автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Метод виртуального эталонирования настройки автоматизированной системы электромагнитной диагностики стальных изделий с поверхностным упрочнением

На правах рукописи

Рогов Игорь Евгеньевич

МЕТОД ВИРТУАЛЬНОГО ЭТАЛОНИРОВАНИЯ НАСТРОЙКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ 'ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДИАГНОСТИКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПОВЕРХНОСТНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

05.1.1.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 ДЕК 2011

Ростов-на-Дону - 2011 г.

005006027

005006027

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ)

I/аучныи руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электротехника и элекгроника» ДГТУ Лаврентьев Анатолий Александрович

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология машиностроения» ДГТУ Попов Михаил Егорович;

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Электронные вычислительные машины» ЮРГТУ (НИИ) Ковалев Олег Федорович

ОАО «Научно-производственное предприятие космического приборостроения «Квант» г. Ростов-на-Дону

Защита состоится 27 декабря 2011 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.04 ДГТУ по адресу: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина 1,ауд. 252. ' '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Автореферат разослан 25 ноября 2011 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Могилевская Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТЫ

Актуальность темы. Современное промышленное производство характеризуется быстрой и регулярной модификацией изделий, 'потребует высокого уровня автоматизации, как технологических процессов, гак и автоматизации контроля качества. При этом особое значение приобретают иеразрушаю-шие методы контроля, позволяющие производить стопроцентный контроль изделий и автоматическое управление технологическими процессами с обраг-ной связью по качеству.

Весьма эффективными являются электромагнитные методы неразрушаю-щего контроля, так как они обладают высоким быстродействием, достаточной точностью, бесконтактны п позволяютполучить информацию о распределении физико-механических свойств изделия но его толщине. Очевидно, что при переналадке технологического процесса должна происходить и перенастройка системы контроля качества, поэтому процесс перенастройки диагностического оборудования должен выполняться также быстро, как и производящего. Однако применяемые до сегодняшнего дня методы настройки приборов электромагнитного иеразрушающего контроля с трудом поддаются автоматизации, так как связаны с изготовлением и экспериментальным исследованием большого количества эталонных настроечных образцов. Это требует значительных затрат времени, что делает невозможной быструю'переналадку системы контроля на новую задачу и сдерживает внедрение устройств электромагнитного контроля в систему комплексной автоматизации производства.

Значительно ускорить и автоматизировать процесс настройки системы диагностики позволит применение виртуального эталона - совокупности модели изделия, математической модели образования сигнала датчика и имитационной компьютерной модели. Виртуальный .эталон позволяет определять коэффициенты для настройки устройства электромагнитного контроля методом компьютерного эксперимента, что позволит значительно ускорить процесс переналадки системы диагностики. Однако широко внедрять компьютерное моделирование при помощи виртуального эталона не позволяет недостаточная теоретическая проработка взаимодействия электромагнитного поля с проводящим ферромагнитным материалом в применении к задачам иеразрушающего контроля (т.е. слабая математическая модель), а также недостаточно разработанные методы оценки информативности сиг налов системы контроля (это вызвано недостатками применяемых имитационных моделей), что приводит к использованию диагностических признаков, слабо связанных с закономерностями, определяющими процессы при поверхностном упрочнении.

Таким образом, диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-технической проблемы: применению виртуального эталона для настройки систем электромагнитного неразрушающего контроля, что позволяет автоматизировать процесс диагностики качества изделий.

Цель и основные задачи диссертационной работы. Основной целью диссертационной работы является автоматизация контроля качества, сокращение длительности процесса настройки и повышение точности приборов нераз-рушающего контроля. Для достижения поставленных целей предлагается создание трех математических моделей: модель электромагнитного накладного датчика, модель стального изделия с учетом распределения его свойств по толщине при поверхностном упрочнении, математическая модель образования сигнала датчика. Эти три модели, объединенные в имитационной компьютерной модели, составляют виртуальный эталон для настройки систем диагностики изделий.

В связи с этим возникла необходимость решения следующих научных и практических задач:

- создать математическую модель образовании сигнала электромагнитного датчика, учитывающую основные физические явления, определяющие этот сигнал;

- вывести из нее уравнения ЭДС датчика для основных гармоник тока возбуждения датчика и для комбинационных колебаний при многочастотном возбуждении для последующего использования их в имитационной модели;

- для идентификации и проверки модели экспериментально измерить зависимость электромагнитных параметров стальных изделий от факторов технологической обработки при поверхностном упрочнении;

- разработать имитационную модель процесса электромагнитного нераз-рушающего контроля качества поверхностного упрочнения;

- разработать методику применения разработанной имитационной модели для настройки приборов неразрушающего контроля.

Основные результаты и степень их научной новизны.

!. Уравнения ЭДС как для основных, так и для комбинационных колебаний, возникающей в электромагнитном датчике, расположенном над многослойной нелинейной ферромагнитной проводящей средой. В отличие от известных уравнений двухслойной модели изделия, описывающей только однородные упрочненный слой и неупрочненную основу, многослойная модель более достоверно описывают фактическое изменение свойств по толщине изделия при переходе от упрочненного слоя к неупрочиенному.

2. Критерий оценки применимости комбинационных колебаний для электромагнитного контроля, в тех случаях, когда они информативнее основных колебаний. Например, для стали 40Х, упрочненной борированием, информативность комбинационных колебаний в 2,5 раза выше, чем основных.

3. Обобщенная имитационная модель для настройки приборов неразрушающего контроля, разработанная на основе полученных математических моделей основных и комбинационных колебаний и позволяющая автоматизировать процесс настройки, а также определить наилучшие условия контроля с целью повысить его точность.

4. Метод улучшения условий неразрушающего контроля но результатам имитnurioniioiо моделирования, который в отличие от известных методов, основанных па анализе годографов внесенного сопротивления, позволяет в несколько раз повысить точность диагностики свойств изделий.

Методы исследовании. В диссертации применялись методы теории электромагнитного поля, математического анализа, преобразования Фурье, статистического и регрессионного анализа, планирования эксперимента.

Для обработки результатов экспериментальных исследований использовалось программное обеспечение статистическою и peí рессионного анализа.

Для реализации имитационной модели разрабоан специализированный 11 рограм мп ы й ком п леке.

Достоверность результатов исследовании. Достоверность результатов исследования достигается выбором хороню зарекомендовавшей себя теории взаимодействия электромагнитного поля с проводящим ферромагнетиком, а также за счет корректного применения методов математического анализа, моделирования, статистической обработки результатов. Общий объем имитационно-численных экспериментов, проведенных при решении различных задач и вариациях параметров модели, составил более 105 опытов. Обнаружено хорошее совпадение результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований.

Практическая значимость результатов работы. Рассмотренные в диссертации математическая и имитационная модели, составляющие виртуальный эталон, позволят автоматизировать и значительно ускорить процесс настройки' устройств диагностики, заменив изготовление и исследование большого количества настроечных образцов компьютерным моделированием, что позволят использовать эти устройства в системах автоматизации производства. Выделение из сигнала датчика информации о зазоре датчик-изделие, позволяет автоматизировано непосредственно процесс контроля путем поддержания неизменного зазора следящей системой. Для этого виртуальный эталон позволяет производить настройку контроля зазора.

Практически значимыми результатами диссертации являются:

- метод настройки систем для неразрушающего контроля качества упрочнения стальных изделий, базирующийся на методе виртуального эталона, позволяющий существенно ускорить процесс настройки этих систем;

- имитационной модель, позволяющая производить настройку устройств неразрушающего контроля, а также прикладные исследования в области влияния физико-механических и технологических факторов на результативность неразрушающего контроля;

- патент на электромагнитное устройство для многопараметрового контроля ферромагнитных изделий, использующее результаты, приведенные в диссертации;

- прибор для автоматизированного неразрушающего контроля качества упрочнения и зделий, внедренном на ОАО «Роствертол»;

- программа для персонального компьютера, реализующая имитационную модель и позволяющая производить настройку устройств неразрушающего контроля а также проводить исследования в виде компьютерного эксперимента.

Практическая значимость работы подтверждается тем, что часть работы выполнялась по гранту фундаментальных исследований в области энергетики и электротехники.

Апробация результатов диссертационной работы. Основные результаты диссертации доложены и опубликованы в материалах следующих конференций:

XIV международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем» - Воронеж, 2009.

II Международный семинар студентов аспирантов и ученых «Системный анализ, управление и обработка информации» - Дивноморск, 2011.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ и получен патент на изобретение. Из них 5 работ опубликованы в рецензируемых научных журналах и изданиях. Самостоятельными публикациями являются б работ, остальные опубликованы в соавторстве.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложена на 150 страницах машинописного текста, включая 55 рисунков, 7 таблиц и библиографию из 95 наименований, а также трех приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показаны актуальность и новизна темы диссертации, сформулированы основная цель и научные задачи исследования, обоснованы выбор объектов исследования, научная и практическая ценность полученных результатов, охарактеризован личный вклад автора в диссертационную работу. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе сделан обзор истории развития и современного состояния электромагнитного контроля и вопросов автоматизации измерений. Основное

внимание уделяется повышению точности контроля качества упрочнения изделий машиностроения.

