автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Методология оценки нагруженности и усталости металлоконструкций и элементов приводов датчиками деформаций интегрального типа

На правах рукописи

ГОЛОФАСТ СЕРГЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ НАГРУЖЕННОСТИ И УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДОВ ДАТЧИКАМИ ДЕФОРМАЦИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА

Специальность 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Ижевск 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО Курганском государственном университете и Тюменском государственном нефтегазовом университете

Научный консультант: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Сызранцев Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Беляев Арнольд Ефраимович.

доктор технических наук, профессор, Попов Павел Кириллович

доктор технических наук, профессор, Клековкин Виктор Сергеевич

Ведущая организация: ОАО «ЧТЗ - УРАЛТРАК»

Защита состоится 22 октября 2004 г. в / часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.01 Ижевского государственного технического университета по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, ИжГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета

Автореферат разослан сентября 2004г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Осетров В.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшей задачей практически для всех отраслей машиностроения является улучшение качества, снижение металлоемкости, совершенствование конструкций и методов изготовления как серийно выпускаемых, так и новых образцов машин и механизмов. Решение данной задачи невозможно без всесторонних испытаний. Наиболее сложными и длительными являются испытания, связанные с оценкой нагру-женности и ресурса элементов машин и конструкций в целом по критерию усталостного разрушения, что вызвано статистической природой показателей долговечности, разнообразием процессов накопления повреждений в деталях и конструкциях, влиянием большого количества конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Весьма часто объекты таких испытаний в соответствии с их особенностями работы и условиями на-гружения требуют нестандартных решений. Поэтому разработка средств и методов, позволяющих экспериментально оценивать нагруженность и накопление усталостных повреждений в материале конструкции и ее отдельных деталях, является важным направлением в науке и технике.

Существенный вклад в развитие данного научного направления внесли ученые В.В. Болотин, Е.К. Почтенный, С.А Тимашев, В.И. Бойко, О.Л. Бандин, А.П. Гусенков, А.С. Гусев, Б.С. Касаткин, Э.Г. Керимов, Ю.Н. Коваль, В.А. Копнов, Х.Б. Кордонский, B.C. Котельников, В.Н. Сыз-ранцев, В.Т. Трощенко, Д.А. Троценко, О.А. Мамед-Заде и другие.

Результаты диагностики нагруженности и накопленных в деталях усталостных повреждений, полученные в процессе натурных испытаний или эксплуатации, дают объективную информацию о работоспособности деталей и являются основой для совершенствования как методов расчета их на выносливость, так и методов прогнозирования остаточного ресурса.

Цель работы. Обоснование и разработка методов оценки нагружен-ности и прогнозирования усталостной долговечности деталей и несущих систем машин в условиях эксплуатации на основе использования результатов оценки реакции датчиков деформаций интегрального типа по различным критериям.

Объектом исследования являются методы диагностики технического состояния деталей и металлоконструкций машин при их циклическом нагружен ии.

1. Создание банка способов тарирования датчиков деформаций интегрального типа (ДДИТ) по различным критериям оценки их реакции и математическое описание результатов тарирования с использованием регрессионных, полуэмпирических и аналитических моделей.

Основные задачи исследования

ЯУ ШРГТ с

umam&mi

ОТЕКА 1 ■4мг /л 3 »

---—'

3. Разработка (на примере комплексного исследования работоспособности передачи Новикова по различным прочностным критериям) методологии использования ДДИТ для восстановления нагруженности и прогнозирования ресурса деталей сложной геометрической формы, подвергающихся в условиях работы циклическому деформированию.

4. Установление корреляционных связей внутренней реакции ДДИТ с усталостным разрушением образцов деталей, разработка методик прогнозирования ресурса деталей и металлоконструкций машин в условиях регулярного нагружения.

5. Определение взаимосвязей реакции на поверхности ДДИТ с накопленными усталостными повреждениями, описание связей на основе полуэмпирических моделей накопления повреждений и разработка методологии прогнозирования по показаниям ДДИТ остаточного ресурса несущих систем и деталей машин для условий нерегулярного нагружения и известного периода эксплуатации изделий до начала диагностики.

6. Проведение экспериментальных исследований по проверке разработанных методов оценки с использованием ДДИТ нагруженности и прогнозирования ресурса несущих систем и различных элементов машин в условиях лабораторных и эксплуатационных испытаний.

Методология проведения исследований. Методологическими и теоретическими основами исследования являются концептуальные положения теории системного анализа, теории вероятности и математической статистики, планирования эксперимента, теории усталости металлов и теории упругости, теории зубчатых зацеплений, прикладные исследования по проектированию, изготовлению, испытаниям и эксплуатации зубчатых передач, деталей и элементов машин и механизмов. Научная новизна

• Разработан новый подход для оценки технического состояния (по усталостной долговечности) элементов машин, закон нагружения которых в эксплуатационных условиях является случайным и аддитивным, включающий определение за период работы конструкции с ДДИТ в ее исследуемых местах эквивалентных характеристик закона, на основе которых, учитывая продолжительность работы изделия до начала диагностики, восстанавливается величина накопленной поврежденности, позволяющая при известных характеристиках усталости материала прогнозировать остаточный ресурс.

• Разработан метод восстановления эквивалентных напряжений и эквивалентного числа циклов деформирования детали, подвергнутой в эксплуатации нерегулярному нагружению, основанный на получаемых в эксперименте количественных характеристиках реакции ДЦИТ, имеющего переменную подлине чувствительность к амплитуде циклических

• Получены корреляционные зависимости внешней и внутренней реакции ДЦИТ в условиях испытания деталей (образцов) с датчиками на выносливость при регулярном нагружении с процессом накопления усталостных повреждений в материале детали, математическое описание этих зависимостей выполнено на основе регрессионных и полуэмпирических моделей, для определения параметров которых с учетом их физического наполнения и случайного характера предложены специальные алгоритмы.

• Разработана методология использования получаемой с помощью ДДИТ экспериментальной информации по характеру распределения напряжений (деформаций) в основании и на торцах зубьев колес в процессе обкатки исследуемой зубчатой передачи под нагрузкой для восстановления нагруженности контакта в зацеплении, диагностики работоспособности и прогнозирования ресурса работы зубчатых передач по различным прочностным критериям.

• На основе регрессионных, полуэмпирических и аналитических моделей для способов тарирования ДДИТ получены математические зависимости, описывающие регистрируемые изменения структуры (микротвердость, относительная площадь измененной структуры) и внешнего эффекта (первые темные пятна, изменение отраженного светового и инфракрасного потока, относительная площадь темных пятен) ДДИТ при их циклическом деформировании на образцах с амплитудой и числом циклов нагружения образцов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Применение оригинальных средств экспериментального исследования - ДЦИТ позволяет на ранних стадиях испытания или эксплуатации изделий установить величину и характер распределения циклических деформаций (напряжений) и определить места их концентрации на поверхности исследуемых деталей и металлоконструкций. Разработанные методы (в основе которых лежит информация, получаемая с помощью ДДИТ), дают возможность оценить места и сроки вероятного разрушения деталей при их циклическом нагружении, а также осуществить прогнозирование остаточного ресурса конструкций, находящихся длительное время в эксплуатации. С использованием разработанных методов проведены комплексные исследования по оценке влияния погрешностей изготовления и монтажа на несущую способность передач Новикова с двумя линиями зацепления (исходный контур РГУ-5) и индивидуальная аттестация передач редуктора по результатам его обкаточных испытаний с ДДИТ на Ижевском ПО "Редуктор". На АО "Русич" (г.Курган) применение датчиков позволило сопоставить работоспособность центральной шестерни серийной и опытной конструкций планетарного редуктора тягача после его пробега в 1200 км. Разработанные методы реализованы на АО «Уралвагонзавод», что позволило осуществить прогнозирование мест и сроков вероятного разрушения ос-

новных несущих элементов тележки вагона — корпуса автосцепки, боковой рамы полувагона и надрессорной балки при их испытании на пульсаторе. Применение разработанных методов для исследования нагруженное™ зубчатых колес главной передачи и разгруженных полуосей спортивных автомобилей КАМАЗ после прохождения ими трассы Париж-Дакар позволило определить эквивалентный крутящий момент на ходовых колесах и эквивалентное число циклов их нагружения, характеризующие дорожные условия трассы и получить данные о величине амплитуд напряжений в исследуемых местах рамы спортивного автомобиля КАМАЗ-49250 при ее усталостных испытаниях путем циклического закручивания на стенде МТ8 966.11 в условиях НТЦ АО КАМАЗ (г. Набережные Челны). На основе полученных результатов были внесены конструктивные изменения исследуемых деталей, обеспечившие повышение их несущей способности в жестких условиях эксплуатации. При исследовании несущей способности рамы экспериментальных длиннобазных автобусов КАВЗ (АК "Курганский автобусный завод") по показаниям ДДИТ установлены места с интенсивным накоплением усталостных повреждений рамы (подтвержденные в ходе дальнейших испытаний). Основанная на информации с ДДИТ методика прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций реализована в процессе диагностики технического состояния мостовых кранов, свыше 30 лет находящихся в эксплуатации на ОАО "Курганмашзавод".

