно несколькими (не менее трех) термоэлектрическими преобразователями (ТП), расположенными в центре нагревателя и на расстояниях г, от центра В ходе эксперимента фиксируются термограммы — зависимости избыточной температуры Т (или температуры изделия Г*) от времени Аналитически решить задачу теплопереноса в данной системе при наличии структурного перехода в ПМ затруднительно, так как не известны изменения ТФС исследуемого ПМ в температурном интервале структурного перехода, не известен закон движения границы ФП Учитывая, что в ПМ фазовые переходы в отличии от релаксационных происходят при постоянной температуре Тп, для разработки математических моделей, позволяющих определять законы движения границ фазовых переходов в ПМ, использована следующая аналогия, распределение температуры в исследуемом теле от плоского круглого источника тепла постоянной мощности радиуса R^ при т » О близко к распределению температуры в сферическом полупространстве со сферической полостью радиуса R, через которую осуществляется

Рассмотрим задачу о распространении тепла в сферическом пространстве (рис 2) Начальная избыточная температура тела из ПМ во всех точках одинакова и равна нулю. В момент времени т = 0 на сферической поверхности с координатами г = R начинает действовать источник тепла с плотностью теплового потока q При температуре Т = Тп ПМ имеет фазовый переход, теплота кото-системы с поверхностным poro - Qn ТФС тела в результате ФП меняются сферическим нагревателем незначительно Необходимо найти распределение температуры внутри тела в любой момент времени До тех пор, пока температура в любой точке тела меньше Т„, задача будет описываться классическим уравнением теплопроводности в сферических координатах с граничными условиями второго рода на поверхности с координатами г = R Решение задачи известно

Температурное поле на момент времени тнп, соответствующий началу ФП, определяется выражением

rn=^-|l-exp[^-]erfc

тепловое воздействие

R

(2)

Выражения (1), (2) в безразмерном представлении имеют вид

©(С, Ро) = ^егЛ

( С-1

-ехр(С-1 + Ро)ег& -Ц=== + л/Ро 1^2л/Ро

где © = -

2л/Ёо

©п=1-ехр(Ронп)ег&(Л/Р^),

*тах К Я Л.

(4)

Т

тах

В момент образования новой фазы начальное распределение температуры определяется зависимостью

®о(0 = 1|еПс

г \

С-1

-ехр(С-1 + Ронп)ег&

С-1

н

(5)

а распределение температуры в теле находится из задачи стефановского типа

5Ро

©1ф(С,Ро) =

зг;

ЭРо

®2ф(С,Ро) =

л

С

, Ро>0, 1<С<Сп.

, Ро > О Дп < С, < оо,

¿0^(1^0)=-1, Ро > 0 ,

ас

©2ф(=о,Ро)=0, Ро >0,

® 1ф (Сп р0) = ®2ф (Сп (Ро). Г») = ©п, РО > 0 ,

Л Г -Л

(6)

(7)

(8) (9)

(10) (П)

= , Ро>0 (12)

Здесь Сп = /(Р°) - свободная граница, которая не задана и подлежит определению вместе с безразмерными температурами ©¡ф^Ро) и ®2ф(С;Р°) в новой (индекс «1ф») и старой (индекс «2ф») фазах,

е„о

- теплота фазового перехода в безразмерном виде

При условии, что поверхность с координатой г = К достигает Тп при больших значениях Ро, начальное условие (8) в безразмерной форме имеет вид

©2фМ) =

1-(1-©п)

1

1)(1-©п)2+1

-С+1

(13)

Для определения закона движения границы ФП применены два варианта преобразований

Вариант 1 Считаем, что закон движения границы ФП такой же, как закон движения изотермы с температурой Гп в случае отсутствия перехода В результате получено выражение

©„ =

_1_ Сп

л/ио*

_

л/^л/Ё7 +Ро*

(14)

где Бо = Ро+-

я(1-©п)2 ' Решение уравнения (14) имеет вид

Сп (Ро) = — - 2©пя Ро*2 + я Ро* - 2 л/я Ро*3/2 + 2 л/я Ро'^2+©пя Ро* +

я2 Ро*2 - 2©пя2 Ро*2 + 4©пя2 Ро*3 + ®2У Ро*2 - 2©пя3/2 Ро*5/2 + ь 8®„л3/2 Ро*?/2+ 4яРо*3- 8яРо*2+ 4@2я2 РО*" - 4©2Я2 РО*3 +

+ 4я ' Ро

1/2

4©2я2Ро*+л/яРо

Л/2

(15)

Выражение (15) достаточно сложно для применения его на практике Введем дополнительные упрощения Предполагаем, что С,п -1 < Ро

Случай 1 Пренебрегаем в выражении (14) величинами

—С, - — Решение имеет вид 2 2

^п-1

л/ял/ро*

, , УРОЯ1-©П)2+1-1 + ©п

С„ (Ро) =-■

©п^Роя1-©п)2+1

Случай 2 Пренебрегаем в выражении (14) величиной Решение имеет вид

им- (П)

0пуротс(1-©п) +1 — ©п +1

Вариант 2 Закон движения границы ФП должен удовлетворять следующим условиям

Условие 1. В момент времени Бо = 0, координата границы перехода должна соответствовать = 1

Условие 2. При отсутствии ФП в теле возникает квазистационарное температурное поле, определяемое выражением ©ст(^) = 1/^ Очевидно, что подобное квазистационарное распределение температуры соответствует и случаю с ФП При Ро->ю координата перехода должна принимать значение =1/©п Условие 2 применимо для ФП, сопровождающегося поглощением тепла

Условие 3. Значение координаты границы перехода будет отставать от значения координаты изотермы с соответствующей температурой в случае отсутствия ФП, если переход идет с поглощением тепла, и опережать, если он идет с выделением тепла

Для получения закона движения границы ФП в качестве искомых были подобраны функции, удовлетворяющие условиям 1 2 По варианту 1 на основании выражений (16) и (17)

(Ро) = , ж> о, „>о, (18)

©п (бо я(1 - ©п )2 + у

;п(роЬ , __, к > о, „ > о (19)

©п(роя(1-©п)2+ти1/*)'' +(1-®п)ж

По варианту 2

С„Ы= , «>0,Я1>0 (20)

©пРо +т

Подбор варьируемых параметров к и т найденных функций осуществляется таким образом, чтобы удовлетворялось условие 3 при наилучшем приближении к данным, полученным в результате численного решения задачи (6) - (12)

Во второй главе также представлены расчетные зависимости, реализуемые ИС при определении температурных характеристик структурных переходов (фазовых и релаксационных) в ПМ

Метод НК структурных переходов основан на регистрации первой производной по времени от основной величины — температуры в нескольких точках контроля исследуемого полимерного тела в динамических режимах при нагреве и остывании

Для расчета значений скорости изменения температуры V* (назовем их текущими) термограмму разобьем на интервалы с номерами точек 1 к, 2 к + 1, и —к + 1 и, где к - количество точек в интервале, целое положительное нечетное число (к > 3), и - количество точек в термограмме, г - номер интервала Определение линии регрессии для каждого интервала при нагреве (21) и остывании (22) проводили по методу наименьших квадратов

7) ~ Рьх + Р01 >

(21) (22)

где

Рь = -

( /+(*-1)/2 > ( «+(*-1)/2 Л

- 1л 2Й

^=,-(¿-1)72;

1)/2

г)

(23)

1+(к-1)/2

«+(*-1)/2

Рог-

Е У

1+(А-1)/2 N ^-{к-1)/2

I (ъ)2 1)/2 ;

<+(*-1)/2 V

(24)

Коэффициенты />3, и р2, уравнения (22) находятся аналогично ри и р0, по формулам (23), (24) Коэффициенты рь, р3, соответствуют скоростям изменения температуры V* в точках расположения ТП при нагреве и остывании

По методу наименьших квадратов строили прямые по к точкам термограммы, определяли скорости изменения температуры, которые относили к температуре середины каждого интервала Т$ Таким образом удалось повысить чувствительность измерений и получить запись в «спектральной форме», те в виде пиков в тех температурно-временных областях, где обнаруживаются различия в значениях «структурочувствительных» свойств (в областях, в которых возможны структурные переходы, сопровождающиеся тепловыми эффектами)

i

t

O 60 120 180 240 480 540 x, с 0 5 10 15 T„ °C

Рис 3. Значения* а) У'= /(т), 6) У'= /(Та) изделия из ПТФЭ в точках, расположенных на расстояниях 7 мм (1 - 4) и 9 мм (5 - 8) от центра нагревателя

В третьей главе представлено имитационное исследование влияния тепловых режимов воздействия, теплоты ФП, ТФС полимерных объектов контроля на закон движения границы ФП при НК

На рис 3 (а, б) представлены результаты численного моделирования, проведенного при следующих условиях исследуемый материал — ПТФЭ, подложка ИЗ - рипор, q = 10 000 Вт/м2, Кш = 4 мм; Ат = 0,5 с, к = 5 Фазовый переход задан при Т- 4 6 °С скачками теплоемкости с == 1005 (1, 5), 2000 (2,6), 4000 (3, 7), 6000 (4, 8) Дж/(кг К)

По данным, представленным на рис 3, определен характер отклонений от аналитических моделей (кривые 1 и 5) на графических зависимостях в случае проявления структурного перехода (кривые 2 — 4 и 6 - 8)

На рис 4 представлены зависимости ^п=/(р0д), полученные при Оц = 5 и ©п = 0,7 численным решением задачи (6) - (12) методом конечных элементов с помощью программного пакета ЕЬСЦТ (точки), 1 — по (18), 2 - по (19), 3 - по (20) Значения Ро„ = Ро - Ро^, соответствуют т„ = т - Представленные данные свидетельствуют о хорошем совпадении теоретических зависимостей (18) - (20) с результатами численного решения