Тонкий упрочненный поверхностный слой многократно повышает прочность и долговечность стальных изделий. Однако отклонение его параметров от оптимальных приводит к ухудшению характеристик изделии. Именно поэтому необходимо контролировать структуру и толщину упрочненного слоя. Осуществление стопроцентного неразрушающего контроля позволит не только изолировать брак, но и использовать устройство диагностики в составе автоматизированной системы управления технологическими процессами с обратной связью по качеству (рис. 1). Наиболее выгодным в отношении к поверхностному упрочнению является электромагнитный контроль, позволяющий контролировать все известные виды упрочнения. Кроме того, возможно получать информацию о величине зазора между датчиком и контролируемым изделием, что требуется для подержания неизменного зазора между датчиком и изделием при автоматизации процесса контроля.

Технологический процесс (ТП)

I НИ 11'К)Л'11<1'>ьу 'трпчЬньтнн

Система диагностики ^

Устройство контроля качества

/

ычеп ие\ко11 т/и а к/ух-ио,

I пи(нии'шри

Устройство

обработки информации

ГП~ *

.....\

■о

ь

ч Сг § «

§ с

I Предипы / допуски

Врнмя

Оповещение оператора

Центр обработки информации предприятия

Рис. 1. Структурная схема автоматизированного производственного участка с обратной связью по качеству изделия

Для электромагнитного неразрушающего контроля характерно наличие факторов, снижающих его точность (мешающие факторы), поэтому необходимы радикальные способы их подавления. Исследования показали, что различные факторы по-разному влияют на параметры синусоидального сигнала в зависимости от его частоты. Поэтому увеличение размерности сигнала - количества одновременно используемых рабочих частот - приводит к повышению точности, для этого был предложен принцип многочастотного формирования многомерного сигнала.

Практика показала, что отсутствует достаточно точная модель образования сигнала датчика, связывающая его со свойствами изделия через электромагнитные свойства стали. По этой причине каждая новая задача решалась исключительно экспериментально, процесс настройки устройств контроля требует изготовления и исследования большого количества настроечных эталонных образцов. Поэтому является актуальным создание математических и

7

имитационных моделей, использующих компьютеры, для создания виртуального эталона и методов быстрой настройки устройств диагностики с его помощью.

Во шорой I лаве приводятся математические модели, составляющие математическую основу виртуального эталона: модель электромагнитного датчика, модель многослойною изделия, а также модели образования сигналов датчика для основных и комбинационных колебаний.

В приборах нсразрушающего контроля в качестве накладного электромагнитного преобразователя часто используется датчик, показанный на рис. 2. Изделие с переменными по толщине (координате X) свойствами представляется состоящим из п тонких слоев, имеющих неизменные электромагнитные свойства: толщину Л, комплексную магнитную проницаемость /¿, электропроводность о, коэффициент Релея

Рис. 2. Электромагнитный датчик, расположенный над многослойной контролируемой средой

Датчик состоит из ферромагнитного сердечника с намотанными на нем возбуждающей и измерительной IV2 обмотками. Он расположен над контролируемым изделием с зазором 6. Результатом является магнитный поток, который протекает через контролируемое изделие и создает в датчике ЭДС, зависящую от свойств изделия.

7

х

Определим магнитное сопротивление электромагнитной волне контролируемого изделия, влияющее на поток. Электромагнитное поле в проводящей среде описывается уравнениями Максвелла:

го1Н = а-Ё^ го11г.~-рщП..

Дли схемы расположения датчика над контролируемой средой можно и*-ппса I ь I рамнчные условия:

Г" (!. ^' = 0, //, = 0. г/ с/.

Следовательно

¿.-о,- А;.= О,

ду г.\ ' Гг

Получаем уравнение

+ - /ицст/-.. к 0. г.т' сх~

которое является однородным уравнением I ельмгольца в декартовой системе координат:

д.х' ду

где пГ = -/соца.

Дальнейшее решение позволяет получить значение ')Д(' датчика в имитационной модели:

л ,ии, ( 1 1 Л + СУ,^ 4 А I .

Л = -¡¥¿1 ,//(о —+............-—г+'-у-Х• .....--Бт —

7, 2 тГ к Н+ .-(/„ 2

здесь и - магнитные сопротивления изделия для волн характеризующих форму электромагнитного поля между полюсами датчика, А, В и С - коэффициенты, характеризующие электромагнитные свойства слоев изделия.

Привод

Величина зазора

Датчик

Сигнал "датчика

Воздушный зазор '

777777ТЬ777?777

Устройство электромагнитной диагностики

Контролируемый параметр

Контролируемое изделие Рис. 3. Схема автоматического поддержания неизменной величины зазора

датчик-изделие.

Зазор, мод

-Иэмер.бкГц -Вычисп. 6 кГц ■Иэмер.20кГц ■ -«- - Вычисл. 20 кГц

50 100 150

Рис. 4. Сравнение сигналов моделированного и измеренного на образцах изделий при измерении зазора датчик-изделие.

При контроле протяженных изделий сложной формы необходимо автоматическое поддержание неизменной величины воздушного зазора датчик-изделие. Для этого устройство диагностики из сигнала датчика наряду с информацией о величине контроллируемого параметра, выделяет информацию о величине зазора для следящей системы (рис. 3). Поэтому является актуальным моделирование не только толщины упрочненного слоя (задача, наиболее востребованная на практике) но и величины зазора. Для примера на

рис. 4 приисдсно сравнение моделированных н измеренных на образцах изделий сигналов датчика. Хорошо видно практически полное их совпадение.

Упрощенно зависимость ЭДС основных колебаний от толщины упрочненного слоя определяется коэффициентом:

Квс„= 1^-1, (1) '

где и «г, соответствуют упрочненному слою, а и а, основе.

При упрочнении, вызывающем физические дефекты в кристалле железа, магнитная проницаемость (Л| и удельная электропроводность О] упрочненного слоя уменьшаются по сравнению с магнитной проницаемостью и удельной электропроводностью основной стали. Если ц и о изменяются пропорционально, то выражение стремится к нулю, и преобразователь теряет чувствительность к толщине упрочненного слоя. Это является причиной возникновения недопустимо большой ошибки при контроле толщины некоторых видов упрочнения по основным гармоникам сигнала преобразователя.

Решить проблему помогает использование комбинационных колебаний. При подаче в нелинейную среду двух синусоидальных (основных) колебаний с различными частотами /, и /, в ней возникают комбинационные колебания с частотами • /■/, где / и .7 целые числа. Исследование показало, что комбинационные колебания значительно информативнее основных, так как механизм их возникновения не связан с отражением электромагнитной волны. Упрощенно зависимость ЭДС комбинационных колебаний от толщины упрочненного слоя определяется коэффициентом

X; ....... Х|

Ккомбинац- + —^2) Х>

2а, + /Зр

где - а, - Д = -д/М'цст,, - а2 - ./'(3, = -д/усо^о, .

Тогда можно ввести критерий применимости комбинационных колебаний для контроля толщины упрочненного слоя:

д _ Ккомбинац ^

Коси

Таким образом, выражение (3) является критерием применимости комбинационных колебаний для повышения точности контроля. Например, для стали 40Х, упрочненной борированием, /7=7,5. Реальная информативность ком-

бинационных колебаний оказалась в 2,5 раза выше основных, что говорит о достоверности предложенного критерия.

Влияние каждого фактора на сигнал датчика удобно представлять нормированным к частоте / сигнала передаточным коэффициентом этого фактора, например передаточный коэффициент толщины упрочненного слоя 1г.

_ А дС(Л

"V п, ■

На рис. 5 показана АЧХ отношения передаточного коэффициента толщины упрочненного слоя к передаточному коэффициенту зазора (важный мешающий фактор). Это отношение можно считать отношением сигнал/помеха при контроле толщины упрочненного слоя. Из графика видно, что это отношение для комбинационных колебаний вдвое лучше, чем для основных в широком диапазоне частот.

Рис. 5. АЧХ отношения передаточного коэффициента толщины упрочненного слоя к передаточному коэффициенту зазора для основных и комбинационных

колебаний.

Расчет ЭДС комбинационных колебаний в слабых полях производится с учетом коэффициента Релея х, учитывая, что электромагнитные свойства слоев изделия изменяются по глубине (рис.2). Решение двумерного дифференциального уравнения Гельмгольца для каждого ¡-го слоя модели имеет вид:

II, = [4 ехР( -.№> - С* «Р( А* *)]соз

С0Ц, к

В модели выбирается большое количество настолько тонких слоев, что напряженность поля можно считать неизменной для каждого из них. Напряженность поля в указанных точках определяется как функция времени:

//„4 =//в(81п(2-я •/*•').

Индукция магнитного поля и точке х, в момент времени /,, определяется уравнением Релея для суммы частот:

Рабочий поток магнитной индукции в контролируемом изделии, рассчитывается заменой интеграла суммой по слоям:

где Фр есть дискретная функция времени.

Гармоническим анализом переменного магнитного потока определяются составляющие потока комбинационных колебаний, а зная магнитный ноток комбинационных колебаний, можно определить их ЭДС при помощи уравнений для основных колебаний.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований электромагнитных и физико-механических свойств образцов и измерения АЧХ сигналов датчика на образцах изделий. Результаты этих исследований использованы для актуализации модели, составляющей виртуальный эталон.