Работа является составной частью ряда проектов, выполненных в рамках научно-технических программ и грантов Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации: инновационной программы "Прогрессивные зубчатые передачи", программы "Конверсия и высокие технологии", двух фантов по фундаментальным исследованиям в области транспортных наук: «Определение мест вероятного разрушения несущих элементов транспортных средств в процессе их ходовых испытаний с помощью датчиков деформаций интегрального типа (ДДИТ)», «Развитие методов диагностики с помощью датчиков деформаций интегрального типа (ДДИТ) усталостных повреждений и ресурса деталей (металлоконструкций) транспортных средств».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении курса лекций «Эксплуатация, ремонт и монтаж нефтегазопромы-слового и бурового оборудования» для студентов специальности «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности» ТюмГНГУ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались в 1995...2004 гг. на международных, всесоюзных, всероссийских симпозиумах и конференциях: Международном конгрессе "Зубчатые передачи-95", - София, 1995 г.; Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин", - Омск, 1995 г.; Международной конференция "Теория и практика зубчатых передач", - Ижевск, 1996,1 998, 2004 г.г.; Международном научно-техническом совещании по диагностике и

прочности автомобилей - Москва, 1997 г.; Национальной конференции с международным участием "Mechanics of Solids ", - Чехия, 1997, 1998, 2000 гг.; Международном симпозиуме "Mechanics in Desigh МГО-98",-Англия, 1998г.; 4-м Всемирном конгрессе "Gearing and Power Transmission", -Франция, 1999 г.; 5-й Международной конференции "Akademika dubnica-99",-Полыпа, 1999 г.; Национальной конференции с международным участием "ENGINEERING MECHANICS 2003", - Чехия, 2003 г.; Международной научно-технической конференции, посвященной 40-летию Тюменского государственного нефтегазового университета «Проблемы развития ТЭК Западной Сибири на современном этапе», - Тюмень, 2003 г.

Диссертация обсуждена на расширенном заседании кафедры «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности» Тюменского государственного нефтегазового университета и на объединенном семинаре кафедр «Теория роботизированного производства», «Основы машиноведения и робототехники», «Управление качеством» и «Теоретическая механика, теория механизмов и машин» Ижевского государственного технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 печатных работы и 8 депонированных отчетов о научно-исследовательских работах, в том числе 2 авторских свидетельства, 2 учебных пособия и 3 монографии.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, 2 приложений и библиографического списка из 197 наименований. Общий объём работы составляет 280 страниц, в том числе 54 рисунка, 33 таблицы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и основные задачи исследования.

В первой главе проведён анализ известных средств и методов измерения напряжений и деформаций, возникающих на поверхностях деталей при их циклическом нагружении, и методов диагностики усталостных повреждений (рис.1), который показывает, что существуют два, принципиально различных, метода получения требуемой информации. Первый метод измерения дифференциальный. При его реализации используются датчики, которые регистрируют уровень деформаций в исследуемых участках поверхности детали на каждом цикле ее нагружения (деформирования). Особенностью применения датчиков данного вида (типичные представи-тели-электротензорезисторы) является необходимость использования специальной аппаратуры непосредственно в процессе испытаний, накопление результатов измерений и последующая их обработка на основе различных гипотез, что, в конечном итоге, может привести к существенному отличию получаемых результатов. Использование данного метода при диагностике накопленных усталостных повреждений в реальных условиях эксплуатации деталей (случайный режим нагружения) достаточно проблематично.

Рисунок 1. Методы диагностики усталостных повреждений

Второй метод экспериментальной оценки характера распределения напряжений в деталях машин при циклическом нагружении и диагностики накопленных повреждений является интегральным. Он основан на применении датчиков (индикаторов), обладающих способностью изменять свои выходные параметры в зависимости от интенсивности и длительности циклического деформирования. Критический анализ известных к настоящему времени методов диагностики усталостных повреждений (рис.1) показал, что несмотря на значительные достижения в разработке средств и методов неразру-шающего контроля, эффективное решение проблемы оценки технического состояния изделий и прогнозирования их долговечности в условиях эксплуатации возможно лишь на основе использования индикаторов усталости (рис.1), среди которых большими потенциальными возможностями обладают

датчики деформаций интегрального типа. Исследование свойств ДДИТ и разработка методов их использования при оценке нагруженности различных деталей машин, начиная с 80-х годов прошлого столетия, выполняется под руководством В.Н. Сызранцева: ДА Троценко, А.Ю. Розенбергом, А.Ю. Удовикиным, В.П.Городничим, А.И.Маленковым, А.В. Добрынько, А.П. Ко-тельниковым, автором настоящей работы и другими учеными.

Датчики деформаций интегрального типа изготавливаются из металлической фольги (медной, алюминиевой, никелевой и др.), полученной путем гальванического осаждения и подвергнутой специальной термической и механической обработке. Размер исходного листа для изготовления ДДИТ 50x50 мм, толщина фольги 10...30 мкм. В зависимости от материала датчика, состава электролита, параметров электролиза и термомеханической обработки, толщины фольги чувствительность датчиков по числу циклов их деформирования до появления реакции при заданной амплитуде циклических напряжений варьируется от нескольких тысяч до нескольких миллионов циклов. В результате воздействия циклических деформаций структура материала датчика изменяется и на его поверхности возникает реакция в виде "темных пятен". Момент появления первых "темных пятен" и первых зерен измененной структуры материала датчика, а также их плотность и размеры коррелируют с числом циклов и амплитудой циклических деформаций. Помимо описанных выше, разработаны и другие способы оценки реакции ДДИТ: по величине относительной площади измененной структуры, по изменению микротвердости, по изменению отраженного от поверхности датчика светового потока или инфракрасного излучения.

В отличие от электротензорезисторов, ДДИТ не имеют электропроводов и каких-либо коммутационных устройств. Свойства металлической фольги во всех направлениях одинаковые, поэтому ДЦИТ ориентировать на поверхности детали не нужно, как таковой базы измерения ДДИТ не имеют. Погрешность оценки амплитуды циклических напряжений с помощью ДДИТ не более 5%, при этом достигнутая локальность измерения -на участке поверхности порядка 0,1 мм. В результате комплекса экспериментальных и теоретических исследований установлено, что в диапазоне изменения амплитуд циклических напряжений, имеющего место при ресурсных испытаниях деталей, ДДИТ реагируют при одной и той же величине поврежденности материала детали. Это позволяет с помощью ДДИТ устанавливать места вероятного разрушения деталей и получать данные для построения методик прогнозирования ресурса детали или металлоконструкции машины после кратковременных их испытаний на выносливость.

Методология применения ДДИТ при оценке характера распределения циклических деформаций и напряжений в деталях машин на первом этапе предполагает калибровку ДДИТ - построение для них тарировочных зависимостей. На втором этапе выполняется съем информации с ДДИТ, помещенных па исследуемых участках поверхности детали. Оба этапа

предусматривают испытания тарировочных образцов (с ДДИТ) и детали в условиях циклического деформирования. Поскольку изменения состояния поверхности или свойств ДДИТ, принимаемых в качестве их реакции на величину циклических деформаций, проявляются в различных формах и зависят от условий нагружения деталей, то и методы калибровки ДДИТ, обеспечивающие возможность измерения, отличаются.

При калибровке ДДИТ устанавливают функциональную зависимость (в виде совокупности экспериментальных точек или в аналитической форме), связывающую амплитуду циклических деформаций у, (напряжений а,) с числом циклов нагружения N по принятому критерию реакции датчика. В диссертации на базе ранее выполненных работ и исследований автора рассмотрены способы калибровки ДДИТ, когда в качестве реакции датчиков использованы: появление первых «темных пятен» на поверхности датчика, возникновение первых зерен измененной структуры материала датчика, увеличение площади измененной структуры материала датчика, изменение микротвердости датчика, изменение отраженного от поверхности датчика потока инфракрасного излучения, изменение площади «темных пятен», перемещение границы первых «темных пятен» по нормали от точки касания поверхностей (для решения задачи определения нагрузки в контакте тел). Для всех перечисленных способов калибровки ДДИТ выполнено математическое описание тарировочных зависимостей и представлены алгоритмы определения входящих в зависимости параметров на основе имеющейся совокупности экспериментальных данных. В результате для ДДИТ сформирован банк тарировочных зависимостей.

Наиболее важной конечной целью диагностики технического состояния по усталости исследуемых деталей или несущих систем машин является оценка их остаточного ресурса. Этой задаче предшествует последовательное решение трех подзадач: определение мест вероятного разрушения, оценка напряженно-деформированного состояния опасных мест и прогнозирование долговечности исследуемых мест. Решение каждой из подзадач в зависимости от условий испытаний изделий и способа получения информации могут существенно отличаться (рис. 2). В дальнейших главах диссертации с единых методологических позиций рассматриваются решение каждой из подзадач (рис. 2) на основе использования ДДИТ с учетом как условий испытания деталей (металлоконструкций), так и возможности получения требуемой для реализации разработанных методик информации с ДДИТ.

Во второй главе работы представлены методы определения с помощью ДДИТ мест с интенсивным накоплением усталостных повреждений в несущих системах и элементах ходовой части транспортной техники. Реакция, возникающая на ДДИТ при циклическом их деформировании вместе с деталью, позволяет судить о процессах накопления усталостных повреждений в материале исследуемой детали или металлоконструкции.

Для количественной оценки величины этих повреждений или уровня напряжений разработан ряд способов. В то же время для решения задачи локализации мест усталостного разрушения среди всех мест, исследуемых с помощью ДДИТ, достаточно зафиксировать лишь сам факт появления реакции на ДДИТ (например, в виде "темных пятен" на поверхности датчика) без ее количественной расшифровки.