-1---■-^ i *

0 1 2 3 Fon о

2 4 6 Fo„

Рис 4. Зависимости £„= f (Fo„), полученные численным моделированием (точки), 1 - по (18); 2 - по (19), 3 - по (20)

Рис. 5. Зависимости £„= f (Fo„), полученные численным моделированием (точки) и по зависимости (20) (линии)

Исследованы влияния теплового режима воздействия, теплоты ФП, ТФС на закон движения границы На рис 5 представлены зависимости = /(Роп), полученные численным моделированием (точки) и по уравнению (20) (линии) при £2П = 5 и ©п = 0,45(1), 0,5(2), 0,55(3), 0,6(4), 0,65 (5), 0,7 (6), 0,75 (7), 0,8 (8), 0,85 (9), 0,9 (10)

В таблице представлены значения коэффициентов т и к уравнения (20) и статистические оценки результатов регрессионного анализа при ©п = 0,65 и различных значениях !Г2П - теплоты ФП

1. Значения коэффициентов тик уравнения (20) и статистические оценки результатов регрессионного анализа при ©п = 0,65 и различных £2П

Пп т к V и

0 5,173 0,8153 0,9994 0,001605

1,25 5,370 0,8258 0,9996 0,001396

2,50 5,603 0,8374 0,9996 0,001366

3,75 5,796 0,8458 0,9997 0,001166

5,00 5,919 0,8481 0,9998 0,000930

Примечание Яд — коэффициент детерминации, а - среднеквадратическая ошибка

Таким образом, имитационные исследования влияния тепловых режимов воздействия, теплоты ФП, ТФС полимерных объектов на закон движения границы ФП показали хорошее совпадение теоретических результатов с численными расчетами

В четвертой главе представлено описание ИС, реализующей разработанные методы, схема используемого ИЗ, его конструктивные особенности Даны описания алгоритмического и программного обеспечений

ИС (рис 6) состоит из персонального компьютера (ПК), встраиваемой в компьютер измерительно-управляющей платы РС1-1202Н, сменных измерительных зондов (ИЗ), регулируемого блока питания (БП) Зонд обеспечивает создание теплового воздействия на исследуемое изделие, фиксирование температуры в заданных точках контроля термоэлектрическими преобразователями (ТП) При измерениях ИЗ устанавливают контактной стороной на поверхность исследуемого изделия Тепловое воздействие осуществляется с помощью нагревателя (Н), выполненного в виде диска и встроенного в подложку ИЗ Мощность и длитель-Рис. 6. Структурная схема ИС ность теплового воздействия БП задаются

дцп

К1

К2

4

И «г» ПК

РС1 - 1202Н

программно через интерфейс (И), контроллер К1, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) Распределение температуры на поверхности исследуемого тела контролируется несколькими ТП одновременно Фиксируется температура в центре нагревателя и на расстояниях от центра в плоскости контакта подложки ИЗ и исследуемого тела Сигналы с ТП поступают через мультиплексор (П), усилитель (У), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), буфер обмена (Б) и интерфейс (И) в ПК Контроллер К2 обеспечивает необходимый порядок опроса каналов и различные диапазоны измерения на каждом из них Сбор информации производится при нагреве и остывании исследуемого тела.

ИС реализует алгоритмы управления режимами эксперимента, определения ТФС, контроля температурных характеристик структурных переходов в ПМ, определения закона движения границы ФГ1

Алгоритм контроля за ходом эксперимента и обработки экспериментальных данных осуществляется согласно схеме, представленной на рис 7 Основные операции выделены укрупненными блоками А, В, С, D, Е, F, G, L.

Блок А Осуществляется активная стадия проведения эксперимента, которая включает термостатирование, тепловое воздействие постоянной мощности на исследуемое изделие, фиксирование температурных откликов, отключение нагревателя при оптимальной температуре, фиксирование температурных откликов на стадии остывания, контроль времени окончания измерения

Блок В. Обработка экспериментальных данных НК ТФС [1,2] Выделяются рабочие участки термограмм на основе статистического критерия Дарбина-Ватсона По методу наименьших квадратов оцениваются параметры моделей, описывающих рабочие участки термограмм Рассчитываются значения ТФС по каждому каналу [1, 2] Определяются погрешности оценки параметров моделей Рассчитываются оценки погрешностей определения ТФС Осуществляется самоконтроль результатов

Блок С. Обработка данных при НК структурных переходов по модели плоского полупространства [2] Строятся термограммы, графики V* =/(Ts) Выделяются рабочие участки Рассчитываются db, d0,, Ts Строятся графики dh=f(Ts), d0,=f(Ts), S2Ju = f(Ts), S^ = f(Ts) Проводится

анализ построенных зависимостей

Блок D. Обработка данных при НК структурных переходов по модели плоского полупространства [2] Строятся термограммы, графики V* =/ (Ts) Выделяются рабочие участки Рассчитываются 8* Строятся графики в* =/(Ts) Проводится анализ построенных зависимостей

Блок Е Обработка данных при НК структурных переходов по модели сферического полупространства [1] Строятся графики V* =f(Ts) Выделяются рабочие участки Рассчитываются bXm, b0m, h„„ Ts Строятся графики

Ьш =/Ш, ь0т =/(U hm=f(Ts), S2hm -f(Ts), sl0m = f (Ts), si =f(Ts)

Проводится анализ построенных зависимостей

Блок Б' Обработка данных при НК структурных переходов по модели сферического полупространства [1] Строятся графики V =/(7) Выделяются рабочие участки Рассчитываются г*,\*,с*,а Строятся графики б* = /(Т$), X* = ДТХ), с* =/(Г5), а =/(7;) Проводится анализ построенных зависимостей

л-.

I Начало )

Начало

I

Ввод данных

К

Блок А Получение экспериментальных данных

Блок С По модели плоского полупространств а Параметры

¿о» >

П2 БлокЕ По модели сферического полупространства Параметры Ьи,

Калибровка

Ас, А*

-13-

Блок С Обработка экспериментальных данных

Блок Б По модели плоского полупространства Параметр е*

Г Ю с '"р Блок Р По модели сферического полупространства Параметры г*Л*, с*, а*

X

Г16 _ Г —,

Ьлок Ь Определение вида перехода, закона движения границы ФП

14-

Рис. 7. Алгоритм контроля за ходом эксперимента и обработка экспериментальных данных

Блок С Обработка данных при НК структурных переходов Строятся термограммы, графики Р*=/(ТД Г=/(т). Проводится анализ построенных зависимостей

Блок Ь Определение вида перехода (фазовый или релаксационный) Определение Тп, ©„, коэффициентов к, ш закона движения границы ФП

В пятой главе приведены результаты экспериментальной проверки ИС и разработанных методов, реализующих НК температурных характеристик структурных превращений в ПМ, определения законов движения границ ФП на следующих материалах блочном полиамиде (капролоне), коксонаполнен-ном фторопласте (Ф4К20), полиметилметакрилате (ПММА), полистироле (ПС), политетрафторэтилене (ПТФЭ), полиэтилене низкой плотности (ПЭНП)

Проведен эксперимент на изделии из ПЭНП, температура плавления которого ГП=105°С Условия опыта йм = 4ш, 1,4Вт, 1'Н=19,50С, Дт = 0,25 с, к=41 На рис 8 представлены значения скоростей остывания V*, зарегистрированные ТП, расположенным в центре нагревателя, отнесенные к температуре точки контроля Процесс кристаллизации ПЭНП из расплава явно зафиксирован при температуре около 100 °С, что соответствует справочным данным

ПТФЭ претерпевает полиморфные превращения при температурах, далеких от области плавления При температуре ниже 19,6 °С элементарная ячейка ПТФЭ имеет триклиническую структуру В интервале от 19,6 до 30 °С существует гексагональная элементарная ячейка, выше 30 °С стабильной становится псевдогексагональная решетка Теплота переходов составляет соответственно-4,0 ± 0,5 кДж/кг и 1,2 ± 0,3 кДж/кг

На рис. 9 представлены результаты обработки экспериментальных термограмм, снятых на изделии из ПТФЭ Условия опытов Гн=11,5 13 °С, Дт = 0,2 с, ¿ = 41, /?1Ш = 4мм, г = 9мм Мощность нагревателя: 1¥= 0,35 Вт (1), Г=0,5Вт (2), Ж= 0,68 Вт (3), Г= 0,89 Вт (4), IV = 1,13 Вт (5), IV = 1,68 Вт (6), *Р= 2 Вт (7) Полученные результаты хорошо согласуются с данными дифференциального термического анализа (ДТА) и имитационного моделирования, выполненными автором и представленными в диссертаций

Рис. 8. Значения скорости остывания, зафиксированные ИС в центре нагревателя на изделии из ПЭНП

V", К/мин

м

10 15 20 Рис. 9. Скорости нагрела изделия из ПТФЭ в точке, расположенной на расстоянии г-9 мм при различной мощности нагревателя

Проведена метрологическая оценка погрешностей и их характеристик при определении температурно-временных характеристик структурных превращений в ПМ разработанной ИС по предложенному методу Показано, что разработанная ИС, реализующая новый метод НК, обеспечивает достаточную точность определения Г„

На рис 10 представлены экспериментальные термограммы, снятые на изделии из ПТФЭ в центре нагревателя (1) и на расстояниях 7, 8,9 мм от центра (2, 3,4) Условия проведения опыта Т„ = 12 °С, Дт = 0,2 с, Япл = 4 мм, 1¥ = 1,13 Вт По уравнению (20) с учетом значений ТФС, геометрических и режимных параметров опыта, полученных значений т, для термограмм 1-3 (рис 10) найдены законы движения границ £„= /(Роп)

первого (Гп1 = 19,6 °С, ©п1 = 0,0425) и второго (7^ = 30 °С, ©п2 = 0,1005) переходов в ПТФЭ

UFon) =

С„2(Роп) =

©nFo l+m Foi+от

©„m

Fog'6821+0,5988 0,0425 Fo°'6821 + 0,5988 ;