Толщина стравленного слоя, мкм Рис. 6. Наиболее типичные зависимости изменения свойств по толщине

Для экспериментального определения АЧХ сигналов датчика были проведены измерения на 36 образцах, упрочненных наклёпом с вариацией различных технологических параметров, что позволило получить широкий диапазон факторов, как подлежащих контролю - толщины упрочненного слоя и механических сжимающих напряжений в упрочненном поверхностном слое, так и мешающих. Цель данного эксперимента - получить зависимость АЧХ ЭДС

датчика, установить их связь с физико-механическими свойствами образцов и использовать эту связь для идентификации модели.

На рис. 6 показаны наиболее типичные АЧХ, иллюстрирующие три основных типа зависимости свойств изделия по толщине: нормальное упрочнение, недостаточное упрочнение, разупрочнение. Аналогичным образом изменяются по глубине и механические свойства изделий - поверхностные напряжения, измеренные на этих образцах.

Набор значений контролируемого параметра

Случайны? значения мешающих факторов

Режимы и условия процесса контроля

Погрешности и помехи

Виртуальный образец

Виртуальный измерительный прибор

Математическая модель

Датчик Изделие Распространение электромагнитного поля в изделии. Образование сигнала датчика

^Виртуальный эталон

Сигнзлы датчика, «измеренные на образцах» с заданными свойствами

Рис. 7. Структурная схема виртуального эталона

В четвертой главе описана имитационная составляющая виртуального эталона, а также его применение для настройки устройств неразрушающего контроля и метода оценки ошибки контроля. Основываясь на величине этой ошибки, предлагаются способы улучшения точности модели и условий контроля с целью повышения точности. При этом производится имитация виртуального прибора дня неразрушающего контроля, виртуальных образцов, ЭДС сигналов измерительного преобразователя, вычисление коэффициентов настройки прибора на основе линейной регрессионной модели по сигналам основных и комбинационных колебаний, а также определяется ошибка контроля на виртуальных проверочных образцах.

Имитационная модель виртуального эталона реализована в виде программы для ЭВМ и представляет собой набор из исполняемого модуля, файла описания моделей датчика и изделия и файла данных.для задания режимов и параметров моделирования. Структурная схема виртуального эталона показана на рис. 7. При моделировании значения контролируемого параметра варьируются детерминировано, а значения мешающих факторов - случайно (в задан-

пых пределах) с учетом распределения электромагнитных свойств но толщине изделия. Таким образом, формируется виртуальный образец изделия. Набор значений размеров датчика, рабочих частот, токов возбуждения, погрешностей и электрических помех образует виртуальный измерительный прибор. Все эти параметры учитываются в соответствующих математических моделях при вычислении сигнала датчика. С полученным набором сигналов датчика, соответствующим варьируемым значениям контролируемого параметра производится построение регрессионных моделей, коэффициенты которых можно использовать для настройки приборов неразрушающего контроля, а также для проведения различных вычислительных экспериментов.

Рис. 8. Структурная схема вычислительного блока ЭДС сигналов измерительного преобразователя

На рис. 8 показан алгоритм применения виртуального эталона для настройки устройств неразрушающего контроля. В системе создается два набора виртуальных образцов - настроечные (эталонные) и проверочные. Настроечные образцы используются для построения регрессионной модели связи сигналов датчика с контролируемыми факторами. Далее в это уравнение подставляются значения сигналов, полученные на проверочных образцах. Гак имитируется процесс измерения контролируемого параметра прибором для неразрушающего контроля (виртуальный измерительный прибор). Результат этой операции - показания прибора, получающиеся при измерении образца

изделия, не участвовавшего в настройке. Оба набора виртуальных образцов могут различаться между собой по параметрам моделирования, то позволяет определять наилучшие условия контроля и параметры модели.

Далее приводятся некоторые результаты, полученные исследованиями на виртуальном эталоне.

Количество слова

Рис. 9. Зависимость ошибки модели от количества слоев разбиения

Пример оптимизации количество слоев разбиения модели показан на рис. 9. По мере роста числа слоев, точность математической модели растет, но вместе с тем растет и вычислительная погрешность. В результате появляется минимум ошибки, дшоший оптимальное в данных условиях число слоев разбиения образца.

Па рис. 10 приведены ЛЧХ передаточного коэффициента толщины упрочненного слоя (для разных его значений) А, характеризующего чувствительность датчика к этому параметру. Практика показала, что из этих графиков можно определить диапазон, в котором должны лежать рабочие частоты, но его недостаточно для выбора наиболее информативных частот. Поэтому были промоделированы и определены оптимальные спектры возбуждения датчика для контроля толщины упрочненного слоя.

Для этого был выделен диапазон частот 500-20000 Гц наибольшей чувствительности к толщине упрочненного слоя (при ее номинальном значении 400 мкм). В этом диапазоне выбрано 10 частот, равномерно распределенных на логарифмической оси частот (большее число частот приводит к тому, что близкие по частоте сигналы оказываются линейно зависимы) и на них промоделированы сигналы датчика. После этого методом полного перебора были исследованы все варианты регрессионных моделей, включающих все сочетания частот от одной до десяти, и выбрана та из них, которая дает наибольшую точность. Эксперимент был повторен для пяти групп образцов, различающихся значениями мешающих факторов, отклонений электромагнитных свойств от

нормы и помех. По этим данным была построены гистограмма вероятности включения тех или иных частот в оптимальную модель, рис. 11.

I -*-Ь=200мш Ь=400 мкм -»-^=600 мш

■•• Н=800 мш • • *- • Ь= 10ОО мкм_ • Ь=2000_мкм Рис. 10. Частотные характеристики модуля передаточного коэффициента толщины упрочнённого слоя

В результате компьютерного эксперимента можно уверенно выделить частоты. наиболее часто включаемые в регрессионную модель - 2,5; 6 и 9 кГц. С меньшей вероятностью в спектр включаются частоты I; 13 и 20 кГц. Проверка этой гипотезы показала, что при использовании для контроля указанных частот, величина погрешности составила 6,2%, а при использовании набора частот: 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 9 кГц, лежащих, согласно рис. 10 в облает и максимальной чувствительности датчика, погрешность измерения толщины упрочненного слоя составила 7,4%.

Составляющая спектра, кГц Рис. 11. Вероятность включения в оптимальный спектр сигнала датчика каждой из отдельных частот при измерении толщины упрочненного слоя в пяти группах образцов

Таким образом, можно дать рекомендацию для определения наилучших условий контроля: в каждом конкретном случае необходимо настроить параметры моделирования для получения минимальной погрешности модели (см. рис. 9), после этого определить диапазон частот, наиболее чувствительных к контролируемому параметру (при наличии сильнодействующего мешающего фактора целесообразно определять диапазон частот из отношения передаточных коэффициентов контролируемого параметра и мешающего фактора, см. рис. 5), а затем искать наиболее информативные частоты в этом диапазоне.

Заключение содержит основные выводы о результатах работы. Разработана имитационная модель пригодная для настройки приборов неразрушаю-щего контроля. Генерация виртуальных образцов и их использование для построения и оценки точности регрессионной модели позволяет определить условия контроля без изготовления и исследования реальных изделий. Использование имитационной модели позволяет значительно ускорить процесс настройки систем диагностики и делает возможным их применение в составе автоматизированного производства.

Разработана математическая модель образования сигнала электромагнитного датчика, расположенного над многослойной проводящей ферромагнитной средой для основных к комбинационных колебаний.

Комбинационные колебания в ряде случаев могут оказаться намного чувствительнее к толщине упрочненного слоя, чем основные. На основе этого введен критерий оценки применимости комбинационных колебаний для электромагнитного контроля толщины поверхностного упрочнения стальных изделии.

Экспериментально изучены электромагнитные параметры стали 40ХНМА, упрочненной наклепом, в зависимости от факторов технологической обработки. На основании этих данных сформированы конфигурация и свойства имитационной модели и виртуальных образцов.

Использование имитационной модели позволяет найти оптимальный спектр возбуждения датчика, Что позволяет повысить точность контроля.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Анисимов С.Д. Имитационное моделирование сигналов для проектирования и настройки многопараметровых электромагнитных средств неразру-шающего контроля / С. Д. Анисимов, И. Е. Рогов // Дефектоскопия. - 1996. -№10. - С.бЗ-68. (лично автором 2 с.)

2. Электромагнитный неразрушающий контроль упрочненного слоя на поверхности стальных изделий / С.Д. Анисимов, ЛИ. Ананченко, И.Ю. Вино-

гр адова, И.Е. Рогов // Дефектоскопия. - 2000. - №1. - С. 18-30. (лично автором 3

с.)

3. Оптимизация модели упрочненного слоя при поверхностном упрочнении / С. Д. Анисимов, А. А. Лаврентьев, В. С. Ковалева, И. Е. Рогов // Вестник Дон. Гос. Техн. ун-та. - 2009. -Т.9, №2(41). - С.208-216. (лично автором 5 с.)