В качестве примера на рис. 3 приведена схема наклейки датчиков на различных участках рамы сварной конструкции экспериментального длин-нобазного автобуса равнопрочность которой требовалось

оценить в процессе дорожных испытаний. Поскольку априори уровень напряжений, возникающих в раме при испытаниях, был неизвестен, для экспериментальных работ применялись ДДИТ различной чувствительности, -из медной (Си) и алюминиевой (А1) фольги.

После пробега автобуса по трассе протяженностью 270 км в результате осмотра ДДИТ установлено, что датчики 6А1 и 7А1 имели весьма насыщенный внешний эффект («темные пятна»), первая реакция также обнару-

Рисунок 3. Схема наклейки ДДИТ на сварную раму автобуса КАВЗ-32768

жена на датчике 2А1 - рис. 4в. Данные датчики располагались вблизи сварного шва, в зоне термического влияния которого реакция на датчиках наибольшая. Остальные датчики реакции не имели. Полученные данные свидетельствуют, что равнопрочность конструкции рамы не обеспечена и на участках рамы в зоне расположения датчиков 6 и 7 высока опасность появления усталостных трещин, что подтвердилось в процессе дальнейших испытаний автобуса.

а) б) в)

Рисунок 4. Реакция на ДДИТ, помещенных на раме автобуса KAB3-32768 а - датчик 6А1; 6 - датчик 7А1; в - датчик 2А1

После пробега автобуса »18 тыс. км, в указанной зоне возникла усталостная трещина. В данном случае использование ДДИТ позволило осуществить диагностику мест усталостного разрушения рамы на начальном этапе эксплуатации автобуса, по существу в период его обкатки.

В главе приведены результаты экспериментальных исследований по определению с помощью ДДИТ мест вероятного разрушения на раме и кузове экспериментального длиннобазного автобуса КЛВЗ-39769, сварной

рамы автобуса КАВЗ-З2768, мест вероятного разрушения балки переднего моста спортивного автомобиля КамАЗ.

В заключение главы рассмотрена задача определения напряжений в установленных с помощью ДЦИТ местах вероятного разрушения несущей системы автомобиля КамАЗ-49250 в процессе ее испытания на долговечность на дорожном имитаторе "МТ8 966.11". Исследования выполнялись в НТЦ АО КамАЗ. Испытаниям подвергалась несущая система автомобиля КамАЗ-49250, оснащенная подвеской, мостами, платформой, двигателем и кабиной. Приведена методика расшифровки показаний ДДИТ, применяемое для тарировки и регистрация реакции датчиков оборудование. В результате обработки экспериментальных данных определены максимальные амплитуды напряжений на каждом датчике в различных сечениях рамы и выявлен ее наиболее напряженный участок. Измеренные с помощью ДЦИТ напряжения позволили установить запасы динамической прочности сечений рамы автомобиля КамАЗ-49250 и сделать вывод о достаточной ее усталостной долговечности (при пересчете на жесткие условия эксплуатации ресурс в пределах З00 тыс. км).

С целью сравнения данных, полученных с помощью ДДИТ, представлены полученные специалистами НТЦ АО «КамАЗ» результаты тен-зометрирования рам других автомобилей КамАЗ.

В третьей главе работы на примере индивидуальной оценки работоспособности по различным критериям выхода из строя передачи Новикова, рассмотрена основанная на обработке информации с датчиков деформаций интегрального типа методология восстановления нагруженности и прогнозирования ресурса деталей сложной геометрической формы, подвергающихся в условиях работы циклическому деформированию.

Диагностика работоспособности конкретной передачи Новикова предполагает получение фактических значений характеристик (параметров), определяющих основные причины выхода из строя передачи — поломки зубьев шестерни и колеса, усталостное выкрашивание активных поверхностей зубьев и отслаивание упрочненного слоя поверхностей зубьев шестерни или колеса. К таким характеристикам относятся: возникающие в зацеплении зубьев контактные напряжения, нормальные максимальные напряжения в галтели зубьев колеса и шестерни, закон изменения твердости по глубине упрочненного слоя. Соответствие фактических значений параметров их предельным позволяет сделать вывод о продолжительности безопасной работы передачи в заданных условиях эксплуатации.

После обкатки исследуемой передачи Новикова с ДЦИТ под нагрузкой на стенде или в ходе эксплуатации при индивидуальной оценке работоспособности передачи на основе обработки информации, получаемой с помощью датчиков, решаются следующие задачи (рис. 5). 1. Определение по длине зуба шестерни закона изменения изгибающих напряжений в галтели зуба 0л(а-), где 0 <х <, Ь„\, х - продольная коорди-

ната зуба, bw\ - ширина зуба шестерни, и расчет максимального значения напряжения изгиба 0"л =шах(о'^1(.*)).

2. Определение закона изменения изгибающих напряжений по длине галтели зуба колеса сг],г(х), рис.6, где 0 < дс < bw2, х — продольнаякоордината зуба, bW2 - ширина зуба колеса, и расчет &F2 = тах(<Тр2

3. Восстановление на основе полученных значений ст^, сг^2 действующей в контакте зубьев колес передачи Новикова нагрузки и определение контактных напряжений ст^. Для передач Новикова с двумя линиями зацепления для установления наиболее нагруженной из двух контактных зон используется информация с ДЦИТ, размещенных на торцах зуба.

4. Оценка глубинной контактной прочности для поверхности зуба шестерни на основе известного закона изменения твердости по глубине упрочненного слоя и полученной величины а*н.

5. Проверка глубинной контактной прочности поверхности зуба колеса.

6. Уточнение допускаемых изгибных напряжений (рис.7) на основе известного закона изменения твердости по глубине упрочненного слоя и прогнозирование изгибной выносливости зубьев колеса и шестерни.

Предложенные методики решения первой и второй задач позволяют оценить изгибную прочность зубьев шестерни и зубьев колеса, и осуществить прогноз (с доверительной областью) числа циклов нагружения исследуемой передачи до поломки зубьев. Решение этих задач для колес с твердыми поверхностями зубьев связано с корректировкой допускаемых напряжений изгиба зубьев в зависимости от закона распределения твердости по глубине упрочненного слоя. На основе работ СИ. Филипо-вича и B.C. Кравчука предложена уточненная методика такой корректировки, результаты расчета по ней хорошо согласуются с экспериментальными данными (рис.7). Диагностика контактной прочности и выносливости исследуемой с помощью ДДИТ передачи выполняется в результате реализации оригинального подхода решения третьей задачи. В работе представлено методическое обеспечение процесса решения четвертой и пятой задач, разработанное на основе результатов, полученных Е.И. Тескером, и учитывающее фактическую нагруженность контакта зубьев в зацеплении. В соответствии с необходимостью технико-экономического обоснования процесса химико-термической обработки зубьев колес (ОАО «Курганмашзавод») разработана методика определения оптимальных параметров упрочненного слоя, позволяющая для конкретных условий эксплуатации передачи технологическими методами исключить возможность отслаивания твердого слоя поверхностей зубьев и обеспечить максимальную долговечность передачи.

При индивидуальной оценки работоспособности передачи Новикова по показаниям ДДИТ, их размещают (рис. 5) на переходной поверхности зубьев шестерни и переходной поверхности зубьев колеса, а также на торцах зубьев (рис.8) шестерни и колеса в зонах, прилегающих к контактным.

Непосредственно с помощью ДДИТ действующая в контакте зубьев нагрузка определена быть не может. Поэтому для решения задачи восстановления нагрузки в зацеплении колес передачи Новикова используются косвенные характеристики — данные о напряженно-деформированном состоянии зубьев при работе нагруженной передачи, которые устанавливаются на основе обработки реакции на ДДИТ, размещенных в основании и торцах зубьев (рис.8) Пусть после обкатки передачи с ДДИТ на стенде в результате решения первых трех задач определены величины Для определения оптимальной толщины упрочненного слоя и требуемого закона изменения твердости по его глубине предложен следующий метод синтеза

Рисунок 8. Экспериментальные и расчетные данные НДС зуба колеса передачи Новикова с исходным контуром ЮТЗ-65

При сопоставительной технико-экономической оценке передач, шестерня и колесо которых изготовлены из различных сталей и вариации параметров упрочненного слоя, необходимо учитывать как стоимость материала шестерни и колеса, так и стоимость процессов химико-термической обработки зубьев. Воспользовавшись данными по стоимости сталей и значениями их твердости в исходном состоянии (Hc\ построим функцию f\ =f\{H,с). Поскольку стоимость химико-термического процесса обработки колес, в основном, зависит от глубины науглероженного слоя определим, учитывая используемое на предприятии термическое оборудование и стоимость энергоносителей, еще одну функцию fi — fj^ßc), отражающую стоимостные затраты на получение упрочненного слоя толщиной Sc. Тогда стоимость процесса химико-термической обработки передачи и материала ее колес будет характеризоваться следующей целевой функцией:

Р = НпЯНс\ ) + ^2/.(Яс2) + //2./2№) + ("2./2(42), (О

где - коэффициенты приведения стоимости материала шес-

терни и колеса и процесса термообработки их зубьев к одной передаче; HcU Hci - твердости материала шестерни и колеса в состоянии поставки; Sc\, 8сг - глубина упрочненного слоя на зубьях шестерни и колеса.