= Fo'n078+1,725 0,1005Fo„'°78+1,725 '

(25)

(26)

На рис 11 представлены графики зависимостей (25) и (26), на которых точками показаны значения Ро„ = Ро - Рощ,, соответствующие экспериментальным значениям тд = т-тнп, полученным для координаты г = 9 мм по термограмме 4 (рис 10)

Таким образом, предложенная математическая модель позволяет реализовать на практике метод неразрушающего определения закона движения границы фазового перехода в ПМ Гл

0 60 120 180 240 300 360 т, с Рис. 10. Термограммы, зафиксированные иа изделии из ПТФЭ: 1 - в центре нагревателя; 2, $, 4 - на расстояниях 7,8,9 мм

2 4 6 8 Рис 11. Зависимости* 1 - in, =/(Fo„), 2-i„2 =/(Fo„)

В Приложениях приведены документы, подтверждающие использование и внедрение результатов работы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Выполнен анализ перспективных методов и средств неразрушаю-щего ТА, реализация которых совместно с методами, предложенными автором, позволила создать ИС для комплексного неразрушающего тепло-физического исследования структурных переходов в ПМ

2 Предложена математическая модель, теоретически исследован и реализован на практике тепловой метод неразрушающего определения законов движения границ ФП в полимерных материалах

3 Предложена методика НК температурных характеристик структурных переходов (фазовых и релаксационных) в ПМ по изменениям скоростей нагрева и остывания, определяемых с экспериментальных термограмм, зафиксированных на объектах исследования

Регистрация первой производной по времени от температуры, выражающей скорость (V ) изменения этой величины на кривых температурных зависимостей от времени, реализуемая ИС согласно методу, разработанному автором, позволяет осуществлять НК температур структурных переходов в ПМ без дополнительной калибровки ИС

Обозначения

а - температуропроводность, с — теплоемкость, q — плотность теплового потока, <2п и -теплота фазового перехода в размерном и безразмерном представлениях, Я — радиус сферического нагревателя, Кт — радиус плоского нагревателя, г и ^ — координата в размерном и безразмерном представлениях, Т и €> - избыточная температура в размерном и безразмерном представлениях, Т — температура изделия, Т; - температура середины интервала, V - скорость изменения температуры, \¥- мощность на нагревателе, к, т, р0„ рь, р2„ рз, - коэффициенты, Дт - временной интервал измерения температуры, т и Б'о - время в размерном и безразмерном представлениях, тяп и Ро,ш - время возникновения фазового перехода в размерном и безразмерном представлениях, Ро* = Рон--—1-, ©ст - квазистацио-

*(1-©п)2

нарная температура, X - теплопроводность, X*, а, с, 8* - текущие значения теплопроводности, температуропроводности, теплоемкости и тепловой аетивности по методам [1, 2]

Цитированная литература

1 Чех, А С Метод и автоматизированная система неразрушающего контроля температурно-временных характеристик структурных превращений в полимерных материалах автореф дис канд техн наук 05 1113/АС Чех - Тамбов,

2004 -16 с

2 Балашов, А А Информационно-измерительная система неразрушающего контроля температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах автореф дис канд техн наук 05 11 16/АА Балашов - Тамбов,

2005 -16 с

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

(* — в журналах по перечню ВАК, в других изданиях, учитываемых ВАК)

1 Пат 2287152 РФ, G 01 N 25/18 Способ неразрушающего определения теплофизических свойств твердых материалов / Жуков H П, Майникова H Ф , Муромцев Ю Л , Чех А С , Никулин С С - № 2005114237/28 , заявл 11 05 2005 , опубл 10 11 2006, Бюл Кя 31

2 Свидетельство об официальной регистрации программы - №2006612383 Построение термограмм в методе неразрушающего теплофизического контроля / H П Жуков, H Ф Майникова, И В Рогов С С Никулин

3 Неразрушающий теплофизический метод контроля качества импрегниро-ванного абразивного инструмента / Н.Ф Майникова, H П Жуков, А В Чурилин, С С Никулин // Труды II Междунар науч конф в 4 ч - Новочеркасск, 2001 -Ч 1 -С 47-48

4 Никулин С С Неразрушающий теплофизический метод контроля структурных превращений в полимерных материалах / С С Никулин, H Ф Майникова, А А Балашов // Труды II Междунар науч конф в 4ч — Новочеркасск, 2001 -4 1 -С 49-51

5 Использование компьютерной системы для исследования структурных превращений в полимерных материалах / H Ф Майникова, H П Жуков, А С Чех, С С Никулин // Труды II Междунар науч конф в 4 ч — Новочеркасск, 2001 — 4 3 -С 37-39

6 Майникова, H Ф Распределение температурного поля в полуограниченном теле от источника тепла постоянной мощности / H Ф Майникова, С С Никулин//Труды III Рос нац конф по теплообмену -М,2002 —Т 7 -С 181 — 183

7 Метод контроля структурных превращений в полимерах Этап имитационного исследования / А А Балашов, С С Никулин, А.С Чех, H Ф Майникова // Труды II ГУ сб науч ст - Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2002 - Вып 11 -С 121-126

8 Исследование температурных зависимостей теплофизических характеристик полимерных материалов / НП Жуков, С В Балашов, А В Чурилин, С С Никулин // VII науч конф ТГТУ сб науч ст - Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2002 - С 54-55

9 Никулин, С С Неразрушающий контроль релаксационных процессов в полимерах / С С Никулин, H Ф Майникова // IX науч конф ТГТУ сб науч ст -Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2004 - С 103-104

10 Никулин, С С Методика теплофизического контроля полимерных материалов / С С Никулин, H Ф Майникова, А С Чех // Труды V Междунар теплофизи-ческой шкоты — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2004 — Ч 1 - С 255 - 257

11 Программно-аппаратные средства измерительно-вычислительной системы теплофизического контроля / H П Жуков, H Ф Майникова, Ю JÏ Муромцев, С С Никулин // Труды VII Междунар конф «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» Кн «Приборостроение» - M , 2004 - С 53-56

12 Статистическая обработка результатов неразрушающего контроля теплофизических свойств полимеров / H Ф Майникова, А А Балашов, С С Никулин, ТГТУ -Тамбов, 2004 - 21 с - Деп в ВИНИТИ (Москва), № 657-В2004, БУ № 6,2004

13 Статистическая обработка результатов неразрушающего контроля темпе-ратурно-временных характеристик структурных превращений в полимерах / НФ Майникова, А А Балашов, С С Никулин, ТГТУ - Тамбов, 2004 - 14 с -Деп в ВИНИТИ (Москва), № 658-В2004, БУ № 6, 2004

14 Никулин, С С Метод контроля релаксационных переходов в полимерных материалах / H Ф Майникова, С С Никулин // Труды X науч конф ТГТУ сб науч ст -Тамбов Изд-воТамб гос техн ун-та,2005 -С 189-190

15 Метод неразрушающего контроля релаксационных переходов в полимерных материалах / H П Жуков, H Ф Майникова, А С Чех, С С Никулин // Труды ТГТУ сб науч ст - Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2005 — Вып 17 -С 155-160

16 Майникова H Ф Метод неразрушающего контроля структурных переходов в полимерах / H Ф Майникова, С С Никулин // Труды XI Рос конф по тепло-физическим свойствам веществ - СПб , 2005 - С 64

17 Моделирование температурных полей при неразрушающем геплофизичес-ком контроле / H П Жуков, H Ф Майникова, А С Чех, С С Никулин // Труды XI науч конф ТГТУ в 2 ч - Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2006 -4 1 -С 156-160

18 ^Определение условий адекватности модели распределения тепла в плоском полупространстве реальному процессу при теплофизическом контроле / H П Жуков, H Ф Майникова, А А Балашов, С С Никулин // Вестник Тамбовского государственного технического университета -2006 -Т 12, №3 -С 610-616

19 Майникова, H Ф Устройство для экспресс-контроля качества изделий из полимерных материалов / H Ф Майникова, С С Никулин // Проблемы экономики и менеджмента качества материалы междунар шк — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2006 - С 270 - 271

20 Майникова, H Ф Многомодельный подход к разработке метода неразрушающего контроля структурных превращений в полимерах / НФ Майникова, Ю Л Муромцев, С С Никулин // Труды IX Междунар конф «Фундаментальные й прикладные проблемы приборостроения» Кн «Приборостроение» - M, 2006 -С 137-141

21 Жуков, НП Метод неразрушающего теплофизического контроля структурных превращений в полимерных материалах/ НП Жуков, НФ Майникова, С С Никулин // Научные труды IX Междунар конф «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» Кн «Приборостроение» - M, 2006 — С 67-71

22 ^Моделирование теплопереноса в методе неразрушающего теплофизического контроля Ч 1 Стадия нагрева / H Ф Майникова, H П Жуков, А С Чех, С С Никулин // Вестник Тамбовского государственного технического университета -2007 -Т 13, № 1А -С 39-45

23 Информационно-измерительная система для неразрушающего теплофизического контроля / С С Никулин, Д Г Бородавкин, И В Рогов, H Ф Майникова // Труды ТГТУ сб науч ст - Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2007 -Вып 20 - С 174 - 178

24 Майникова, H Ф Определение закона движения границы фазового перехода в теле из полимерного материала при неразрушающем контроле / H Ф Майникова, И В Рогов, С С Никулин // Труды XVI школы-семинара под рук акад РАН А И Леонтьева — СПб, 2007 (в печати)

Подписано в печать 27 09 2007 60 х 84/16 0,99 уел -печ л Тираж 100 экз Заказ №

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к 14

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Никулин, Сергей Сергеевич

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ . 16 1.1 Структура полимеров и структурные превращения в полимерных материалах.

1.1.1 Структура полимеров.

1.1.2 Структурные превращения в полимерных материалах.

1.2 Методы исследования структуры и структурных превращений в полимерных материалах. Сравнительный анализ методов.