4. Анисимов С.Д. Возможности электромагнитного преобразователя для многопараметровой структуроскопии стальных изделий / С. Д. Анисимов, Л.

H. Ананченко, И. Е. Рогов // - Дефектоскопия. - 2009. №6. - С.43-50. (лично автором 2 с.)

5. Рогов И.Е. Имитационное моделирование в системах автомат изации диагностики изделий мшшшостроения / И .Е. Рогов, А. Л. Лаврентьев. С. Д. Анисимов // - Вестник Дон. Гос. Техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, №7(50). - С. 10571065. (лично автором 5 с.)

Публикации в других изданиях

6. Пат.2112967 Россия, МКИ6 G 01 N 27/85. Электромагнитное устройство для мпогопараметрового контроля ферромагнитных изделий / С. Д. Анисимов, Л. Н. Ананченко, И. Е. Рогов. - № 96121851/28; Заявл. 10.11.96; Опубл. 10.06.98, Б юл. № 16. - 6 с. (лично автором 3 с.)

7. Создание математической модели и программы ЭВМ для расчета комбинационных колебаний сигналов электромагнитных датчиков: отчет о НИР по гранту фундаментальных исследований в области энергетики и электротехники /ДГТУ; - Ростов-на-Дону, 2001. - 16 с. - Исполнители: Рогов И.Е., Анисимов С .Д., Ананченко Л.Н., Голубова Г.С., Виноградова И.Ю. - № ГР 01.980006915 инв. № 02200300133. (лично автором 4 с.)

8. Anisimov S.D. Simulation modelling the signals for designing and adjusting the multiparameter electromagnetic nondestructive testing devices / S. D. Anisimov,

I. E. Rogov // Russian Journal of Nondestructive Testing. - 1996. - №10. - P.63. (лично автором 2 с.)

9. Nondestructive electromagnetic testing of hardened layers on surfaces of steel components / S. D. Anisimov, L. N. Ananchenko, I. Yu. Vinogradova, I. E. Rogov // Russian Journal of'Nondestructive Testing. - 2000. - №1. - P.12-21. (лично автором 3 с.)

10. Anisimov S. D. Capability of an electromagnetic transducer for multiparameter structuroscopy of steel components / S. D. Anisimov, L. N. Ananchenko, I. E. Rogov // Russian Journal of Nondestructive Testing. -2009. - vol. 45, n 6. - P. 399-404. (лично автором 2 с.)

11. Анисимов С.Д Промышленным контроль качества поверхностного упрочнения в широком диапазоне изменения зазора / С. Д. Анисимов, С. С. Светашев, И. Е. Рогов // — Методы и приборы автоматического неразрушаю-щего контроля. Электромагнитные методы / Рижский политехи, ин-т, 1988, с.67-71. (лично автором 1 с.)

12. Рогоп И.Е. Оптимизация спектра возбуждения датчика в приборах автомат чес ко го неразрушающего контроля / И. Е. Рогов // Диагностика и управление в технических системах: межвуз.сб.науч.ст./ДГТУ. - Ростов

н/дит -С.88-91.

13. Рогов ИТ,. Модель электромагнитного датчика с немагнитной проводящей вставкой / И. Е. Рогов // Диагностика и управление в технических системах: межвуз.сб.науч.ст./ДГТУ. - Ростов н/Д,1998. - С.92-96.

14. Рог ов И.Е. К вопросу оценки точности решения некорректной обратной задачи с помощью имитационного моделирования на ЭВМ / И. П. Рогов // Ученые записки ИУБиП. 4.1: Педагогика, психология, социология. Естественные пауки: межвуз. сб. науч.тр. / Ин-т упр.бизнеса и права. - Ростов н/Д,1999. -Вып. 1.- С.161-164.

15. Рогов И. Е. Использование имитационной модели для анализа применимое! и комбинационных колебаний в неразрушающем контроле / И. Е. Рогов Н Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических п программно-телекоммуникацнонных систем: сб. тр. по итогам XIV междунар. открытой науч. конф. - Воронеж, 2009. - Вып. 14: Анализ и синтез

систем. - С. 335-340.

16. Рогов И. Е. Применение имитационного моделирования в разработке и исследовании средств неразрушающего контроля / И. Е. Рогов // Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях: сб. тр. по итогам XIV междунар. открытой науч. конф. - Воронеж, 200'). - Вып. 14: Моделирование и социальные технологии. - С. 247-253.

17. Рогов И.Е. Применение виртуального эталона в настройке устройств токовихревой диагностики / И. Е. Рогов // Системный анализ, управление и обработка информации: тр. 2-го междунар. семинара студентов, аспирантов и ученых. - Ростов н/Д, 2011. - С. 21-30.

18. Рогов И.Е., Анисимов С.Д., Лаврентьев A.A. Идентификация модели упрочненного слоя при имитационном моделировании / И. Б. Рогов // Системный анализ, управление и обработка информации: тр. 2-го междунар. семинара студентов, аспирантов и ученых. - Ростов н/Д, 2011, - С. 38-45. (лично автором 5 с.)

В печать24.11.П.

Объем 1 усл.п.л. Офсет. Формат 60><84/16 Бумага тип №3. Заказ № 615. Тираж 100 экз.

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344000, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина, 1.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:.

ГЛАВА 1.

ГЛАВА 2.

2.1. Модель электромагнитного датчика с немагнитной проводящей вставкой

2.2. Математическая модель образования сигнала датчика, расположенного над многослойной проводящей ферромагнитной средой для основных колебаний.

2.3. критерий применимости комбинационных колебаний в неразрушающем контроле.

2.4. Математическая модель сигнала электромагнитного датчика для комбинационных колебаний.

Диссертация посвящена применению виртуального эталона для настройки сиситем диагностики изделий машиностроения, что позволит ускорить процесс настройки и повысить точность диагностики.

Для достижения поставленной цели развиты теория образования сигнала датчика, расположенного над многослойной нелинейной ферромагнитной средой, имитационная модель образования сигнала датчика и получения виртуального эталона. А также метод применения виртуального эталона для настройки систем диагностики и нахождения наилучших условий их работы.

Результаты апробированы при расчете виртуальных образцов для определения оптимальных условий контроля изделий, что было применено в приборе для неразрушающего контроля качества, внедренном на заводе «Квант». По результатам работы получен патент на изобретение.

Показано, что применение виртуального эталона позволяет существенно ускорить процесс настройки приборов неразрушающего контроля, а также найти оптимальные условия контроля для повышения его точности.

Актуальность темы

Современное промышленное производство вне зависимости от его серийности характеризуется быстрой и регулярной модификацией изделий. Например (по зарубежным данным) в автомобильной промышленности принципиальное обновление модельного ряда происходит раз в три года. При этом в течение этого временного интервала ведется непрерывное совершенствование продукции.

В результате технологические процессы на производстве претерпевают постоянные изменения. Даже если форма и размеры изделия остаются неизменными, изменяется материал, его физико-механические характеристики, способы и режимы обработки. То есть речь идет о гибком автоматизированном производстве (ГАП), изменяющем свои параметры и конфигурацию в процессе работы. Естественно, что в таких условиях должен производиться 100%-ный контроль качества продукции.

Введение обратной связи - управления технологическим процессом по качеству продукции - дает следующие преимущества:

1. 100%-ный контроль качества;

2. Ускорение переналадки технологического процесса, особенно при применении новых методов обработки изделий;

3. Варьирование и обеспечение оптимальности технологического процесса при вариации входных параметров (например, при вариации химического состава материала и, следовательно, его физико-механических свойств, в случае использования вторично переработанных ресурсов в качестве сырья).

4. Подналадка технологического процесса при непрерывном изменении параметров оборудования (рис. 1).

Рис.1. Структурная схема автоматизированного производственного участка с обратной связью по качеству изделия

В ряде случаев один производственный участок может снабжаться несколькими устройствами неразрушающего контроля, например, для разделения различных классов брака (рис. 2).

Годные Брак 1 Брак 2 Брак 3

Рис.2. Структурная схема автоматической разбраковки изделий по классам брака

Очевидно, что при переналадке технологического процесса должна происходить и перенастройка системы контроля качества (рис.3), поэтому процесс перенастройки системы контроля качества должен проходить также быстро, как и процесс перенастройки производящего оборудования.

Во многих случаях важные детали машин и механизмов, испытывающие значительные нагрузки, изготавливаются из сталей, упрочняемых различными технологическими операциями: поверхностная закалка и отпуск токами высокой частоты (ТВЧ), химико-термическое диффузионное упрочнение, плазменно-диффузионное покрытие, лазерная термическая обработка, упрочнение наклепом, нанообработка и др. Все эти методы приводят к структурно-фазовому изменению состояния стали на поверхности и её упрочнению. Тонкий упрочненный поверхностный слой многократно повышает прочность и долговечность стальных изделий. Однако отклонение его параметров от оптимальных приводит к ухудшению характеристик изделия. Именно поэтому необходимо контролировать структуру и толщину упрочненного слоя.