В общем случае функция F имеет четыре варьируемых при синтезе параметра: Нс\, Hci, Sc\, 8сг. При идентичном материале шестерни и колеса число параметров уменьшается до трех:

Непосредственно минимизация функции (1) задачу синтеза не решает, поскольку в ней отсутствуют данные о работоспособности и долговечности передачи. Поэтому, исходя из требуемого ресурса работы передачи определяются числа циклов до разрушения по контактной выносливости зубьев шестерни зубьев по изгибной выносливости

зубьев шестерни и колеса Воспользовавшись значением

рассчитывается число циклов нагружения передачи Nц до потери контактной выносливости. Передача будет работоспособной при условии:

tfH*Nt,f. (2)

При фиксированных Нс\, Sc> и известной для исследуемой передачи величине ст'н, определяется эффективная глубина упрочненного слоя и возникающие на этой глубине эквивалентные напряжения <т//с, = (гнау(Нл,0сК), позволяющие рассчитать число циклов до разрушения (Nal) поверхности зуба шестерни по критерию глубинной контактной прочности. Для работоспособной передачи должно соблюдаться условие:

■ (3)

Аналогично выполняется проверка на глубинную контактную прочность для зубьев колеса:

Nc2*NT„2. (4)

Проверка долговечности зубьев шестерни по изгибу осуществляется следующим образом. При фиксированных Не\, ¿и, принимая во внимание закон изменения твердости по глубине упрочненного слоя, определяемый параметрами устанавливается эффективная глубина упрочненного

слоя и выполняется корректировка допускаемого напряжения (ст№1), используемого при расчете зубьев на изгиб. Величина <гт совместно с а'п

позволяет рассчитать число циклов нагружения зубьев шестерни до потери работоспособности по критерию изгибной выносливости: .

"л = Nn\a>n,<Tm{HcUSci)}> NTn. (5)

Аналогичное условие для зубьев колеса (параметры Нсг, Sa)'

nfi=Av2H2,CTm(tfc2,<y]>w;2. (6)

Так как варьируемые параметры Hcl, 8С\, Нс2, Sc2 могут изменяться только в тех пределах, которые допускают используемые стали, то:

ntm ,Нс1 ¿Яст1Х ; 5стт <ßci ,Sc2 <Scm„, (7)

где Невт = тт{Я„}; Ястах = тах{Я„}; Нс, - твердость i - й стали; Smm, 4пи«- минимальная и максимальная толщина упрочненного слоя, в пределах которого определена функция^(<%).

В результате, задача синтеза параметров упрочненного слоя зубьев колес сведена к минимизации функции (1) при ограничениях (2)...(7):

F(Hci,Hcl,ScM->min (8)

N„-NTHX SO; -NTm Z0-,NC2-NtH2 àO; Nn-NT„bO', Nn-NTnZ 0;

HCmm -Hc\ >Hcl ^сш ; ¿>m,n —^cl >Scl — Pentax '

Если в процессе решения задачи (8) не удается обеспечить выполнение условий (2)...(6), то целесообразно в пределах имеющихся сталей и возможностей термообработки искать параметры Нс\, Нсг, öc\, Д-2. при которых, несмотря на стоимостные характеристики, будет выявлена передача, обладающая наибольшей долговечностью:

Созданная методология оценки нагруженности, работоспособности и ресурса передач Новикова на основе использования информации с ДДИТ направлена на вскрытие потенциальных возможностей конкретной передачи без изменения ее геометрических параметров и технологического процесса нарезания зубьев. Разработанные в диссертации методики использовались при конструкторско-технологической отработке как передач Новикова ДЛЗ (Ижевский ПО "Редуктор"), так и цилиндрических косозубых эвольвентных передач агрегатов трансмиссий транспортных машин (НТЦ АО КАМАЗ, — спортивные автомобили участвующие в международных ралли Париж-Дакар, Париж-Пекин; ОАО "Курганмашзавод").

В четвертой - главе приведены экспериментально-расчетные методы прогнозирования с помощью ДЦИТ долговечности деталей в условиях регулярного их нагружения, основанные на установлении корреляционных связей между реакцией датчика и числом циклов нагружения образца или детали до разрушения и методы, использующие модели накопления повреждений.

Принципиально, количественная реакция датчиков деформаций интегрального типа оценивается двумя различными способами — это фиксирование внутреннего эффекта (например, изменение микротвердости) и внешнего эффекта (граница смещения темных пятен, относительная площадь измененной структуры и т.д.). Оценка реакции ДДИТ по внутреннему эффекту частых прерываний испытаний не требует, позволяет получать информацию до появления внешней реакции и, тем самым, сократить время экспериментальных исследований, обеспечивает требуемый для построения эмпирической линии регрессии статистический объем экспериментальных данных при регистрации реакции на каждом датчике. Методика получения корреляционных связей основана на установлении зависимости между изменением диаметра отпечатка А/, полученного при измерении микротвердости ДДИТ, и логарифмом числа циклов N до разрушения образцов

= + В ИЛИ N = Ю"1^*', (10)

где Д1 - среднее значение изменения диагонали отпечатка ДДИТ, полученное после его деформирования вместе с деталью в течение числа циклов; N- прогнозируемое число циклов до разрушения исследуемой детали; А и В - коэффициенты.

Расчет доверительных интервалов линии регрессии (10) основан на модели, в которой разброс экспериментальных точек определяется погрешностями измерения случайной величины Д/ и построением собственно линии регрессии вследствие ограниченного числа экспериментальных точек. Модель основана на сопоставлении результатов тарирования ДЦИТ и данных усталостных испытаний деталей ДЦИТ при одной и той же реакции датчиков. Использование информации с ДЦИТ позволяет учесть особенности процесса накопления усталостных повреждений для каждого образца.

Проведение усталостных испытаний (при = 100 тыс. циклов) корпусов автосцепки с ДЦИТ (рис.9 а) позволило установить тарировочную зависимость (с доверительными границами), показанную на рис.9 б, которая использовалась для прогнозирования долговечности боковых рам и надрессорной балки вагона.

\] X * \ X т •

\ \ Л ~

хХ\ IgN-O 91

Чл

\

- -

а) 6)

Рисунок 9. Корпус автосцепки с ДЦИТ и зависимость N = N(lJ)

Ограниченностью применения описанной методики является необходимость получать корреляционные зависимости заново при изменении условий нагружения, номенклатуры деталей, их размера или материала.

Для расширения области использования ДЦИТ при решении задач прогнозирования числа циклов до разрушения детали разработан ряд методик, основанных на взаимосвязи реакции датчика с накоплением усталостных повреждений в материале детали. В качестве расчетной модели принята нелинейная гипотеза накопления повреждений Гатса, развитие которой позволило кривую усталости материала получить в виде:

где N - число циклов нагружения; <гт - предел выносливости материала в исходном состоянии; а— величина напряжения; о"„- аналог предела прочности материала; К - коэффициент пропорциональности, ilj - поврежден-ность материала (0< П; < 1), отражающая в относительных единицах снижение предела выносливости: = о*, /о"«, где о>; - предел выносливости материала, получившего предварительную наработку.

В результате комплексных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что тарировочная зависимость, построенная по моменту возникновения на поверхности ДДИТ первых «темных пятен», соответствует одной и той же поврежденности основного металла и является частным случаем выражения (11):

где — поврежденность материала датчика, о"„г - аналог предела прочности материала датчика.

Уравнение (11) зависит от трех параметров (К, о)ю, а,) и является нелинейным. При имеюгцихся исходных данных испытаний образцов или деталей на выносливость (7/, и <г„ / = 1 ,р\ р - число образцов) параметры уравнения (11) при Л) = 1 устанавливаются по специально разработанным алгоритмам, учитывающим физический смысл искомых параметров, в процессе минимизации функционала:

1 1

Ф = |лг(-

Ф-р——>min. (13)

Параметры IJg и cr,g уравнения (12) определяются после решения задачи (13) на основе имеющейся совокупности (Ngi и ag„ i = 1,р; р - число образцов) данных тарировочных испытаний образцов с ДДИТ. В качестве примера на рис.10 показана обработка результатов усталостных и тарировочных испытаний образцов из стали 09Г2Д по зависимостям (11) и (12) с границами (68% и 95%) доверительных интервалов.

Прогнозирование долговечности деталей на основе корреляционной зависимости N = N({J) требует знание реакции ДДИТ ( Д/) при числе циклов деформирования (Ng), при котором строятся тарировочные зависимости (рис.9 б), что по условиям эксплуатации изделий не всегда возможно.

Для преодоления отмеченного ограничения предложено корреляционную зависимость использовать совместно со связью (11). Суть разработанного подхода проиллюстрирована на рис. 11, где цифрой 1 обозначена кривая выносливости, а цифрой 2 — кривая, соответствующая моменту возникновения на ДДИТ эффекта в виде первых "темных пятен" и определяющая величину поврежденности материала üg. Здесь же показана (кривая 3) функциональная зависимость изменения величины микротвердости ДДИТ при фиксированном числе циклов на-гружения Ng. В исходном состоянии микротвердость датчика Н^. По мере увеличения амплитуды напряжения су (при Ng = const) микротвердость датчика от возрастает до величины после чего на датчике возникает внешняя реакция ("темные пятна"). При дальнейшем росте напряжения (сг > Oj) структура материала датчика разрыхляется и его микротвердость падает.