1.2.1 Методы исследования структуры полимеров.

1.2.2 Термический анализ.

1.3 Приборы и информационно-измерительные системы для теплофизического контроля.

1.3.1 Приборы для исследования теплофизических свойств твердых материалов и регистрации температурно-временных характеристик структурных переходов в полимерах.

1.3.2 Информационно-измерительные системы теплофизического контроля.

1.4 Современные аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами.

1.5 Постановка задач исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ПОЛИМЕРНОМ МАТЕРИАЛЕ.

2.1 Выбор направления исследования.

2.2 Теоретические основы метода неразрушающего определения закона движения границы фазового перехода.

2.3 Теоретическое обоснование метода неразрушающего контроля структурных переходов в полимерных материалах. Расчетные зависимости при определении температурных характеристик структурных переходов.

2.4 Выводы и результаты.

3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОПЕРЕНОСА С УЧЕТОМ ВОЗМОЖНОГО СТРУКТУРНОГО ПЕРЕХОДА В ПОЛИМЕРЕ.

3.1 Модель тепловой системы с поверхностным сферическим нагревателем.

3.2 Модель тепловой системы с плоским круглым нагревателем.

3.3 Имитационное исследование влияния теплового режима воздействия источника тепла на закон движения границы фазового перехода в полимерном материале.

4 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ

В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ.

4.1 Состав информационно-измерительной системы.

4.2 Алгоритм функционирования информационно-измерительной системы

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ

В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ.

5.1 Характеристики материалов, использованных для исследований разработанных методов контроля структурных переходов в полимерах

5.2 Неразрушающий контроль температурно-временных характеристик структурных переходов в полимерных материалах по изменениям скорости нагрева или остывания.

5.3 Определение закона движения границы фазового перехода в полимерном материале.

5.4 Метрологическая оценка погрешностей и их характеристик при неразрушающем контроле температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах.

Введение 2007 год, диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, Никулин, Сергей Сергеевич

Полимерные материалы (ПМ) находят широкое применение, что обусловлено разнообразием их свойств, которые можно изменять при применении новых технологий [1-5]. Информация о структурных переходах (фазовых, релаксационных) в ПМ необходима для назначения технологических режимов их переработки в изделия и дальнейшей эксплуатации [6-38]. Традиционно применяемые методы термического анализа (ТА) температурных характеристик структурных переходов, как правило, требуют изготовления специальных образцов из ПМ, длительного времени испытания, дорогостоящего стационарного оборудования [6, 7, 14-16,39-46, 78-80].

В последнее время (2004 г.) разработана информационно-измерительная система (ИИС), реализующая контактные методы [223, 224] неразрушающего контроля (НК) структурных переходов в ПМ по изменениям их теплофизических свойств (ТФС) с ростом температуры. Ж ТФС осуществляют по рабочим участкам термограмм, которые получены при тепловом воздействии от круглого источника тепла постоянной мощности по моделям плоского и сферического полупространств при регуляризации тепловых режимов в локальной области исследуемого тела.

Методы НК температурно-временных характеристик структурных переходов в ПМ [223, 224] требуют предварительной калибровки ИИС по образцовым мерам ТФС, а программное обеспечение ИИС не предусматривает определения законов движения границ фазовых переходов в ПМ. Известно, что постановка и решение тепловых задач, использующих аппарат аналитической теории теплопроводности для областей с границами, перемещающимися по определенному закону, существенно упрощаются.

В связи с этим, разработка ИИС, реализующей комплекс методов, основанный на сочетании известных [223, 224] и вновь разработанных методов НК структурных переходов в ПМ и методов определения законов движения их границ, актуальна.

Цель работы. Создать метод и измерительную систему, обеспечивающие НК температурных характеристик структурных переходов (фазовых и релаксационных) в полимерных материалах и позволяющие определять законы движения границ фазовых переходов (ФП).

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснованы актуальность и определены основные направления разработки методов НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ и определения законов движения границ ФП;

- теоретически исследованы возможности использования контактного метода неразрушающего ТА и возникающих процессов нестационарной теплопроводности в ПМ для определения законов движения границ ФП;

- исследованы особенности температурных полей, полученных при тепловом воздействии от круглого источника тепла постоянной мощности по модели сферического полупространства, при проявлениях фазовых переходов в ПМ;

- разработана ИС, реализующая НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по изменениям скоростей нагрева и остывания и метод определения закона движения границ ФП.

Научная новизна

1. Разработаны и исследованы математические модели, позволяющие определять законы движения границ ФП по температурным откликам на тепловое воздействие от круглого источника тепла постоянной мощности, действующего на поверхности полуограниченного тела из ПМ.

2. Разработан и исследован метод НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по изменениям скоростей нагрева или остывания, определяемым с экспериментальных термограмм, зафиксированных ИС на объектах исследования.

3. Разработаны математическое, алгоритмическое, программное обеспечения, которые являются основой функционирования ИС, предназначенной для НК структурных переходов (фазовых, релаксационных) в ПМ и определения законов движения границ ФП.

Разработанные способы НК защищены патентом на изобретение Российской Федерации и свидетельством об официальной регистрации программы.

Практическая ценность работы заключается в том, что созданная ИИС может функционировать в режимах определения ТФС, НК температурных характеристик структурных переходов в ПМ по разработанному и известным методам [223, 224] и определения законов движения границ ФП в одной кратковременной реализации опыта.

Работоспособность ИИС, оперативность и достоверность получаемой с ее помощью информации подтверждены при исследованиях твердофазных полиморфных и релаксационных переходов в политетрафторэтилене (ПТФЭ), коксонаполненном политетрафторэтилене (Ф4К20), полиметилметакрилате (ПММА), полистироле (ПС), полиэтилене (ПЭ) и в полиамидах - поликапроамиде и капролоне.

Разработан пакет программ, реализующих в составе ИИС алгоритмы управления ходом эксперимента, алгоритмы определения искомых температурно-временных характеристик структурных переходов в ПМ и законов движения границ ФП.

Реализация результатов работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований соискателя использованы при создании ИИС НК структурных переходов в ПМ и применены: ОАО «Бокинский силикатный завод» (Бокино, Тамбовская область, 2005 г.); ФГУП «ТЗ Октябрь» (Тамбов, 2003 г.); ОАО «Электроприбор» (Тамбов,

2003 г.); Липецким государственным техническим университетом (Липецк,

2004 г.); ЗАО «ТАМАК» (Тамбов, 2004 г.); ФГУП «Котовский завод пластмасс» (Котовск, Тамбовская область, 2004 г.); ОАО «Ливныпластик» (Ливны, Орловская область, 2005 г.) и в учебном процессе ТГТУ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях (НТК), Международных школах, в том числе: II Междунар. НТК «Теория, методы и средства измерений, контроля, диагностики» (Новочеркасск, 2001 г.); VII, IX, X, XI НТК ТГТУ (Тамбов, 2002 г., 2004 г, 2005 г, 2006 г.); Ill, IV Российских национальных НТК по теплообмену (Москва, 2002 г., 2006 г.); V Междунар. теплофизической школе (Тамбов, 2004 г.); VII, IX Междунар. НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» (Москва, 2004, 2006 г.); XI Российской НТК по теплофизическим свойствам веществ (С.-Петербург, 2005 г.); Междунар. школе-семинаре «Проблемы экологии и менеджмента качества» (Тамбов, 2006 г.), Трудах XVI Школы-семинара под руководством акад. РАН А.И. Леонтьева (С.-Петербург, 2007 г.).

Публикации. Теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 24 печатных работах [227 - 250].

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 180 страницах и содержит 84 рисунка, 17 таблиц. Список литературы включает 250 наименований. Приложения представлены на 8 страницах.

Заключение диссертация на тему "Метод и измерительная система неразрушающего теплового контроля структурных переходов в полимерных материалах"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнен анализ перспективных методов и средств неразрушающего ТА, реализация которых совместно с методами, предложенными автором, позволила создать ИИС для комплексного неразрушающего теплофизического исследования структурных переходов в ПМ.

2. Предложена математическая модель, теоретически исследован и реализован на практике теплофизический метод неразрушающего определения законов движения границ ФП в полимерных материалах.

3. Предложена методика НК температурных характеристик структурных переходов (фазовых и релаксационных) в ПМ по изменениям скоростей нагрева и остывания, определяемых с экспериментальных термограмм, зафиксированных на объектах исследования.

Регистрация первой производной по времени от температуры, выражающей скорость изменения этой величины на кривых температурных зависимостей от времени, реализуемая ИИС согласно методу, разработанному автором, позволяет осуществлять НК температур структурных переходов в ПМ без дополнительной калибровки ИИС.

Библиография Никулин, Сергей Сергеевич, диссертация по теме Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

1. Карташов Э.М. Структурно-статистическая кинетика разрушения полимеров / Э.М. Карташов, Б. Цой, В.В. Шевелев. М.: Химия, 2002. -736 с.

2. Тагер А.А. Физикохимия полимеров / А.А. Тагер. М.: Химия, 1978.-544 с.

3. Канцельсон М.Ю. Полимерные материалы: Справочник / М.Ю. Канцельсон, Г.А. Балаев. JL: Химия, 1982. - 317 с.

4. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов, С.Е. Бу-равой, В.В. Курепин, Г.С. Петров. Л.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

5. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров/Ю.К. Годовский. -М.: Химия, 1976. -216 с.

6. Бартенев Г.М. Релаксационные свойства полимеров / Г.М. Бартенев, А.Г. Бартенева. М.: Химия, 1992. - 384 с.

7. Лифшиц Е.М. Физическая кинетика / Е.М. Лифшиц, Л.П. Пита-евский. М.: Наука, 1979. - 420 с.

8. Зубарев Д.Н. Неравновесная статистическая термодинамика / Д.Н. Зубарев.- М.: Наука, 1971. 350 с.