Весьма эффективными являются электромагнитные (токовихревые) методы неразрушающего контроля, так как они обладают высоким быстродействием, достаточной точностью, бесконтактны и позволяют получить информацию не только о свойствах поверхности изделия, но и о распределении физико-механических свойств изделия по его толщине. Очевидно, что при переналадке технологического процесса должна происходить и перенастройка системы контроля качества, поэтому процесс перенастройки диагностического оборудования должен выполняться также быстро, как и производящего.

Рис.3. Структурная схема гибкого автоматизированного производства и контроля качества

К сожалению, применяемые до сегодняшнего дня методы настройки приборов электромагнитного неразрушающего контроля с трудом поддаются автоматизации, так как связаны с изготовлением и экспериментальным исследованием настроечных эталонных образцов с известными (а зачастую и наперед заданными) свойствами. Изготовление необходимого количества образцов и исследование их физико-механических и электромагнитных свойств требует значительных затрат времени, что делает невозможной быструю переналадку системы контроля на новую задачу. Поэтому подобные глубокие исследования выполняются только для крупносерийного производства, а в остальных случаях используется упрощенная настройка, приводящая к значительному снижению точности контроля и не позволяющая надежно контролировать такие параметры изделий, как, например, толщина упрочненного слоя.

Кроме того, необходимо обеспечить автоматизацию самого процесса измерений, например, поддерживать требуемую величину зазора между датчиком и изделием сложного профиля при помощи автоматической следящей системы (рис. 4). А для этого требуется от того же устройства электромагнитного неразрушающего контроля с высокой точностью получать информацию не только о величине контролируемого параметра, но и о текущем зазоре.

Контролируемое изделие

Рис.4. Схема автоматического поддержания неизменной величины зазора датчик-изделие

Автоматизировать процесс настройки системы диагностики позволит применение в процессе настройки виртуального эталона - совокупности модели датчика, модели изделия с учетом распределения его свойств по толщине при поверхностном упрочнении, математической модели образования сигнала датчика и имитационной компьютерной модели, вычисляющей коэффициенты настройки диагностического оборудования. Виртуальный эталон позволяет моделировать сигналы датчика на виртуальных образцах с заданными свойствами методом компьютерного эксперимента, что позволит значительно ускорить и автоматизировать процесс переналадки системы диагностики.

Однако широко внедрять компьютерное моделирование при помощи виртуального эталона не позволяет недостаточная теоретическая проработка взаимодействия электромагнитного поля с проводящим ферромагнитным материалом в применении к задачам неразрушающего контроля (т.е. слабая математическая модель), а также недостаточно разработанные методы оценки информативности сигналов системы контроля (это вызвано недостатками применяемых имитационных моделей), что приводит к использованию диагностических признаков, слабо связанных с закономерностями, определяющими процессы при поверхностном упрочнении.

Таким образом, диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-технической проблемы: применению виртуального эталона для настройки систем электромагнитного неразрушающего контроля, что позволяет автоматизировать процесс диагностики качества изделий.

Научная новизна

В диссертации впервые в научной практике разработаны уравнения сигнала датчика для комбинационных колебаний, несущих информацию о структуре упрочненного поверхностного слоя стального изделия. Использование этих уравнений позволило создать имитационную модель процесса неразрушающего контроля и определило новизну всех основных результатов диссертации. В частности впервые:

1. Выведены уравнения ЭДС как для основных, так и для комбинационных колебаний, возникающей в электромагнитном датчике, расположенном над многослойной нелинейной ферромагнитной проводящей средой. В отличие от известных уравнений основных колебаний для двухслойной модели изделия, описывающей только однородные упрочненный слой и неупроч-ненную основу, многослойная модель более достоверно описывают фактическое изменение свойств по толщине изделия при переходе от упрочненного слоя к неупрочненному.

2. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден критерий оценки применимости комбинационных колебаний для электромагнитного контроля, в тех случаях, когда они информативнее основных колебаний. Например, для стали 40Х, упрочненной борированием, информативность комбинационных колебаний в 2,5 раза выше, чем основных.

3. На основе полученных математических моделей основных и комбинационных колебаний разработана обобщенная имитационная модель настройки приборов неразрушающего контроля, позволяющая автоматизировать процесс настройки, а также определить наилучшие условия контроля с целью повысить его точность.

4. Предложен метод улучшения условий неразрушающего контроля по результатам имитационного моделирования, который в отличие от известных методов, основанных на анализе годографов внесенного сопротивления, позволяет в несколько раз повысить точность диагностики свойств изделий.

Практическая ценность

Рассмотренные в диссертации математическая и имитационные модели, составляющие виртуальный эталон, позволят избежать весьма трудоемкого изготовления и исследования большого количества настроечных образцов, заменяя реальные измерения компьютерным моделированием. В некоторых случаях проводить соответствующие экспериментальные исследования вообще невозможно, ввиду невозможности изготовить образцы изделия с заранее заданными значениями определенных параметров (например, вариаций составляющих спектра комплексной магнитной проницаемости стали). Имитационное моделирование с использованием виртуального эталона позволяет проводить также и подобные исследования.

Практически значимыми результатами диссертации являются:

1. Введение в практику неразрушающего контроля комбинационных колебаний существенно повышает его точность.

2. Использование имитационной модели позволяет проводить прикладные исследования в области влияния физико-механических и технологических факторов на результативность неразрушающего контроля.

3. Применение методов настройки систем для неразрушающего контроля качества упрочнения стальных изделий, базирующихся на методе виртуального эталона, дает возможность широко внедрять эти системы контроля в гибкие автоматизированные производства.

4. Получен патент на электромагнитное устройство для многопарамет-рового контроля ферромагнитных изделий, использующее результаты, приведенные в диссертации.

5. Результаты работы были положены в основу прибора для неразрушающего контроля качества наклепа лонжеронов вертолетного винта, внедренном на ОАО «Росвертол».

6. Создана программа для персонального компьютера, реализующая имитационную модель и позволяющая проводить исследования в виде компьютерного эксперимента. В частности с ее помощью определены оптимальные условия для неразрушающего контроля изделий, приведенные в работе.

Практическая значимость работы подтверждается тем, что часть работы выполнялась по гранту фундаментальных исследований в области энергетики и электротехники.

Общей целью настоящей работы является сокращение длительности процесса настройки приборов неразрушающего контроля и повышение их точности. Для достижения поставленных целей предлагается создание трех математических моделей. Первая модель - модель электромагнитного накладного датчика. Вторая модель - модель стального изделия с учетом распределения его свойств по толщине при поверхностном упрочнении. Третья модель - математическая модель образования сигнала датчика многопа-раметрового электромагнитного (токовихревого) контроля с многочастотным формированием сигнала. Эти три модели, объединенные в имитационной компьютерной модели, составляют виртуальный эталон для настройки систем диагностики изделий.

В связи с этим возникла необходимость решения следующих научных и практических задач:

1. Создать математическую модель образования сигнала электромагнитного датчика, учитывающую основные физические явления, определяющие этот сигнал

2. Вывести из нее уравнения ЭДС датчика для основных гармоник тока возбуждения датчика и для комбинационных колебаний при многочастотном возбуждении для последующего использования их в имитационной модели.

3. Для идентификации модели экспериментально измерить зависимость электромагнитных параметров стальных изделий от факторов технологической обработки при поверхностном упрочнении.

4. Разработать имитационную модель процесса электромагнитного не-разрушающего контроля качества поверхностного упрочнения.

5. Разработать методику применения разработанной имитационной модели для настройки приборов неразрушающего контроля.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Создание математической модели образования сигнала датчика для основных колебаний.

2. Создание математической модели образования сигнала датчика для комбинационных колебаний.

3. Создание имитационной модели процесса электромагнитного неразрушающего контроля.

4. Применение имитационной модели для разработки методов повышения точности неразрушающего контроля.

5. Разработка программного обеспечения (ПО), реализующего имитационную модель и позволяющего проводить вычислительные эксперименты.

Личный вклад автора в диссертационную работу

Лично автором разработаны уравнения датчика для основных и комбинационных колебаний; разработаны математическая и имитационная модели образования сигнала в датчике; написана программа, реализующая имитационную модель; произведена имитация «виртуальных» образцов и настройка устройства контроля по «виртуальным» образцам; выполнены измерения АФЧХ сигналов датчика на образцах реальных изделий для подстройки имитационной модели под параметры реальных изделий; на имитационной модели исследованы условия повышения ее точности. Также автор принимал участие в разработке, настройке, внедрении и опытной эксплуатации устройства неразрушающего контроля качества изделий на заводе «Росвертол».

Использование ЭВМ

Имитационная модель реализована в виде программы для ЭВМ и позволяет имитировать сигналы датчика на образцах изделий (создание «виртуальных» образцов), настраивать по этим образцам устройство неразрушающего контроля (построение регрессионной модели), определять погрешность контроля, а также настраивать устройство неразрушающего контроля по реальным образцам изделий. Также программа имитационного моделирования позволяет определять оптимальные условия неразрушающего контроля. Значительная часть работы (кроме исследования реальных образцов изделий) производилась в виде компьютерного эксперимента.

1. Основные результаты диссертации доложены и опубликованы в материалах следующих конференций:

XIV международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем» - Воронеж, 2009.

II Международный семинар «Системный анализ, управление и обработка информации» - Дивноморск, 2011.