Рисунок 10. Результаты испытаний образцов из стали 09Г2Д

а

¡8М

Рисунок 11. Схема определения взаимосвязи ст, Л', Нц

Разработанная в диссертации на основе схемы рис. 11 методика определения взаимосвязей ст, Ы, Нпри Л^ = 100 тыс. циклов позволяет рассчитать кривые поврежденности несущих элементов тележки вагона (рис.12) и после испытания одного тарировочного образца с ДЦИТ при требуемом по условиям снятия информации с ДЦИТ при эксплуатации детали (200 тыс. циклов) получить новые корреляционные зависимости для

прогнозирования ресурса по усталости при регулярном нагружении.

В заключение главы приведены примеры реализации разработанных методов при прогнозировании мест и сроков вероятного разрушения основных несущих элементов тележки вагона - корпуса автосцепки, боковой рамы полувагона и надрессорной балки (АО «Уралвагонзавод»).

В пятой главе рассмотрены методы восстановления напряжений и прогнозирования ресурса деталей и металлоконструкций машин при блочном и случайном режимах их нагружения, в том числе для изделий, длительное время находящихся в эксплуатации.

Алгоритм определения амплитуды максимальных напряжений для блочного режима, относительные параметры которого, - длительность ступеней и уровень напряжений на каждой ступени

считаем заданными (здесь предполагается наличие линейной связи между внешней нагрузкой и напряжениями, возникающими на поверхности детали) состоит в следующем. Пусть в процессе испытания детали при блочном режиме нагружения реакция на ДЦИТ в виде первых "темных пятен" возникла через N циклов, соответствующих целому числу блоков. В результате длительность испытаний на каждой ступени составит

N, = N1,, при этом N = YlNl. (14)

На основе зависимости (12) при известных по данным тарировочных испытаний образцов с ДДИТ, ее параметрах Око, АГ определяется величина относительной поврежденносп/7,, которую получит датчик при работе вместе с деталью в течение Ы, - числа циклов нагружения и уровне амплитуды напряжений <7,. Для этого, заменяя Пе на П, При (Т — О/ И N = Ы, решается уравнение (12) относительно П,. На каждой ьтой ступени блока за Л) число циклов деформирования ДДИТ получит /7/ поврежденность, а после воздействия всех ступеней блока нагружения (их всего /я), за N число циклов, на датчике возникает реакция, которая свидетельствует о том, что суммарная поврежденность датчика достигла величины П^ Отсюда следует уравнение:

ЕЯ,-Я.

(15)

Уравнение (15) на основе (12) при параметрах блока /,), позволяет получить следующую зависимость:

■О+Суда^ + О-Су/:/^,);

Это трансцендентное уравнение при заданных (1 = 1,ш) и известных N (до реакции ДДИТ при блочном режиме нагружения детали), К, О)®, о^ содержит лишь одно неизвестное о;(1аг, которое устанавливается в процес-

се решения уравнения (16) численным методом. Для определения амплитуды эквивалентного напряжения <г, учтем, что испытание образца при <г, приводит к тому же повреждаемому воздействию на ДЦИТ, как и спектр напряжений блока, и поэтому реакция на ДЦИТ (первые "темные пятна") возникает после такого же числа циклов деформирования N. В результате а, при известных Л/, К, сгцо, Пе и <гее является решением уравнения (12). Достоверность изложенной методики определения подтверждена в процессе специ-

ально спланированных экспериментов на образцах из стали 45. Максимальная погрешность восстановления Ста составила ~ 6%. Знание величины а, позволяет для блочного режима нагружения по зависимости (11) прогаозиро-вать с доверительными границами (через статистические характеристики число циклов до разрушения. Методика решения этой задачи и результаты ее экспериментальной проверки представлены в диссертации.

При исследовании нагруженности и усталостных повреждений конструкций по информации с /ЩИТ в условиях, когда число циклов деформирования конструкции неизвестно и амплитуда напряжения является величиной случайной, предложено на датчиках фиксировать не только момент появления реакции в виде первых «темных пятен», но и кинетику их «роста», оцениваемую по относительной площади занимаемой «темными пятнами» на исследуемом участке поверхности датчика. Регистрация осуществляется либо с использованием специально разработанных оп-тоэлектронных световодных преобразователей, либо цифровым фотомет-рированием с последующей обработкой снимков на ПЭВМ. Для регистрации реакции на ДЦИТ в любой момент времени (важнейшее условие реализации методик в реальных условиях эксплуатации изделия) автором изготовлены и исследованы предложенные В.Н. Сызранцевым ДЦИТ с переменной чувствительностью. Эти датчики представляют собой полоски фольги, подвергнутой специальной подготовке, в результате которой по длине датчика от левого края интенсивность реакции уменьшается (рис.4) до 1раницы первых «темных пятен», а на остальной части поверхности датчика, до его правого края, реакция отсутствует при определенном законе изменения (д^) </7г Регистрация показаний этих датчиков заключается в фиксировании смещения границы первых «темных пятен» на поверхности ДЦИТ за известное число циклов деформирования N. Функция П&х (хх) <Пв получена в виде:

к(17)

где <4 =(1 + сг !<тп)-сг +(1-сг ; К, ат , ач , П[ - параметры-

тарировочной зависимости (12), с„, Са, 8а - параметры, определяющие закон (П^) изменения поврежденности датчика (рис. 13а) в различных (хя) по его длине сечениях.

Методология диагностики остаточного ресурса металлоконструкций машин на основе информации, получаемой с помощью ДДИТ переменной чувствительности заключается в следующем. В процессе испытаний образцов до поломки и решения задачи (13) определяют параметры кривой усталости (11) При вариации О" И ДО, регистрируя величину проводят тарировоч-ные испытания образцов с ДЦИТ и устанавливают функцию З3=дд(сг . В качестве аппроксимирующей для применяется либо пучок пря-

мых (рис.136), либо, в более общем виде, логистическая зависимость:

м

1 + ехр1лИ-/1И-/1И-18^] ' (18)

где - гладкие, унимодальные функции, параметры которых

определяются методом наименьших квадратов.

Рисунок 13. Функции Пр, (хг) и образцов I

На исследуемую конструкцию помещают ДДИТ и подвергают ее эксплуатации в течение часов (рис.14), после чего фиксируют показания ДДИТ: 8д И хg. Совместное решение уравнений (17) и (18) при замене в них а на эквивалентное напряжение <?£ И N на эквивалентное число циклов Ые позволяет определить величины <Г£ И

Полагая, что процесс нагружения исследуемой конструкции случайный и аддитивный, для периода 7^ эксплуатации металлоконструкции с ДЦИТ, можно воспользоваться зависимостью:

= (19)

где Ке - коэффициент эквивалентности, имеющий размерность (цикл/час)

Зная Тк и Ые , по (19) рассчитывается коэффициент Кс , который при известном числе часов (7//) эксплуатации конструкции до установки на ней ДДИТ позволяет определить эквивалентное число циклов ее нагруже-ния за все время работы:

= КЕ {ТЦ + ГЕ) (20)

Установленная величина эквивалентного напряжения 0>- после подстановки в уравнение (11) при позволяет при принятой вероятности

неразрушения (соответствующее значение сгт) рассчитать допустимое число циклов деформирования:

После чего остаточный ресурс конструкции в эквивалентных числах циклов нагружения составит: Мжт (циклов) = Л^, - Л^, или в часах работы: Мост (часов) = ( Их, - ЛУ / Ке .

Рассмотренная методология прогнозирования по показаниям ДДИТ остаточного ресурса использована в процессе совместных работ с Курганским инженерным центром технической диагностики и экспертизы объектов Госгортехнадзора ООО «Фирма Техцентр» при диагностике технического состояния металлоконструкций шести мостовых кранов ОАО «Курганмашзавод», более тридцати лет находящихся в эксплуатации. В настоящее время методика применяется для диагностики кранов других предприятий. Часть результатов этих исследований отражена в диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена и доведена до конечных алгоритмов методология прогнозирования по показаниям ДДИТ остаточного ресурса деталей и металлоконструкций машин для условий нерегулярного их нагружения в эксплуатации и известного периода работы исследуемого изделия до начала диагностики. Методология основана на реализации способов оценки реакции ДДИТ, обеспечивающих ее регистрацию и количественную обработку в любой момент времени прерывания испытаний, с использованием которых построены математические модели, описывающие взаимосвязи реакции ДДИТ с накопленными усталостными повреждениями, возникающими в деталях при циклическом нагружении.

2. В результате обработки данных проведенного комплекса усталостных испытаний образцов (деталей) с ДДИТ установлены и математически описаны корреляционные связи между изменением микротвердости датчиков и разрушением образцов, на основе которых разработаны методики прогнозирования ресурса деталей для условий регулярного их нагружения в эксплуатации.

3. Разработана и реализована в практике экспериментальных исследований концепция комплексной оценки работоспособности зубчатых передач по различным прочностным критериям, базирующаяся на восстановлении реальной нагруженности зацепления по косвенным характеристикам, устанавливаемая путем обработки информации с ДДИТ, закрепленных в основании и на торцах зубьев. Для передач Новикова концепция оформлена в виде взаимосвязанных экспериментально-расчетных методик, обеспечивающих вскрытие потенциальных возможностей передачи по критериям изгибной, контактной прочности и выносливости, глубинной контактной прочности поверхности зубьев.

4. Применительно к условиям эксплуатационного нагружения деталей и металлоконструкций машин разработаны и прошли проверку в процессе экспериментальных испытаний элементов несущих систем автомобилей экспресс-методы ранжирования мест, исследуемых с помощью ДДИТ, по интенсивности накопления усталостных повреждений.

