автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы и устройства контроля технического состояния изделий по параметрам собственных колебаний на основе конечноэлементного моделирования и статистических критериев сравнения спектров

На правах рукописи

ВАНЬКОВ ЮРИЙ ВИТАЛЬЕВИЧ

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПО ПАРАМЕТРАМ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ НА ОСНОВЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И СТАТИСТИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ СРАВНЕНИЯ

СПЕКТРОВ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань-2004

Работа выполнена в Казанском государственном энергетическом университете и Казанском филиале Михайловского артиллерийского университета

Научный консультант:

доктор физико-математических наук,

профессор

Голованов

Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

доктор физико-математических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Баширов

Заур Ахматуллович Каюмов

Рашит Абдулхакович Ленчук

Сергей Иванович

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт прикладной акустики (г. Дубна)

п

Защита состоится июня 2004 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д212.082.01 при Казанском государственном энергетическом университете (420066, г.Казань, ул. Красносельская, 51).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан « » 2 0 0 4 г.

Агп

ПуаеаЯ

Ученый секретарь диссертационного совета

Володин А. Г.

В диссертационной работе разработаны теоретические положения оценки технического состояния изделий методом свободных колебаний, а также научно обоснованы технические решения, вносящие значительный вклад в научное направление, связанное с развитием средств неразрушающего контроля материалов и изделий, имеющих важное значение для машиностроительных предприятий страны.

Общая характеристика работы

Актуальность.

Экономическая эффективность сложных технических систем за весь период их эксплуатации напрямую зависит от значений их текущей надежности и показателей долговечности (технического ресурса, срока службы). Проблема обеспечения максимально возможного срока службы, продления их сроков эксплуатации," является одной из актуальнейших проблем для ученых, экономистов и технических специалистов различных стран. При определении технического состояния (ТС) сложных систем и агрегатов одной из актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов различной природы и организации контроля за развитием дефектов из-за старения элементов оборудования при его эксплуатации. Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематическое использование методов неразрушающего контроля (НК). Поэтому проблема разработки новых методов и приборов неразрушающего контроля является актуальной и имеет важное хозяйственное значение.

Самостоятельный интерес представляет проблема развития методов НК многослойных и сотовых конструкций из металлов, пластиков и их комбинаций, широко используемых во многих отраслях машиностроения. Основным видом дефектов таких конструкций, существенно снижающих их прочность, являются дефекты соединения слоев между собой. Традиционные методы дефектоскопии, такие, как ультразвуковой, магнитный, радиационный, вихретоковый, тепловой и прочие, оказались малоэффективными для обнаружения указанных дефектов. Наиболее перспективными для обнаружения дефектов соединения являются низкочастотные акустические методы контроля (НАМ).

Низкочастотные акустические методы контроля используют связь частот собственных колебаний изделия с его физико-механическими характеристиками. В их основу положено наличие зависимостей между упругими константами материала изделия и такими его свойствами, как твердость, пористость, прочность и т.п. Для изделий в виде длинных стержней, пластин, мембран и т.п. такая связь может быть установлена на основании известных работ по теории колебаний. Многие детали и изделия, используемые в машиностроении, имеют более сложную форму, чем стержень и пластина, для них получение общих аналитических зависимостей не представляется возможным в связи со сложностью описания колебательного процесса в них. Поэтому для успешного обнаружения НАМ дефекта в изделии приходится

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА {

предварительно проводить большое количество экспериментов с объектами, имеющими различные по размеру и местоположению дефекты. С усложнением техники и повышением требований к режимам ее эксплуатации применение только экспериментов становится все более дорогостоящим, а в ряде случаев и недоступным из-за условий их проведения. Следовательно, разработка методов математического моделирования определения частот колебаний дефектных изделий сложной формы представляет значительный интерес. Эффективным путем решения задач в подобных случаях становятся методы численного моделирования.

Для систем с высокой ценой отказа очень важным является и человеческий фактор, который часто играет определяющую роль при проведении НК. Значительное расширение областей применения систем неразрушающего контроля возможно при условии выпуска недорогих систем автоматического диагностирования, не требующих от пользователя высокой квалификации.

Возрастающие требования к надежности определения дефектов, большое разнообразие изделий сложной формы предполагают дальнейшее совершенствование методов обработки сигналов, разработки новых способов поиска и обнаружения дефектов. Наиболее эффективные современные технические средства диагностики, как стационарные, так и переносные, строятся на базе компьютерной техники и технологии. Именно эти средства позволяют использовать все возможности таких перспективных методов получения диагностической информации, как спектральный анализ и статистическое распознавание состояний.

Для эффективного решения задач прогнозирования ТС и остаточного ресурса систем, повышения их долговечности актуальными являются теоретическое обоснование и разработка методов контроля технического состояния изделий, исключающих субъективность оценки и повышающих достоверность контроля, совершенствование приборного контроля, повышение точности; автоматизация сбора, обработки и хранения информации на базе универсальных измерительных аппаратно-программных комплексов.

Исследования по затронутому кругу вопросов проводились в рамках ряда государственных научно-технических программ, в том числе программ МПС «О мерах по повышению эффективности средств и методов неразрушающего контроля», «Программы работ по развитию систем НК рельсов и ответственных деталей железнодорожного подвижного состава при их изготовлении и эксплуатации» и хоздоговорных НИР с Казанским моторостроительным производственным объединением, Казанским проектным государственным предприятием «Авиамотор», Казанским вертолетным заводом, Горьковской железной дорогой.

Цель работы.

Разработка методов контроля технического состояния изделий по параметрам собственных колебаний на основе конечноэлементного моделирования и статистических критериев сравнения спектров и информационно-измерительной системы, позволяющей автоматизировать процесс обнаружения

дефектов, исключающей субъективность оценки и повышающей достоверность контроля.

Задачи исследования.

Общей задачей является теоретическое обоснование, разработка и создание оригинальной информационно-измерительной системы для контроля изделий по параметрам собственных колебаний на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

Для ее достижения необходимо решить следующие частные задачи:

1. Определить эффективные методы расчета частот колебаний дефектных и бездефектных изделий сложной формы и изучить особенности влияния размеров и местоположения дефекта на частотные характеристики изделий сложной формы.

2. Определить информативные критерии, позволяющие обнаруживать дефекты в изделии по анализу его спектра собственных частот, и исследовать эффективность их применения.

3. Разработать алгоритм обнаружения дефектов в изделиях по параметрам их собственных колебаний, позволяющий проводить контроль изделий в автоматическом режиме.

4. Разработать пакет вычислительных программ с визуализацией результатов, обеспечивающий реализацию алгоритма обнаружения дефектов и исключающий субъективность в принятии решения о состоянии изделия.

5. Разработать рекомендации для проектирования автоматизированного оборудования для определения технического состояния различных изделий по параметрам- собственных колебаний на основе теоретических и экспериментальных исследований параметров колебаний годных и дефектных изделий в лабораторных и промышленных условиях.

6. Разработать методики и устройства для контроля конкретных изделий методом свободных колебаний.

Методы исследования. Полученные в работе результаты базируются на фундаменте знаний, заложенных в трудах Ю.В.Ланге, БАГлаговского, И.Б.Московенко, В.М. Баранова, О.В.Старцева, М.Д.Генкина, А.Г. Соколовой, Ю.М.Рапопорта, А.В.Баркова, НАБарковой, Н.П.Алешина, А.В.Кочергина, Е.В.Белова, И.В.Ившина, А.Е.Кондратьева.

Из анализа существующих методов решения задач, связанных с колебаниями конструкций, следует, что наиболее приемлемыми методами моделирования являются численные. При построении математических моделей использовались методы и приемы, развитые в работах А. И. Голованова, Д.В.Бережнова, З.И.Бурмана, АГАртюхина, Б.Я. Зархина, А.А. Абдюшева, Д.М.Кордончика, О.Н. Тюленевой.

Устойчивой тенденцией развития неразрушающих методов контроля является всё большая степень автоматизации проведения и обработки результатов измерений. В основе работы разработанного диагностического комплекса лежат статистические методы анализа экспериментальных данных, развитые в работах Ю.Н.Тюрина, А.А.Макарова, В.П.Боровикова, Д.Химель-

блау, К.Дениэла, У.Кокрена, Т.Хеттманспергера, Я.Гаека, З.Шидака, Т.Макино, М.Окаси. В разработанной программе анализа спектров Doctor Sonic © используются разнообразные методы прикладной статистики, как устоявшиеся классические, так и сравнительно новые непараметрические и робастные.

Научная новизна.

1. Дана постановка и обоснование нового класса задач моделирования дефектов в изделиях сложной формы методом конечных элементов, решение которых позволило определять частоты колебаний изделий при наличии в них дефектов разных размеров и положения.

2. Впервые определены статистические информативные критерии, позволяющие обнаруживать наличие дефекта в изделии по анализу его спектра собственных частот.

3. Впервые выполнены исследования математических моделей колебаний годных и дефектных стержней, осей и колес железнодорожных вагонов, корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя, определены частотные интервалы колебаний изделий, несущие информацию о техническом состоянии изделий, и доказана работоспособность выбранных критериев сравнения спектров для обнаружения дефектов в изделиях сложной формы.

4. Разработан алгоритм обнаружения дефектов в изделиях, позволяющий проводить контроль технического состояния' изделий по параметрам собственных колебаний в автоматическом режиме с использованием робастных методов обработки сигналов и статистических критериев сравнения спектров.

5. Получены новые экспериментальные данные по обнаружению дефектов в стержнях, осях и колесах железнодорожных вагонов, сварных швах тонкостенных конструкций, изделий из композитных материалов с использованием выбранных критериев.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований создан акустический диагностический комплекс, позволяющий проводить диагностирование изделий сложной формы по параметрам их собственных колебаний в автоматическом режиме.

На основе разработанных методов:

• Развита методика определения амплитуд колебаний произвольных точек изделия сложной формы при его импульсном возбуждении.

• Изучено влияние дефектов на частоты и амплитуды колебаний реальных массивных и тонкостенных изделий.

• Разработана математическая модель взаимодействия оснастки дефектоскопа («демпфирующей рамки») с контролируемой тонкостенной конструкцией, позволяющая повысить чувствительность метода свободных колебаний при контроле протяженных тонкостенных изделий.

• Определены критерии сравнения спектров позволяющие анализировать весь спектр частот колебаний изделия, что повышает достоверность контроля и существенно уменьшает время, затрачиваемое на контроль.

• Получены данные изменения значений информативных критериев сравнения спектров при увеличении размера и изменении местоположения дефектов в изделиях. Показано, что динамика изменения информативных критериев сравнения спектров существенно изменяется при наличии в изделии дефектов.

• Разработан пакет вычислительных программ с визуализацией результатов, обеспечивающий обнаружение дефектов изделий в автоматическом режиме.

• Сформулированы рекомендации по проектированию автоматизированного оборудования для определения технического состояния различных изделий по параметрам собственных колебаний.

• Разработаны методики обнаружения дефектов в различных изделиях методом свободных колебаний.

Практическая ценность. Основным практическим результатом является разработка и создание информационно-измерительной системы с комплексом вычислительных алгоритмов и программ, обеспечивающих обнаружение дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний. Работоспособность алгоритма разбраковки изделий программного обеспечения и достоверность получаемых при их использовании результатов проверена в лабораторных и цеховых условиях. Созданное математическое и программное обеспечение, результаты численных исследований использованы при разработке, оптимизации конструкционных параметров стендов для диагностики осей и колес железнодорожных вагонов методом свободных колебаний.

Базовое математическое и программное обеспечение, модели и методы расчета колебаний могут найти применение при разработке методов неразрушающего контроля по параметрам колебаний изделий сложной формы.

Частными практическими результатами являются создание методик контроля конкретных изделий (корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у, осей и колес железнодорожных вагонов), обнаружение коррозионного поражения металлов и диагностирование изделий из полимерных композитных материалов методом свободных колебаний.

Результаты работы внедрены и используются на Горьковской железной дороге, Казанском государственном предприятии «Авиамотор», Казанском моторостроительном производственном объединении.

Достоверность результатов Достоверность теоретических результатов и выводов диссертации обеспечивается применением общепринятых методов расчетов параметров колебаний конструкций. Теоретические результаты согласуются с соответствующими экспериментальными данными. Достоверность новых экспериментальных данных, полученных при исследовании дефектных и бездефектных изделий, обеспечивается применением аттестованных измерительных средств и апробированных экспериментальных методик, анализом погрешности и воспроизводимостью результатов измерений.

На защиту выносятся.

1. Данные, обосновывающие применение метода конечных элементов для определения частот колебаний дефектных изделий сложной формы. Результаты использования численных методов для определения собственных частот колебаний годных и дефектных изделий, исключающие необходимость изготовления большого количества контрольных образцов при отработке методик контроля конкретных изделий.

2. Новый метод исследования тонкостенных конструкций, позволяющий выявлять отличия в колебательном процессе корпуса камеры сгорания с трещиной и без трещины.

3. Предложенные информативные критерии сравнения спектров: статистика амплитуд, коэффициент корреляции, корреляция Спирмена, статистика знаков Фишера, статистика знаковых рангов Вилкоксона, ранговая сумма Вилкоксона и алгоритм обнаружения дефектов по анализу частот собственных колебаний изделия с использованием данных критериев.

4. Результаты исследований дефектных и бездефектных изделий и полученные на их основе рекомендации для разработки стендов и методик контроля технического состояния различных изделий.

5. Новые возможности метода свободных колебаний для оценки технического состояния изделий, реализованные в информационно-измерительной системе в виде комплекса вычислительных алгоритмов и программ на основе робастных методов обработки сигналов и критериев параметрической и непараметрической статистики, обеспечивающие автоматический контроль изделий сложной формы. Стенды для обнаружения дефектов в стержнях, осях и колесах железнодорожных вагонов по параметрам их собственных колебаний.

6. Методики обнаружения дефектов типа «трещина» размером 1,5 % от площади поперечного сечения изделия в месте нахождения трещины в стержнях, осях железнодорожных вагонов; дефектов типа «трещина» размером 5 см2 в колесах железнодорожных вагонов, обнаружения коррозионного повреждения металлов на глубину 3 % от толщины изделия; обнаружения дефектов типа «непровар» и «трещина» протяженностью 10 мм и более в сварных швах тонкостенных конструкций; диагностирования композитных материалов по параметрам собственных колебаний.

Публикации По теме диссертации опубликовано 64 работы, включая монографию, авторское свидетельство, статьи, труды и тезисы научных конференций.

Апробация работы. Основные положения работы, научные и практические результаты докладывались, обсуждались и были одобрены на вузовских, региональных, всесоюзных, всероссийских и международных конференциях, в том числе на Всесоюзной конф. «Газотурбинные и. комбинированные установки» (МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1991 г.), ХХШ ПДС СВВКИУ РВ (Саратов, 1991 г.), НТК ПВВАКУ (Пенза, 1992 г.), межд. конф. «Экраноплан -96» (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 1996 г.), межд. конф. «Модели механики сплошной среды, вычислительные технологии и автоматизированное проектирование в авиа- и машиностроении» (Казань,

КГТУ им. А.Н. Туполева 1997 г.), всероссийской конф. «Математическое моделирование физико-механических процессов» (Пермь, ПГТУ, 1999 г.), межд. конф. «Современные проблемы аэрокосмической науки и техники» (г. Жуковский, ЦАГИ, 2000 г.), XXV чтениях посвященных разработке научного наследия К.Э. Циолковского (Калуга, РАН, ИИЕТ РАН, 2000 г.), всероссийской науч.-техн. конф. "Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2002" (Пермь, ПГТУ), межд. конф. «Испытания материалов и конструкций» (Н.Новгород, НФ ИМАШ РАН, 2000 г.), 4, 5 межд. конф. «Прогнозирование надежности и долговечности конструкций» (С.Петербург, СПГТУ, 2001 г, 2003 г.), научно-технических советах Казанского Моторостроительного производственного объединения, Горьковской железной дороги (Н.Новгород), семинарах механико-математического и физического факультетов КГУ, кафедры сопротивления материалов КазГАСА, института Прикладной акустики (Дубна), неоднократно на итоговых научных конференциях и семинарах Казанского филиала Михайловского артиллерийского университета.

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложений и списка цитированной литературы (311 наименований). Объем диссертации 397 с, из них 55 страниц приложений. В диссертации 150 рисунков и 39 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая значимость работы, а также дана ее краткая характеристика и описание полученных в диссертации результатов.

В первой главе проводится анализ проблемы, существующих методов обнаружения дефектов и формулируются основные задачи, рассмотренные в работе. Приведена классификация акустических методов контроля. Наиболее подробно рассмотрены низкочастотные акустические методы, к которым относятся: велосиметрический, импедансный, резонансный, метод свободных колебаний. Сделан вывод, что наиболее эффективные современные средства диагностики, как стационарные, так и переносные, строятся на базе компьютерной техники и технологии. Именно эти средства позволяют использовать все возможности таких методов получения информации, как спектральный анализ и статистическое распознавание состояний. Анализ уровня развития и применения низкочастотных акустических методов контроля позволил определить цель и задачи исследования.

Во второй главе излагается метод конечных элементов в приложении к исследованию параметров колебаний изделий при наличии в них дефектов различных размеров и местоположения. Приведены результаты расчетов массивных и тонкостенных конструкций.

Одно из направлений совершенствования методов и средств нераз-рушающего контроля связано с развитием методов моделирования дефектов в конструкциях. Несмотря на прикладной характер задачи, решение ее упирается в необходимость проведения исследований теоретического характера, в частности, в проблему выбора конкретной модели, способной адекватно

описать свойства изделия с дефектом. Правильно выбранная модель позволяет сузить область экспериментальных исследований и оптимизировать процесс разработки методики контроля конкретного изделия.

Основой математической модели исследования поведения массивных деталей являются вариационные уравнения движения трехмерного континуума, полученные из принципа виртуальных перемещений и принципа Даламбера. Пространственная дискретизация на базе двадцатиузлового изопара-метрического конечного элемента с квадратичной аппроксимацией геометрии и перемещений приводит задачу о свободных колебаниях исследуемых конструкций к обобщенной матричной проблеме на собственные значения. Так как интерес представляет лишь нижняя часть спектра (100-200) частот, то решается частичная задача определения частот и форм колебаний, в частности используется вариант метода итераций подпространств, известный как метод Рутисхаузера. Расчеты проводились при помощи оригинального программною обеспечения, созданного в Казанском государственном университете под руководством проф. А. И. Голованова. Объектом исследований являлись цилиндрические стержни, оси и колеса грузовых железнодорожных вагонов. Задача состояла в определении сдвига частот и изменений форм колебаний при наличии трещин в стержне, оси, колесе. Дефекты имитировались как разрезы различной формы со свободными краями, плоскости которых совпадают с плоскостями конечных элементов. Варьируя размерами сетки, удается моделировать протяженность и глубину трещин при заданных их положениях.