9. Бартенев Г.М. Физика полимеров / Г.М. Бартенев, С.Я. Френкель. Л.: Химия, 1990. - 429 с.

10. БартеневГ.М. Физика и механика полимеров / Г.М.Бартенев, Ю.В. Зеленев. -М.: Высшая школа, 1983. 391 с.

11. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. / Г.М. Бартенев. М.: Химия, 1984.

12. Бартенев Г.М. Структура и релаксационные свойства эластомеров / Г.М. Бартенев. М.: Химия, 1979. - 288 с.

13. Аскадский А.А. Химическое строение и физические свойства полимеров / А.А. Аскадский, Ю.И. Матвеев. М.: Химия, 1983. - 248 с.

14. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. М.: Высш. шк., 1988. - 312 с.

15. ИржакВ.И. Сетчатые полимеры / В.И. Иржак, Б.А. Розенберг, Н.С. Ениколопян. -М.: Наука, 1979. 180 с.

16. Шур A.M. Высокомолекулярные соединения / A.M. Шур. М.: Высш. шк., 1981.-656 с.

17. ГульВ.Е. Структура и прочность полимеров / В.Е. Гуль. М.: Химия, 1978.-328 с.

18. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров: Пер. с англ. / Под ред. А.Я. Малкина. -М.: Химия, 1976.-416 с.

19. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений / Н.К. Барамбойм. -М.: Химия, 1978. 384 с.

20. Гуль В.Е. Структура и механические свойства полимеров / В.Е. Гуль, В.Н. Кулезнев. М.: Высшая школа, 1979. - 352 с.

21. Догадкин Б.А. Химия эластомеров / Б.А. Догадкин, А.А. Донцов, В.А. Шершнев. М.: Химия, 1981.-374 с.

22. Платэ Н.А. Гребнеобразные полимеры и жидкие кристаллы / Н.А. Платэ, В.П. Шибаев. М.: Химия, 1980. - 304 с.

23. Привалко В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В.П. Привалко Л.: Химия, 1986. - 240 с.

24. Тюдзе Р. Физическая химия полимеров: Пер. с японск. / Р. Тюдзе, Т. Караваи. М.: Химия, 1977. - 296 с.

25. Вундерлих Б. Физика макромолекул. Кристаллическая структура, морфология, дефекты: Пер. с англ. / Б. Вундерлих. М.: Мир, 1976. - 623с.

26. Трилор Л. Введение в науку о полимерах: Пер. с англ. / Л. Трилор. М.: Мир, 1973. - 238 с.

27. Тагер А.А. Метастабильные полимерные системы / А.А. Тагер // Высокомолекулярные соединения. 1988. - Т. 30, № 7. - С. 1347 - 1356.

28. Жидкокристаллический порядок в полимерах: Пер. с англ. / Под ред. А. Блюмштейна. -М.: Мир, 1981. 352 с.

29. Блинов Л.М. Жидкокристаллическое состояние вещества / Л.М. Блинов, С.А. Пикин. М.: Знание, 1986. - 64 с.

30. Привалко В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В.П. Привалко. Л.: Химия, 1986. - 240 с.

31. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров / И.И. Перепечко-М.: Химия, 1978.-3 12 с.

32. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров / Ю.С. Липатов. -Киев: Наукова думка, 1984. 343 с.

33. Hosemann R. Analysis of Diffraction by Matter / R. Hosemann, S.N. Bagchi // Amsterdam: N.- Holland Publ. Сотр. 1962. 460 с.

34. Pakula Т., PlutaM., Kryszewski M. // Polymery. 1978, V. 23, №. 8-9.-P. 286-292.

35. Pakula Т., Kryszewski M., PlutaM. // Europ. Polym. J. 1977, -V. 13, №. 2.-P. 141-148.

36. Ягфаров М.Ш. О природе вторичной кристаллизации в полимерах / М.Ш. Ягфаров // Высокомолекулярные соединения. 1988,- Т. 30, № 1.-С. 79-85.

37. Энциклопедия полимеров: В 3-х т. / Ред. коллегия: В.А. Каргин и др.-М.: Сов. энциклопедия, 1972.-Т. 1.-С. 1186- 1193.

38. Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления: Пер. с англ./ Г. Стенли. М.: Мир, 1973.-419 с.

39. БраутР. Фазовые переходы: Пер. с англ. / Р. Браут. -М.: Мир, 1967.-288 с.

40. Берштейн В.А. Общий механизм (3-перехода в полимерах / В.А. Берштейн, В.М. Егоров // Высокомолекулярные соединения 1985. -Т. 27, № 11.-С. 2440-2449.

41. Берштейн В.А. Взаимосвязь основных релаксационных переходов в полимерах. Величина сегмента, характер и степень кооперативности молекулярного движения вблизи температуры стеклования /

42. B.А. Берштейн, В.М. Егоров, Ю.А. Емельянов // Высокомолекулярные соединения 1985. - Т. 27, № 11. - С. 2451 - 2457.

43. Шутилин Ю.Ф. О релаксационно-кинетических особенностях структуры и свойств эластомеров и их смесей / Ю.Ф. Шутилин // Высокомолекулярные соединения 1987, - Т. 29, № 8. - С. 1614-1619.

44. Шутилин Ю.Ф. Температурные переходы в каучуках / Ю.Ф. Шутилин // Каучук и резина 1988. - № 7. - С. 35 - 39.

45. Шутилин Ю.Ф. О термодинамическом описании сегментального движения в полимерах и их смесях / Ю.Ф. Шутилин // Журнал физической химии 1989. - Т. 63, № 1. - С. 44 - 50.

46. Кобеко П.П. Аморфные вещества / П.П. Кобеко. JL: Изд. АН СССР, 1952.-432 с.

47. Нильсен JI. Механические свойства полимеров и полимерных композиций: Пер с англ./ JI. Нильсен, Е. Лоуренс.-М.: Химия, 1978.-310 с.

48. Лобанов A.M. К вопросу о природе так называемого перехода "жидкость-жидкость" в расплавах полимеров / A.M. Лобанов, С .Я. Френкель // Высокомолекулярные соединения. 1980. - Т. 22, № 5.1. C. 1045-1049.

49. Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах / И.И. Перепечко. М.: Химия, 1977. - 271 с.

50. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров / Под ред. С.Я. Френкеля Л.: Химия, 1977. - 240 с.

51. Шиммель Г. Методика электронной микроскопии / Г. Шиммель. -М.: Мир, 1972.-294 с.

52. Жданов Г.С. Дифракционный и резонансный структурный анализ / Г.С. Жданов, А.С. Илюшин, С.В. Никитина. М.: Наука, 1980 - 256 с.

53. Вайнштейн Б.К. Дифракция рентгеновских лучей на цепных молекулах / Б.К. Вайнштейн. М.: АН СССР, 1963. - 372 с.

54. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров / И.И. Перепечко. -М.: Химия, 1973. -296 с.

55. Карташов Э.М. Термокинетика хрупкого разрушения полимеров в механических, температурных и диффузионных полях. Автореф. дис. на . д-ра физ.-мат. наук / Э.М. Карташов. Л., 1982. 54 с.

56. Бойер Р.Ф. Переходы и релаксационные явления в полимерах: Пер. с англ. / Р.Ф. Бойер М.: Мир, 1968. - 384 с.

57. Frick В., Richter D. In book: Dynamics Disordered Materials: Proc. ILL by Richter et. al. Berline. 1989. V. 37. P. 38-52.

58. Bartenev G.M. // Acta Polymerica. 1980. Bd. 31. №3. S. 187- 190.

59. Бартенев Г.М. Релаксационные переходы в полибутадиене и полибутадиенметилстиролах / Г.М. Бартенев, В.В. Тулинова // Высокомолекулярные соединения 1987, - Т. 29, № 5. - С. 347 -351.

60. Ng S.C., Hosea T.J, Goh S.H. // Polymer Bulletin. 1987. V. 18. P. 155.

61. Li B.Y. // Macromolecules. 1986, V. 19. № 3. P. 778 784.

62. Lee M, Ferguson R, Jamieson A. M, Simha R. // Polymer Communications. 1985. V. 26. № 3. P. 66 69.

63. Patterson G.D, Carrol P.J, Stevens J.R. // J. Polym. Sci.: Polym. Phys. Ed. 1983. V. 21. N 4. P. 613-623; 1983. V. 21. N 10. P. 1897-1902.

64. Futas G. // Polym. Motion Dense Syst.: Proc. Workshop. Grenoble. Sept. 23-25, 1987, Berlin. 1988. P. 44 48.

65. Михайлов И.Г. Основы молекулярной акустики / И.Г. Михайлов, В.А. Соловьев, Ю.П. Сырников. -М.: Наука, 1964. 516 с.

66. Мэзон У. Свойства полимеров и нелинейная акустика. Физическая акустика: Пер. с англ. / У. Мэзон. М.: Мир, 1969. - 420 с.

67. Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику / Ч. Гилмор. -М.: Мир, 1984.-336 с.

68. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. -JL: Химия, 1977.-192 с.

69. Сажин Б.И. Электропроводность полимеров / Б.И. Сажин. -М. Л.: Химия, 1965.- 160 с.

70. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. М.: Химия, 1976. - 288 с.

71. Эмсли Дж. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса высокого разрешения: Пер. с англ. / Дж. Эмсли, Д. Финей, Л. Сатклиф. 1968. -Т. 1.-35 е.; 1969.-Т. 2.-48 с.

72. Уо Дж. Новые методы ЯМР в твердых телах / Дж. Уо. М.: Мир, 1978.- 180с.

73. Физический энциклопедический словарь. Ядерный магнитный резонанс.-М.:СЭ, 1983. С. 918 920.

74. Слоним И.Я. Ядерный магнитный резонанс в полимерах / И.Я. Слоним, А.Н. Любимов. М.: Химия, 1966. - 340 с.

75. Уэндландт У. Термические методы анализа: Пер с англ. / У. Уэндландт. М.: Мир, 1978. - 526 с.