5. В результате проведенного комплекса экспериментальных и Теоретических работ создан банк способов тарирования ДДИТ по различным критериям оценки их реакции, поддержанный математическими моделями, описывающими результаты тарировочных испытаний, методически обеспечивающий возможность реализации экспериментальных исследований характера распределения напряжений и оценки накопленных усталостных повреждений с помощью ДДИТ.

6. Проведенные с помощью ДЦИТ экспериментальные исследования по выявлению мест с интенсивным накоплением усталостных повреждений в несущих системах транспортных машин, оценке влияния погрешностей изготовления и монтажа на работоспособность передач Новикова, диагностике остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов свидетельствуют о высокой эффективности разработанных методов как при конструкторской и технологической доработке изделий новой техники, так и при оценке технического состояния металлоконструкций, длительное время находящихся в эксплуатации.

Основные опубликованные работы по теме диссертации 1. А.с.№ 1684592 СССР, МКИ в 01 В 5/00. Образец для тарировки датчиков сдвиговых деформаций / Сызранцев В.Н., Удовикин А.Ю., Голофаст С.Л. Опубл.15.10.91. Бюл.№ 38. - Зс: ил.

2. А.с. № 1762133 СССР, МКИ G 01 В 7/28. Способ оценки распределения нагрузки в зацеплении передач Новикова с двойной линией зацепления / Сызранцев В.Н., Удовикин А.Ю., Голофаст С.Л., Огнев М.Е. Опубл. 15.09.92. Бюл.№ 34. - 3 с: ил.

3. Голофаст С.Л. Оценка напряженно-деформированного состояния зубьев колес передач Новикова с помощью датчиков деформаций интегрального типа // V Междунар. Симпоз. Теория реальных передач зацеплением: Тез.докл. - Курган, 1993.-С.ЗЗ-35.

5. Голофаст С.Л., Сызранцева К.В., Секисова СЮ. Об одном способе расшифровки показаний датчиков деформаций интегрального типа // V Междунар. Симпоз. Теория реальных передач зацеплением: Тез.докл. -Курган, 1993.-71-72.

6. Мухин А.Ф., Голофаст С.Л. Об интерференции в цилиндрических передачах Новикова внешнего зацепления // V Междунар. Симпоз. Теория реальных передач зацеплением: Тез.докл. - Курган, 1993. - С.69.

7. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л. Методика оценки изгибной и контактной выносливости передач Новикова по показаниям интегральных датчиков деформаций // Теория механизмов, прочность машин и аппаратов. Курган: РИО Курган, машиностроит. ин-та, 1993. - С. 17-21.

8. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л. Экспериментально-расчетные методы оценки нагруженности и прогнозирования ресурса передач Новикова ДЛЗ // Прогрессивные зубчатые передачи: Докл. междунар. симпозиума. -Ижевск, 1994.-С. 129-131.

9. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Маленков А.И., Астафьев В.Н. Определение с помощью датчиков деформаций интегрального типа мест разрушения несущих элементов в процессе их дорожных испытаний // Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации двигателей, автомобилей, вездеходных, специальных строительных и дорожных машин. Тез. докл. и сообщ. Междунар. науч.-техн.конф. АМФ-94. Нижний Новгород, 1994.-С. 120.

11. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Штин О.А., Маленков А.И. Новые методы экспериментального исследования зубчатых передач // Докл. междунар. конгресса «Зубчатые передачи-95». - София, 1995. - С.71-73.

12. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л, Маленков А.И. Методы экспериментального исследования зубчатых передач с помощью датчиков деформаций интегрального типа. Учеб. пособие. - Курган: Изд-во Курган, ун-та, 1995. - 85 с.

13. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Маленков А.И., Колпакова К.В. Определение эквивалентного режима нагружения зубчатых передач грузовых автомобилей после их дорожных испытаний // Тез. докл. Междун. науч.-техн. конф. "Динамика систем, механизмов и машин", Омск, 1995. - С.13.

14. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Колпакова К.В., Маленков А.И. Tech-nigue of load ability research of elements of automobile's transmissions with the help of integral strain gauges // Докл. междунар. конференции "Теория и практика зубчатых передач".-Ижевск, 1996. С. 177-181.

15. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Маленков А.И., Колпакова К.В. Диагностика усталости несущих систем и элементов транспортных машин с помощью датчиков деформаций интегрального типа. Учеб. пособие. -Курган: Изд-во Курган, ун-та, 1996. - 87с.

16. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Терехов А.С. Определение в ходе эксплуатационных испытаний транспортных машин несущей способности и усталости их элементов // VII междунар. науч.-техн.совещ. по диагностики и прочности автомобилей. Тез. докл. М, 1997. - С. 17-18.

17. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Колпакова К.В., Маленков А.И. Восстановление условий нагружения зубчатых передач грузовых автомобилей после их дорожных испытаний. Прикладные задачи механики: Сб.науч.тр. / Под ред. ВБ.Евстифеева. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - Кн.1. - С.70-74.

18. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Маленков А.И., Колпакова К.В. Диагностика работоспособности деталей в условиях эксплуатации транспортных средств // Повышение эффективности работы колесных и гусеничных машин в суровых условиях эксплуатации. Сб. тр. Межд. науч.-техн.конф.-Тюмень: ТюмГНГУ, 1996.-С. 128-130.

19. Syzrantsev V., Golofast S., Malenkov A., Kolpakova K. Diagnostics of machine parts under operating conditions ofvehicles // Operation efficiency increase ofwheel and machines under severe operating conditions: Proceedings of the international scientific and technical conference. - Tyumen: Tyumen state oil and gas university, 1996. - p.96-98.

20. Syzrantsev V., Golofast S., Kolpakova K. Application of integral strain gauges for estimation of Novikoffs gearings service ability // National conference with international participation. May 12-15, 1997.- Svratka, Czech Republic, 1997. - Vol. 1: Keynote lectures, Mechanics of Solids. - P. 191-192.

21. Сызранцев В.Н., Терехов А.С, Голофаст С.Л. Методология экспериментальных исследований несущих систем и элементов трансмиссий транспортных машин с помощью датчиков деформаций интегрального типа //Теория реальных передач зацеплением: Информ, материалы VI Междун. симпозиума. - Курган: Изд-во Курган, гос. ун-та, 1997. - 4.2: Проблемы оценки и повышения работоспособности реальных передач зацеплением. - С.96-98.

22. Syzrantsev V., Golofast S., Kolpakova K. Determination of Torque on Shafts by Integral Strain Gauges Indications // National conference with international participation. May 11-14, 1998. - Svratka, Czech Republic, 1998. -Vol. 1: Keynote lectures, Mechanics ofSolids. -P.727-730.

23. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Гунин А.А., Периков С.Н. Задачи синтеза параметров упрочненного слоя закаленных зубчатых колес // Тр. междунар. конф. «Теория и практика зубчатых передач». - Ижевск, 1998.-С.428-431.

24. Syzrantsev V., Golofast S., Kolpakova K. The new means and the methods of experimental research of cylindrical gearings // Mechanics in Desigh MID-98. - England: Nottingham Tiend University, 1998. - P.553-562.

25. Syzrantsev V, Golofast S., Syzrantseva К Gearing serviceability diagnostic with the help of integral strain gauges // 4 th World Congress on Gearing and Power Transmission: 16-18 march, 1999. C.N.I.T. Paris- France, 1999. -Vol. 2. - P.I 845-1850.

26. Syzrantsev V., Seelich A., Golofast S. Experience ofNovikoffs gearings cylindrical gears shaving // Akademika dubnica-99.5 medzinarodna vedecka konferencia: 9-12 septembra 1999.-Dubnica nad Vahom-Poland, 1999. -Diel 1.-P.161-166.

27. Syzrantsev V., Yerikhov M., Seelich A., Golofast S. Novikoff - Wildhaber gearing. New methoods of geometrical analysis, technology of load capacity and service life // International Journal of Gearing and Transmissions. - ISSN 1335-518X.-2000.-№ 1.- P.29-37.

28. Syzrantsev V., Golofast S. Diagnostics of remaining life of machine parts // ENGINEERING MECHANICS 2003. National conference with international participation. May 12-15,2003. - Svratka, Czech Republic, 2003. - P.122 -125.

29. Голофаст СЛ. Восстановление нагруженности передач Новикова по косвенным характеристикам // Тр. Междун. Науч.-техн. конференции, посвященной 40-летию Тюменского государственного нефтегазового университета «Проблемы развития ТЭК Западной Сибири на современном этапе» 2527 сентября 2003г. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2003. - С.206 - 210.

30. Голофаст С Л. Методология экспериментальных исследований передач Новикова датчиками деформаций интегрального типа // Сб. науч. Тр. «Прогрессивные зубчатые передачи», посвященный 70-летию проф. А.Е. Беляева. НГТИ-МИФИ-2. - Новоуральск: Изд-во НГТИ, 2003. - С.40-46.

31. Сызранцев В.Н., Голофаст СЛ. Измерение циклических деформаций и. прогнозирование долговечности деталей. по показаниям датчиков деформаций интегрального типа. - Новосибирск: Наука, 2004. - 207 с.

32. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Сызранцева К.В. Диагностика нагруженности и ресурса деталей машин по показаниям датчиков деформаций интегрального типа. - Новосибирск: Наука, 2004. - 189 с.

33. Голофаст СЛ. Диагностика работоспособности передач Новикова датчиками деформаций интегрального типа. - Новосибирск: Наука, 2004. -164 с.