Задача свободных колебаний предусматривает гармонический закон изменения перемещений во времени в виде

(!)

Система уравнений, описывающих свободные колебания имеет вид

О (2)

Подставляя (1) в (2) и сокращая общий множитель, получим систему линейных алгебраических уравнений

№}-о2[л/]М = 0 (3)

С математической точки зрения уравнение (3) является обобщенной задачей на собственные значения, решение которой сводится к поиску спектра

Л

собственных значений "к^ =и' и соответствующих им собственных векторов . С точки зрения механики, собственные значения есть квадраты частот

свободных колебаний , а собственные векторы характеризуют формы этих колебаний.

На рис. 1, 2, 3 приведены некоторые формы колебаний стержня, оси, колеса, полученные на одной из используемых сеток конечных элементов. На рис. 4 приведены графики частот сороковой и пятидесятой форм колебаний бездефектного колеса и колес с дефектами.

вше*®® ЦЧл(-

•■' ' .4 V. V N

Рис. 1. Сорок девятая форма колебаний цилиндрического стержня с трещиной в центре

Рис. 2. Сороковая форма колебаний оси грузового вагона

Рис. 3. Тридцать девятая форма колебаний колеса грузового вагона

1 1 1 « » I Г 1 I I 4 I I Г

Рис. 4. Графики частот 40 и 50 форм колебаний бездефектного колеса и колес с дефектами. 1 - годное колесо; 2 - продольная трещина по внутренней поверхности ступицы); 3 - продольная трещина по внешней поверхности ступицы; 4 - трещина по радиусу 16.3 £ Л 5 24 см; 5 - трещина по радиусу 20.3 2 Л £ 31 см; 6 -трещина по радиусу 29.3 £ Л £ 39 см; 7 - продольная трещина на внешней поверхности обода)

Расчеты позволили определить, как изменяется спектр собственных частот изделий в зависимости от размера и положения дефекта. В результате чего были определены частотные интервалы колебаний изделий, в которых происходит максимальное изменение частот колебаний при нахождении дефекта в определенной области изделия. Из чего сделан вывод, что по анализу спектра собственных колебаний в данных диапазонах можно дать заключение не только о наличии или отсутствии дефекта, но и об области изделия, где он находится.

Для определения дефектов в изделии по анализу амплитудного спектра колебаний представляет интерес относительное изменение амплитуд колебаний отдельных точек контролируемого изделия при появлении в нем дефекта. Теоретический анализ процессов, возникающих при ударном воздействии, позволяет заранее определять оптимальные условия проведения испытаний применительно к конкретным видам контролируемых изделий

Аналитическое выражение обобщенной формы ударного воздействия может быть записано в виде

F(i)=Nsiny-e

где F(<)*0 0<,t<,T, T = tH+tcn, tH - время нарастания импульса от нуля до максимального значения, tcn - время спада импульса от максимального значения до нуля, Ttga

М—

U )Ttg*

(4)

N = -

я

я

Ir Т *и

После об^1чн^гх для МКЭ преобразований получим разрешающую систему уравнений в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений

(5)

где [м] - глобальная матрица масс, [к] - глобальная матрица жесткости, {д(<)} - вектор узловых перемещений.

Удобной формой представления решения уравнения (5) является использование интеграла Дюамеля. Из которого следует, что амплитуда каждой гармоники обратно пропорциональна значению собственной частоты, т.е. наибольший вклад в решение будут давать гармоники, соответствующие минимальным (0Л. Это позволяет ограничиться лишь некоторым количеством слагаемых и искать решение в виде

М-|>,(0И. (6)

Тогда интеграл Дюамеля запишется следующим образом

Вышеизложенные математические преобразования реализованы в виде программы, позволяющей определять относительные амплитуды колебаний интересующего узла контролируемого объекта при его импульсном возбуждении, и проведены расчеты амплитуд колебаний разных точек дефектных и бездефектных колес грузовых вагонов при их импульсном возбуждении.

Расчет параметров колебаний тонкостенных конструкций проводился с использованием ППП «СУМРАК» (Разработчик КазГАСА). При идеализации корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у модели использовался плоский треугольный трехузловой конечный элемент оболочки. В расчетах использованы 2 модели: а) расчетная модель корпуса КС без дефектов; б) расчетная модель корпуса КС с трещиной сварного шва длиной 30 мм. В результате расчетов получены величины перемещений узла, расположенного на расстоянии 1 см от сварного шва с противоположной по отношению ко шву стороны, от точки нагружения. Перемещения получены на временном интервале [0,0.1] секунды через каждые 0.001 с.

Установлено, что имеются отличия в колебательном процессе корпуса КС с трещиной и без трещины. Эти различия наиболее ярко выражены на этапе формирования динамического отклика конструкции после приложения возбуждающей силы: для конструкции с трещиной скорость формирования колебаний значительно меньше, чем у бездефектной конструкции. Градиент скоростей наиболее ярко выражается на временном участке t = 0 — 0,01 с, что показывает целесообразность использования этого интервала времени при формировании диагностических признаков дефекта. Для рассмотренных случаев характерны также различия в частотах колебаний дефектной и бездефектной модели (таблица 1). Высокочастотная область спектра несет в себе большие отличия между колебаниями бездефектной и дефектной моделей, следовательно, с целью повышения разрешающей способности контроля протяженных тонкостенных конструкций, необходимо добиться более существенного вклада в акустический отклик изделия высоких частот. Для этой цели предложено использовать «демпфирующую» рамку. Математический анализ колебаний при взаимодействии исследуемой конструкции с рамкой показал, что при определенной силе прижима рамки к конструкции происходит локализация колебаний исследуемой области. Влияние демпфирования рамкой части исследуемой поверхности приводит к более быстром) затуханию низких частот колебаний. В табл. 2 приведены коэффициенты затухания собственных форм колебаний модели в зависимости от увеличения коэффициента демпфирования точек поверхности, расположенных по контуру рамки. Относительное увеличение амплитуд высокочастотных составляющих спектра колебаний позволяет повысить разрешающую способность метода собственных частот при контроле протяженных тонкостенных конструкций.

В результате проведения численного анализа влияния различного рода дефектов на параметры собственных колебаний изделий, получены следующие результаты:

1. Определено влияние дефектов разного размера и положения на частоты и формы колебаний стержней, осей и колес железнодорожных вагонов, корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя. При увеличении трещины в центре стержня от 1,5 до 20 % площади поперечного сечения частота первой формы уменьшается на величину от 6 до 26 Гц, четвертой-от 15 до 61 Гц, четырнадцатой - от 40 до 102 Гц, семнадцатой - от 79 до 267 Гц.

2. Определены формы колебаний изделий, для которых происходит максимальное изменение частот колебаний при нахождении дефекта в определенной области изделия. Сдвигаются больше те частоты, «пучность» колебаний которых лежит в области дефекта.

3. Наличие в изделии дефекта изменяет амплитуды колебаний некоторых точек на несколько порядков.

4. Изменение точки приложения и длительности ударного возбуждения приводит к существенному изменению амплитуд колебаний на разных частотах. Такая зависимость накладывает жесткие требования к устройству возбуждения колебаний в объекте контроля.

5. Для наиболее выраженного эффекта изменения амплитуд колебаний при наличии дефекта существенным является место возбуждения изделия. Например, для колеса грузового вагона такой областью является гребень колеса.

6. Для эффективного определения наличия дефектов в изделии целесообразно возбуждать в нем одновременно много частот колебаний и анализировать все составляющие спектра.

7. При расположении дефектов типа «трещина» на свободном краю изделия типа «стержень», чувствительность метода контроля снижается в 1,5 раза. Дефекты такого типа сказываются только на изменение частот крутильных и смешанных форм колебаний изделия.

8. Установлено изменение амплитудно-частотных характеристик колебаний локализованной рамкой области тонкостенной конструкции в зависимости от размера дефекта и его положения внутри рамки. Показано, что независимо от положения трещины размером 9 мм внутри локализованной рамкой области возможно ее обнаружение по анализу спектра собственных колебаний.

Третья глава посвящена определению информативных критериев, позволяющих обнаруживать дефекты в изделии по анализу его собственных частот, разработке решающего правила сортировки изделий по классам «годен -брак» и алгоритма обнаружения дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний, позволяющего проводить контроль изделий в автоматическом режиме.

При проведении неразрушающего контроля по параметрам колебаний изделия требуется на основе анализа спектра колебаний дать заключение о состоянии контролируемого изделия. Следовательно, необходимо определить критерии, позволяющие оценивать, насколько амплитудные спектры

эталонного и сравниваемого изделий «похожи» между собой. При сравнении спектров необходимо учесть, что изменение условий проведения эксперимента может сказаться на изменении положения измеряемой характеристики на числовой прямой.

При исследовании различий в двух выборках предполагают, что законы распределения двух выборок отличаются только сдвигом. Масштаб и форма распределения при малых изменениях условий эксперимента обычно остаются практически неизменными. Условно представить сдвиговые семейства распределений можно с помощью рис. 6.

Таблица 1. Частоты колебаний корпуса камеры сгорания

№ формы Частота колебаний, Гц № формы Частота колебаний, Гц

годный с дефектом годный с дефектом

1 0,938 0,938 102 160,582 152,107

2 0,945 0,945 103 196,067 202,182

3 1,079 1,079 104 286,318 249,215

4 1,081 1,081 105 372,061 394,567

Таблица 2. Коэффициенты затухания форм собственных колебаний в зависимости от увеличения коэффициента демпфирования точек, расположенных по контуру рамки прибора

№ 3% 15% 21 % 30% 45% 60%

формы

1 0,03 0,0350 0,0450 0,0525 0,0651 0,0776

2 0,03 0,0354 0,0463 0,0544 0,0680 0,0816

3 0,03 0,0372 0,0517 0,0625 0,0806 0,0987

11 0,03 0,0346 0,0438 0,0508 0,0624 0,0740

12 0,03 0,0338 0,0415 0,0472 0,0568 0,0665

13 0,03 0,0334 0,0402 0,0453 0,0538 0,0623

21 0,03 0,0336 0,0409 0,0464 0,0555 0,0647

22 0,03 0,0337 0,0411 0,0467 0,0560 0,0653

23 0,03 0,0334 0,0402 0,0454 0,0539 0,0625

Рис. 6. Сдвиговые семейства распределений 15

Для некоторых сдвиговых семейств (например, для семейства, порожденного нормальным распределением) имеются эффективные критерии для проверки гипотезы против альтернативы сдвига (критерии Стьюдента, Фишера и т.п.). Однако данные критерии предполагают, что законы распределения данных принадлежат определенному семейству.

Другой класс критериев - непараметрические критерии - не требует этого предположения. С их помощью можно найти различия в двух выборках при альтернативах

и Р>в,

где F и О - распределения критериев сравниваемых спектров.

Для сравнения амплитудных спектров изделий были выбраны следующие целевые функции:

Статистика амплитуд вычисляется как среднее арифметическое значение натурального логарифма частного от деления амплитуды анализируемого спектра на амплитуду эталона:

Для вычисления выборочного коэффициента корреляции г используется зависимость:

В дополнение к изложенной выше стандартной оценке коррелированности проверяемого и эталонного спектров вычисляется и непараметрическая ранговая оценка Спирмена:

Д = 1 —

^,(ranka¿ - rankasif",

ti (ti — \)

где rank a¡ — ранг амплитуды a¡ в вариационном ряду амплитуд проверяемого спектра (т.е. номер места, которое эта амплитуда занимает среди всех амплитуд данного спектра, упорядоченных по возрастанию); rank a5¡— то же для эталонного спектра.

Статистика знаков (Фишера) S вычисляется как количество частот положительной амплитуды разностного спектра.

Ранговая сумма Вилкоксона вычисляется по следующему алгоритму:

1) смесь амплитуд а\ и a¿ (индекс i изменяется от 1 до п) упорядочивается по возрастанию;

2) суммируются ранги амплитуд а, в полученном вариационном ряду — это и есть ранговая сумма Вилкоксона W (при каждом совпадении значений амплитуд и к этой сумме прибавляется полусумма рангов этих амплитуд).

Статистика знаковых рангов Вилкоксона: 1) упорядочиваются по возрастанию модули амплитуд разностного спектра;

2) почастотно суммируются ранги положительных амплитуд разностного спектра в полученном вариационном ряду — это и есть статистика знаковых рангов Вилкоксона Г (к этой сумме добавляется половина суммы рангов частот нулевой амплитуды).

В целях проверки работоспособности выбранных критериев сравнения спектров для обнаружения, дефектов в изделиях были программно сгенерированы сигналы колебаний объектов по результатам расчетов, полученных в главе 2. На рис. 7 приведены результаты сравнения спектров бездефектного и дефектных стержней.

Рис. 7. Изменение критериев сравнения спектров при обработке смоделированных сигналов стержней длиной 300 мм и диаметром 16 мм.

1-3 сгенерированные сигналы бездефектного стержня, стержня с трещиной 4-1,5 мм, 5 - 3,6 мм, 6 - 4,5 мм

По оси абсцисс отложены номера спектров, соответствующие разным изделиям, по оси ординат - изменение соответствующих информативных критериев при сравнении спектров со спектром бездефектного изделия. Из приведенных графиков следует, что выбранные критерии сравнения позволяют обнаруживать отличия в спектрах, связанные с появлением в изделиях дефектов типа «трещина».

При формировании «эталонных» спектров годных изделий необходимо учесть, что спектральные характеристики даже годных объектов могут отличаться. Например, из за того, что могут быть неоднозначными условия закрепления, возбуждения объекта контроля. Предполагается, что эталон содержит только общие, характерные для всей совокупности спектров, данные и не должен содержать какие-либо (случайные) особенности отдельного спектра.

Таким образом формирование эталонного спектра - это процесс почастотного перехода от совокупности амплитуд исходных спектров на данной частоте к единственному (обобщенному, эталонному)

значению- ¿¡¡¡. При формировании эталона предложено использовать метод робастного взвешивания, выполняемый по алгоритму:

1) вычисляется начальное приближение: = med {а,-} ;

2) вычисляются ^невязки исходных амплитуд относительно текущей оценки ая :

3) вычисляется робастная оценка разброса невязок:

S<k> = шв\<к>]= med\4k>\ J/o.6745;

4) через нормированные невязки вычисляются веса исходных амплитуд:

где ЧФО —биквадратная весовая функция Тьюки (значение параметра а=6.0):

5) уточняется оценка

6) п.п.2-5 повторяются до достижения сходимости не ниже заданной:

при этом количество итераций может быть ограничено;

7) п.п.1-6 выполняются для всех частот спектра.

Применение помехоустойчивого метода формирования эталонного спектра приводит к уменьшению в два раза и более оценки разброса информативных параметров при сравнении эталонного спектра с текущими (по которым формировался эталон) по сравнению с формированием эталонного спектра обычным усреднением.

Для классификации объектов на классы «годный» или «дефектный» при сравнении «эталонного» и «текущего» спектров по всем критериям необходимо определить доверительные интервалы. Их формирование объединяет подход, характерный для процедур отбраковки аномалий (рис. 8): совокупность вычисленных значений некоторого критерия интерпретируется

как множество измеренных значений абстрактного параметра и к этой совокупности значений применяется следующая процедура:

1) вычисляется оценка положения по изложенной выше процедуре робастного взвешивания;

2) вычисляется оценка разброса S как MAD относительно оценки положения;

3) для заданного уровня значимости а строится доверительный интервал

где т) — а-квантиль распределения Стьюдента с m степенями свободы.

Доверительный интервал

Класс J бездефектных объектов

►

Класс дефектных объектов

Объекты контроля Рис.8. Процедура разделения объектов по классам

В таблице 3 приведены результаты сравнения спектров по коэффициенту корреляции пяти сигналов, полученных от осей железнодорожных вагонов с эталонными спектрами, сформированными двумя методами (робастным и усреднением).

Таблица 3.

Сравнение качества формирования эталонного спектра усреднением и робастным методом

Усреднение Робастный метод

Оценка Оценка разброса Оценка Оценка разброса

положения положения

0,955 0,028 0,965 0,012

Граница доверительного интервала Граница доверительного интервала

а = 0,01 0,79 а = 0,01 0,89

а = 0,05 0,87 а = 0,05 0,93

С целью проведения экспериментальных исследований по обнаружению дефектов с применением выбранных критериев было разработано программное обеспечение (ППП «DrSoшc»), включающее в себя следующие основные части:

• программу регистрации акустических сигналов;

• программу формирования спектров;

• программу формирования эталонных спектров и сравнения спектров с эталоном.

Все эти составные части объединены в одной интегрированной оболочке. При запуске программы автоматически на жестком диске компьютера в каталоге DrSonic формируется папка с названием в виде даты и времени начала работы. Записанные в данной сессии сигналы помещаются в данную папку, дополнительно ведется протоколирование работы программы с возможностью дальнейшего просмотра результатов записи и режимов обработки сигналов.

Предусмотрено два режима работы программы:

• режим инженера;

• режим оператора.

При работе в режиме инженера у пользователя имеется возможность настраивать параметры регистрации и обработки сигналов. Работа в режиме оператора предусматривает регистрацию номера контролируемого изделия, записи сигнала изделия и его обработки. Заключение о состоянии изделия в первом и втором режимах работы программы делается в автоматическом режиме без участия пользователя, что исключает субъективизм в принятии решения о состоянии изделия.

Программа регистрации акустических сигналов обеспечивает регистрацию-преобразование из аналоговой формы в цифровую- по одному или двум входным каналам АЦП заданного количества отсчетов сигналов с заданным значением интервала дискретизации. При этом обеспечиваются: запуск АЦП по фронту сигнала (когда скачок входного напряжения превысит заданное пороговое значение) либо по импульсу, поданному, по отдельному каналу; заданная временная задержка начала преобразования от момента поступления сигнала; запись сигналов на диск; их визуализация с сохранением исходного состояния текстового экрана. Количество регистрируемых отсчетов сигналов ограничено только объемом свободной части ОЗУ компьютера. Предполагается наличие на используемом компьютере процессора не ниже Pentium - 100.