76. Тейтельбаум Б.Я. Термомеханический анализ полимеров / Б.Я. Тейтельбаум. М.: Наука, 1979. - 234 с.

77. Берштейн В.А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров / В.А. Берштейн, В.М. Егоров. Л.: Химия, 1990.-255 с.

78. Кальве Э. Микрокалориметрия: Пер. с фр. / Э. Кальве, А. Пратт. -М.: Издатинлит, 1963. 477с.

79. Хеммингер В. Калориметрия. Теория и практика: Пер с англ. / В. Хеммингер, Г. Хене. -М.: Химия, 1990. 176 с.

80. Grebowicz J., Aycock W., Wunderlich B. // Polimer. 1986. V. 27, №4. P. 575-582.

81. Tashiro К., Takano K., Kobayashi M. et al.//Ibid. 1983. V. 24, № 2. P. 199-204.

82. Годовский Ю.К. Успехи химии и физики полимеров / Ю.К. Годовский. -М.: Химия, 1970. С. 173 - 205.

83. Истомин Н.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров / Н.П. Истомин, А.П. Семенов. М.: Наука, 1981.- 146 с.

84. Уорд И. Механические свойства твердых полимеров / И. Уорд. -М.: Химия, 1975.-350 с.

85. Васильев JI.JI. Теплофизические свойства плохих проводников тепла / J1.JI. Васильев, Ю.Е. Фрайман. Минск.: Наука и техника, 1967. -175 с.

86. Курепин В.В. Принципы построения рядов промышленных теплофизических приборов /В.В. Курепин // Промышленная теплотехника. -1981.- Т. 3,№ 1.-С.З-10.

87. Курепин В.В. Приборы для теплофизических измерений с прямым отсчетом / В.В. Курепин, В.М. Козин, Ю.В. Левочкин // Промышленная теплотехника. 1982. - Т. 4, № 3. - С. 91 - 97.

88. Унифицированный ряд приборов для теплофизических измерений / С.Е. Буравой, В.В. Курепин, Г.С. Петров, Е.С. Платунов, В.И. Соловьев, В.Б. Ясюков, В.М. Козин // Инженерно-физический журнал. 1980. - Т. 38, № 3. - С. 420 - 429.

89. Буравой С.Е. Теория, методы и средства определения теплофизических характеристик материалов холодильной и криогенной техники при комбинированных тепловых воздействиях: Автореф. дис. на . д-ра техн. наук: 05.11.13/С.Е. Буравой. СПб., 1996.-31 с.

90. Исследование структурных превращений полимеров термическими методами / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, С.В. Балашов, А.А. Балашов // IV науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 1999. - С. 134 - 135.

91. Измерительно-вычислительная система для регистрации температурных зависимостей теплопроводности и теплоемкости материалов / Ю.Л. Муромцев, В.И. Ляшков, Н.Ф. Майникова, С.В. Балашов // Заводская лаборатория. 2001. - Т. 67, № 8. - С. 35 - 37.

92. Анализ и синтез измерительных систем / С.В. Мищенко, Ю.Л. Муромцев, Э.И. Цветков, В.Н. Чернышов. Тамбов: ТГТУ, - 1995. -238 с.

93. Герасимов Б.И. Микропроцессорные аналитические приборы / Б.И. Герасимов, Е.И. Глинкин. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

94. Герасимов Б.И. Микропроцессоры в приборостроении / Б.И. Герасимов, Е.И. Глинкин. М.: Машиностроение, 1997. - 246 с.

95. Многомодельные методы в микропроцессорных системах неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов / С.В. Мищенко, Ю.Л. Муромцев, Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, И.В. Рогов; Под ред. С.В. Мищенко. Тамбов: ТГТУ, 2001. - 112 с.

96. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы / М.П. Цапенко. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 439 с.

97. Чернышева Т.И. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Т.И. Чернышева, В.Н. Чернышев. -М.: Машиностроение, 2001. 240 с.

98. Селиванова З.М. Интеллектуализация информационно-измерительных систем неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов: Автореф. дис. на . д-ра техн. наук: 05.11.16 / З.М. Селиванова. Тамбов, 2006. - 32 с.

99. Пат. 94028187/25 РФ. Способ определения теплофизических характеристик материалов.

100. Пат. №93018749/25 РФ, МКИ G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов.

101. А.с. № 1236355 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Устройство для определения теплофизических характеристик материалов.

102. Микропроцессоры в 3-х кн. Кн. 1. Архитектура и проектирование микроЭВМ / Под ред. Л.Н. Преснухина. М.: Высш. шк., 1986. - 495 с.

103. Клингман Э. Проектирование специализированных микропроцессорных систем / Э. Клингман. М.: Мир, 1985. - 363 с.

104. Коффрон Д. Технические устройства микропроцессорных систем / Д. Коффрон. М.: Мир, 1983. - 312 с.

105. Me(3rechner ZILA 1000, ZILA Elektronik GmbH, Zella Mehlis, Germany. 1996.

106. INMA-1000 Sistem Produktkatalog. Ingenieurbyro Latzel & Zimmerman / Zella Mehlis, Germany, 1993.

107. Лыков A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. M.: Высш. шк., 1967.-599 с.

108. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. -М.: Наука, 1964.-487 с.

109. Козлов В.П. Двумерные осесимметричные нестационарные задачи теплопроводности / В.П. Козлов. Минск: Наука и техника, 1986. -392 с.

110. Пат. № 2161301 РФ, МКИ G 017V25/18. Способ неразрушающего определения теплофизических свойств материалов / Жуков Н.П., Муромцев Ю.Л., Майникова Н.Ф., Рогов И.В., Балашов А.А. -№ 99104568/28; Заявл. 03.03.99; Опубл. 27.12.2000 // Бюл. № 36.

111. Метод и устройства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов массивных тел / В.В. Власов, Ю.С. Шаталов, Е.Н. Зотов, А.А. Чуриков, Н.А. Филин // Измерительная техника. 1980. -№ 6. - С. 42 - 46.

112. Жуков Н.П. Метод и прибор для неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Н.П. Жуков // Приборостроение и средства автоматизации. 2005, №1.- С. 18 - 22.

113. Жуков Н.П. Измерительно-вычислительная система неразрушающего теплофизического контроля / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Приборы и техника эксперимента. 2005, №2. - С. 153 - 154.

114. Патент 2167412 РФ, G 01 N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических свойств материалов / Жуков Н.П, Майни-коваН.Ф, Муромцев Ю.Л, Рогов И.В. №99103718, заявл. 22.02. 1999, опубл. 20.05.2001, Бюл № 14.

115. А.с. № 949448 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов.

116. Чуриков А.А. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий и образцов из неоднородных твердых материалов: Автореф. дис. на . д-ра. техн. наук: 05.11.13 / А.А. Чуриков. -Тамбов, 2000. 32 с.

117. Сенкевич А.Ю. Метод и автоматизированная система многостадийного неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых теплоизоляционных материалов: Дис. на . канд. техн. наук / А.Ю. Сенкевич. Тамбов, 2000. - 168 с.

118. Жуков Н.П. Измерительно-вычислительная система неразрушающего контроля теплофизических свойств / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Приборы и техника эксперимента 2005, №3. - С. 164 - 166.

119. Жуков Н.П. Многомодельный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов /Н.П. Жуков// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005, № 2. - С. 42 - 46.

120. Жуков Н.П. Способ неразрушающего определения теплофизических свойств твердых материалов / Н.П. Жуков // Инженерно-физический журнал. 2004. - Т. 77, № 5. - С. 139 - 145.

121. Сергеев О.А. Метрологические основы теплофизических измерений. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 154 с.

122. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме / Е.С. Платунов. Л.: Энергия, 1973. - 143 с.

123. Жуков Н.П. Измерительно-вычислительная система для исследования температурных зависимостей теплофизических характеристик материалов / Н.П. Жуков, В.И. Ляшков, С.В. Балашов // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2000. Вып. 5. - С. 99 - 102.

124. Майникова Н.Ф. Об одном методе исследования твердофазных переходов в полимерных материалах / Н.Ф. Майникова, Ю.Л. Муромцев // Пластические массы. 2002. - № 6. - С. 23 - 26.

125. Власов В.В. Разработка методики и прибора для неразрушающего контроля теплофизических свойств неметаллических материалов на изделиях. Заключительный отчет / В.В. Власов. № 75043309. - Тамбов, 1975.-85 с.

126. Муромцев Ю.Л. Разработка методов и устройств для определения теплофизических свойств теплозащитных полимерных материалов: Отчет / Ю.Л. Муромцев. 7/77; № 770167827. - Тамбов, 1977. - С. 99.

127. Бодров В.И. Разработка и выпуск опытной партии приборов для неразрушающего контроля теплофизических характеристик неметаллических материалов на изделиях: Отчет / В.И. Бодров; № 78027069. Тамбов, 1979.-85 с.

128. Мищенко С.В. Разработка методов и устройств для контроля и управления технологическими процессами: Отчет в 3-х книгах. / С.В. Мищенко; № 01826009658. Тамбов, 1985. - 286 с.

129. Мищенко С.В. Разработка АСНИ теплофизических свойств твердых и сыпучих материалов сельскохозяйственного назначения: Отчет / С.В. Мищенко; № 01900058541. Тамбов, 1991. - 86 с.

130. Подольский В.Е. Разработка и исследование методов, устройств и автоматизированной системы контроля характеристик тепло- и массопереноса дисперсных материалов: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.11.13 / В.Е. Подольский. Тамбов, 1996. - 16 с.

131. Переверткин С.М. МикроЭВМ в информационных системах / С.М. Переверткин.-М.: Машиностроение, 1987.-248 с.

132. Карташов Э.М. Метод функций Грина для уравнений параболического типа в нецилиндрических областях / Э.М. Карташов // Доклады академии наук. 1996. - Т. 35, № 1. - С. 32 - 36.