34. Голофаст СЛ. Восстановление эпюры изгибных напряжений в основании зубьев колес передач Новикова с помощью датчиков деформаций интегрального типа с переменной чувствительностью. Сборник трудов научно-технической конференции с международным участием «Теория и практика зубчатых передач». Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. — С. 100-105.

Подписано к печати 1 5

Формат 60x90 Тираж 100

Печать RISO

1

/

0 9 6

0 4

З

. О í а к

ь е м 2 пл. а з 155

Издательство «Вектор Бук». Лицензия ЛР № 071015 от 28.12.93.625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 45.

й 18998

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ДАТЧИКИ ДЕФОРМАЦИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА (ДДИТ). СПОСОБЫ КАЛИБРОВКИ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ.

1.1. Характеристика средств и методов измерения напряжений и накопленных усталостных повреждений.

1.2. Характеристика датчиков деформаций, способы калибровки и математическое описание тарировочных зависимостей.

1.3. Методики измерения напряжений, использующие информацию с датчиков деформаций интегрального типа.

1.4. Постановка проблемы исследования нагруженности и оценки усталости деталей машин с помощью ДДИТ.

ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАТЧИКОВ ДЕФОРМАЦИЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ С ИНТЕНСИВНЫМ НАКОПЛЕНИЕМ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ.

2.1. Исследование длиннобазного автобуса КАВЭ-39769.

2.2. Результаты оценки мест вероятного разрушения сварной рамы автобуса КАВЗ-З2768.

2.3. Определение мест разрушения балки переднего моста спортивного автомобиля КамАЗ.

2.4. Анализ напряженно-деформированного состояния участков рамы спортивного грузового автомобиля при ее усталостных испытаниях.

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЕРЕДАЧ НОВИКОВА ДАТЧИКАМИ ДЕФОРМАЦИЙ

ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА.

3.1. Задачи экспериментального исследования передач Новикова и их взаимосвязи.

3.2. Прогнозирование изгибной выносливости зубьев колес

Новикова по показаниям ДДИТ.

3.3. Задача восстановления нагруженности зацепления передачи Новикова и оценка контактной выносливости.

3.4. Оценка влияния упрочненного слоя на глубинную контактную прочность зубьев.

3.5. Оценка влияния параметров упрочненного слоя на изгибную прочность зубьев.

3.6. Обеспечение максимальной долговечности передачи путем отими-зации параметров упрочненного слоя зубьев шестерни и колеса.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПО ПОКАЗАНИЯМ ДДИТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ

ПРИ РЕГУЛЯРНОМ ИХ НАГРУЖЕНИИ.

4.1. Прогнозирование числа циклов до разрушения деталей на основе корреляционных связей с реакцией ДДИТ.

4.2. Методы прогнозирования долговечности деталей по показаниям ДДИТ, использующие модели накопления повреждений.

4.2.1. Расчетная модель и алгоритмы определения ее параметров.

4.2.2. Установление взаимосвязи реакции ДДИТ с процессом накопления усталостных повреждений в материале образцов при их испытаниях на выносливость.

4.3. Реализация экспериментально-расчетных методов при оценке долговечности несущих элементов тележки полувагона.

ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДДИТ НАПРЯЖЕНИЙ И РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПРИ

БЛОЧНОМ И СЛУЧАЙНОМ РЕЖИМАХ ИХ НАГРУЖЕНИЯ.

5.1. Методики восстановления напряжений и прогнозирования ресурса образцов и деталей йри различных режимах нагружения.

5.1.1. Методика восстановления по показаниям ДДИТ напряжений, возникающих на поверхности деталей при блочном режиме нагружения.

5.1.2. Прогнозирование ресурса образцов при блочном режиме нагружения с использованием ДДИТ.

5.1.3. Оценка с помощью ДДИТ ресурса деталей, подвергающихся в условиях эксплуатации воздействию случайного спектра нагрузок.

5.2. Методика идентификации условий нагружения деталей при нерегулярном их нагружении по показаниям ДДИТ, зафиксированных с помощью цифровой видеотехники.

5.3. Диагностика остаточного ресурса металлоконструкций грузоподъемных машин по показаниям ДДИТ.

5.3.1. Анализ технического состояния крана № 1.

5.3.2. Анализ технического состояния крана № 2.

5.3.3. Анализ технического состояния крана № 3.

5.3.4. Анализ технического состояния крана № 4.

5.3.5. Анализ технического состояния крана № 5.

5.3.6. Анализ технического состояния крана № 6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Важнейшей задачей практически для всех отраслей машиностроения является улучшение качества, снижение металлоемкости, совершенствование конструкции и методов изготовления как серийно выпускаемых, так и новых образцов машин и механизмов. Решение данной задачи невозможно без всесторонних испытаний. Наиболее сложными и длительными являются испытания, связанные с оценкой нагруженности и ресурса элементов машин и конструкций в целом по критерию усталостного разрушения, что вызвано статистической природой показателей долговечности, разнообразием процессов накопления повреждений в деталях и конструкциях, влиянием большого количества конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Весьма часто объекты таких испытаний, в соответствии с особенностями их работы и нагружения, требуют нестандартных решений. В последнее десятилетие остро встала проблема оценки работоспособности и остаточного ресурса объектов, длительное время находящихся в эксплуатации, а в ряде случаев отработавших нормативный срок службы. Сказанное в полной мере относится к системам транспорта нефти и газа, грузоподъемным машинам и механизмам, авиационной технике и др. Поэтому комплекс средств и методов, позволяющих экспериментально оценивать напряженно-деформированное состояние и процесс накопления усталостных повреждений в материале конструкции и ее отдельных деталях в условиях циклического нагружения, является важным направлением в науке и технике. Результаты диагностики работоспособности и накопленных в деталях усталостных повреждений, полученные именно в процессе натурных испытаний или эксплуатации, не только дают объективную информацию о работе деталей, но и являются основой для совершенствования как методов расчета их на выносливость, так и методов прогнозирования остаточного ресурса.

К настоящему времени как в нашей стране, так и за рубежом опубликовано большое количество работ, посвященных разработке, исследованию и внедрению различных средств и методов изучения напряженно-деформированного состояния в условиях циклического нагружения как отдельных деталей, так и металлоконструкций в целом в условиях стендовых и натурных испытаний. Существенный вклад в развитие данного научного направления внесли отечественные ученые В.В. Болотин, Е.К. Почтенный, С.А. Тимашев, В.И. Бойко, О.Л. Бандин, A.C. Гусев, А.П. Гусенков, Б.С. Касаткин, Э.Г. Керимов, В.П. Когаев, В.А. Копнов, Х.Б. Кордонский, Ю.Н. Коваль, H.A. Махутов, С.М. Набойщиков, В.Н. Сызранцев, В.Т. Трощенко, Д.А. Троценко, O.A. Мамед-Заде и другие.

Анализ отечественной и зарубежной литературы по данной тематике свидетельствует, что наиболее перспективными неразрушающими методами оценки накопленных усталостных повреждений в материале детали или металлоконструкции являются методы, основанные на применении датчиков усталостного повреждения. В связи с этим решение проблемы, объединяющей вопросы разработки новых средств и принципов измерений, конструкции датчиков усталости и теоретических основ методов оценки нагруженности, накопленных повреждений и остаточного ресурса, представляется актуальной задачей, имеющей важное значение для ряда отраслей машиностроения.

Целью работы является обоснование и разработка методов оценки нагруженности и прогнозирования усталостной долговечности деталей и несущих систем машин в условиях эксплуатации на основе использования результатов оценки реакции датчиков деформаций интегрального типа по различным критериям.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи.

1. Создание банка способов тарирования датчиков деформаций интегрального типа (ДДИТ) по различным критериям оценки их реакции и математическое описание результатов тарирования на основе регрессионных, полуэмпирических и аналитических моделей.

2. Определение по показаниям ДДИТ в металлоконструкциях мест с интенсивным накоплением усталостных повреждений в условиях регулярного нагружения машин при их эксплуатационных испытаниях.

3. Разработка (на примере комплексного исследования работоспособности передач Новикова по различным прочностным критериям) методологии использования ДДИТ для восстановления нагруженности и прогнозирования ресурса деталей сложной геометрической формы, подвергающихся в процессе работы циклическому деформированию.

4. Установление корреляционных связей внутренней реакции /ЩИТ с усталостным разрушением образцов деталей, разработка методов прогнозирования ресурса деталей и металлоконструкций машин в условиях регулярного нагружения.

5. Определение взаимосвязей реакции на поверхности ДДИТ с накопленными усталостными повреждениями, описание связей на основе полуэмпирических моделей накопления повреждений и разработка методологии прогнозирования по показаниям ДДИТ остаточного ресурса несущих систем и деталей машин для условий нерегулярного нагружения и известного периода эксплуатации изделий до начала диагностики.

6. Проведение экспериментальных исследований по проверке разработанных методов оценки с использованием ДДИТ нагруженности и прогнозирования ресурса несущих систем и различных элементов машин как в условиях лабораторных, так и эксплуатационных испытаний.

Настоящая диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и 2 приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

При выполнении настоящей работы получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Предложена и доведена до конечных алгоритмов методология прогнозирования по показаниям ДДИТ остаточного ресурса деталей и металлоконструкций машин для условий нерегулярного их нагружения в эксплуатации и известного периода работы исследуемого изделия до начала диагностики. Методология основана на реализации способов оценки реакции ДДИТ, обеспечивающих ее регистрацию и количественную обработку в любой момент времени прерывания испытаний, с использованием которых построены математические модели, описывающие взаимосвязи реакции ДДИТ с накопленными усталостными повреждениями, возникающими в деталях при циклическом нагружении.