Программа формирования спектров использует процедуру быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию 2 - поэтому число отсчетов в выборке сигнала должно быть степенью числа 2.

Предусмотрен алгоритм формирования спектров в режиме сканирования сигнала. Под «сканированием» сигнала понимается процесс формирования группы спектров одного и того же сигнала на различных временных интервалах. Это достигается перемещением по сигналу «окна обработки» фиксированного размера: задаются начальный отсчет сигнала (левая граница интервала обработки), размер выборки, величина сдвига «окна» для взятия следующей «порции» сигнала и конечный отсчет сигнала (правая граница интервала обработки) — тот отсчет, за пределы которого не должно перемещаться «окно обработки».

Программа формирования эталона и сравнения спектров с эталоном предназначена для:

1. Получения эталонного спектра по группе исходных спектров.

2. Регистрации отличий каждого исходного спектра от эталонного по группе параметров.

Программа проверяет однородность исходных спектров по условиям проведения эксперимента и обработки сигнала и информирует пользователя о найденных отклонениях. Отличие исходных спектров от эталонного регистрируется по вышеизложенным критериям. Дополнительно к вышеизложенным критериям производится оценка площади спектра по формуле Симпсона:

у 1/(0) + 4/(Г) + 2/(2Г)+4/(37>... + 4/((2Я- 1)Г)+Д2ЯГ)}.

Оценка площади спектра позволяет контролировать уровень сигнала записанного при измерении.

Подводя итог проведенным в этой главе исследованиям, можно сделать вывод, что выбранные критерии сравнения спектров могут быть использованы для обнаружения дефектов в конструкциях по параметрам их колебаний.

В четвертой главе разрабатывается методика исследования корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у на предмет определения дефектов продольных сварных швов.

С целью исследования акустических характеристик сварных швов камер сгорания авиационных двигателей НК-8-2У и их диагностики был разработан акустический' измерительный комплекс, принципиальная схема которого показана на рис. 9. Комплекс состоит из системы регистрации (1 - 5) и системы обработки _(6-17) .сигнала?,:_______ ______

!грСЕ

13=

10

11

тпгт

выход. вход

О

12

13 |~| 14

16.- 15

17

Рис. 9. Принципиальная блочная схема измерительного комплекса.

1 - датчики; 2 - усилитель; 3 - магнитограф; 4- звуковой генератор; 5- блок управления; 6- блок передачи спектра; 7- ПЭВМ; 8 - принтер; 9 - АЦП; 10 -ПЭВМ; 11 - Принтер; 12- Анализатор спектра; 13 - коммутационный блок; 14 - осциллограф; 15 - счетчик импульсов; 16 - блок управления; 17 - принтер

Кроме блоков, предназначенных непосредственно для получения и обработки измерительной информации, установка для проведения исследований содержит приспособления, которые обеспечивают пространственное и временное согласование аппаратуры с объектом. К ним относятся: узлы закрепления образцов, перемещения акустических датчиков,

устройства для обеспечения оптимальных условий возбуждения в объекте колебаний и регистрации акустических сигналов.

Ввиду того, что корпус камеры сгорания - дорогостоящее изделие, на начальном этапе экспериментальных исследований дефектов сварных швов в качестве объекта исследования применялись прямоугольные пластины размером 35 х 30 см со сварным швом по средней линии.

Из анализа акустических характеристик пластин с бездефектными и дефектными сварными швами были определены временные интервалы обработки сигналов, информативные признаки наличия непровара сварного шва, сформулированы требования к устройствам возбуждения колебаний и характеристикам датчика.

На втором этапе экспериментальных исследований дефектов швов объектами исследований являлись корпуса камер сгорания, двигателя НК-8-2у. Изучалось одиннадцать корпусов камер сгорания, на которых исследовались тридцать три продольных сварных шва цилиндрической части. Сварные швы семи корпусов являлись бездефектными. Каждый из остальных корпусов по данным рентгеновского контроля на одном из швов имел дефект, представляющий собой непровар без выхода на поверхность. Во время экспериментов каждый шов разбивался на 38 участков и проводилась запись акустического отклика каждого участка шва. Акустический сигнал колебаний корпуса камеры регистрировался на магнитную ленту магнитографа и анализировался на ПЭВМ. Электроударник во время экспериментов устанавливался снаружи корпуса. Возбуждение корпуса проводилось вдоль шва по линии, отстоящей от середины шва на 5 мм. Микрофон устанавливался напротив точек возбуждения с внешней стороны корпуса на расстоянии 10 мм от корпуса. Шаг перемещения микрофона и ударника составлял 10 мм.

По результатам экспериментов с дефектными сварными швами корпусов N А 82 у 93190 (непровар длиной 10 мм), N А 82 у 71054 (непровар длиной 10 мм), N А 165063 (цепочка непроваров на протяжении 45 мм), N А 82 у 113170 (непровар длиной 10 мм) были определены временные участки акустического сигнала, на которых проявление дефекта происходит наиболее эффективно. В результате было определено, что коэффициенты корреляции, корреляции Спирмена наиболее информативны при обработке сигналов в моменты времени после возбуждения:

0 < 1 < 0,1 с,

статистики Вилкоксона и статистики Фишера:

1 <к2,6с.

Итогом проведенной работы стало создание методики по определению дефектов типа «непровар» длиной 10 мм и высотой 1мм (при толщине материала 2 мм) продольных сварных швов корпусов камер сгорания двигателей НК-8-2у методом локальных свободных колебаний.

Дня проведения исследований влияния демпфирующей рамки на колебания тонкостенной конструкции, была разработана экспериментальная установка, состоящая из устройства крепления, исследуемой пластины, рамки с грузами,

на которой закреплены электромеханический ударник с датчиком колебаний, и измерительного комплекса.

Исследования проводились с металлическими пластинами размером 300x220 и толщиной 2,5 мм. На первом этапе экспериментов определялось влияние нагрузки на рамку на затухание составляющих спектра колебаний пластины с течением времени в разных частотных диапазонах. В процессе исследований рамка помещалась в центре пластины, закрепленной в двух зажимах вдоль коротких сторон, ударник возбуждал колебания в части поверхности пластины ограниченной рамкой. Прием колебаний производился датчиком и посредством АЦП записывался в память ПЭВМ. Рамка во время экспериментов последовательно нагружалась массами от 0,5 до 3 кг с шагом 500 г. Обработка записанных данных проводилась на компьютере и включала в себя оценку изменения площади спектра сигнала с течением времени в разных частотных диапазонах, что достигается перемещением по сигналу «окна обработки» фиксированного размера. Изучение спектров колебаний ограниченного рамкой участка пластины при разной нагрузке показало, что при увеличении нагрузки на рамку происходит относительное уменьшение «низкочастотных» составляющих спектра по сравнению с

«высокочастотными» составляющими (рис. 10).

Эксперименты с пластиной той же толщины, имеющей трещину протяженностью 30 мм, без нагрузки на рамку и с нагрузкой 3 кг показали:

1. При нагрузке на рамку уменьшается разброс информативного параметра на бездефектных участках спектра с 0,085 до 0,06.

2. При локализации колебаний рамкой увеличивается разница с 0,39 до 0,27 между значениями информативного параметра на бездефектных и дефектных участках поверхности пластины.

Применение при проведение измерений демпфирующей рамки позволяет повысить достоверность контроля и сократить время обследования одного сварного шва в 8-10 раз.

а) б)

Рис. 10. Изменение спектров колебаний участка поверхности а) без нагрузки; б) нагрузка 3.0 кг

Пятая глава посвящена разработке методик и стендов для контроля методом свободных колебаний осей и колес железнодорожных вагонов. Описан диагностический комплекс, проведена оценка повторяемости результатов экспериментов, определена ошибка результатов измерений, проверено соответствие результатов математического моделирования и данных экспериментов. Численные расчеты осей и колес, проведенные в главе 2,

позволили сэкономить материальные ресурсы и время на разработку методик неразрушающего контроля данных объектов.

Измерительно-диагностический комплекс, предназначенный для регистрации, обработки и анализа амплитудно-частотных характеристик изделий сложной формы, приведен на рис. 11.

В комплекс входит ПЭВМ, оснащенная аналого-цифровым преобразователем, акустический датчик и экспериментальная установка.

Высокие требования к достоверности экспериментальных измерений предъявляют жесткие требования на условия проведения эксперимента, такие как

• необходимость однообразной укладки исследуемого изделия на измерительный стенд;

• постоянство силы и точки приложения возбуждающей силы;

Соблюдение этих требований реализовано в конструктивных особенностях

экспериментальных установок.

Система регистрации лабораторной установки контроля технического состояния осей включает в себя микрофон, осциллограф С1-69, 16-ти разрядный аналого-цифровой преобразователь, ПЭВМ с принтером, блок управления электромеханическим ударником. Согласование работы электромеханического ударника и начала записи сигнала в ПЭВМ осуществляется устройством синхронизации. Предусмотрен запуск процесса записи сигнала по амплитудным и временным параметрам измеряемого сигнала.

Рис. 11. Блочная схема измерительного комплекса

Измерения проводились следующим образом.

1. Исследуемое изделие однотипно укладывается на направляющие.

2. По изделию наносится электромеханическим ударником нормированный удар.

3.Микрофон фиксирует колебания изделия, которые передаются посредством 16 - разрядного АЦП в ПЭВМ.

4.Из записанного сигнала алгоритмом БПФ формируется спектр, который сравнивается с эталонной совокупностью спектров с помощью целевых функций сравнения, после чего делается вывод о состоянии контролируемого изделия.

При проведении экспериментов проводилась настройка применяемой в комплексе аппаратуры согласно требованиям, изложенным в технической документации, инструкции по эксплуатации конкретных приборов и ГОСТ 8.153-75 (ГСИ. Микрофоны измерительные. Методы и средства проверки).

Калибрование пьезоэлектрического микрофона проводилось в реверберационной камере по схеме, представленной на рис. 12. Электрический сигнал с генератора ГЗ-109 подается на акустическую камеру, которая позволяет создавать звуковое давление до 165 Дб в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. Уровень сигнала в камере контролируется шумомером 00017 посредством образцового конденсаторного микрофона фирмы Brul und Kjer, установленного в одном из гнезд акустической камеры. Электрический сигнал, пропорциональный уровню звукового давления в акустической камере и снимаемый с калибруемого устройства, подается на вход анализатора спектра СК4-72 и на вход ЭВМ с АЦП. Порядок проведения калибровки соответствует требованиям ГОСТ 8.153-75.

Генератор Вольтметр Шумомер

ГЗ-109 В7-27А1 00017

-А- -л-

Акустическая камера

I

ПЭВМ Анализатор спектра CK 4 - 72

Рис. 12. Функциональная блок-схема калибрования измерительного канала

Для отработки методики измерений были изготовлены стержни круглого сечения длиной 300 мм и диаметром 16 мм. В исследуемых стержнях возбуждались свободные колебания путем нанесения нормированного удара по торцу стержня. При проведении экспериментов оценка воспроизводимости результатов измерений проводилась путем многократного повторения измерений акустических характеристик одного и того же изделия с неизменными условиями измерений.

Оценка погрешности измерительной системы проводилась вероятностно-статистическим методом, определенным ГОСТ 8.207-76, предусматривающим определение погрешности по характеристикам законов распределения погрешностей средств измерений, входящих в состав системы. Оценка результатов измерений проводилась путем получения среднеарифметического результатов 15 наблюдений амплитуды колебаний специально изготовленного

цилиндрического стержня на основной форме колебаний (760 Гц). С учетом полученных значений случайной и неисключенной систематической погрешностей для установки по измерению параметров свободных колебаний Дмик = 0,0271 при доверительной вероятности Р = 0,95 при результатах

измерений амплитуды Лмик = 0,9286 В.

С целью определения соответствия результатов математического моделирования и экспериментальных данных были проведены эксперименты по определению собственных частот колебаний бездефектного стержня и стержня с поперечным пропилом глубиной 3,7 мм в средней части, результаты приведены в табл. 4. В табл. 5. приведены результаты сравнения результатов расчетов частот колебаний железнодорожного вагона и частот «эталонного» спектра, сформированного по 50 "сигналам годных колес.

Проведенный анализ показывает хорошее соответствие данных эксперимента и математического моделирования.

С целью определения поведения . целевых функций сравнения при увеличении дефекта в изделии проводились исследования стержней с дефектами в виде пропила глубиной от 1мм до 8 мм в средней части. С каждым видом дефекта проводилось по десять измерений акустических характеристик. Площадь имитированных трещин в процентах от площади поперечного сечения стержня приведена в табл. 6.

Обработка спектров проводилась следующим образом:

1. Формировался эталонный спектр по десяти спектрам бездефектного стержня.

2. По результатам сравнения параметров эталонного спектра и спектров бездефектного стержня определялись доверительные интервалы с уровнем значимости Р = 0,99.

3. С полученным эталоном сравнивались усредненные спектры стержней с разной глубиной пропила.

Графики, полученные в результате обработки экспериментов программой Doctor Sonic, приведены на рис. 13 (по оси абсцисс отмечены номера экспериментов по оси ординат - значения применяемых целевых функций).

Из анализа рис. 13 следует, что дефекты площадью 1,5-2,0 % от поперечного сечения изделия выявляются уверенно.

Дальше проводились исследования частот колебаний годных и дефектных осей и колес железнодорожных вагонов с целью разработки методики обнаружения в них дефектов типа «трещина». Результаты представлены в виде графиков и рисунков. Заводские испытания разработанной методики диагностики осей показали, что ею выявляются дефекты размером 1,5 % от площади поперечного сечения оси в месте положения трещины. Так как оси с такими дефектами в дальнейшую эксплуатацию не допускаются, то разработанная методика проводит разделение осей на два класса - «годен» и «брак» - в автоматическим режиме. В результате проведенных работ создан стенд для контроля осей, в технологическом цикле изготовления колесных пар по технологии «новые колеса - старые оси». Стенд размещен в цехе «Вагонно-

колесные мастерские» Горьковской железной дороги. В состав оборудования стенда входит: система подачи осей; система возбуждения колебаний маятникового типа; микрофон; 16 разрядный АЦП; ПЭВМ с пакетом прикладных программ «DrSoшc».

Разработанная методика обнаружения дефектов в колесах предусматривает не только обнаружение дефектов типа «трещина» площадью 5 см2, но и позволяет определить область нахождения дефекта в колесе (ступица, диск, гребень).

Таблица 4. Сравнение результатов расчетов и экспериментальных данных частот колебаний стержней

МКЭ расчет, Гц Эксперимент, Гц

Годный Дефект Разность Годный Дефект Разность

стержень 3.7 мм стержень 3.7 мм

757,6 743,9 13,7 798 780 18

2464 2431 33 2399 2341 58

3507 3507 0 3456 3465 9

6496 6489 7 6774 6756 18

8256 8245 11 8247 8240 7

9637,9 9545 89 9859 9708 151

Таблица 5. Соответствие теоретических и экспериментальных частот колебаний годных колес железнодорожных вагонов

№ формы Частота, Гц Разность Разность в %

колебаний Теория Эксперимент от теории

2 294,38 280 14,38 5

3 351,37 377 26 7,4

5 935,51 926 9,5 1

12 2180,97 2122 59 2,7

19 2743,19 2768 25 0,9

20 2897,68 2843 54 1,8

22 3406,99 3339 68 1,9

24 3452,35 3447 5 0,1

Таблица 6. Площадь трещин в процентах от площади поперечного сечения стержня

Рис. 13. Изменение информативных параметров сравнения спектров в зависимости от разхмера дефекта. Квадратиками отмечены характеристики бездефектного стержня (по которым сроится эталон), треугольниками -характеристики спектров стержней с дефектами. Размеры дефектов приведены в табл. б.

Анализ исследований, изложенных в пятой главе, приводит к следующим выводам:

- примененные методы моделирования дефектов эффективны для расчета изменения частотных характеристик исследуемых объектов при наличии в них дефектов;

- выбранные целевые функции сравнения спектров позволяют обнаруживать дефекты типа «трещина» в изделиях сложной формы;

- разработанный диагностический комплекс, программное обеспечение и система измерений могут быть использованы для определения дефектов типа <трещина» в изделиях сложной формы по параметрам колебаний.

Шестая глава посвящена практическим приложениям. На трех примерах иллюстрируется функционирование информационно - измерительного комплекса и разработанных методик и программ.

В первом примере рассматривается обнаружение дефектов в заготовках лопаток компрессора, выполненных из материала 20X1ЗШ. Проведено сравнение результатов исследования заготовок методом свободных колебаний с данными, полученными при ультразвуковой дефектоскопии. Показано, что

исследование сигналов колебаний в режиме «сканирования» позволяет обнаруживать структурные неоднородности материала заготовки.

Во втором примере рассмотрено применение разработанного ППП «Бгёошс» к контролю многослойных и сотовых конструкций, выполненных из полимерных композитных материалов. Приведены данные исследования стандартных образцов, выполненных из оргстекла, с дефектами типа «плоскодонное отверстие» и «клиновидный паз». На примере элемента лопасти вертолета, выполненной из ПКМ, показана возможность визуализации обнаруженного дефекта. Анализ полученных результатов показал, что применение при анализе сигналов разработанного комплекса позволяет обнаруживать дефекты в конструкциях из полимерных композиционных материалов на глубине 0,1-20 мм, в стеклопластике - до 25 мм, минимальный диаметр выявляемого дефекта в стеклопластиках на глубине 2 мм - 5 мм, минимальная площадь обнаруживаемого дефекта на глубине 20 мм - 1 см2, точность определения границ дефектов на глубине 1 мм - 1 мм.

В третьем примере описывается вариант применения комплекса к обнаружению коррозионного поражения металлов величиной 3 % от высоты основного металла. Описывается разработанная система регистрации, в основе которой лежит электромагнитноакустический датчик, обосновывается его применение.

Подводя итог проведенным в этой главе исследованиям, можно сделать вывод, что применение для анализа спектров колебаний изделий методов математической статистики позволяет существенно повысить чувствительность низкочастотных методов контроля. Разработанная информационно-измерительная система, пакет прикладных программ и оснастка для проведения измерений позволяют обнаруживать дефекты в изделиях сложной формы, выполненных как из металлических, так и неметаллических материалов.