2. Результаты диссертации были положены в основу прибора для нераз-рушающего контроля качества упрочнения изделий, внедренном на ОАО «Росвертол».

3. По результатам работы получен патент на изобретение.

Структура диссертации

Работа состоит из введения, четырех глав, ваключения, изложена на 150 страницах машинописного текста, включая 55 рисунков, 7 таблиц и библиографию из 95 наименований.

Во ВВЕДЕНИИ показаны актуальность и новизна темы диссертации, сформулированы основная цель и научные задачи исследования, обоснованы выбор объектов исследования, научная и практическая ценность полученных результатов, охарактеризован личный вклад автора в диссертационную работу. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В ПЕРВОЙ сделан обзор истории развития и современного состояния электромагнитного контроля и вопросам автоматизации измерений. Основное внимание уделяется повышению точности контроля качества упрочнения изделий машиностроения. Характеризуется сложившаяся ситуация, конкретизируются задачи исследования.

Во ВТОРОЙ главе приводятся математические модели, составляющие математическую основу виртуального эталона: модель электромагнитного датчика, модель многослойного изделия, а также модели образования сигналов датчика для основных и комбинационных колебаний.

Во ТРЕТЬЕЙ главе приведены результаты экспериментальных исследований электромагнитных и физико-механических свойств образцов и измерения АФЧХ сигналов датчика на образцах изделий. Результаты этих исследований использованы для актуализации модели, составляющей виртуальный эталон.

В ЧЕТВЕРТОЙ главе описана имитационная составляющая виртуального эталона (рис.7), а также его применение для настройки устройств нераз-рушающего контроля и метода оценки ошибки контроля. Основываясь на величине этой ошибки, предлагаются способы оптимизации модели по точности и затрачиваемым вычислительным ресурсам, а также для улучшения условий контроля с целью повышения его точности.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ дана сводка основных результатов и выводов, полученных в диссертации.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 18 работ [26, 27, 38, 48, 49, 52-54, 62, 63, 65, 67, 69, 71, 72, 93, 94, 95] и получен патент на изобретение [36].

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 2

Влияние толщины упрочненного слоя на основные гармоники обусловлено двумя процессами: отражением основных волн на границе между упрочненным слоем и основным металлом и затуханием волны в упрочненном слое. В результате упрочнения образуется слой с такими электромагнитными свойствами, которые дают слабое отражение на границе раздела слоев. Поэтому влияние толщины упрочненного слоя в основных гармониках слабо.

Комбинационные колебания возникают в магнитомягкой части основного металла даже в отсутствии отражения, и их сигнал однозначно связан с толщиной упрочненного слоя из-за затухания этих волн в упрочненном слое.

Несмотря на то, что комбинационные колебания сильнее основных подвержены мешающему влиянию зазора между датчиком и контролируемым изделием, они ещё большему влиянию, по сравнению с основными колебаниями, подвержены со стороны наиболее востребованного на практике контролируемого фактора - толщины упрочненного слоя. Поэтому отношение полезного сигнала к помехе в них выше, чем в основных гармониках. Использование комбинационных колебаний компонентой многомерного сигнала повышает точность неразрушающего контроля толщины упрочненного слоя.

Создание математической модели и программы ЭВМ для расчета основных и комбинационных колебаний сигналов электромагнитных преобразователей позволяет использовать их в имитационной модели виртуального эталона.

ГЛАВА 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ НАСТРОЙКИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ И ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛЕЙ

ЗЛ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ПО ТОЛЩИНЕ

ОБРАЗЦОВ ИЗДЕЛИЙ

Любая поверхностная обработка материала подразумевает некоторое изменение его свойств в поверхностном слое определенной толщины по отношению ко всему оставшемуся объему основного материала. Однако резкой границы перехода от упрочненного слоя к неупрочненной основе не существует. Также свойства самого упрочненного слоя могут изменяться по глубине, т.к. любая поверхностная обработка действует с поверхности изделия вглубь.

С целью изучения распределения электромагнитных и физико-механических свойств по толщине поверхностно упрочненного изделия были проведены следующие исследования.

Измерения распределения электромагнитных свойств наклепанных образцов из стали 40ХНМА по глубине, а также толщины упрочненного слоя производились при послойном стравливании участка наклепанного образца изделия с последующим измерением ЭДС электромагнитного преобразователя на образце. Поскольку и электромагнитные и физико-механические свойства изделия определяются его структурой, то можно считать, что изменяющимся по толщине образца электромагнитным свойствам соответствует упрочненный слой, физико-механические свойства которого изменяются.

При достижении неупрочненной основы, изменение электромагнитных свойств изделия, также как и физико-механических прекращается.

Исследуемый образец (рис. 3.1) представлял отрезок эллиптичесокй трубы 1, разрезанной вдоль большей оси эллипса (так, что получилось полукольцо), внешняя поверхность которой была упрочнена наклепом. С внутренней стороны образца приклеивалась специальная цилиндрическая вставка 3, являющаяся базовой поверхностью для измерения толщины стравленного слоя. Вся внешняя поверхность образца кроме исследуемого участка наклепанной поверхности 1 и верхнего торца цилиндрической вставки 4, покрывалась кислотостойким и теплостойким лаком. Образец погружался в электролит таким образом, чтобы базовая поверхность оставалась не погруженной. Таким образом, производилось послойное стравливание тонкого слоя с участка поверхности упрочненного слоя 1 образца. Толщина снятого слоя определялась микрометром относительно плоскости - торцевой поверхности 4 цилиндрической вставки 3. 2 2

Рис. 3.1. Конфигурация образца, подвергаемого травлению

Каждый раз после снятия очередного слоя металла температура образца стабилизировалась в водяной ванне, что исключало влияние колебаний температуры образца на сигнал электромагнитного преобразователя. После стравливания очередного слоя металла на участке 1 исследуемого образца измерялся сигнал накладного П-образного датчика по схеме на рис. 3.4. Таким образом, получались взаимосвязанные значения и , 11; • соэф! + ] • 11; • БШф; | исследуемого слоя от поверхности образца, после очередного травления. По полученным данным строился график 11} = f(Ь), отображающий изменение сигнала электромагнитного преобразователя по глубине наклепанного слоя. Поскольку влияние остальных факторов было исключено, электромагнитный сигнал в этом случае зависел от р. и о тонкого поверхностного слоя исследуемого образца. Примеры экспериментально полученных графиков зависимостей 11} = Г(Ь) приведены в Приложении 1.

Помимо этого, на аналогичных наклепанных образцах (изготовленных по программе, показанной на рис.3.3) измерялось распределение остаточных напряжений по глубине упрочненного слоя (эпюры остаточных напряжений) по действующей на заводе методике. Некоторые из полученных эпюр приведены Приложении 2.

На рис. 3.2 показаны наиболее типичные графики, иллюстрирующие три основных типа зависимости свойств изделия по толщине: нормальное упрочнение, недостаточное упрочнение, разупрочнение. Аналогичным образом изменяются по глубине и механические свойства изделий - поверхностные напряжения, измеренные на образцах.

Анализ результатов этих исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Упрочненный поверхностный слой не имеет резкой границы, отделяющей его от основного материала.

2. Изменения электромагнитных свойств изделия по толщине аналогично изменению его физико-механических свойств.

Рис. 3.2. Наиболее типичные зависимости напряжения сигнала датчика от толщины стравленного слоя для разных условий упрочнения.

Модель объекта контроля, описываемая уравнением электромагнитного датчика, расположенного над однородным упрочненным слоем, является весьма грубым приближением. Гораздо лучшее приближение даст модель, в которой упрочненный слой будет состоять из ряда слоев с различными свойствами, т.е. применение ступенчатой либо кусочно-линейной аппроксимации изменения физико-механических и электромагнитных свойств по толщине.

3.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АФЧХ СИГНАЛОВ ДАТЧИКА НА ОБРАЗЦАХ ИЗДЕЛИЙ

Для экспериментального определения АФЧХ сигналов датчика были проведены измерения на 36 образцах изделий, изготовленных из стали 40ХНМА и упрочненных наклёпом согласно программе изготовления образцов (рис. 3.3), которая позволяет получить широкий диапазон факторов, подлежащих контролю - толщины упрочненного слоя и механических сжимающих напряжений в упрочненнм поверхностном слое.

Рис. 3.3. Программа изготовления образцов

Рис. 3.3. Программа изготовления образцов (продолжение)

Введите текст]

На половине образцов разрушающим способом были определены толщина упрочненного слоя и величина остаточных напряжений на поверхности. Цель данного эксперимента - получить зависимость АФЧХ ЭДС датчика от величины воздушного зазора между электромагнитным датчиком и образцом, от толщины упрочненного слоя и величины остаточных напряжений на поверхности.

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3.4.

Исследуемый образец

- Д2

Эталонный образец Ф

Рис. 3.4. Схема экспериментальной установки для определения АФЧХ сигнала датчика на образцах изделий

Здесь Г - генератор синусоидального напряжения, задающий ток возбуждения датчиков Д] и Д2, включенных по дифференциальной схеме; У - измерительный усилитель; Ф - измеритель разности фаз.

Схема измерительной позиции приведена на рис. 3.5.