2. В результате обработки данных проведенного комплекса усталостных испытаний образцов (деталей) с ДДИТ установлены и математически описаны корреляционные связи между изменением микротвердости датчиков и разрушением образцов, на основе которых разработаны методики прогнозирования ресурса деталей для условий регулярного их нагружения в эксплуатации.

3. Разработана и реализована в практике экспериментальных исследований концепция комплексной оценки работоспособности зубчатых передач по различным прочностным критериям, базирующаяся на восстановлении реальной нагруженности зацепления по косвенным характеристикам, устанавливаемая путем обработки информации с ДДИТ, закрепленных в основании и на торцах зубьев. Для передач Новикова концепция оформлена в виде взаимосвязанных экспериментально-расчетных методик, обеспечивающих вскрытие потенциальных возможностей передачи по критериям изгибной, контактной прочности и выносливости, глубинной контактной прочности поверхности зубьев.

4. Применительно к условиям эксплуатационного нагружения деталей и металлоконструкций машин разработаны и прошли проверку в процессе экспериментальных испытаний элементов несущих систем автомобилей экспресс-методы ранжирования мест, исследуемых с помощью ДДИТ, по интенсивности накопления усталостных повреждений.

5. В результате проведенного комплекса экспериментальных и теоретических работ создан банк способов тарирования ДДИТ по различным критериям оценки их реакции, поддержанный математическими моделями, описывающими результаты тарировочных испытаний, методически обеспечивающий возможность реализации экспериментальных исследований характера распределения напряжений и оценки накопленных усталостных повреждений с помощью ДДИТ.

6. Проведенные с помощью ДДИТ экспериментальные исследования по выявлению мест с интенсивным накоплением усталостных повреждений в несущих системах транспортных машин, оценке влияния погрешностей изготовления и монтажа на работоспособность передач Новикова, диагностике остаточного ресурса металлоконструкций мостовых кранов свидетельствуют о высокой эффективности разработанных методов как при конструкторской и технологической доработке изделий новой техники, так и при оценке технического состояния металлоконструкций, длительное время находящихся в эксплуатации.

1. A.c. 1317317 СССР, МКИ G 01 N 3/32, G01M13/00. Стенд для усталостных испытаний / Удовикин А.Ю., Добрынько A.B., Сызранцев В.Н., Розенберг А.Ю. № 3986277/25-28; Заявлено 08.10.85; Опубл. 15.06.87, Бюл. № 22. - 5 е.: ил.

2. A.c. 1326945 СССР, МКИ G 01 N 3/32, Способ определения амплитуды циклической деформации детали / Городничий В.П., Маленков А.И., Розенберг А.Ю., Сызранцев В.Н., Удовикин А.Ю. № 4049628/ 25-28; Заявлено 08.04.86; Опубл. 30.07.87. Бюл. № 28. - 3 е.: ил.

3. A.c. 1430721 СССР, МКИ G 01 В 5/00. Образец для тарировки датчиков сдвиговой деформации / Удовикин А.Ю., Сызранцев В.Н., Городничий

4. B.П. № 4201482/25-28; заявлено 02.03.87; Опубл. 15.10.88, Бюл. № 38. - 3 е.: ил.

5. A.c. 1684592 AI СССР, МКИ G 01 В 5/00. Образец для тарировки датчиков сдвиговых деформаций / Сызранцев В.Н., Удовикин А.Ю., Го-лофаст С.Л. Опубл. 15.10.91. Бюл.№ 38. -Зс.: ил.

6. A.c. 1762133 AI СССР, МКИ G 01 В 7/28. Способ оценки распределения нагрузки в зацеплении передач Новикова с двойной линией зацепления / Сызранцев В.Н., Удовикин А.Ю., Голофаст C.JL, Огнев М.Е. Опубл. 15.09.92. Бюл.№ 34.-3 е.: ил.

7. Авиационные зубчатые передачи и редукторы: Справ. / Под ред. Э.Б. Булгакова. М.: Машиностроение, 1981. - 374 с.

8. Айрапетов Э.Л., Генкин М.Д. Статика планетарных механизмов. — М.: Наука, 1976.-263 с.

9. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: В 3 т. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - Т.1- 728 с.

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

11. Бойко В.И. О выборе материала, конструкции и технологии изготовления датчика усталостного повреждения // Заводская лаборатория.1981.-№ 1.-С. 79-82.

12. Бойко В.И., Коваль Ю.Н. Анализ неразрушающих методов оценки усталостного повреждения металлов: Обзор. Киев: Препринт АН УССР,1982.-35 с.

13. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

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

15. Верховский A.B. Определение напряжений в опасных сечениях деталей сложной формы. Метод неплоских сечений. — М.: Машгиз, 1958. — 147 с.

16. Вершинин В.В., Завьялов Ю.С., Павлов H.H. Экстремальные свойства сплайнов и задача сглаживания. — Новосибирск: Наука. 1988. — 102 с.

17. Гальпер P.P. Контактная прочность зубчатых передач с поверхностным упрочнением. Л.: ЛДНТП, 1964. - 28 с.

18. Гальпер P.P. Глубинная контактная прочность упрочненных рабочих поверхностей // Повышение несущей способности механического привода/Под ред. В.Н.Кудрявцева. М., 1973. - С. 102 - 113.

19. Голофаст С.Л. Разработка экспериментально-расчетных методов оценки нагруженности и прогнозирования ресурса деталей машин на примере передач Новикова ДЛЗ: Дис . канд. техн. наук. — Курган, 1994. —1. М 218 с.

20. Голофаст С.Л. Диагностика работоспособности передач Новикова датчиками деформаций интегрального типа. Новосибирск: Наука, 2004. -164 с.

21. Гребенников А.И. Метод сплайнов и решение некорректных задач теории приближений. — М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1983. — 208 с.

22. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976.-230 с.

23. Дворецкий В.И., Троценко Д.А., Мясоедов М.И. Исследование накопления усталостного повреждения в сварных соединениях с помощью медных гальванических пленок // Автоматическая сварка. 1982, — № 6,-С. 5-8.

24. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971, - 199 с.

25. Демидов С.П. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1979. — 431 с.

26. Детали машин / К.И.Заблонский. К.: Вища шк. (Головное изд-во), 1985.-518 с.

27. Дрозд М.С., Тескер Е.И. О глубине распространения пластической деформации при внедрении сферы в плоскую поверхность стальной плиты с цементованным слоем // Металловедение и прочность металлов. — Волгогр. политехи, ин-т, 1972. — № 5. — С. 112 — 123.

28. Дрозд М.С., Тескер Е.И. Условия образования глубинных контактных разрушений сталей с цементованным или нитроцементованным слоем при начальном контакте по линии // Машиноведение. 1976. - № 1. — С. 81 -87.

29. Дрозд М.С., Тескер Е.И. Влияние глубины цементованного (нитроце-ментованного) слоя и твердости сердцевины зубьев шестерен на контактную прочность // Вестн. машиностроения. 1976. - № 3. - С. 76 - 78.

30. Дрозд М.С., Тескер Е.И. Сравнительное исследование контактной прочности нитроцементованных и цементованных зубчатых колес // Вестн. машиностроения. — 1977. — № 9.

31. Дрозд М.С., Тескер Е.И., Шаров М.А. Глубинные контактные разрушения зубьев цементованных шестерен // Вестн. машиностроения. — 1974. -№ 10.-С. 21 -25.

32. Ерохина JI.C., Калугина К.В., Михайлов С.К. Методы прогнозирования развития конструкционных материалов. — JL: Машиностроение, 1980. — 256 с.

33. Жовинский А.Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. — М.: Энергия, 1979. 112 с. - (Б-ка по радиоэлектронике. — вып.61).

34. Журавлев Г.А., Иофис Р.Б. Гипоидные передачи: Проблемы и развитие. -Ростов на/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1978. 160 с.

35. Золотаревский B.C. Механические свойства металлов. М., Металлургия, 1983.-350 с.

36. Зубчатые передачи: Справочник / Е.Г.Гинзбург, Н.Ф.Голованов, Н.Б.Фирун, Н.Т.Халебский; Под общ. ред. Е.Г.Гинзбурга. 2-е изд. перераб. и доп.- JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние,1980. 416 с.

37. Зубчатые передачи с зацеплением Новикова / А.В.Павленко, Р.В.Федякин, В.А.Чесноков. Киев: Технша, 1978. - 144 с.

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

39. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургиз-дат, 1963.-258 с.

40. Иосилевич Г.Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин. М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

41. Керимов З.Г., Мамед-Заде O.A. Применение метода гальванического меднения к оценке степени повреждаемости деталей машин при нестационарном нагружении // Машиноведение, 1976. № 4, - С. 94-96.

42. Керимов З.Г., Мамед-Заде O.A. Способы определения напряжений и деформаций гальваническим меднением // Проблемы прочности, 1977.- № 5. С. 116-119.

43. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин: Учебное пособие для машиностр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1991. - 319 с.

44. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник. М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

45. Козловский И.С. Современные стали для автомобильных и тракторных зубчатых колес и их химическая обработка // Вестн. машиностроения. -1981.-№3.-С. 57-59.56.59.60,61