Приложения содержат акты об использовании результатов диссертационной работы, подтверждающие их практическую значимость, а также результаты экспериментов и численного моделирования колебаний дефектных и бездефектных изделий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Основным научным результатом является теоретическое обобщение современных достижений в области механики деформируемого твердого тела, помехоустойчивых методов анализа экспериментальных данных, критериев параметрической и непараметрической статистики применительно к оценке технического состояния изделий по параметрам их собственных колебаний.

Для определения частотного спектра колебаний изделий с дефектами, в отличие от известных аналитических методов, использован метод конечных элементов, что расширило рамки применения численных исследований и распространило их на разработку методов неразрушающего контроля изделий сложной формы. Использование метода конечных элементов позволяет моделировать дефекты в изделиях произвольных размеров и местоположения.

Выполнен значительный объем расчетных работ и проведено сравнение результатов с экспериментальными данными и исследованиями других авторов. Сравнительный анализ показал, что использование метода конечных элементов позволяет определять с удовлетворительной для практики точностью частоты более высоких форм колебаний по сравнению с аналитическими методами. Такое моделирование существенно ускоряет разработку методов обнаружения дефектов изделий сложной формы по параметрам собственных колебаний и исключает необходимость изготовления большого количества дорогостоящих эталонных образцов для отработки методики контроля конкретных изделий.

Установлено, что для объективной оценки наличия дефекта в изделии могут служить следующие параметрические и непараметрические критерии сравнения спектров: статистика амплитуд, коэффициент корреляции, корреляция Спирмена, статистика знаков Фишера, статистика знаковых рангов Вилкоксона, ранговая сумма Вилкоксона.,

Предложен и научно обоснован алгоритм разбраковки изделий по параметрам собственных колебаний с использованием выбранных статистических критериев.

2. Основным практическим результатом является разработка информационно-измерительной системы с комплексом вычислительных алгоритмов и программ, обеспечивающих обнаружение дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний в автоматическом режиме на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

Работоспособность алгоритма разбраковки изделий, программного обеспечения и достоверность получаемых при их использовании результатов проверена в лабораторных и цеховых условиях. Разработаны и изготовлены стенды для определения дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний.

Частными практическими результатами являются создание методик контроля конкретных изделий (корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у, осей и колес железнодорожных вагонов), обнаружения коррозионного поражения металлов и диагностирования изделий из полимерных композитных материалов методом свободных колебаний с использованием помехоустойчивых методов обработки сигналов и критериев параметрической и непараметрической статистики.

Таким образом, все задачи, поставленные в диссертационной работе, решены, а следовательно решена и общая задача. Цель диссертации достигнута.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Белов Е.В., Ваньков Ю.В., Ившин И.В. и др. Диагностика газотурбинного двигателя методом акустических характеристик его элементов // Акустический журнал, 1996, т.42, №1. С. 21-24.

2. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Численный анализ прибора для акустической диагностики дефектов сварных швов летательного аппарата // Тез. докл.

международной, научно-технической конференции "Экраноплан-96". Казань КГТУ им. А. Н.Туполева, 1996 г. С. 100-101.

3. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Некоторые аспекты математического обеспечения диагностики тонкостенных элементов конструкций, узлов и агрегатов летательных аппаратов // Модели механики сплошной среды, вычислительные технологии и автоматизированное проектирование в авиа- и машиностроении. Труды межд. науч. техн. конф. Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 1997. С. 86-87.

4. Ваньков Ю.В, Ившин И.В., Кочергин А.В. Способ контроля дефектности изделий. Патент РФ. №211485. Бюл. №14,20.05.98 г.

5. Ваньков Ю.В. Информационно-измерительный комплекс для задач низкочастотных методов НК // Современные проблемы аэрокосмической науки и техники. Тез. докл. межд. науч. техн. конф. Жуковский-Москва: ЦАГИ „ 2000. С. 239.

6. Ваньков Ю.В. Диагностический комплекс для задач низкочастотных методов неразрушающего контроля // Испытания материалов и конструкций. Сб. тезисов международной научно - технической конференции. Н-Новгород, 2000 г, Н.ф. ИМАШ РАН. С. 24.

7. Ваньков Ю.В., Голованов А.И., Тюленева О.Н. Численное исследование свободных колебаний бездефектных и дефектных осей грузового вагона МКЭ в трехмерной постановке // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения. Труды 4 международной конференции. С-Пб.: С-ПбГТУ, 2001. С. 60.

8. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностический комплекс для обнаружения дефектов в конструкциях // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения. Труды 4 международной конференции. С-Пб.: С-ПбГТУ, 2001. С. 61.

9. Ваньков Ю.В., Козар Н.К. Определение степени коррозии металла методом колебаний /Известия Вузов. Проблемы энергетики. Казань.2001 г. №910. С. 21-27.

10. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностический комплекс для задач низкочастотных методов НК аэрокосмических систем // Труды XXXV чтений посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. РАН, ИИЕТ РАН, Казань, ЗАО «Новое знание», 2001. С.105-109.

11. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностика элементов конструкций вертолета, изготовленных из ПКМ // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2002. Тезисы международной научно-технической конференции. Пермь: ПГТУ, 2002. С. 60.

12. Ваньков Ю.В. Низкочастотные методы контроля. Метод свободных колебаний. Казань.: Издательство КГЭУ, 2003 г. 140 с.

13. Ваньков Ю.В., Голованов А.И., Казаков Р.Б. Численные и экспериментальные исследования дефектов колес железнодорожных вагонов// Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения. Труды 5 международной научно-технической конференции. С-Пб.: изд-во С.-ПбГТУ, 2003.

14. Ваньков Ю.В, Казаков Р.Б. Численный анализ взаимодействия оснастки дефектоскопа с контролируемой конструкцией // Известия Вузов. Проблемы энергетики, 2003, № 5-6. С. 108-114.

15. Ваньков Ю.В., Голованов А.И., Тюленева О.Н. Моделирование дефектов колес железнодорожных вагонов // Труды математического центра им. Н.И.Лобачевского., 2002. Т.16. С. 119-122.

16. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б, Яковлева Э.Р. Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов // Техническая акустика. С-Петербург. http://webcenter.ru/~eeaa/ejta 2003,5.

17. Ваньков Ю.В, Казаков Р.Б. Применение метода собственных частот к контролю протяженных тонкостенных изделий // Известия Вузов. Проблемы энергетики, 2003 № 9-10. С. 97-107.

18. Ваньков Ю.В. Оценка влияния дефектов на собственные частоты колебаний лопаток ГТД и способ их обнаружения // Известия ВУЗов. Авиационная техника, 2003, № 3. С. 68-70.

19. Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е. Акустический спектральный дефектоскоп для обнаружения дефектов композиционных материалов. 4.1. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004, № 1. С. 49-52.

20. Ваньков Ю.В. Акустический спектральный дефектоскоп для обнаружения дефектов композиционных материалов. 4.2. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004, № 2. С. 53-57.

21. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б., Первухин Д.Н. Диагностический комплекс для обнаружения дефектов осей железнодорожных вагонов по параметрам колебаний // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, т.70, 2004, № 3. С.34-39.

Лиц. №00743 от28.08.2000 г.

Подписано к печати Гарнитура «Times» Физ. печ.л. 2.0 Тираж 100 экз

Вид печати РОМ Усл. печ. л. Заказ № 3/>ЗЛ

Формат 60x84/16 Бумага офсетная Уч.-изд. л. 2.0

Типография КГЭУ 420066, Казань, Красносельская, 51

Введение

1. Состояние вопроса исследований

1.1. Акустические методы контроля

1.2. Низкочастотные методы контроля 31 1.2.1. Велосиметрический метод контроля 34 1.2.2 Импедансные методы контроля 37 1.2.3. Резонансные методы контроля 43 1.2.4 Определение дефектов по параметрам затухания колебаний

1.3. Обнаружение дефектов в сотовых и многослойных 60 конструкциях

1.4. Цель и задачи диссертации

2. Численное моделирование параметров колебаний конструкций

2.1. Собственные колебания сплошной ограниченной среды

2.2. Методы расчета частот колебаний изделий

2.3. Метод конечных элементов

2.3.1. Постановка задачи

2.3.2. Построение матрицы жесткости

2.3.3. Построение матрицы масс

2.3.4. Решение алгебраической задачи

2.3.5. Тестовые расчеты

2.4. Расчет дефектных и бездефектных стержней

2.5. Расчет частот колебаний годных и дефектных осей 104 железнодорожных вагонов

2.6. Расчет частот колебаний годных и дефектных колес 110 железнодорожных вагонов

2.7. Численный расчет методом конечных элементов амплитуд 117 собственных колебаний дефектных и бездефектных колес грузовых вагонов при их импульсном возбуждении

2.8. Построение математической модели колебаний корпуса камеры 132 сгорания ГТД НК-8-2у с дефектом и без дефекта

2.9. Учет взаимодействия контролируемой конструкции с 138 оснасткой дефектоскопа

Выводы по второй главе

3 Информационно-измерительная система

3.1 Неразрушающий контроль как информационный процесс

3.2. Этапы развития систем контроля по параметрам колебаний 155 конструкций

3.3. Особенности построения информационных систем для задач 158 неразрушающего контроля

3.4. Принцип построения информационной системы 159 диагностирования низкочастотными акустическими методами

3.4.1 Сравнение амплитудных спектров с использованием 161 статистических методов

3.4.2 Проверка статистических гипотез

3.4.3. Ранговые критерии сравнения данных экспериментов

3.5. Общие положения оценки состояния изделия

3.5.1. Оценка технического состояния изделия

3.5.2. Описание пакета прикладных программ

3.5.3. Численные и статистические параметры используемые в 176 программе анализа спектров

3.5.4. Алгоритмы вычисления статистических оценок и построения 181 их доверительных интервалов используемых в программе

3.5.5. Проверка работоспособности критериев сравнения спектров

4. Исследование тонкостенных конструкций

4.1. Корпус камеры сгорания ГТД НК-8-2у

4.2. Разработка экспериментальной установки и системы измерений

4.2.1. Акустический измерительный комплекс

4.2.2. Система обработки сигналов

4.2.3. Погрешность результатов измерений

4.2.4. Экспериментальная установка

4.2.5. Методика измерений

4.3. Экспериментальные исследования акустических характеристик 219 продольных сварных швов камер сгорания

4.3.1. Экспериментальные исследования акустических характеристик 222 бездефектных сварных швов

4.3.2. Экспериментальные исследования акустических характеристик 231 дефектных сварных швов корпусов КС двигателя НК-8-2у

4.4. Влияние «демпфирующей» рамки на увеличение разрешающей 233 способности метода

Выводы по 4 главе

5. Экспериментальные исследование элементов колесных пар 244 железнодорожных вагонов

5.1. Измерительный диагностический комплекс

5.2. Отработка методики обнаружения дефектов на стержнях

5.3. Исследование колесных пар железнодорожных вагонов

5.3.1. Диагностика осей колесных пар железнодорожных вагонов

5.3.2. Исследование колес железнодорожных вагонов

Выводы по 5 главе

6. Примеры применения информационно-измерительной системы

6.1. Обнаружение дефектов в заготовках лопаток турбины

6.2. Контроль многослойных и сотовых конструкций

6.2.1. Регистрация и обработка сигналов

6.2.2. Экспериментальные исследования образцов с дефектами типа 296 «плоскодонное» отверстие

6.2.3. Исследование влияния глубины залегания дефектов на 299 изменение значений параметров сравнения спектров

6.2.4. Обнаружение «непроклея» в слоистых пластиках

6.3. Обнаружение коррозионного поражения металлов 307 Заключение 313 Литература 318 Приложение

Уровень промышленного развития стран на современном этапе характеризуется не только объемом производства и ассортиментом выпускаемой продукции, но и показателями ее качества. Известно [130], что около 10 % национального продукта любой страны теряется из-за низкого качества материалов и изделий. Основным средством борьбы с этими потерями является неразрушающий контроль (НК), развитие методов которого относится к числу важнейших направлений научно-технического прогресса.

Над созданием и совершенствованием существующих методов и средств НК работает большое количество зарубежных и отечественных предприятий. Создана широкая номенклатура приборов неразрушающего контроля. В традиционных отраслях промышленности США затраты на контроль качества составляют в среднем 1 - 3 % стоимости выпускаемой продукции, а в таких отраслях как оборонная, атомная и аэрокосмическая, затраты на контроль качества возрастают до 12 — 18 % (в ракетостроении до 20 %).

Применение НК приводит к определенным затратам, но эти затраты быстро окупаются, так как благодаря контролю на всех этапах изготовления, приемки и эксплуатации изделий резко повышается качество и надежность продукции.

Для обеспечения надежности функционирования оборудования производится поиск новых технологий неразрушающего контроля в целях перехода к эксплуатации техники по техническому состоянию. Особенно большое значение это имеет для изделий, испытывающих при работе интенсивную динамическую нагрузку. Внутренние дефекты, необнаруженные при их изготовлении и ремонте, вызывают в процессе наработки рост трещин, что приводит к аварийным ситуациям [144, 168].

Вывод техники в ремонт на практике осуществляется тремя основными способами:

• работа до отказа,

• по результатам экспертных оценок,

• по результатам диагностики и прогноза состояния.

Значительный экономический эффект дает только третий способ.

Успешное его использование позволяет:

• сократить время, объем ремонта и количество запасных частей не менее чем на треть,

• уменьшить число внезапных отказов в десятки раз,

• сократить упущенную прибыль из-за простоев в несколько раз.

Для последнего способа необходима полная диагностика объекта, причем желательно обнаруживать все дефекты, влияющие на ресурс, задолго до отказа, чтобы подготовиться к ремонту.

Известны различные методы неразрушающего контроля : магнитные, капиллярные, вихретоковые, акустические, радиационные, оптические. Каждый из них имеет свою, характерную для данного метода, область применения. Возможность их использования зависит от ряда требований, одним из основных является обеспечение свободного доступа к контролируемому месту изделия. Так как контроль изделия в собранном виде значительно сложнее контроля отдельных его деталей (в условиях производства или капитального ремонта), для обеспечения возможности использования методов НК в условиях эксплуатации необходимо особое внимание уделять вопросам инструментальной доступности.

Объектами исследования в диссертации являются тонкостенные конструкции, стержни, оси и колеса железнодорожных вагонов, а также изделия из полимерных композитных материалов, сотовые и многослойные конструкции.

Актуальность

Проблемы выявления производственно-технологических дефектов соединений металлов сваркой, а также эксплуатационных дефектов в виде трещин занимают значительное место в практике неразрушающего контроля камер сгорания двигателей летательных аппаратов. Одним из наиболее ответственных узлов газотурбинного двигателя является блок камеры сгорания (КС). Вследствие особенностей протекания рабочего процесса и значительных механических и тепловых нагрузок в процессе эксплуатации двигателей возможно нарушение работы КС и появление различных дефектов.

Непровары и трещины являются наиболее опасными дефектами [138, 149, 241] сварных швов. Отрицательное влияние дефектов зависит от их расположения. Большую опасность они представляют, когда выходят на поверхность, меньшую - если располагаются внутри материала.

Существует ряд методик для контроля состояния элементов камеры сгорания в эксплуатации. Осмотр сварных швов, скрытых близлежащими деталями и недоступных наблюдению невооруженным глазом, осуществляют с помощью оптических приборов - эндоскопов [191 - 195]. Эндоскопами выявляются трещины и обрывы наружного кожуха камеры сгорания по сварным швам между карманами и по перемычкам между карманами , а также отрыв самих карманов, обнаружение трещины внутреннего и наружного колец плиты, производится контроль зоны сварного шва штуцера подвода топлива к камере сгорания. В частности, при проведении регламентных работ с двигателем НК-8-2у через каждые 300 часов его наработки, производится визуальный контроль сварных швов с наружной стороны корпуса. Характерным является то, что во всех исследуемых случаях разрушения корпуса камеры сгорания очаг трещины располагался на внутренней поверхности стенки. При развитии трещины на всю толщину материала происходит практически мгновенное ее распространение вдоль сварного шва, что приводит к разрыву корпуса. Сопоставление места зарождения трещины с характером ее развития указывает на очевидную бесполезность проверок в эксплуатации состояния сварных швов корпуса КС визуально-оптическим методом только с наружной стороны [116].

Существует методика контроля сварных швов КС в эксплуатации ультразвуковым методом [244]. Наряду с положительными сторонами этот метод, при контроле тонкостенных конструкций, обладает рядом серьезных недостатков [7, 149, 245]. Ярким примером последствий не обнаруженного известными штатными средствами дефекта может служить наружный корпус КС двигателя НК-8-2У, представленный на фотографии (рис. 1.), на которой показан разрыв корпуса из-за трещины продольного сварного шва.

Рис.1. Разрыв корпуса камеры сгорания ГТД НК~8-2у из-за непровара сварного шва

Анализ статистики дефектов сварных швов корпусов камер сгорания двигателя НК-8-2у [245] показал, что:

1. Зарегистрировано четыре случая разрушения корпуса камеры сгорания двигателя в эксплуатации по сварному шву.

2. При ремонте забраковано свыше ста корпусов камер сгорания по дефектам на продольных сварных швах.

Из сказанного следует, что на службе технической диагностики должны стоять такие методы неразрушающего контроля, которые позволяют: .Контролировать состояние сварных швов корпуса камеры сгорания как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации, причем в последнем случае без разборки двигателя.

2.Исключить субъективность в оценке технического состояния сварного шва корпуса.

3 .Автоматизировать процесс диагностики.

4.Получать заключение о наличии дефекта в документальной форме.

Неразрушающий контроль - эффективное средство предотвращения крушений и аварий на федеральном железнодорожном транспорте из-за повреждения рельсов, деталей и узлов подвижного состава.

Система неразрушающего контроля деталей подвижного состава базируется на магнитных (магнитопорошковый МП, и феррозондовый МФ), вихретоковом ВТ и ультразвуковом УЗ методах контроля. Ультразвуковым методом проводится около 60 % исследований, магнитном - 30 %, вихретоковом порядка - 10 % [38].

В среднем в год на сети железных дорог обнаруживают и изымают из эксплуатации по обнаруженным опасным дефектам более 30 тыс. рельсов и 400 тыс. деталей грузовых вагонов. Столь большое число бракованных деталей объясняется не только сложными условиями и сверхнормативными сроками эксплуатации, но и недостаточной эффективностью систем неразрушающего контроля на заводах - производителях [39].