133. Рубин А.Г. Решение краевых задач нестационарной теплопроводности в области с движущейся границей при наличии источника теплоты / А.Г. Рубин // Вестник Челябинского университета. 1994. -№ 1.-С. 108-111.

134. К семидесятилетию В.Н. Масленниковой // Вестник Российского университета дружбы народов. 1996. - Вып. 1, № 3. - С. 3 - 14.

135. Несененко Г.А. Пограничный слой в нелинейных температурных полях многослойных тел с подвижными границами / Г.А. Несененко. -М.: Альфа, 1993.- 102 с.

136. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел / Э.М. Карташов. М.: Высш. школа. - 2001. - 550 с.

137. Коздоба J1.A. Вычислительная теплофизика / JI.A. Коздоба. -Киев: Наукова думка, 1992. 224 с.

138. Коздоба JI.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности / JI.A. Коздоба. -М.: Наука, 1975. 228 с.

139. Коздоба JI.А. Решение нелинейных задач теплопроводности / JI.A. Коздоба. Киев: Наукова думка, 1976. - 136 с.

140. Коздоба JI.A. Методы решения обратных задач теплопроводности / JI.A. Коздоба, П.Г. Круковский. Киев: Наукова думка, 1982. - 360 с.

141. Мейрманов A.M. Задача Стефана / A.M. Мейрманов. Новосибирск: Наука, 1986. - 239 с.

142. Cannon J.R. A two-phase Stefan problem with flux boundary conditions/ J.R. Cannon, M. Primicerio // Ann. Math. Рига Appl. 1971. - V. 88. -P. 193-205.

143. Рубинштейн JI.4. Проблема Стефана / JI.4. Рубинштейн. Рига: Звайгзне, 1967.- 180 с.

144. Мейрманов A.M. Задача Стефана: приближенное моделирование / A.M. Мейрманов // Успехи математических наук. 1981. - Т. 36, Вып. 4.-201 с.

145. Мейрманов A.M. Краевые задачи для уравнений гидродинамики / A.M. Мейрманов. Новосибирск: Ин-т гидродинамики СО АН СССР, 1981.-С. 135 - 149.

146. Мейрманов A.M. О классическом решении многомерной задачи Стефана для квазилинейных параболических уравнений / A.M. Мейрманов // Математический сборник. 1980. - Т. 112, № 2. - С. 170 - 192.

147. КимЕ.И. Исследование второй граничной задачи Стефана при малых значениях времени / Е.И. Ким, Г.И. Бижанова // Вестик АН КазССР. 1981. -№ 6. - С. 76 - 86.

148. Данилюк И.И. Об одном варианте двухфазной задачи Стефана при наличии теплоисточников / И.И. Данилюк, С.В. Салей // Доклады АН УССР. Сер. А. 1975. - № 11. - С. 972 - 976.

149. Будак Б.М. О классическом решении многомерной многофронтовой задачи Стефана / Б.М. Будак, М.З. Москал // Доклады АН СССР. -1969.-Т. 188,№ 1.-С. 9-12.

150. Будак Б.М. О классическом решении многомерной задачи Стефана / Б.М. Будак, М.З. Москал // Доклады АН СССР. 1969. - Т. 184, №6.-С. 1263-1266.

151. Базалий Б.В. Устойчивость гладких решений двухфазной задачи Стефана / Б.В. Базалий // Доклады АН СССР. 1982. - Т. 262, №2. -С. 265-269.

152. Майникова Н.Ф. О термических сопротивлениях при неразрушающем контроле теплофизических характеристик материалов / Н.Ф. Майникова, И.В. Рогов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2004. - Т. 10, № 1 А. - С. 43 - 46.

153. Гринберг Г.А. О решении обобщенной задачи Стефана о промерзании жидкости, а также родственных задач теплопроводности, диффузии и других/ Г.А. Гринберг // Журнал технической физики. 1967. -Т. 37, №9.-С. 1598- 1606.

154. Гринберг Г.А. О движении поверхности раздела фаз в задачах стефановского типа/ Г.А. Гринберг, О.М. Чекмарева // Журнал технической физики. 1970. - Т. 60, № 10. - С. 2025 - 2031.

155. Жуков Н.П. Измерительно-вычислительная система для теплофизического контроля / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Труды VI Междунар. конф. "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения". М, 2003. - С. 76 - 82.

156. Карташов Э.М. Метод решения обобщенных тепловых задач в области с границей, движущейся по параболическому закону / Э.М. Карташов, Б.Я. Любов // Журнал технической физики. 1971. - Т. 61, № 1.-С. 3-16.

157. Карташов Э.М. Аналитические методы решения краевых задач уравнения теплопроводности в области с движущимися границами/ Э.М. Карташов, Б.Я. Любов // Известия АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1974. - № 6. - С. 83 - 111.

158. Карташов Э.М. Метод функций Грина при решении краевых задач уравнения теплопроводности в нецилиндрических областях / Э.М. Карташов, В.М. Нечаев // Прикладная математика и механика (ZAMM, ГДР). 1978. -№ 58. - С. 199-208.

159. Герасимов Б.И. Введение в аналитическое приборостроение / Б.И. Герасимов, С.В. Мищенко. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1995. - 130 с.

160. Герасимов Б.И. Проектирование аналитических приборов для контроля состава и свойств веществ / Б.И. Герасимов. М.: Машиностроение, 1984.-103 с.

161. Герасимов Б.И. Микропроцессоры в приборостроении: Практическое руководство по применению / Б.И. Герасимов, Е.И. Глинкин. М.: Машиностроение, 2000. - 328 с.

162. Глинкин Е.И. Технология проектирования ИБС для контроля состава и свойств веществ: Автореф. дис. д.т.н. СПб., 1995. - 28 с.

163. Глинкин Е.И. Схемотехника СИС / Е.И. Глинкин. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1997. - 48 с.

164. Теплофизический метод контроля структурных превращений в полимерах / С.В. Мищенко, Н.Ф. Майникова, Ю.Л. Муромцев, Н.П. Жуков // Труды III Рос. нац. конф. по теплообмену. М., 2002. - Т. 7. - С. 196 - 199.

165. Жуков Н.П. Моделирование процесса теплопереноса при теплофизических измерениях / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2002. - Т. 8, №2.-С. 182- 190.

166. Майникова Н.Ф. Моделирование процесса теплопереноса от плоского источника тепла постоянной мощности при неразрушающем теплофизическом контроле / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков // №511-В2004, Б.У. ВИНИТИ "Депонированные работы", 2004. -№ 6. 9 с.

167. Чекмарева О.М. О движении поверхности фазового перехода при больших временах в осесимметричной задаче Стефана / О.М. Чекмарева// Журнал технической физики. 1975. - Т. 65, № 2. - С. 209-213.

168. Карташов Э.М. Аналитические методы решения краевых задач теплопроводности с разнородными граничными условиями на линиях / Э.М. Карташов // Известия АН СССР, Сер. Энергетика и транспорт. -1986.-№ 5.-С. 125- 150.

169. Карташов Э.М. Аналитические методы решения смешанных граничных задач теории теплопроводности / Э.М. Карташов // Известия АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1986. -№ 6. - С. 116 -129.

170. Карташов Э.М. Аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами / Э.М. Карташов // Известия АН РФ. Сер. Энергетика. 1999. - №5. -С. 3-32.

171. Карташов Э.М. Метод обобщенного интегрального преобразования при решении уравнения теплопроводности в области с движущейся границей / Э.М. Карташов // Инженерно-физический журнал. 1990. -Т. 52, №3.-С. 495-505.

172. Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена / О.М. Алифанов. М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

173. ELCUT: Моделирование двухмерных полей методом конечных элементов. Версия 5.1. Руководство пользователя. СПб.: Производственный кооператив ТОР, 2003. - 249 с.

174. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами / Д. Химмельблау. М.: Мир, 1973. - 960 с.

175. Справочник по пластическим массам: В 2-х т. / Под ред. В.М.Катаева и др. М.: Химия, 1975. - Т. 1. - 447с.; Справочник по пластическим массам [В 2-х т.] / Под ред. В.М. Катаева и др. - М.: Химия, 1975.-Т. 2.-567 с.

176. Определение теплофизических свойств материалов неразру-шающим способом / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков, Ю.Л. Муромцев, И.В. Рогов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2002. - Т. 8, № 1. - С. 54 - 62.

177. Регистрация аномалий тепловой активности материалов: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, А.А. Балашов, А.С. Чех (Тамб. гос. техн. ун-т). -№ 2003610932; заявл. 26.02.03; зарегистрировано 16.04.03.

178. Определение тепловой активности: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, А.А.Балашов, А.С. Чех (Тамб. гос. техн. ун-т). №2003610580; заявл. 8.01.03; зарегистрировано 6.03.03.

179. Определение ТФХ: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, Ю.Л. Муромцев, А.С. Чех (Тамб. гос. техн. ун-т). №2003610931; заявл. 26.02.03; зарегистрировано 16.04.03.

180. Регистрация аномалий ТФХ: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, Ю.Л.Муромцев, А.С.Чех (Тамб. гос. техн. ун-т). №2003611204; заявл. 31.03.03; зарегистрировано 23.05.03.

181. Герасимов Б.И. Оценка погрешности измерительного канала АСК / Б.И. Герасимов, Е.И. Глинкин, И.В. Кораблев // Заводская лаборатория. 1996. - Т. 62, № 3. - С. 6 - 7.

182. Глинкин Е.И. Комбинированный метод проектирования архитектуры микропроцессорных аналитических приборов / Е.И. Глинкин, Б.И.Герасимов, М.Е.Власов // Заводская лаборатория. 1996. - Т. 62, №9.-С. 14-17.

183. Майникова Н.Ф. Информационно-измерительная система для неразрушающего теплофизического контроля материалов / Н.Ф. Майникова // Труды IX Междунар. конф. "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения". М., 2006. - С. 133 - 136.