Датчик Д2 расположен над эталонным образцом с фиксированным зазором 5Эт =500 мкм. Датчик Ді расположен над измеряемым образцом таким образом, что может перемещаться перпендикулярно поверхности образца для задания требуемой величины воздушного зазора 8. Величина зазора - расстояние от поверхности образца до датчика - измеряется индикатором часового типа И.

Эталонный образец выполнен по стандартной технологии упрочнения (четыре прохода упрочнителя, натяг - 0,25, толщина упрочненного слоя И = 400 мкм) и установлен вместе с датчиком Д2 в экранированном корпусе.

Измеряемый образец и датчик Д] установлен на измерительной позиции, позволяющей задавать и измерять величину воздушного зазора.

Измерительный образец 1 (рис. 3.5) устанавливается на штативе с закрепленным на нем датчиком 4. С помощью гайки 10 основание 8 можно перемещать по резьбовой направляющей 7 в широких пределах при замене образца и для грубой установки величины зазора. Точная установка величины зазора производится микрометрическим винтом 6, перемещающим датчик относительно опоры 8. Четыре плоские пружины 9 обеспечивают плоскопараллельное перемещение датчика. Винтом 11 регулируется угол наклона опорной плиты 12 таким образом, чтобы обеспечить параллельность торца датчика 4 и нормали криволинейной поверхности образца 1. Величина перемещения датчика измеряется индикатором 5, закрепленном с помощью стойки 3 на общем основании. Штифты 2 установлены таким образом, что их наконечники выступают на 300 мкм над плоскостью датчика и служат для задания базового значения зазора, от которого начинается отсчет. Одновременность касания обоих штифтов достигается установкой соответствующего наклона плиты 12 с помощью винта 11. Значения зазора, устанавливаемые при измерениях АФЧХ, приведены в таблице 3.1.

В дальнейшем будут использоваться только значения относительного зазора, т.к. именно рассогласование зазоров вызывает появление сигнала датчика в дифференциальной схеме при прочих равных условиях. Кроме того, относительный зазор является удобной величиной в задаче контроля или автоматического регулирования зазора.

Значения частот спектра возбуждения датчика выбираются в диапазоне 500 Гц ^20 кГц. На более низких частотах ЭДС датчика слишком мала и отношение сигнал/помеха становится недопустимо высоким. Кроме того, передаточные коэффициенты электромагнитных факторов и зазора на частотах ниже 500 Гц также очень малы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулируем основные результаты нашего исследования применения имитационного моделирования в разработке и исследовании средств нераз-рушающего контроля.

1. Разработана математическая модель образования сигнала электромагнитного датчика, расположенного над многослойной проводящей ферромагнитной средой для основных колебаний. Показано, что сигнал датчика значительно зависит от электромагнитных свойств изделия, над которым расположен датчик. При этом контроль может быть бесконтактным - наличие воздушного зазора между датчиком и изделием является вполне преодолимым «мешающим фактором». При соответствующей обработке из сигнала датчика можно выделить информацию о зазоре между датчиком и изделием, и использовать эту информацию, например, для контроля толщины непроводящего неферромагнитного покрытия. Или для активного адаптивного подавления зазора при контроле изделий сложного профиля.

2. Разработана математическая модель образования сигнала электромагнитного датчика, расположенного над многослойной проводящей ферромагнитной средой для комбинационных колебаний. Несмотря на то, что амплитуды комбинационных колебаний намного меньше, чем основных колебаний, соответствующим выбором рабочих частот можно получить требуемое значение частоты комбинационного колебания, что позволит выделить его на фоне основных. Используя комбинационные колебания, можно существенно повысить точность неразрушающего контроля, особенно для тех видов упрочнения поверхности, которые повышают одновременно и электропроводность, и магнитную проницаемость упрочненного слоя. Поскольку при этом значительно изменяется коэффициент Рэлея для упрочненного слоя и основы, то в этом случае комбинационные колебания оказываются намного чувствительнее к толщине упрочненного слоя, чем основные колебания.

3. Разработана имитационная модель образования сигнала электромагнитного датчика для основных и комбинационных колебаний. Поскольку аналитическое выражение для комбинационных колебаний не очень удобно для прямого расчета, то предложен рекуррентный метод, используя который можно достаточно просто получить значения ЭДС датчика, как для основных, так и для комбинационных колебаний (а также для высших гармоник, если такое понадобится) любого порядка. Генерация виртуальных образцов и их использование для построения и проверки точности регрессионной модели позволяет определить оптимальные условия контроля без изготовления и исследования реальных образцов изделий. Кроме того, значительно сокращается количество реальных образцов изделий, требуемое для окончательной настройки прибора при его экплуатации.

4. Экспериментально изучены электромагнитные параметры стали 40ХНМА, упрочненной наклепом, в зависимости от факторов технологической обработки. На основании этих данных сформированы конфигурация и свойства имитационной модели и виртуальных образцов.

5. Усовершенствованы методы формирования и обработки сигнала датчиков с целью повышения точности контроля. Использование имитационной модели позволяет определить оптимальный спектр возбуждения датчика и параметры регрессионной модели для обработки его сигнала. Выбор оптимального спектра возбуждения значительно повышает точность контроля и уменьшает влияние на его результаты случайных вариаций свойств изделия, а также различных помех, воздействующих на устройство в целом.

6. Предложенные способы и методики реализованы в установке нераз-рушающего контроля и проверены в условиях производства.

1. Беда П.И., Выборнов Б.И. и др. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник М.: Машиностроение , 1976. - 456с.

2. Дорофеев А.Л.Индукционная структуроскопия. -М.: Энергия, 1973.

3. Кокорин Н.В., Юзбашев Г.С.О методе определения нагрузок, действующих на обсадные трубы. Труды ВНИБТ, 1965, вып. 14.

4. Акулов Н.С., Грабовецкий М.А. Многопараметровый анализ. Заводская лаборатория, 1936, № 8, с. 863.

5. Forster E.G. Theoretische and experiementelle Grundlagen der zerstörung-streien Werkstoffprüfung mit Werbelstrom verfahren.- Z.Metallkunde, 1954, Heft 4.

6. Stanford E.G., Taylor H.W. Theory and application of electrical and magnetic methods of non-destructive testing. Metallurgia, 1956. v. 50, № 298. - p. 79-80.

7. Грабовецкий В.П. Бесконтактный метод измерения удельного сопротивления и геометрических размеров при помощи вихревых токов. Автоматика и телемеханика, 1959, № 7

8. Родигин Н.М., Коробейникова И.Е. Контроль качества изделий методом вихревых токов. Свердловск, Москва: Матгиз., 1958.

9. Герасимов В.Г., Шкарлет Ю.М., Чернов Л.А. Прибор для раздельного контроля диаметра и магнитной проницаемости ферромагнитных цилиндров. заводская лаборатория. - 1963. - № 4

10. Me. Gonnagle W.I., Renken СЛ., Myers R.C. Improved nondestructive testing by eddy currents. Electronics. - 1959, v. 32, № 35. - p. 42-43.

11. Коробейникова И.Е. Контроль неферромагнитной трубы методом вихревых токов. Труды ИФМ АН СССР, 1959, вып. 22.

12. Мс. Gonnagle W.I. Nondestructive testing. Materials evaluation. -1964, v. 22, № 12.

13. Зацепин H.H. Метод селективного измерения параметров ферромагнитных цилиндрических изделий, перемагничиваемых неоднородным переменным магнитным полем. Дефектоскопия. - 1969, № 1, с. 1-11

14. Луговец Ю.И., Куракин Т.М. Методика обработки многопараметро-вой информации при гармоническом анализе э.д.г. вихретокового датчика,-Дефектоскопия. 1974, № 6, с. 41-46

15. Пустынников В.Г., Анисимов С.Д. Многопараметровый электромагнитный контроль стальных изделий без разрушения. Заводская лаборатория. - 1964, № 10, - с. 1236-1239.

16. Анисимов С.Д. Многочастотное формирование многомерного сигнала в электромагнитном контроле стальных изделий: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новочеркасск, 1966, - с. 14.

17. Анисимов С.Д. Формирование многочастотного сигнала по количеству информации. Изв. вузов. Электромеханика, - 1965, № 4.

18. Анисимов С.Д. Электромагнитный прибор для контроля толщины закаленного слоя. М.: ГОС ИНТИ, № 2-66-471/54, 1965, - с. 7.

19. Анисимов С.Д. Прибор для электромагнитного контроля толщины слоя, закаленного токами высокой частоты. В кн.: Неразрушающие методы контроля . Часть 1. М., ОНТИ, 1965.

20. Анисимов С.Д., Плахотнюк А.Н., Черкасский Г.И. Прибор для электромагнитного контроля глубины наклепа стальных изделий. М.: ГОС ИНТИ, № 2-67-1493/162, 1967. - с. 15.

21. Анисимов С.Д., Дудкин A.M. Однозначность электромагнитного контроля термообработки стальных изделий. В кн.: Материалы семинара -электромагнитные методы контроля. М., МДНТП им. Дзержинского, 1969, с. 196.