Число опасных дефектов, не выявляемых при неразрушающем контроле и приводящих в отдельных случаях к авариям или крушениям, еще высоко. К основным причинам пропуска дефектов относятся низкий уровень автоматизации процесса контроля, недостатки в организации работ и отсутствие специалистов соответствующей квалификации.

Колесная пара - одна из самых ответственных деталей вагона, от исправной работы которой зависит безопасность движения поездов. При этом замена колесной пары, или одного из его элементов - буксы с роликовыми подшипниками, цельнокатаного колеса, оси - приводит к большим экономическим затратам.

Работа по разработке методики диагностики элементов колесных пар методом собственных частот проводилась согласно указаний МПС от 16.06 2000 «О мерах по повышению эффективности средств и методов неразрушающего контроля» и от. 13.10.00 г., раздел «Приоритетные научные исследования и разработки», п.2 (Разработка комплекса автоматизированных средств входного, межоперационного и выходного диагностирования технического состояния узлов и деталей подвижного состава при ремонте для предотвращения опасных отказов в пути следования поездов).

Самостоятельный интерес представляет проблема развития методов НК многослойных и сотовых конструкций из металлов, пластиков и их комбинаций, широко используемых во многих отраслях машиностроения.

Например, с 1995 года активно эксплуатируются на регулярных пассажирских линиях самолеты ТУ-204 и ИЛ-96, в конструкциях которых нашли широкое (около 30 % по площади фюзеляжа и крыла) применение сотовые конструкции из полимерных и композитных материалов (ПКМ).

Такие конструкции при малой массе отличаются высокой прочностью, жесткостью и хорошими теплоизоляционными свойствами. Основным видом дефектов многослойных, сотовых конструкций, существенно снижающих их прочность, являются дефекты соединения слоев между собой. Соединение металлических слоев между собой может осуществляться с помощью диффузионной сварки, пайки или клеющих составов. Соединение слоев пластиков между собой и пластиков с металлами осуществляется с помощью клеев и полимеризующихся смол. Дефекты соединений могут представлять собой локальные расслоения с газовой прослойкой между слоями, локальных непроклеев из-за неправильного нанесения клеевого слоя (когда механический контакт между слоями есть, но соединение отсутствует) и локальных участков с плохой адгезией клеевого слоя из-за некачественной подготовки поверхностей склеиваемых слоев (наличие жировых пятен и загрязнений). Традиционные методы дефектоскопии, такие, как ультразвуковой, магнитный, радиационный вихретоковый, тепловой и прочие оказались малоэффективными для обнаружения указанных дефектов.

Наиболее перспективными для обнаружения дефектов соединения являются низкочастотные акустические методы контроля (НАМ).

Общими недостатками выпускаемых в настоящее время приборов для проведения НК являются: большая трудоемкость и длительность проведения контроля; высокая степень субъективности в определении дефекта; низкая автоматизация процессов контроля; экологическая вредность некоторых из них; невозможность использования большинства методов в процессе эксплуатации техники.

Общим требованием к аппаратуре, используемой в условиях эксплуатации, является компактность, возможность легкого ее перемещения. Стационарные дефектоскопические аппараты, успешно используемые в условиях производства, в этом случае не применимы. Поэтому проблема разработки новых методов и приборов неразрушающего контроля весьма актуальна и имеет важное народохозяйственное значение.

В настоящее время активно развиваются низкочастотные акустические методы контроля (НАМ). Основные из НАМ - импедансный и метод свободных колебаний. Расширение практического применения этих методов в промышленности определяется успехами, достигнутыми в области исследования колебательных процессов в изделиях различных форм и размеров, в результате чего стало возможным проводить расчеты колебаний в изделиях сложной формы. Именно для контроля таких изделий могут быть успешно использованы низкочастотные акустические методы, позволяющие определять параметры упругих колебаний изделий, по значению которых могут быть определены прочностные свойства изделий, обнаружены дефекты в изделиях в виде трещин, раковин, посторонних включений, расслоений и т.п.

Для удовлетворения растущих требований производственных и эксплуатирующих организаций современные технологии неразрушающего контроля изделий должны обладать следующими возможностями:

1. Обеспечивать интегральный контроль изделий сложной формы из металлических и неметаллических материалов.

2. Обеспечивать высокое качество контроля за счет сплошной регистрации результатов контроля, автоматизированной расшифровки результатов измерений и исключения субъективного фактора при оценке результатов измерений.

3. Обеспечивать высокую достоверность контроля за счет реализации новых методов обработки сигналов.

4. Обеспечивать возможность контроля различных изделий без перенастройки аппаратуры и внедрения методик безэталонной настройки дефектоскопов.

5. Обеспечивать высокую точность определения границ дефектов для сотовых конструкций и изделий из ПКМ.

Цель исследований

Разработка методов контроля технического состояния изделий по параметрам собственных колебаний на основе конечноэлементного моделирования и статистических критериев сравнения спектров и информационно-измерительной системы, позволяющей автоматизировать процесс обнаружения дефектов, исключающей субъективность оценки и повышающей достоверность контроля.

Устойчивой тенденцией развития неразрушающих методов контроля является всё большая степень автоматизации проведения и обработки результатов измерений. На стыке компьютерной и измерительной индустрии более 20 лет назад зародилась новая технология- технология виртуальных приборов (Virtual Instruments). Виртуальный прибор- современный компьютер, оснащенный набором программных и аппаратных средств, выполняющих роль измерительного прибора или системы, максимально адаптированных к требованиям задачи.

В диссертации показано, что характер изменения спектра собственных частот изделия сложной формы зависит не только от размера дефекта, но и от его местоположения. Поэтому для принятия решения о состоянии контролируемого объекта необходимо проанализировать весь спектр собственных частот, что невозможно сделать без применения методов математической статистики и компьютера.

В основе работы, разработанной по результатам исследований информационно-измерительной системы, лежат статистические методы анализа экспериментальных данных. Созданный пакет прикладных программ (Doctor Sonic ©) предназначен для регистрации с помощью датчика и АЦП акустического образа свободных колебаний диагностируемого изделия, с последующим вычислением и анализом различных характеристик колебаний.

При этом речь идёт как о характеристиках временного сигнала, так и о характеристиках его спектральных составляющих. В пакете прикладных программ используются разнообразные критерии (методы) прикладной (математической) статистики: как устоявшиеся классические, так и сравнительно новые (непараметрические и робастные). Научная новизна

1. Дана постановка и обоснование нового класса задач моделирования дефектов в изделиях сложной формы методом конечных элементов, решение которых позволило определять частоты колебаний изделий при наличии в них дефектов разных размеров и положения.

2. Впервые определены статистические информативные критерии, позволяющие обнаруживать наличие дефекта в изделии по анализу его спектра собственных частот.

3. Впервые выполнены исследования математических моделей колебаний годных и дефектных стержней, осей и колес железнодорожных вагонов, корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя, определены частотные интервалы колебаний изделий, несущие информацию о техническом состоянии изделий, и доказана работоспособность выбранных критериев сравнения спектров для обнаружения дефектов в изделиях сложной формы .

4. Разработан алгоритм обнаружения дефектов в изделиях, позволяющий проводить контроль технического состояния изделий по параметрам собственных колебаний в автоматическом режиме с использованием робастных методов обработки сигналов и статистических критериев сравнения спектров.

5. Получены новые экспериментальные данные по обнаружению дефектов в стержнях, осях и колесах железнодорожных вагонов, сварных швов тонкостенных конструкций, изделий из композитных материалов с использованием выбранных критериев.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований создана информационно-измерительная система, позволяющая проводить диагностирование изделий сложной формы по параметрам их собственных колебаний в автоматическом режиме. На основе разработанных методов:

• Развита методика определения амплитуд колебаний произвольных точек изделия сложной формы при его импульсном возбуждении.

• Изучено влияние дефектов на частоты и амплитуды колебаний реальных массивных и тонкостенных изделий.

• Разработана математическая модель взаимодействия оснастки дефектоскопа («демпфирующей рамки») с контролируемой тонкостенной конструкцией, позволяющая повысить чувствительность метода свободных колебаний при контроле протяженных тонкостенных изделий.

• Определены критерии сравнения спектров, позволяющие анализировать весь спектр частот колебаний изделия, что повышает достоверность контроля и существенно уменьшает время, затрачиваемое на контроль.

• Получены данные изменения значений информативных критериев сравнения спектров при увеличении размера и изменении местоположения дефектов в изделиях. Показано, что динамика изменения информативных критериев сравнения спектров существенно изменяется при наличии в изделии дефектов.

• Разработан пакет вычислительных программ с визуализацией результатов, обеспечивающий обнаружение дефектов изделий в автоматическом режиме.

• Сформулированы рекомендации для проектирования автоматизированного оборудования для определения технического состояния различных изделий по параметрам собственных колебаний.

• Разработаны методики обнаружения дефектов в различных изделиях методом свободных колебаний.

Практическая ценность Основным практическим результатом является разработка и создание информационно-измерительной системы с комплексом вычислительных алгоритмов и программ, обеспечивающих обнаружение дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний. Работоспособность алгоритма разбраковки изделий, программного обеспечения и достоверность получаемых при их использовании результатов проверена в лабораторных и цеховых условиях. Созданное математическое и программное обеспечение, результаты численных исследований использованы при разработке, оптимизации конструкционных параметров стендов для диагностики осей и колес железнодорожных вагонов методом свободных колебаний.

Базовое математическое и программное обеспечение, модели и методы расчета колебаний могут найти применение при разработке методов неразрушающего контроля по параметрам колебаний изделий сложной формы.

Частными практическими результатами являются создание методик контроля конкретных изделий (корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у, осей и колес железнодорожных вагонов), обнаружения коррозионного поражения металлов и диагностирования изделий из полимерных композитных материалов методом свободных колебаний.

Результаты работы внедрены и используются на Горьковской железной дороге, Казанском государственном предприятии «Авиамотор», Казанском моторостроительном производственном объединении. На защиту выносятся

1. Данные, обосновывающие применение метода конечных элементов для определения частот колебаний дефектных изделий сложной формы. Результаты использования численных методов для определения собственных частот колебаний годных и дефектных изделий, исключающие необходимость изготовления большого количества контрольных образцов при отработке методик контроля конкретных изделий.

2. Новый метод исследования тонкостенных конструкций, позволяющий выявлять отличия в колебательном процессе корпуса камеры сгорания с трещиной и без трещины.

3. Предложенные информативные критерии сравнения спектров: статистика амплитуд, коэффициент корреляции, корреляция Спирмена, статистика знаков Фишера, статистика знаковых рангов Вилкоксона, ранговая сумма Вилкоксона и алгоритм обнаружения дефектов по анализу частот собственных колебаний изделия с использованием данных критериев.

4. Результаты исследований дефектных и бездефектных изделий и полученные на их основе рекомендации для разработки стендов и методик контроля технического состояния различных изделий.

5. Новые возможности метода свободных колебаний для оценки технического состояния изделий, реализованные в информационно-измерительной системе в виде комплекса вычислительных алгоритмов и программ на основе робастных методов обработки сигналов и критериев параметрической и непараметрической статистики, обеспечивающие автоматический контроль изделий сложной формы. Стенды для обнаружения дефектов в стержнях, осях и колесах железнодорожных вагонов по параметрам их собственных колебаний.

6. Методики обнаружения дефектов типа «трещина» размером 1,5 % от площади поперечного сечения изделия в месте нахождения трещины в стержнях, осях железнодорожных вагонов; дефектов типа «трещина» размером 5 см2 в колесах железнодорожных вагонов, обнаружения коррозионного повреждения металлов на глубину 3 % от толщины изделия; обнаружения дефектов типа «непровар» и «трещина» протяженностью 10 мм и более в сварных швах тонкостенных конструкций; диагностирования композитных материалов по параметрам собственных колебаний.

Публикации и апробация работы. Результаты диссертации опубликованы в 64 печатных работах. Основные положения работы, научные и практические результаты докладывались, обсуждались и были одобрены на вузовских, региональных, всесоюзных, всероссийских и международных конференциях, в том числе на Всесоюзной конф. «Газотурбинные и комбинированные установки» (МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1991 г.), XXIII ПДС СВВКИУ РВ (Саратов, 1991 г.), НТК ПВВАКУ (Пенза, 1992 г.), II Поволжской конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике (1994 г. Самара), межд. конф. «Экраноплан -96» (Казань, КГТУ им.А.Н. Туполева, 1996 г.), межд. конф. «Математическое моделирование в авиа- и машиностроении» (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 1997 г.), веер, конф. «Математическое моделирование физико-механических процессов» (Пермь, РАЕН, 1999 г.), межд. конф. «Современные проблемы аэрокосмической науки и техники» (г. Жуковский, ЦАГИ, 2000 г.), XXV чтениях посвященных разработке научного наследия К.Э.Циолковского (Калуга, РАН, ИИЕТ РАН, 2000 г.), межд. конф. «Испытания материалов и конструкций» (Н.Новгород, НФ ИМАШ РАН, 2000 г.), межд. конф. «Прогнозирование надежности и долговечности конструкций» (С.Петербург, СПГТУ, 2001 г.), Всерос. конф. «Аэрокосмическая техника и технологии -2002» (Пермь, ПГТУ, 2002 г), Научно-технических советах Казанского Моторостроительного производственного объединения, Горьковской железной дороги, семинарах механико-математического и физического факультетов КГУ, кафедры сопротивления материалов КазГАСА, института Прикладной акустики (Дубна), неоднократно на итоговых научных конференциях и семинарах Казанского филиала Михайловского артиллерийского университета.

За поддержку в работе, ценные указания и замечания автор искренне благодарит: научного консультанта проф. Голованова А.И., программиста Первухина Д.Н., инженера Казакова Р.Б, с.н.с. Абдюшева А.А., к.т.н. Кондратьева А.Е.

Выводы по 5 главе

В результате исследований стержней разработан экспериментальный диагностический комплекс, программное обеспечение и методика обнаружения дефектов, позволяющая обнаруживать дефекты типа « трещина» размером 1,5 % от площади поперечного сечения стержня. Обработка экспериментов показала хорошее соответствие между результатами математического моделирования колебаний дефектных и бездефектных стержней и результатами измерений.

После отработки методики проведения исследований на стержнях, был создан измерительный стенд для исследований натурных осей колесных пар железнодорожных вагонов. Исследование осей с увеличением дефекта показало хорошее соответствие между данными лабораторных и заводских испытаний по разрешающей способности для обнаружения дефектов типа «трещина».

Результаты математического моделирования отклика колеса на импульсное возбуждение позволили разработать стенд и методику для

-л обнаружения дефектов площадью 5 см в колесах грузовых ж/д вагонов. Преимущества данной методики обнаружения дефектов состоят в том, что нет необходимости в наборе статистики для формирования «эталонных» спектров колес. Заключение о состоянии колеса делается по анализу спектров одного изделия. Такой подход можно реализовать и при обнаружении трещин колес в составе колесной пары в эксплуатации, сравнивая спектры колес одной колесной пары. При существенном различии их амплитудных спектров можно делать вывод о дефектности одного из колес.

6. Примеры применения информационно-измерительной системы

6.1 Обнаружение дефектов в заготовках лопаток турбины

В данном разделе приводятся некоторые результаты по опробованию применения разработанной информационно-измерительной системы на Казанском моторостроительном производственном объединении.

Объектом исследования являлись заготовки лопаток для газотурбинной установки ГТ-009.

Изготовление лопаток осуществляется из предварительно нарезанных мерных прутковых заготовок, для контроля качества которых разработчиком заложен 100 % ультразвуковой контроль согласно ГОСТ 21120-75. При существующих объемах изготовления УЗК проходят в месяц более 7000 заготовок различного диаметра и длины. Достаточно высокие требования к чувствительности контроля (настройка на отражатель диаметром 1 мм) снижают возможную эффективность от применения автоматизации при проведении УЗК из-за необоснованной перебраковки продукции от шумовых и ложных сигналов. Кроме того, необходимо большое количество специальных (притертых) преобразователей (из-за своей специфичности негодных для контроля других деталей) и приспособлений для удержания заготовки.

Наряду с этим, к настоящему времени набрана определенная статистика по выявленным дефектам при УЗК, показывающая, что:

- подавляющее большинство дефектов представляют собой продольную трещину вдоль оси прутка со смещением ±3мм, визуально видимую на торцах заготовки; как правило (более 80%), трещина сквозная, проходящая через весь пруток;

- амплитуда сигналов от трещины при УЗК подвержена сильным флуктуациям при сканировании преобразователем вдоль образующей, но в среднем эквивалентна амплитуде сигнала от контрольного отражателя диаметром 1,5-2 мм в стандартном образце для УЗК.

Таким образом, обобщенный портрет дефектной заготовки можно представить как пруток с дефектом в виде сквозного сверления вдоль оси заготовки, диаметром 1,5-2 мм, смещенным от оси на ±3 мм. Достаточно крупные размеры дефекта позволяют применить метод свободных колебаний, тем самым сократив трудоемкость контроля.

Для исследований выбраны заготовки лопаток компрессора из материала 20X1ЗШ. Все заготовки прошли серийный УЗК. Оборудование контроля - дефектоскоп УД2-12, ПЭП 112-5, стандартный образец ТМ 8499 -9577, 78. Методика контроля - МД 91-01.Результаты УЗК представлены в табл. 6.1.

На первом этапе контроль проводился в режиме простой отбраковки продукции по типу «годен-брак», без определения места расположения и характеристик дефекта.

Результаты анализа спектров колебаний годных и забракованных заготовок показали, что разработанным комплексом уверенно выявляются дефектные заготовки 1-4 и 6. Заготовка с повышенным уровнем шумов по результатам УЗ контроля с помощью данной методики контроля не выявляется.

Повышенный уровень шумов, выявленный УЗ контролем, связан со структурными неоднородностями материала заготовки. Такие неоднородности приводят к увеличению коэффициента внутреннего трения при колебаниях заготовки, следовательно, динамика затухания спектральных составляющих годных и забракованных по структурным шумам заготовок должна быть разной. На рис.6.2 приведены данные по динамике изменения спектра колебаний с течением времени годной заготовки а) и забракованной по структурным шумам б). Обработка сигналов проводилась на временном интервале 0,005 <t<0,18 с. Спектр формировался по 512 отсчетам (А? = 0,01 с), после этого окно обработки сдвигалось на At = 0,005 с, формировался спектр и т.д. на всем временном интервале. Всего получилось 29 «временных срезов». Из анализа рисунков видно, что имеются существенные различия в скорости затухания высокочастотной составляющей спектра в районе 12 кГц. На годной заготовке данная частота затухает к двадцатому временному интервалу, на бракованной - к двенадцатому. Такое изменение может служить информативным параметром наличия структурных неоднородностей в материале заготовки лопатки. На рис. 6.3 приведены результаты обработки данных спектров для годной а) и бракованной по структурным шумам б) заготовок в частотном диапазоне 1113 кГц. Из данных, приведенных на рисунке, можно сделать вывод, что параметрами, чувствительными к нарушению структурных неоднородностей материала, являются: коэффициент корреляции, ранговая сумма Вилкоксона, статистика амплитуд.