184. Майникова Н.Ф. Измерительная система неразрушающего контроля структурных превращений в полимерных материалах / Н.Ф. Майникова // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. - № 9. - С.45 - 48.

185. Селиванова З.М. Интеллектуализация информационно-измерительных систем неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов / З.М. Селиванова. М.: Машиностроение-1, 2006. - 184 с.

186. Муромцев Ю.Л. Микропроцессорные системы контроля: Учеб. пособие / Ю.Л. Муромцев, В.Н. Чернышов, З.М. Селиванова. Тамбов: Изд-воТГТУ, 2004.-96 с.

187. Жуков Н.П. Многомодельный метод для теплофизического контроля / Н.П. Жуков, А.С. Чех // Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права: Науч. труды V Междунар. науч.-практ. конф. М., 2002. - С. 79 - 83.

188. Жуков Н.П. Многомодельный метод неразрушающего контроля / Н.П. Жуков, А.С. Чех // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках. М., 2003. - С. 386 - 390.

189. Кристаллизация политетрафторэтилена под действием у-излучения / Ю.В. Зеленев, А.А. Коптелов, Д.Н. Садовничий, О.Ф. Шленс-кий, Д.Д. Валгин // Пластические массы. 2002. - № 1. - С. 19-22.

190. Жуков Н.П. Многомодельные методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Монография. М.: Машиностроение - 1, 2004.-288 с.

191. Жуков Н.П. Моделирование процесса теплопереноса от плоского источника тепла постоянной мощности при теплофизических измерениях / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова // Инженерно-физический журнал. 2005. - Т. 78. № 6. - С. 56 - 63.

192. Пономарев С.В, Мищенко С.В, Дивин А.Г. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений: Монография. В 2 кн. -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Кн. 1. - 204 с.

193. Пономарев С.В, Мищенко С.В, Дивин А.Г. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений: Монография. В 2 кн. -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Кн. 2. - 216 с.

194. Чех А.С. Метод и автоматизированная система неразрушающего контроля температурно-временных характеристик структурных превращений в полимерных материалах: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.11.13 / А.С. Чех. Тамбов, 2004. - 16 с.

195. Балашов А.А. Информационно-измерительная система неразрушающего контроля температурных характеристик стуктурных переходов в полимерных материалах: Автореф. дис. на . канд. техн. наук: 05.11.16 / Балашов А.А. Тамбов, 2005. - 16 с.

196. Никулин С.С. Измерительная система неразрушающего тепло-физического контроля / С.С. Никулин, Д.Г. Бородавкин, И.В. Рогов // Труды VI Междунар. теплофиз. шк. "Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством". Тамбов, 2007. - Ч. 2. - С. 31 - 35.

197. Пат. 2287152. РФ, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего определения теплофизических свойств твердых материалов / Жуков Н.П., Майникова Н.Ф., Муромцев Ю.Л., Чех А.С., Никулин С.С. -№2005114237/28; заявл. 11.05.2005; опубл. 10.11.2006, Бюл № 31.

198. Свидетельство об официальной регистрации программы. -№2006612383. Построение термограмм в методе неразрушающего теплофизического контроля / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, И.В. Рогов С.С. Никулин.

199. Неразрушающий теплофизический метод контроля качества импрегнированного абразивного инструмента / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков, А.В. Чурилин, С.С. Никулин // Труды II Междунар. науч. конф.: в 4 ч. Новочеркасск, 2001. - Ч. 1. - С. 47 - 48.

200. Никулин С.С. Неразрушающий теплофизический метод контроля структурных превращений в полимерных материалах / С.С. Никулин, Н.Ф. Майникова, А.А. Балашов // Труды II Междунар. науч. конф.: в 4 ч. -Новочеркасск, 2001. Ч. 1. - С. 49 - 51.

201. Использование компьютерной системы для исследования структурных превращений в полимерных материалах / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков, А.С. Чех, С.С. Никулин // Труды II Междунар. науч. конф.: в 4 ч. Новочеркасск, 2001. - Ч. 3. - С. 37 - 39.

202. Майникова Н.Ф. Распределение температурного поля в полуограниченном теле от источника тепла постоянной мощности / Н.Ф. Майникова, С.С. Никулин // Труды III Рос. нац. конф. по теплообмену. М., 2002.-Т. 7.-С. 181 - 183.

203. Метод контроля структурных превращений в полимерах. Этап имитационного исследования / А.А. Балашов, С.С. Никулин, А.С. Чех, Н.Ф. Майникова // Труды ТГТУ: сб. науч. ст. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. - Вып. 11. - С. 121 - 126.

204. Исследование температурных зависимостей теплофизических характеристик полимерных материалов / Н.П. Жуков, С.В. Балашов, А.В. Чурилин, С.С. Никулин // VII науч. конф. ТГТУ: сб. науч. ст. -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. С. 54 - 55.

205. Никулин С.С. Неразрушающий контроль релаксационных процессов в полимерах / С.С. Никулин, Н.Ф. Майникова // IX науч. конф. ТГТУ: сб. науч. ст. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. -С. 103 - 104.

206. Никулин С.С. Методика теплофизического контроля полимерных материалов / С.С. Никулин, Н.Ф. Майникова, А.С. Чех // Труды V Междунар. теплофизической школы. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. унта, 2004.-Ч. 1.-С. 255-257.

207. Статистическая обработка результатов неразрушающего контроля теплофизических свойств полимеров / Н.Ф. Майникова, А.А. Балашов, С.С. Никулин; ТГТУ. Тамбов, 2004. - 21 с. - Деп. в ВИНИТИ (Москва), № 657-В2004, БУ № 6, 2004.

208. Никулин С.С. Метод контроля релаксационных переходов в полимерных материалах / Н.Ф. Майникова, С.С. Никулин // Труды X науч. конф. ТГТУ: сб. науч. ст. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. -С. 189- 190.

209. Метод неразрушающего контроля релаксационных переходов в полимерных материалах / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, А.С. Чех, С.С. Никулин // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - Вып. 17. - С. 155 - 160.

210. Майникова Н.Ф. Метод неразрушающего контроля структурных переходов в полимерах / Н.Ф. Майникова, С.С. Никулин // Труды XI Рос. конф. по теплофизическим свойствам веществ. СПб., 2005. - С. 64.

211. Моделирование температурных полей при неразрушающем теплофизическом контроле / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, А.С. Чех, С.С. Никулин // Труды XI науч. конф. ТГТУ: в 2 ч. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. -Ч. 1. - С. 156 - 160.

212. Информационно-измерительная система для неразрушающего теплофизического контроля / С.С. Никулин, Д.Г. Бородавкин, И.В. Рогов, Н.Ф. Майникова// Труды ТГТУ: сб. науч. ст. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - Вып. 20. - С. 174 - 178.

213. Шлифование осуществляли со скоростью круга 35 м/с без охлаждения.

214. Качество обработки по параметру шероховатости повысилось.,

215. Наблюдалось увеличение коэффициента шлифования (К) на 25 %.

216. Экономический эффект от внедрения импрегнированных абразивных инструментов на предприятии составил 24 тысячи рублей в год.

217. Данный экономический эффект не ведет к взаимным финансовым расчетам.I

218. А.Е. Толмачев А.И. Жеребятьев1. А.М Никишин

219. Главный метролог Главный технолог Начальник ИНО1. Эд~П1. АКТиспользования результатов научно-исследовательской работы по созданию метода и измерительно-вычислительной системы неразрушающего контроля теплофизических свойств строительных материалов

220. При создании метода НК и ИБС указанными авторами были выполнены следующие работы:

221. Разработан метод определения ТФС твердых материалов строительного назначения неразрушающим способом.

222. Созданы аппаратные средства, алгоритмическое и программное обеспечения системы контроля, выполнен метрологический анализ ИБС.

223. Проведены лабораторные и производственные испытания системы.

224. Применение созданного метода НК позволило увеличить производительность измерений, повысить надёжность определения ТФС готовой продукции из ЦСП за счёт максимального использования измерительной информации на всех стадиях контроля.

225. ИБС, разработанная на базе современной вычислительной техники, позволяет автоматизировать проводимые испытания в условиях производства.

226. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанного метода ~ 15 тыс. руб. в год.

227. При создании метода НК и ИБС указанными авторами были выполнены следующиеработы:

228. Разработан метод НК теплофизических свойств и структурных превращенийтвердофазных, релаксационных) в изделиях из полимерных материалов.

229. Созданы аппаратные средства, алгоритмическое и программное обеспечения системы контроля, выполнен метрологический анализ ИБС.

230. Проведены лабораторные и производственные испытания системы.

231. ИБС, разработанная на базе современной вычислительной техники, позволяет полностью автоматизировать проводимые испытания в условиях производства.теплофизических свойств полимерных материалов

232. Экономический эффект от внедрения разработанного метода составляет ~ 70 тыс.руб. вгод.

233. Данный экономический эффект не ведет к взаимным финансовым расчетам.1. Главный технолог

234. ФГУП «Котовский завод пластмасс»

235. JtKTOp """"'"й'аиликатный завод»- СкачковоЩА^ 2005г.1. АКТвнедрения научно-исследовательской работы

236. Ожидаемый экономический эффект от внедрения ИВС составит более 70 тыс. руб.в год.

237. Данный экономический эффект не ведет к взаимным финансовым расчетам.

238. Менъшкко;;:: Т.А Федин 10.15. Никитин Г.М.

239. Главный технолог Начальник цеха Технолог1. АКТвнедрения научно исследовательской работы

240. Ожидаемый экономический эффект от внедрения ИВС составит более бОтыс.руб. в гол.

241. Данный экономический эффект не ведет к взаимным финансовым расчетам.1. Технолог1. Главный технолог1. Начальник цеха1. А.М.Дорохил Т.Ю.Евланова