22. Денискин В.П., Вяхорев В.Г., Трахтенберг Д.И. О многопараметро-вом контроле изделий вихревых токов. Дефектоскопия. - 1967, № 3.

23. Салманов А.Ф. Исследование возможности измерения процента содержания углерода по глубине цементированного слоя многочастотным электромагнитным методом. В кн.: Многопараметровый контроль в машиностроении: Вып. 1. Ростов-на-Дону, РИСХМ, 1971.

24. Strumm W. Multi-parameter methed of non-destructive testing of material. -British Journal ofN.D.T. 1978, № 3. - p. 76-81.

25. Пасси C.X. Прибор «Феррит- 2» для контроля обезуглероживания подшипниковой стали. Дефектоскопия. - 1972, № 6.

26. Рогов И.Е., Анисимов С.Д., Ананченко JI.H., Виноградова И.Ю. «Электромагнитный неразрушающий контроль упрочненного слоя на поверхности стальных изделий». Дефектоскопия, №1, 2000, с. 18-29.

27. Анисимов С.Д., Волошина А.Г., Виноградова И.Ю., Голубова Г.С. Приближенные уравнения для электромагнитных датчиков с ферромагнитным сердечником.—Дефектоскопия, 1985, №2, с.8-16.

28. Ершов Р.Е. О возможности контроля толщины закаленного слоя методом вихревых токов.—Дефектоскопия, №1, 1966, с.75-78.

29. Kowler К. A., Hatch H.P. Nondestructive Determination of Case Depth of Carburised Steel by Harmonics Voltage Analysis.—Materials Evaluation, 1966, №3, p.145-146.

30. Покровский А.Д., Хвалебнов Ю.П. Метод высших гармоник в электромагнитной дефектоскопии.— М. Машиностроение, 1980, 56с.

31. Анисимов С.Д., Виноградова И.Ю. Анализ сигнала электромагнитного датчика при многочастотном контроле. В кн.: Автоматический контроль и управление качеством продукции в сельскохозяйственном машиностроении. Ростов-на-Дону, РИСХМ, 1987, с.6-11.

32. A.c. 530240 (СССР) Электромагнитное устройство для многопара-метрового контроля ферромагнитных изделий./Анисимов С.Д., Калашников В.Г.—Заяв.11.12.72,—Опубл. в Б.И. 1976, №36.

33. Волошина А.Г., Афанасьев Г.Н. Прибор для контроля толщины бо-ридного слоя.—В кн.: Электромагнитные методы контроля качества материалов и изделий: Тез. докл. IV Всесоюзн. межвуз. конф. ч. I Электромагнитные методы. Омск, 1983, с. 123-124.

34. Анисимов С.Д., Светашев С.С. Электромагнитный прибор для контроля качества термообработки стальных изделий.—Дефектоскопия, №4, 1976, с. 18-24.

35. Покровский А.Д., Хвалебнов Ю.П. Метод высших гармоник в электромагнитной дефектоскопии. -М. Машиностроение, 1980, 56с.

36. Шель М.М. Неразрушающий контроль методом высших гармоник вихревых токов. Труды ИркутскНИИхиммаш, выпуск 2, 1970, с.28.

37. Никольский В.В., Никольская Т.Н. Электродинамика и распространение радиоволн. -М.: Наука, 1989.- с.223.

38. Светашев С.С. Вопросы математического обеспечения неразрушаю-щего электромагнитного контроля, в кн. «Автоматический контроль и управление качеством продукции в сельскохозяйственном машиностроении, РИСХМ, Ростов-на-Дону, 1987, с. 100-109.

39. Feltham P. The electrical resis.tabilitj of metals due to plastie deformation, "Metallurgia", 1964, vol 70, p.418.

40. Бозорт P.H. Ферромагнетизм. M., издательство иностранной литературы, 1973.

41. Шацкий Н.Х. Исследование возможности получения ортогонального базиса факторов в кн. «Неразрушающий контроль свойств материалов и изделий в машиностроении», РИСХМ, Ростов-на-Дону, 1978, с. 111-117.

42. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование: Теория и технологии. / И.Ю. Рыжиков Альтекс, 2004г. - 384 стр.

43. Рогов И.Е. , Анисимов С.Д. Имитационное моделирование сигналов для проектирования и настройки многопараметровых электромагнитных средств неразрушающего контроля. Дефектоскопия, 1996, №10, с.63-68.

44. Сандовский В.А., Дьякин В.В., Дударев М.С. О частотной зависимости магнитной проницаемости при контроле накладными преобразователями. -Дефектоскопия, 1997, №1, с. 63-66.

45. Rogov I.E., Anisimov S.D. Simulation modelling the signals for designing and adjusting the multiparameter electromagnetic nondestructive testing devices, RUSSIAN JOURNAL OF NONDESTRUCTIVE TESTING №10,1996, p.63

46. Rogov I.E., Anisimov S.D., Ananchenko L.N., Vinogradova I.Yu. Nondestructive electromagnetic testing of hardened layers on surfaces of steel components, RUSSIAN JOURNAL OF NONDESTRUCTIVE TESTING №1, 2000, p. 12

47. Rogov I. E., Anisimov S. D., Ananchenko L. N. Capability of an electromagnetic transducer for multiparameter structuroscopy of steel components, Russian Journal of Nondestructive Testing, Volume 45, Number 6, 2009, p. 399-404.

48. Федосеенко Ю.К. Алгоритмы определения параметров объекта нелинейной теории многопараметрового вихретокового контроля. Дефектоскопия, 1981, №6, с.

49. Дрейзин В.Э. О статистическом подходе к решению многопарамет-ровых метрических задач неразрушающего контроля. Дефектоскопия, 1981, №3, с.

50. Плахотнюк А.Н. Исследование глубины наклепа ферромагнитных изделий без разрушения с помощью многочастотного электромагнитного метода-Известия ВУЗов. Физика, 1968, №10.

51. Майергойз И.Д. Итерационные методы расчета статических полей в неоднород-ных, анизотропных и нелинейных средах.-Киев: Наукова думка, 1979.-210 с.

52. Курбатов П.А., Аринчин С.А. Численный расчет электромагнитных полей.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-165 с.

53. Математическое моделирование процессов намагничивания ферромагнитных объектов контроля с произвольной геометрией в полях заданной пространственной конфигурации. Гальченко В.Я., Остапущенко Д.Л., Воробьев М.А. Дефектоскопия, 2008, №9, с. 1-19

54. Возможности магнитодинамического метода контроля толщины двухслойных покрытий Лухвич A.A., Булатов О.В. ДЕФЕКТОСКОПИЯ, №10 2008, с.26-34.

55. Рогов И.Е. Оптимизация спектра возбуждения датчика в приборах автоматического неразрушающего контроля / И. Е. Рогов

56. Диагностика и управление в технических системах: Межвуз.сб.науч.ст./ДГТУ. Ростов н/Д,1998. - С.88-91. - 0,18п.л.

57. Рогов И.Е. Модель электромагнитного датчика с немагнитной проводящей вставкой / И. Е. Рогов // Диагностика и управление в технических системах: Межвуз.сб.науч.ст./ДГТУ. Ростов н/Д,1998. - С.92-96. - 0,24п.л.

58. Lukhvich A.A., Lukyanov A.L. Gauge for measuring thickness with bar magnets.-NDT in Progress. Proceedings of 11-nd International Workshop, "NDT Experts".-Prague, October 06-08, 2003, p. 151-156.

59. Зацепин H.H. Электромагнитно-компьютерный метод селективного расчета параметров одно- и двухслойных ферромагнитных тел. Контроль. Диагностика, 2008, №10, с. 64-76, №11 с. 56-60, №12 С. 32-37.

60. Рогов И. Е. Использование имитационной модели для анализа применимости комбинационных колебаний в неразрушающем контроле / И. Е.

61. Зыбов В.Н. Компенсационный метод в задачах вихретокового контроля. -Дефектоскопия 2001, №8 с. 53-61.

62. Мужицкий В.Ф., Султанов М.Х., Загудилин Р.В., Мокоров П.С. Мно-гопараметровый метод оценки напряженно-деформированного состояния стальных изделий трубопроводов. Контроль. Диагностика, 2006, №8, С. 1722.

63. Карпов Ю. Г. Имитационное моделирование систем., БХВ-Петербург, 2006, 400 с.

64. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем, М.: Высшая школа, 2007, 334 с.

65. Бабков В.В., Решенкин A.C. Моделирование процессов диагностирования ферромагнитных конструкций магнитошумовым методом неразруша-ющего контроля. Контроль. Диагностика, №4, 2008, с. 17-22.

66. Щербинин В.Е., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996, 264 с.

67. Бида Г.В., Ничипорук А.П. Магнитные свойства термообработанных сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 218 с.

68. Рогов И.Е., Лаврентьев A.A., Анисимов С.Д. Электромагнитная диагностика стальных изделий с использованием комбинационных колебаний. -Вестник ДГТУ, Ростов н/Д, 2010г.

69. Рогов И.Е. Применение виртуального эталона в настройке устройств токовихревой диагностики. Системный анализ, управление и обработка информации. Труды 2-го международного семинара студентов аспирантов и ученых. Ростов н/Д, 2011г. - С. 21-30.