Заключение

1. Основным научным результатом диссертации является теоретическое обобщение современных достижений в области механики деформируемого твердого тела, помехоустойчивых методов анализа экспериментальных данных, критериев параметрической и непараметрической статистики применительно к оценке технического состояния изделий по параметрам их собственных колебаний.

Для определения частотного спектра колебаний изделий с дефектами, в отличие от известных аналитических методов, использован метод конечных элементов, что расширило рамки применения численных исследований и распространило их на разработку методов неразрушающего контроля изделий сложной формы. Использование метода конечных элементов позволяет моделировать дефекты в изделиях произвольных размеров и местоположения. Выполнен значительный объем расчетных работ и проведено сравнение результатов с экспериментальными данными и исследованиями других авторов. Сравнительный анализ показал, что использование метода конечных элементов позволяет определять с удовлетворительной для практики точностью частоты более высоких форм колебаний по сравнению с аналитическими методами. Такое моделирование существенно ускоряет разработку методов обнаружения дефектов изделий сложной формы по параметрам собственных колебаний и исключает необходимость изготовления большого количества дорогостоящих эталонных образцов для отработки методики контроля конкретных изделий.

Установлено, что для объективной оценки наличия дефекта в изделии могут служить следующие параметрические и непараметрические критерии сравнения спектров: статистика амплитуд, коэффициент корреляции, корреляция Спирмена, статистика знаков Фишера, статистика знаковых рангов Вилкоксона, ранговая сумма Вилкоксона.

Предложен и научно обоснован алгоритм разбраковки изделий по параметрам собственных колебаний с использованием выбранных статистических критериев (рис.1, 2), заключающийся в следующем:.

1. программа анализа интерпретирует совокупность вычисленных значений некоторой статистики (рь р2, ., рт) как множество измеренных значений некоторого абстрактного параметра.

2. вычисляется оценка разброса S как MAD относительно оценки положения;

3. для заданного уровня значимости а строится доверительный интервал p±S-t{\-a^,m-2), где t(a, m) — a-квантиль распределения Стьюдента с m степенями свободы.

4. Если параметры контролируемого изделия выходят за пределы доверительного интервала, программа выдает в автоматическом режиме сигнал тревоги.

2. Основным практическим результатом является разработка информационно-измерительной системы с комплексом вычислительных алгоритмов и программ (рис.3), обеспечивающих обнаружение дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний в автоматическом режиме на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

Работоспособность алгоритма разбраковки изделий, программного обеспечения и достоверность получаемых при их использовании результатов проверена в лабораторных и цеховых условиях. Разработаны и изготовлены стенды для определения дефектов в изделиях по параметрам собственных колебаний.

По результатам расчетов и экспериментов были сделаны следующие выводьк

1. Чувствительность метода контроля снижается в 1,5 раза при расположении продольных дефектов типа «трещина» на свободном краю изделия типа «стержень». Дефекты такого типа сказываются только на изменение частот крутильных и смешанных форм колебаний изделия. TJ------ □ □ □ □dd Д

Доверительный интервал

-W

Класс бездефектных объектов

Класс дефектных объектов

Объекты контроля

Рис. 1. Алгоритм обнаружения дефектов

ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИИ Ж

ФОРМИРОВАНИЕ СПЕКТРА

ВЫЧИСЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ СРАВНЕНИЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЦЕНКИ ПОЛОЖЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕКТРОВ ИЗДЕЛИЯ Ж

СРАВНЕНИЕ С ЗАДАННЫМ ДОВЕРИТЕЛЬНЫМ ИНТЕРВАЛОМ

ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Рис.2. Порядок оценки результатов измерения

УСТРОЙСТВО ВОЗБУЖДЕНИЯ

-7КГ .Л!/.

Г О

Д Е Н

ФОРМИРОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ

ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ f i->

УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ

ПЭВМ

7ГГ Ж

ФОРМИРОВАНИЕ БАНКА ДАННЫХ

НЕ

Г О д

Е Н

М/

ФОРМИРОВАНИЕ ОТЧЕТА

Рис. 3. Блок-схема автоматизированного измерительного комплекса для диагностики изделий методом свободных колебаний

2. В случае возможности возникновения в контролируемой детали «симметрично» расположенных дефектов целесообразно проводить ее контроль с помощью двух датчиков, расположенных симметрично, и сравнивать их спектры сигналов между собой.

3. При формировании эталонного спектра по совокупности заведомо годных осей и колес железнодорожных вагонов разрешающая способность метода составляет 1,5 % от площади поперечного сечения оси в месте расположения дефекта и 5 см2 для колеса железнодорожного вагона.

4. При значительном разбросе геометрии контролируемых деталей для повышения чувствительности метода контроля целесообразно делать заключение о состоянии детали, проводя измерения способом «проворачивания». Данный способ позволяет повысить разрешающую способность метода контроля до размера трещины 0,5-1 % от площади поперечного сечения изделия.

5. При контроле изделий из многослойных композитных материалов следует учитывать наличие «краевой зоны» 1,5-2 см- области изделия, примыкающей к его краям. Для контроля этой зоны необходимо создавать собственный эталон, из-за возможности появления в спектре принятого сигнала новых составляющих, которые могут дать ложные сведения о наличии дефекта.

Частными практическими результатами являются создание методик контроля конкретных изделий (корпуса камеры сгорания ГТД НК-8-2у, осей и колес железнодорожных вагонов), обнаружения коррозионного поражения металлов и диагностирования изделий из полимерных композитных материалов методом свободных колебаний с использованием помехоустойчивых методов обработки сигналов и критериев параметрической и непараметрической статистики.

Таким образом все задачи поставленные в диссертационной работе решены, а следовательно решена и общая задача. Цель диссертации достигнута.

1. Адаменко В.А., Басов Ю.Ф., Дубровин В.И., Субботин С.А. Нейросетевая обработка сигналов в задачах диагностики газотурбинных авиадвигателей // Сборник докл. 3 межд. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». Москва, 2003. С. 40-42.

2. Азовцев А.Ю., Барков А.В. Новое поколение систем диагностики и прогнозирования технического состояния. С.Пб; Изд. АО ВАСТ, 1994.

3. Акимов В.М. Старик Д.Э., Морозов А.А. Экономическая эффективность повышения ресурса и надежности ГТД. М.: Машиностроение, 1977.172 с.

4. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике. Под ред. Вакара К.Б. М: Атомиздат, 1980, 216 с.

5. Акустический дефектоскоп АД-64М. http://w.w.w.spectr.htm#defect

6. Акустический контроль качества металлов. Под.ред. В.А.Степанова.- М.: Машиностроение, 1984, 259 с.

7. Алешин Н.П., Белый В.Е., Вопилкин А.Х. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение, 1989. 456 с.

8. Алиев Т.А. Экспериментальный анализ. М.: Машиностроение, 1991,272 с.

9. Антонов В.В., Жидков В.В., Картамышев В.А., Потапов В.Н., Ткачев В.Г. Устройство для контроля качества материалов и изделий. А.с. 1642367, 15.04. 91. Бюл. № 14.

10. Багдасаров А.А. Разработка и исследование динамического метода контроля состояния подземной части железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог : Автореф. дис. . канд. техн. наук М.: ВНИИЖТ, 1978. 16 с.

11. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков Е.И. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов.М:1984, 120 с.

12. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1990.-320 с.

13. Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. С.Пб, Изд. АО ВАСТ, 1997 г.

14. Баркова Н.А. Современное состояние виброакустической диагностики машин, http://www.wibrotec.com

15. Баркова А.В. Возможности нового поколения систем мониторинга и диагностики // Металлург, № 11, 12, 1998 г.

16. Барков А.В., Баркова Н.А. Интелектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации // Сб. трудов С-Пб. энергетического интститута повышения квалификации Миниопэнерго. С-Пб., Выпуск 9, 1999 г.

17. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. -М.: Стройиздат, 1982.

18. Батуев Г.С. Инженерные методы исследования ударных процессов. М.: Машиностроение, 1969. 439 с.

19. Батуев Г.С., Голубков Ю.В., Ефремов А.К., Федосов А.А. Инженерные методы исследования ударных процессов. М.: Машиностроение. 1977., 152 с.

20. Белов Е.В. Диагностика рабочих лопаток компрессора ГТД методом акустических характеристик: Автореф. Дис. . канд.техн. наук. 05.07.05. Казань. 1993.

21. Белов Е.В., Ваньков Ю.В, Вишнев И.Ц., Кочергин А.В. и др. Диагностика элементов ТРДД НК-86 методом акустических характеристик. НИР № 0-90-522, Казань, 1991, 45 с.

22. Белов Е.В., Ваньков Ю.В, Вишнев И.Ц., Кочергин А.В. и др. Создание акустического паспорта бездефектных сварных швов корпуса камеры сгорания двигателя НК-8-2у. // Отчет по НИР № 0-90-520, Казань, КВВКИУРВ, 1992, 60 с.

23. Белов Е.В., Ваньков Ю.В, Первухин Д.Н. Формирование эталонов акустических образов элементов авиационных двигателей методами робастной статистики // Сб. науч. техн. ст.- Казань: КВВКИУ РВ, 1993. С.37-39.

24. Белов Е.В., Ваньков Ю.В., Ившин И.В., Кочергин А.В. Диагностика газотурбинного двигателя методом акустических характеристик его элементов // Акустический журнал, 1996, т.42, № 1. С.21-24.

25. Белов Е.В., Ваньков Ю.В., Кордончик Д.М. Определение диагностических признаков дефектов элементов ГТД путем математического моделирования // Сб. науч. техн. ст.- Казань: КВВКИУ РВ. С.37-38.

26. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1961.

27. Беспрозванных Е.В. Способ контроля дефектности изделия. А.с. 1552091. 23.03.90. Бюл. № 11.

28. Беспрозванных Е.В. Способ контроля дефектности изделия. А.с. 1772726. 30.10.92. Бюл. № 40.

29. Беспрозванных Е.В., Лапенко Н.М., Алексеев A.M., Беспрозванных И.Е Способ контроля дефектности изделия. А.с. 1714492. 23.02.92. Бюл. № 7.

30. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978 , 240 с.

31. Большаков В.П. Способ виброакустического контроля изделий. А.с. 1635122. 15.03.91. Бюл. № 10

32. Большаков В.П., Законников Е.А., Андреев В.А. Способ виброакустического контроля изделий. А.с. 1293639. 28.02.87. Бюл. № 8.

33. Болынев JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики.- М.: Наука, 1983.416 с.

34. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistaca статистический анализ и обработка данных в среде Windows. -М: «Филинъ», 1998, 608 с.

35. Боровков А.А. Теория вероятностей М.: Наука, 1986, 431 с.

36. Бурман З.И., Артюхин Г.А., Зархин Б.Я. Программное обеспечение матричных алгоритмов и метода конечных элементов в инженерных расчетах. М.: Машиностроение, 1988, 256 с.

37. В.Н.Цюренко. Эксплуатационная надежность колесных пар грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт № 3, 2002.

38. В.С.Наговицин. Неразрушающий контроль и направления его развития // Железнодорожный транспорт № 3, 2002.

39. Вавилов А.А., Солодовников А.И. Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических систем. М.: Госэнергоиздат, 1963,252 с.

40. Ваньков Е.В., Белов Е.В. Виброакустическая диагностика сварных швов камеры сгорания // Сб. тез. научно-технического семинара, Казань, КВВКИУРВ, 1992. С. 15.

41. Ваньков Ю.В, Голованов А.И, Тюленева О.Н. Моделирование дефектов колес железнодорожных вагонов //Труды матем. центра им. Н.И. Лобачевского . Т. 16. 2003. С. 119-122

42. Ваньков Ю.В, Голованов А.И, Тюленева О.Н. Численное исследование свободных колебаний осей грузового вагона МКЭ в трехмерной постановке // Сб. трудов, межд. НТК. С.Петербург: С-ПбГТУ, 26-28 июня 2001 г.

43. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Численный анализ прибора для акустической диагностики дефектов сварных швов летательного аппарата //Тез.докл. международной. научно-технической конференции "Экраноплан-96". Казань: КГТУ им.А.Н.Туполева, 1996 г. С. 100-101.

44. Ваньков Ю.В, Казаков Р.Б. Диагностический комплекс для задач низкочастотных методов контроля аэрокосмических систем // Труды XXXV чтений, посвященных разработке научного наследия К.Э.Циолковского. Калуга, 2001 г. С. 105-109.

45. Ваньков Ю.В, Казаков Р.Б. Применение метода собственных частот к контролю протяженных тонкостенных изделий. // Проблемы энергетики, 2003, № 9-10. С.97-107.

46. Ваньков Ю.В, Казаков Р.Б. Численный анализ взаимодействия оснастки дефектоскопа с контролируемой конструкцией II Проблемы энергетики, 2003, № 5-6. С. 108-114.

47. Ваньков Ю.В. Информационно-измерительный комплекс для задач низкочастотных методов контроля // Тез. докл. межд. конф. Современные проблемы аэрокосмической науки. Жуковский-Москва: ЦАГИ, 2000 г.

48. Ваньков Ю.В. К вопросу частотных характеристик дефектируемых объектов // Сб научно-технических статей. Казань: КВАКИУ, 1997 г, С. 36-37.

49. Ваньков Ю.В. Комплекс для диагностики изделий низкочастотными акустическими методами // Сб. тез. докл. XII НТС. Казань: КФВАУ, 2000. С.162.

50. Ваньков Ю.В. Низкочастотные методы контроля. Метод свободных колебаний. Казань: Издательство КГЭУ, 2003 г., 140 с.

51. Ваньков Ю.В. Оценка влияния дефектов на собственные частоты колебаний лопаток ГТД и способ их обнаружения // Известия ВУЗов. Авиационная техника, 2003, № 3. С. 68-70.

52. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Численное моделирование эффективности акустического дефектоскопа // Сб. тез. докл. веер.конф. Пермь: ПГТУ, 1999. С.40.

53. Ваньков Ю.В., Белов Е.В., Кочергин А.В., Назаренко Т.И. Исследование акустических характеристик камеры сгорания // Сб. статей 12 НТК. Казань: КВВКИУ РВ, 1991. С.47-50.

54. Ваньков Ю.В., Белов Е.В., Накоряков П.В. Метод акустической диагностики элементов ТРДД // Сб. тез. научно-технического семинара. Казань: КВВКИУ РВ, 1992. С. 16.

55. Ваньков Ю.В., Голованов А.И., Яковлева Э.Р. Математическое моделирование «эталонов дефектов» // Сб. трудов XIII НТК. Казань:, КФВАУ, 2002. С. 155.

56. Ваньков Ю.В., Ившин И.В., Кочергин А.В. Способ контроля дефектности изделий. 20.05.98. Бюл. № 14, патент № 211485.

57. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б, Яковлева Э.Р. Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов // С-Петербург. Техническая акустика, http://webcenter.ru/-eeaa/ejta 2003, 5.

58. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Анализ временных рядов при дефектоскопии композитных материалов // Сб. тез. докл. XI НТС, Казань: КВАКИУ, 1999. С.91.

59. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Дефектоскоп для контроля тонкостенных конструкций // Сб. тез. докл. XI НТС. Казань: КВАКИУ, 1999, с.89.

60. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностика зон выреза летательного аппарата // Сб. тез. докл. IX НТС. Казань: КВАКИУ, 1997. С.70.

61. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностика лопасти вертолета из ПКМ методом колебаний // Испытания материалов и конструкций. Сб. тезисов международной научно технической конференции. Н-Новгород: Н.ф. ИМАШ РАН., 2000 г. С.24.

62. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Диагностический комплекс для обнаружения дефектов по параметрам колебаний изделий. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2004, № 3. С.34-39.

63. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Изменение диагностических признаков в зависимости от идентичности и способа возбуждения колебаний // Сб. тез. докл. XII НТС. Казань: КФВАУ, 2000. С. 166.

64. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Контроль изделий из ПКМ низкочастотным акустическим методом // Современные проблемы аэрокосмической науки. Тез. докл. межд. конф. Жуковский-Москва: ЦАГИ, 2000 г.

65. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Метод локальных свободных колебаний при контроле изделий разной толщины // Сб. тез. докл. X НТС. Казань: КВАКИУ, 1998. С. 135.

66. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Оперативный контроль сварных швов тонкостенных конструкций // Сб. тез. докл. X НТС. Казань: КВАКИУ, 1998. С.134.

67. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б., Голованов А.И, Первухин Д.Н. Неразрушающий контроль оси грузового вагона методом свободных колебаний. Отчет по НИР № 280 // Казань: КФВАУ, 2001 г., 60 с.

68. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б., Голованов А.И, Первухин Д.Н. Неразрушающий контроль колес грузового вагона методом собственных частот. Отчет по НИР № 281 // Казань, КФВАУ, 2002 г., 90 с.

69. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б. Обнаружение дефектов в конструкциях с использованием методов математической статистики // Тезисы XI НТК. Казань: КФВАУ, 1999. С.89.

70. Ваньков Ю.В., Козар Н.К. Диагностический комплекс для обнаружения коррозионного повреждения металлов // Сб. тез. докл. XI НТС. Казань: КВАКИУ, 1999. С. 163.

71. Ваньков Ю.В., Козар Н.К. Контроль коррозии методами колебаний // Испытания материалов и конструкций. Сб. тезисов международной научно технической конференции. Н-Новгород, 2000 г, Н.ф. ИМАШ РАН. С.24.

72. Ваньков Ю.В., Козар Н.К. Определение степени коррозии металла методом колебаний // Проблемы энергетики., 2001, № 9-10. С.34-43.

73. Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е. Акустический спектральный дефектоскоп для обнаружения дефектов композиционных материалов .4.1 // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004, № 1. С.49-52.

74. Ваньков Ю.В. Акустический спектральный дефектоскоп для обнаружения дефектов композиционных материалов. 4.2 // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004, № 2. С.53-57.

75. Ваньков Ю.В., Кочергин А.В., Якимов Ю.Н. Диагностика сварных узлов ДЛА методом свободных колебаний // Тезисы докл. НТС. Казань: КВВКИУ РВ, 1994. С.24.

76. Ваньков Ю.В., Первухин Д.Н. Диагностика сварных швов корпуса камеры сгорания ГТД методом свободных колебаний. // Сборник науч. техн. статей. Казань: КВВКИУ РВ, 1993. С. 39-40.

77. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В.Н.Челомей (пред.).-М: Машиностроение, 1978 т. 1. Колебания линейных систем / Под.ред. В.В.Болотина. 1978.

78. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 168 с.

79. Виноградов Н.В., Цорин Е.И., Филимонов С.А. и др. Низкочастотный акустический дефектоскоп для контроля армированных пластиков и клееных конструкций // Дефектоскопия. 1977. № 1. С. 115-119

80. Волков В.В., Полянских С.А., Денежкин В.И. Способ обнаружения дефектных изделий. Патент № 2037818. 19.06.95. Бюл. № 17.

81. Воронкова Л.В., Ермолов И.Н., Куликов В.И. Ультразвуковой способ оценки твердости чугуна по частоте максимальной амплитуды спектра. // Дефектоскопия. 1985. № 3. С. 59-61.

82. Воронцов И.В., Жуковский А.А. Способ определения дефектов в изделии. Патент № 2060495. 20.05.96. Бюл. № 14.

83. Гаек Я., Шидак 3. Теория ранговых критериев. М.: Наука, 1971. 376 с.

84. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. 428 с.

85. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М: Машиностроение, 1987. 288 с.

86. Гершберг М.В., Ильюшин С.В., Смирнов В.М. Неразрушающие методы контроля судостроительных стеклопластиков. Л.: Судостроение, 1971. 200 с.

87. Глаговский Б.А, Московенко И.Б. Звуковой индекс- критерий оценки характеристик абразивных инструментов // Сб. докл. межд. конф. "Intergrind-88", Будапешт, 15-17 ноября 1998.

88. Глаговский Б.А, Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. JT: Машиностроение, 1977.

89. Глаговский Б.А. Таблицы и графики для расчетов реакции линейных систем на импульсное возбуждение. Новосибирск: Наука, 1971, 352 с.

90. Глаговский Б.А., Московенко И.Б., Славина Л.Я. и др. Способ контроля качества заготовок режущего инструмента из искусственных сверхтвердых материалов. А.с. СССР 1567969, 1990.

91. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М: Физматгиз, 1988, 406 с.

92. Голованов А.И., Бережной Д.В. Метод конечных элементов в механике деформируемых твердых тел. Казань: Изд. «ДАС», 2001.

93. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Паврос С.К. Влияние шероховатости поверхности изделия на флюктуацию амплитуд регистрируемых сигналов при иммерсионном контроле теневым методом //Дефектоскопия. 1982, №4. С.51-56.

94. Горбачев В.Г., Никитин А.В. Автоматизированный комплекс для регистрации и спектрального анализа виброакустических сигналов // В сб. Испытания авиационных двигателей Уфа, УфАИ, 1985. С. 51-54.

95. Гордов А.Н., Азиров A.M. Точность измерительных преобразователей. Л.: Энергия, 1975, 256 с.

96. ГОСТ 8.153-75 ГСИ. Микрофоны измерительные конденсаторные. Методы и средства проверки. М.: Изд. стандартов, 1975.

97. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М: Изд. стандартов, 1976.

98. ГОСТ 8.246-77.ГСИ. Виброметры с пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразователями. Методы и средства проверки. М.: Изд. стандартов, 1977.

99. Гренандер У. Случайные процессы и статистические выводы. М., изд. иностр. лит., 1961. 167 с.

100. Грузнов A.M., Грузнов Ф.А. Ударно-акустический дефектоскоп Дрейзин В.Э., 98123976/28. 29.12.1998

101. Гусев Е.А., Соснин Ф.Р. Современное состояние комплексных средств неразрушающего контроля // Дефектоскопия, 1991, № 1. С. 68-73.

102. Давиденко В.Ф., Троицкий В.А. Развитие методов неразрушающего контроля сварных соединений и методов оценки их качественных характеристик // Дефектоскопия, 1991, № 5. С. 47-54.

103. Дениэл К. Применение статистики в промышленном эксперименте. М.: Мир, 1979, 299 с.

104. Дж.Хинсли Методы испытаний материалов без разрушения . Пер. с англ. М: Металлургия, 1962.

105. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. -М.: Мир, Т.1, 1980, -610 е., Т.2. 1981, 520 с.

106. Дрейзин В.Э., Грузнов A.M., Грузнов Ф.А. Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа. 98123975/28 29.12.1998

107. Е.В.Беспрозванных Способ контроля дефектности цилиндрического изделия. А.с. 1772730. 30.10.92. Бюл. № 40.

108. Егоров Л.Г. и др. Генератор механических колебаний /Лен. мшиностр. з-д "Звезда";. А.с. 702252, Опубл в Б.И. 1979, № 45

109. Еременко. B.C., Снегур-Грабовский Ю.В., Николаенков A.M. Устройство для контроля качества материалов. А.с. 167935723.09.91. Бюл. № 35.

110. Ермолов И.Н., Алешин Н.П., Потапов А.И. Неразрушающий контроль. кн.2. Акустические методы контроля. Под ред. проф. Сухорукова. М: Высшая школа, 1991.

111. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. -М: Металлургия, 1976.

112. Заключение № 7592 ПАП/103 ГОСНИИГА, 1992.

113. Застрогин Ю.Ф., Застрогин О.Ю. Лазерные приборы вибрационного контроля и точного позиционирования. М.: Машиностроение, 1995.314.

114. Защук И.В. Новые методы испытаний дорожных материалов и сооружений без разрушения. М.: Автотрансиздат, 1962.

115. Защук И.В. Электроника и акустические методы испытания строительных материалов. М: Высшая школа, 1968.

116. Зинкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.:Мир, 1975, 541 с.

117. Зубченко А.С., Разыграев Н.Н., Рунов А.Е и др. Актуальные вопросы ультразвукового контроля наплавленных антикоррозионных покрытий // Энергомашиностроение . 1988, № 10.С. 18-21, № 11. С. 23-26.

118. Иванов Э.П. Способ контроля качества многослойных листовых изделий. А.с.1486918. 15.06.89. Бюл. № 22.

119. Ившин И.В. Разработка методики диагностики лопаток турбины газотурбинного двигателя методом свободных колебаний: Автореф. дис. . канд.тех.наук. 05.07.05. Казань. 1995.

120. Импедансный способ дефектоскопии изделий. А.с. 1226296 СССР, G 01 N 29/04.

121. Иориш Ю.И. Измерение вибраций. М.: Машгиз, 1956. 403 с.

122. Капустин В.И. Способ виброакустического контроля конструкций. А.с. 1534390, 07.01.90. Бюл № 1.

123. Кенделл М., Стюарт А. Теория распределений М.: Наука, 1966.

124. Классификация неисправностей вагонных колесных пар и их элементов. М: «Транспорт», 1978.

125. Клаф Р., Пензен Дж. Динамика сооружений. Пер. с англ. М: Стройиздат, 1979, 320 с.

126. Клюев В.В. Научно-технический прогресс и диагностика // Приборы и системы управления. 1989. № 5. С.5 6.

127. Клюев В.В., Орлов Н.А. Экспертные системы для неразрушающего контроля и технической диагностики // Дефектоскопия, 1991, № 4. С. 6571.

128. Ковалев А.В., Самокрутов А.А. Компьютерные технологии в неразрушающем контроле / http://www.acsys.ru.

129. Коваленко А.Н., Маслов А.А., Монахов В.В., Попов C.JL, Алешин П.С., Фролов С.Т., Резников В.И. Акустический дефектоскоп. А.с. 1504612, 30.08.89. Бюл. № 32.

130. Коварская Е.З., Московенко И.Б. Опыт промышленного использования акустического метода оценки физико-механических свойств изделий по частотам собственных колебаний // Дефектоскопия 1991, № 6. С. 9-15.

131. Козлов В.Н., Мелешко И.А. Особенности построения информационных систем для задач неразрушающего контроля // http://www.acsys.ru.

132. Кокрен У. Методы выборочного исследования. М.: Статистика, 1976, 440 с.

133. Коллакот Р. Диагностика повреждений. Пер. с англ. М.; Мир, 1989. 512с.

134. Кондратьев А.Е., Кочергин А.В, Хабибуллин М.Г. Контроль технического состояния рабочих лопаток турбины ГТД методом акустических характеристик // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1998. № 1.

135. Кондратьев А.Е., Кочергин А.В., Ягофаров О.Х. К вопросу контроля макроструктуры заготовок турбинных лопаток, полученных методом направленной кристаллизации // Известия ВУЗов. Авиационная техника. 1998 г. № 1.

136. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей / Под общ. ред. Д.В.Хронина. М.: Машиностроение. 1989, 564 с.

137. Копелович А.п. Динамические характеристики промышленных объектов регулирования // Приборостроение, 1960, № 7. С. 5-9.

138. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок.М.: Машиностроение. 272 с.

139. Крамаренко Г.К., Мельканович А.Ф., Гринберг О.А. Влияние обработки поверхности изделий на ультразвуковой контроль прямым искателем в контактном варианте // Дефектоскопия. 1973, №3. С. 16-24.

140. Крупенин B.JL, Вознюк П.Д., Акинфиев Т.С. Генератор спектра вибрации. А.с. 10887798. Опубл в Бюл. № 15, 1984.

141. Крылов Н.И., Ноздрин М.А., Шалин В.И.Способ вибродиагностики элементов конструкций. А.с. 1732256. 07.05.92. Бюл. № 17.

142. Кулик А.А. Потери ультразвука на границах ввода и приема при контактно дефектоскопии металлов // Дефектоскопия. 1973, №1. С. 13-18.

143. Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. М.: «Высшая школа», 1991. 398 с.

144. Кычкин В.И., Севастьянов В.В., Якимов С.В. Способ контроля технического состояния изделий из композиционных материалов. Патент 2037819, 19.06.95. Бюл. № 17.

145. Лабораторный практикум по металлографии и физическим свойствам металлов и сплавов / под ред. проф. Лившица Б.Г. М: Металлургия, 1966, 248 с.

146. Лаврович Н.И. Использование собственных частот для контроля состояния изделия // Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения. Сб.докл. 4 межд. конф. С-Пб: С-ПбГТУ, 2001.

147. Ланге Ю. В., Воропаев С. И., Мужицкий В. Ф., Нефедов С. В. Спектры импульсных сигналов преобразователей низкочастотных акустических дефектоскопов // Дефектоскопия, 1995, № 12.

148. Ланге Ю. В., Мужицкий В. Ф., Нефедов С. В. Компьютеризированный акустический дефектоскоп для контроля многослойных конструкций // Контроль. Диагностика, 1998, №6.

149. Ланге Ю. В., Нефедов С. В. Корреляционная обработка сигналов импедансных дефектоскопов // Контроль. Диагностика, 1998, №1.

150. Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы неразрушающего контроля многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1991.

151. Ланге Ю.В. Акустический импедансный метод неразрушающего контроля многослойных конструкций. Состояние и перспективы развития. // Приборы и системы управления, 1988, № 5. С.16-18.

152. Ланге Ю.В. Импедансный метод: варианты, способы обработки информации, режимы настройки аппаратуры // Дефектоскопия. 1979. №1. С.5-14.

153. Ланге Ю.В. Импульсный вариант акустического ипмедансного метода неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1987. № 6. С. 13-19.

154. Ланге Ю.В. Низкочастотные акустические методы и средства дефектоскопии // Приборы и системы управления. 1989. № 5.

155. Ланге Ю.В. Новый акустический метод дефектоскопии и некоторые результаты его применения // Приборостроение. 1959. №6. С.23-25.

156. Ланге Ю.В., Рябцев Г.И., Устинов Е.Г. Акустический импедансный дефектоскоп АД-40И // Неразрушающий контроль и диагностика: М.: Труды НИКИМП., 1980. С.66-73.

157. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г. Низкочастотный акустический дефектоскоп АД-60С //Дефектоскопия. 1982. №1. С. 12-15.

158. Ланге Ю.В., Филимонов С.А., Шишкина Н.В. и др. Дефектоскоп УВФД-1 для контроля многослойных конструкций и изделий из неметаллов // Дефектоскопия. 1965. № 6. С. 61-68.

159. Ланге Ю.В. А.с. 161 564 СССР

160. Ликеш И., Ляга Й. Основные таблицы математической статистики / Пер. с чешек. М.: Финансы и статистика, 1985.

161. Лозовский В.Н., Бондал Г.В., Каксис А.О., Колтунов А.Е. Диагностика авиационных двигателей. М.: Машиностроение. 1988, 280 с.

162. Лушников Г.А., Гаревских А.С. Неразрушающий контроль качества углеродных материалов. М.: Металургия, 1976, 48 с.

163. Маевский С.М., Еременко B.C. Способ акустического контроля материалов и изделий и устройство для его осуществления. А.с. 23.06.91. Бюл. № 23.

164. Марпл С.Л. мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Пер. с англ. М.: Мир, 1990 г., 584 с.

165. Мельканович А.Ф., Паврос С.К. О влиянии неровности поверхности изделия на чувствительность ультразвукового контроля иммерсионным способом // Дефектоскопия, 1966, №5. С. 25-30.

166. Миль М.Л. Вертолеты (расчет и проектирование) кн.2. Колебания и динамическая прочность. М: Машиностроение, 1967, 424 с.

167. Михеев Р.А. Прочность вертолетов. М.: Машиностроение, 1984, 280 с.

168. Мозговой А.В., Качанов В.К., Рапопорт Д.А., Соколов В.И. Акустический способ неразрушающего контроля качества изделий из многослойных материалов. А.с. 1516962.23.10.89. Бюл. № 39.

169. Мозурас А.В., Волков В.В., Гудялис А.В., Оржекаускас С.И., Рагульскис К.М. Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций. А.с. 1226303. 23.04.86. Бюл № 15.

170. Мозурас А.В., Волков В.В., Оржекаускас С.И., Рагульскис К.М., Римша Г.Э. Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций. А.с. 1330547, 15.08.87. Бюл. №30

171. Мозурас А.В., Волков В.В., Рагульскис К.М. Способ виброакустического контроля конструкций. А.с. 1396047 15.05. 88. Опубл. бюл. № 18.

172. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. 256 с.

173. Московенко И.Б. Метод свободных колебаний самый древний метод неразрушающего контроля // В мире неразрушающего контроля, 1998, №2. С. 10-13.

174. Московенко И.Б., Коварская Е.З., Славина Л.Я. Применение низкочастотного акустического метода для контроля качества изделий и конструкций из металла. В кн.: Сборник докладов конференции «УЗДМ -98». С.-Пб., 1998, с.217-220.

175. Мурашов В.В. А.с. 437010 СССР

176. Мурашов В.В., Детинов Н.Н. Акустический дефектоскоп для контроля многослойных конструкций // Заводская лаборатория. 1982. № 11. С.68-71.

177. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971, 232 с.

178. Неразрушающие испытания. Кн.2. Пер. с англ. под ред. Р.Мак-Мастера. М: . Энергия, 1965.

179. Нешпор B.C., Зайцев Г.П., Славина Л.Я. и др. Физико-механические характеристики высокотвердых поликристаллических материалов // Огеупоры, 1995, № 9.

180. Николаев В.А., Шуваев В.Г., Папшев В.А. Способ контроля качества сборки деталей. А.с. 1793366, 07.02.93. Бюл. № 5.

181. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. М.: мир, 1981.-304 с.

182. Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. М.: Мир, 1976.-464 с.

183. Осмотр внутренних и наружных колец плиты 86.3331.001-1 камеры сгорания (НК-86) в эксплуатации. Методика МТ-0180-82.

184. Осмотр заклепок фланца подвода топлива 18.303.009 камеры сгорания (НК-08). Методика МТ-0186-82.

185. Осмотр зоны сварного шва штуцера подвода топлива к камере сгорания в эксплуатации (НК-8). Методика МТ-0038-73.

186. Осмотр карманов камеры сгорания оптическими приборами Н-200 и УСП-8М. Методика МТ-0154-81.

187. Осмотр наружных карманов камеры сгорания эндоскопами Н-200 и УСП-8М. Методика МТ-0179-82.

188. Основные факторы влияющие на погрешность ультразвуковой дефектометрии // Дефектоскопия 1991, № 5. С. 3-33.

189. Павлюченков Н. Ф., Нефедов С. В. Особенности использования дефектоскопа АД-64М для неразрушающего контроля воздушных винтов // Неразрушающий контроль и диагностика. Тез. докл. 14 Российской научно-технической конференции . М.: 1996.

190. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.- 224 с.

191. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара Л.: Политехника, 1990.-272 с.

192. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Политехника. 1990.

193. Пасси Г.С. Исследование стабильности акустического контакта при контроле прямым преобразователем // Дефектоскопия -1988, №3. С.69-78.

194. Патон Б.Е., Недосека А.Я. Диагностика и прогнозирование остаточного ресурса сварных конструкций // Техническая диагностика и неразрушающий контроля. 1992, № 1. С. 3-18.

195. Патон Е.Б., Недосека А.Я. Концепция технической диагностики трубопроводного транспорта // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1992, № 3

196. Пеллинец B.C. Измерение ударных ускорений. М.: Изд. стандартов, 1975.288 с.

197. Переверзев Е.С., Борщевская Д.Г., Бигус Г.А., Тремба Т.С. Способ акустической дефектоскопии изделий. А.с. 1578635. 15.07.90. Бюл. № 26.

198. Перепечко И.И., Старцев О.В. Акустические свойства и структура аморфных полимеров // Акустич. журн., 1976, т.22. № 5. С. 749-754.

199. Перепечко И.И., Старцев О.В., Мирзакаримов А.А. Акустическая спектроскопия полимеров // Пластические массы, 1973, № 4. С. 71-73.

200. Перепечко И.И., Старцев О.В., Суслопаров А.З. Пластмассы. Определение динамического модуля сдвига и тангенса угла механических потерь методом свободных крутильных колебаний ГОСТ 20812-75.

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

202. Потапов А.И., Курчатова Т.П. Резонансный способ дефектоскопии многослойных изделий. А.с. 154150007 . Бюл. № 5.

203. Потапов А.И., Михейкин С.С., Ильичев С.М., Красников Р.П., Концевич А.И. Устройство для контроля целостности строительных изделий. А.с. 1527575, 07.12.89. Бюл. № 45.

204. Потапов В.Н., Титаев А.Д Устройство для виброакустического контроля конструкций. А.с. 1453313, 23.01.89. Бюл. № 3.

205. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник: В 2 ч. 4.2 / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986, 352 с.

206. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник в 2 кн. под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1985.

207. Приходько В.Н. Неразрушающий контроль межкристаллитной коррозии. М.: Машиностроение, 1982.-100 с.

208. Райхман А.З. Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений энергетических установок. Автореф. докт. дис. М: ЦНИИТНМАШ, 1978. -288 с.

209. Рапопорт Д.А., Фрейдин Б.Г., Шар JI.A. О надежности многопараметрического неразрушающего кошэдля // Дефектоскопия, 1990, № 8. С. 81-87.

210. Рапопорт Ю.М. Ультразвуковая дефектоскопия строительных деталей и конструкций. Л.: Стройиздат, 1975. 128 с.

211. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник / Под общей редакцией Мяченкова В.И. М.: Машиностроение, 1989.-520 с.

212. Рахимов В.Ф., Ткаченко В.А. Иммерсионный эхо-метод контроля изделий с необработанной поверхностью // Дефектоскопия, 1984, №9. С. 65-70.

213. Рахматуллин Х.А., Демьянов Ю.А. Прочность при интенсивных кратковременных нагрузках. М.: Физматиздат, 1961, 399 с.

214. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн. Кн.1 Пер. с англ.- М.: Мир, 1986. -349 с.

215. Розин Л.А. Задачи теории упругости и численные методы их решения -С.Пб.: Изд.СПбГТУ, 1998.-532 с.

216. Рунион Р. Справочник по непараметрической статистике. Современный подход. М.: Финансы и статистика, 1982. 198 с.

217. Сабонадьер Ж.К., Кулон Ж.Л. Метод конечных элементов и САПР.- М: Мир, пер. с фр., 1989,- 190 с.

218. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. М.: Мир, 1971. 557 с.

219. Скучик. Е. Основы акустики. М.: Мир., 1976. Т.1. 520 с.

220. Смоляк С.А., Титаренко Б.П. Устойчивые методы оценивания. М.: Статистика, 1980. - 206 с.

221. Соколов В.И., Цифанский С.Л., Милов А.Б., Тараканов С.Г. Устройство для виброакустического контроля конструкций. А.с. 690378, 05.10.79. Бюл. №37.

222. Соколова А.Г. Методы и средства акустической диагностики машин // Акустика в промышленности: 1 сессия Российского акустического общества.-М.: 1992. С.9-18.

223. Сорока М.К Виртуальные приборы невиртуальная реальность // Приборы и системы управления. 1997, № 7.

224. Способ определения коэффициента затухания упругих колебаний в материале изделия. А.с. 131 5891 СССР, Токарев В.А., Рудая Т.В. 07.06.87. Бюл. №21.

225. Способ определения дефектности изделий. А.с. 1453316 СССР, Беспрозванных Е.В., Алексеев A.M., Салита Е.Ю., Лапенко Н.П. 23.01.89. Бюл. №3.

226. Старцев О.В. Исследование молекулярной подвижности и структуры некоторых аморфных и кристаллических полимеров методом свободных крутильных колебаний: Автореф. кандид. дисс., Москва, 1975 г.

227. Старцев О.В., Кирицев П.Н. Мелетов В.П. Колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов. Авт. Свид. № 1099236, Бюлл. Изобр. 1984, № 23.

228. Старцев О.В., Перепечко И.И. Исследование вязкоупругих свойств полимеров при низких температурах методом свободных крутильных колебаний // В сб. "Свойства и применение полимерных материалов при низких температурах", Якутск, 1977. С. 210-217.

229. Старцев О.В.,. Вапиров Ю.М. Кирицев П.Н. Мелетов В.П. Колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов. Авт. Свид. № 1045070, Бюл. Изобр. 1983, №36.

230. Старцев О.В.,. Мелетов В.П. Вапиров Ю.М. Крутильный маятник для измерения вязкоупругих свойств материалов. Авт. Свид. №1221542, Бюлл. Изобр. 1986, № 12.

231. Т. Макино, М.Окаси, Х.Докэ, К.Макино. Контроль качества с помощью персональных компьютеров. Пер. с яп. М.: Машиностроение, 1991.

232. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. М: Высшая школа, 2001.

233. Технические средства диагностирования: Справочное пособие под ред. В.В.Клюева.- М.: Машиностроение, 1989, -672 с.

234. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. М.: Финансы и статистика, 1990.

235. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. В.Э.Фигурнова. М.: ИНФРА, 1998.

236. Ультразвуковой контроль корпуса камеры сгорания в эксплуатации (НК-8-2У). Методика МТ-0318-86.

237. Ультразвуковой контроль материалов. Справочное изд. И.Крауткремер, Г.Крауткремер: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1991. 752 с.

238. Устройство для контроля качества и однородности склейки изделий. А.с. 126653 СССР, 42К, 46/06.

239. Физическая акустика. В 4 т. под ред. У.Мэзона. Т.1. Методы и приборы ультразвуковых исследований. М.: Мир, 1966.

240. Хампель Ф., Рончети Э., Рауссей П., Штаэль В. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния. М.: Мир, 1989.-512 с.

241. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М., Статистика, 1980.- 95 с.

242. Хаффмен Д.А. Исследование сигналов эквивалентных импульсу. — Радиотехника, 1964, т. 19, № 8. С. 3-8.

243. Хеттмаснпергер Т. Статистические выводы, основанные на рангах. — М.: Финансы и статистика, 1987. 334 с.

244. Хечумов Р.А., Кепплер X., Прокопьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций. М: АСВ, 1994. - 353 с.

245. Хикс. Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир., 1967, 406 с.

246. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. Пер. с англ. М: Мир, 1973.

247. Холендер М., Вулф Д. Непараметрические методы статистики. М.: Финансы и статистика, 1983 - 518 с.

248. Хьюбер П. Робастность в статистике. -М.: Мир, 1984.-304 с.

249. Цифанский СЛ., Бересневич В.И., Оке А.Б., Магоне М.А. Способ виброакустического контроля конструкций А.с. 1569698, 07.06.90. Бюл № 21.

250. Цифанский C.JL, Бересневич В.И. Способ вибрационного контроля роторов. А.с. 1677618. 15.09.91. Бюл. № 34.

251. Цифанский C.JL, Бересневич В.И., Оке А.Б., Магоне М.А. Способ вибрационного контроля изделий. А.с. 1645889.

252. Цифанский С.Л., Бересневич В.И., Оке А.Б.и Магоне М.А. Способ виброакустического контроля тонкостенных конструкций. А.с. 1557517 15.04.90 Бюл. № 14

253. Цыхан А.И., Байса В.Д А.с. 1467504 (СССР) Виброакустический способ контроля отслоений в многослойных конструкциях. 23.03.89. Бюл. №11. Патент № 1784096.

254. Савченко В.Е., Семенов А.В., Ломакин В.Е. Акустический способ контроля качества соединения многослойных изделий. 23.12.92. Бюл. № 47.

255. Швеев В.И., Тесля А.С., Василевич О.А., Кандауров Ю.Н. Способ обнаружения дефекта механического оборудования. А.с. 163351, 07.03.91. Бюл . №9.

256. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972, 272 с.

257. Шербинский В.Г. Исследование динамического акустического контакта при ультразвуковом контроле // Дефектоскопия 1967, №2. - С. 13-18.

258. Шербинский В.Г., Алешин Н.П. Ульразвуковой контроль сварных соединений. М.: Стройиздат, 1989, -320 с.

259. Широкополосные виброударные генераторы механических колебаний. Под ред. Рагулькиса. М.: Машиностроение, 1987, 77 с.

260. Шкуратник В.Л., Ямщиков B.C., Ермолин А.А. Акустический способ контроля качества изделий. А.с. 1603291, 30.10.90. Бюл № 40.

261. Шуваев В.Г. Способ неразрушающего контроля соединений. А.с. 1805379. 30.03.93. Бюл. № 12.

262. Шумни .X. Цифровые измерительные системы. // Приборы и системы управления. 1996, № 5.

263. Щербинский В.Г. Затухание ультразвука в аустенитном плакирующем слое//Дефектоскопия, 1979, № 10. С. 106-107.

264. Щербинский В.Г. Исследование надежности ультразвукового контроля в зависимости от качества акустического контакта // Дефектоскопия -1971, №2. С. 88-93.

265. Ю.В.Ланге. О метрологическом обеспечении низкочастотных акустических дефектоскопов // Тез. докл. IX Всесоюзной научнотехнической конференции по неразрушающим методам контроля. Минск: 1981.

266. Ямщиков B.C., Сидоров Е.Е., Бауков Ю.Н., Потапов B.C. Виброакустический метод контроля качества слоистых конструкций // Дефектоскопия. 1978. № 8. С. 26-35.

267. Acoustic Flaw Detector. Portable Disbond Detector: Просп. англ. фирмы Inspection Instruments. 2 p.

268. Bonda Scope 2100: Просп. фирмы NDT Instruments (США)

269. Botsco R.J. New Methods for Non-Destructive Evaluating Airframes and Jet Engines // Paper Presented at the Air Transport Association Forum. 8-10 Sept. 1980. Long Beach. CA. 25 p.

270. Cawley P. The Impedanse Method of Non-Destructive Inspection // NDT International. 1984. Vol. 17. № 2. P. 59-65

271. Component inspection by self generated transient stress wave detection. 2144853 (8321479) 10 Aug 1983.

272. Detecter electro-acousttique de cavites. 2.242.902. (Fr)

273. E. Ginzel W. Kanters /. Ermolov Sizing Equations Revisited. 3nd International Conference on NDE in Relation to Structural Integrity for Nuclear and Pressurized ComponentsNovember 14-16, 2001, Seville Spain.

274. Epstein G. Nondestructive test methods for reinforced plastics.: In Handbook of Composites, 1982, p.665-675.

275. Grime G., Determination of Youngs modulus for building materials by a vibration method, Phil. Mag. 20, 1935, 304.

276. Grotker U. et al. Software-verification for measuring instruments in legal metrology. BCR Final Report № MAT1-CT92-0030. Braunschweig, 1995.

277. Hagemaier D.J. Bonded Joints and Non-Destructive Testing. Bonded Honeycomb Structures. P. 2 // Non-Destructive Testing. 1972 Vol. 5. № 1. P.38-48

278. Ishij Y, Fuji Т/ Conformity of internal weld defects between non-destructive testing and visinal inspection-JJW DOCUMENT V-411-69/OE.

279. Lange Yu. V., Moujitski V.F., Hubbard S., Hakala A. New Mechanical Impedance Flaw Detectors for In-Service Testing of Multilajer Structeres. 6-th European Conference on Non-Destructive Testing. October 1994, Nice, France, p.437-438.

280. Lange Yu.V. The Mechanical Impedanse Analysis Method of Nondestructive Testing (A Review) NDT a.Evaluation, 1994, 11, № 4, p. 177-193.

281. Lida K., Takumi K., Naruse A. Influence of stress condition on flow detectabilyty and sising accuraty by ultrasonic inspection. ind. Tokyo, 25-28 apr. 1988-Metals Park (Ohio), 1988, p.563-567.

282. MIA 2500. Portable Bond Testing Instrument: Просп. фирмы Inspection Instruments. 2 p.

283. Miller W.G. Von Zerstorungsfeies Schwingungsmessverfaren zur Prufung von Strukturen aus kohlenstoffaserverfahren Kunstoffen (KFK)-Materialprufung, 1982 V vol.24 , №5, p.179-181.

284. Opperman W., Crostak H.A. Untersuchunden zur Verbessrung des Nachweisempfindlicsheit und der Fehlergrossenbestimming von Korrosionsrissen // 3 rd Eropean conference on Nondestructive Testing: Florence, 15-18 October, 1984, p.22-25.

285. P/PM Technology magazine, Apr 98

286. Pat. 3564903 United States, G 01 N 29/04 Bond Failure Detection in Laminated Structures Using Vibration Response.

287. Pat. 4215583 United States, G 01 N 29/04 Apparatus and Method for Bondtesting by Ultrasonic Complex Impedanse Plane Analysis.

288. Polard H.G. The Mechanical Impulse Method for Determining Dynamic Elastic Moduli and Internal Friction of Solids. "Australian Journal of Phusics", 1964, v. 17, № 1, p. 8-25.

289. Prigge R. E., Correlation of modulus of rupture and modulus of elasticity, B. S. Thesis, New York State College of Ceramics, May 1951.

290. Pue C.J., Adams R.D. A vibration method for the determination of stress intensity factors. Engineering Fracture Mech. , 1982, vol. 16 № 3, p.433-445.

291. Remmezov V.B., Shkarlet Yu. M. The increase of Electromagnetic and Acoustic Devises Effectiveness by Means of Separating Excitation and Reception Frequensies // 10 th World conference on Non-Destructive Testing (Moscow). 1982. Rep. 1A-33.

292. Rowe R. G. Sonic tests grade abrasive wheels, Steel, 126, 26, 1950, 74, 84.

293. Rowe R. G„ Testing abrasive wheels with the sonic comparator, Nondestructive Testing, 10, 2, 1951, 29.

294. Seruby C.B., Dewhurst R.J., Hutschins D.A. Quantitative studies elastic waves in laser irrediated metals-J.Appl.Phys., 1980, 51, №12, p.6210-6216.

295. Takama S., Japenese Developments in the vetrasonic Examenation of Pressure Vessels J.Pres., Ves, Piping 28, 1987, p. 25-47.

296. Teagle P.R. Recent Advanses in Mechanical Impedans Analysis Instrumentation for Evaluation of Adhesive Bonded and Composite Structures // 3 European Conference on NDT. Florence. 1984. Vol.5. P. 139-162.

297. Teagle P.R. The quality control and non-destructive evaluation of composite aerospace components. Composites, 1983, IV, vol 14, N 2, p.l 15-128.

298. The British Journal on Non-Destructive Testing. 1973. Vol. 15. № 6. P. AD 18.

299. Timoshenko S., Vibration problems in engineering, New York, D. Van Nostrand Co., Inc., 1928, 312.

300. Waller M. D. Vibration of free circular plates, pt I, Normal modes, Proc. Phys. Soc., London, 50, 1, 1938, 70.

301. West W.M. Single point random modal test technology application to failure detection. In: The Shock and Vibration Bulletin, 1982, V, № 52 (Part 4 of 5 Parts), p.25-31.

302. Williams R. I., Sonic apparatus for measuring modulus of elasticity of resin bonded abrasives, I. S. Thesis, New York State College of Ceramics, May 1951.

303. МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ

304. ЕгезнАЯ СЛУЖБА ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ1. У ГВЕРЖДАЮ603011 ГСП Г.Н.Новгород, пл. Комсомольская, 3 телефон: 48-85-47

305. Председатель НТС ГЖД Д.т.н., профессор Зябиров X.I.U.на №от1. АКТнаучно-технической комиссии о реализации научных исследований.

306. Научно-техническая комисссия ГЖД в составе :

307. Председатель комиссии главный инженер ГЖД, к.т.н. Кулемин 8.Н.д.т.н., проф. Славинский З.М.к.т.н. Ваганов А.О. к.т.н. Мисевич П.В, к.т.н. Штейнберг МИ.

308. Председатель комиссии главный инженер ГЖД, к.т.н. Кулемин В.Н.д.т нпроф. Славинский З.М. к.т.н. Ваганов А.О. к.т.н. Мисевич П.В. к.т.н. Штейнберг МИ.

309. Конструкторско-производственное государственное предприятие1. АВИАМОТОР»1. УТВЕРЩЮ

310. Фжоводителя предприятия МУлУГ А-Н. Королев1научно-технической комиссии о реализации научных исследований.

311. На предприятие передан отчет, содержащий описание результатов и методики исследований.

312. Председатель комиссии, начальник отдела, кандидат технических наук1. Л.И.Бурлаков

313. Начальник сектора неразрушающих методов контроля и диагностики1. СНМК и Д)1. И.Ц. Вишнев1. Ведущий инженер СНМК и Д1. В.Д.Зазерский

314. Ведущий конструктор по двигателю НК-86, кандидат технических наук1. В. П.Юрикоа

315. Инженер-конструктор I категории СНМК и Д1. Р.К.Бобров

316. Тип. щ,-ткя .Карпо-Т- »<> «Т»ем».

317. При контроле всех других швов указанных корпусов методом свободных колебаний подучены результаты, совпадашдай с имеющимися данный: о нормальном (бездефектном) состояние этих швов. ВЫВСЩ1:

318. Результаты шопытанин подтвг «а*,* работоспособность : s ьутиьг.остъразработанной в дассертацаи Ванькова Ю.В. методики контроля сварных пазов корпуса камера сгорания двигателя НК-8-2У.

319. Конструкторско-производственное государственноепредприятие «АВИАМОТОР»1. УТВЕРВДАЮ1. У^УЩ^ЩРт'геля предприятия1. Щ.А. Н. Королевпгг. Казань1993 г.J1. АКТнаучно-технической комиссии о реализации научных исследований.

320. На предприятие передан отчет, содержащий описание результатов г: методики исследований.

321. Л. И. Бурлак оз И. Ц. Вишнев

322. В.Д.Зазерский В. П. Юрикоз1. Р. К. Бобровпредседатель комиссии, начальник отдела, кандидат технических наук

323. Начальник сектора неразрушаших методов контроля и диагностики (СНМК и Д)1. Ведущий инженер СНМК и Д

324. Ведущий конструктор по двигателю НК-86, кандидат технических наук

325. Инженер-конеtpjcktop I категории СНМК и Д

326. Результаты расчетов частот колебаний МКЭ и по «классическим формулам»1)г-э1.= 100 сл*, а = 20 см , b = \0 см,

327. Е = 2-105-^, v = 0.3, у = 7.85- Ю-3 —у, см смJ1. Ъ а 12 'где у удельный вес материала, причем р = —.g

328. Е = 2-106-^, v = 0.3, у = 7.85-Ю'2см