автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.07, диссертация на тему:Мобильный цифровой спекл - интерферометр для виброметрии деталей и узлов ГТД

На правах рукописи

Жужукин Анатолий Иванович

МОБИЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ СПЕКЛ - ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ВИБРОМЕТРИИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ГТД

05.07.07 - Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем

АВТОРЕФЕРАТ 005004000

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-8 ЛЕН 2011

Самара-2011

005004000

«ГГ^ энергетических установок фе

фессиональнош 'образованийВЫСШеГ° " ситет имени академика С П Кпппп^ГТ Р аэрокосмический унив

тет)». ь.П.Королева (национальный исследовательский универс

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Журавлев Олег Анатольевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бирюк Владимир Васильевич:

кандидат физико - математических наук, доцент Осипов Михаил Николаевич.

Ведущая организация: Федеральное государственное у„итарное

предприятие «НПЦ газотурбостроения «Салют», г. Москва

Защита состоится 21 декабря 2011 г и 1П совета Д 212.215.02 при АелеЗкнпм ™ М заседании Диссертационног

учреждении высшего ^ бюджетном образовательно

аэрокосмический Унивс^^^ГЕ^^ государственны

вательский университет» (СГАУ) по адресу:

» библиотеке федер^ьного государ-разования «Саарский го уда~ 117™™ ВЫСШеГ° "Радиального об-мика С.П.Королёва (наВДонадьнь1!Гис"лед «

Автореферат разослан 18 ноября 2011г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Д.т.н., доцент г

Головин А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена разработке и применению мобильного цифрового спекл -нтерферометра (ЦСИ) с непрерывным лазером для определения резонансных форм и астот колебаний деталей и узлов газотурбинных двигателей (ГТД) без использования нтерферометрическогс стола.

Актуальность работы

Повышение удельных параметров современных ГТД, рост их мощностных характе-истик, при одновременном снижении расхода топлива и веса, обеспечение высокой на-ёжности и большого ресурса приводит к существенному усложнению конструкции, жесточению условий работы деталей и узлов. Стоимость и трудоёмкость создания но-ых типов двигателей оказываются достаточно высокими. В этих условиях наряду с тра-иционными испытаниями двигателей большое значение для эффективной отработки онструкционной прочности ГТД приобретает их поузловая доводка на специальных тендах с применением современных методов вибродиагностики. Значительный вклад в азвитие методов поузловсй доводки ГТД принадлежит научной школе академика РАН .Д. Кузнецова - в исследованиях Д.С. Еленевского, В.И. Цейтлина, М.Е. Колотникова, Е.А. риценко, Д.Г. Федорченко, В.А. Солянникова. Одной из основных задач методов поузло-ой доводки является получение достаточно полной информации о полях смещений, де-ормаций и напряжений конструктивных элементов как в статике, так и вибрационном остоянии. Статистика показывает, что более 50% всех прочностных дефектов, возни-аюших в процессе доводки и эксплуатации современных ГТД, имеют усталостную при-оду и связаны с вибрационным нагружением. При совпадении частоты внешнего воз-ействия с собственной частотой колебаний детали наступает явление резонанса, приво-ящее к резкому увеличению амплитуды колебаний, переменных напряжений в детали и асто к её последующему разрушению. Наличие такого большого процента дефектов сталостного характера обусловлено тем, что в настоящее время ещё недостаточно раз-иты как теоретические, так и экспериментальные методы исследования и прогнозирова-ия режимов колебаний натурных конструкций.

В ряде случаев эти вопросы успешно решаются традиционными методами тензо-етрии и виброметрии, дающих дискретные значения деформаций и вибросмещений, днако для решения сложных задач, например, при исследовании форм колебаний и ха-актеристик относительней динамической напряжённости как в лабораторных условиях, ак и на работающем двигателе, требуется получать полную картину поля смещений, ричём в области высоких частот. К наиболее эффективным экспериментальным сред-вам выявления форм колебаний деталей и узлов турбомашин относятся методы голо-афической и особенно корреляционной спекл - интерферометрии. К основным дета-ям и узлам авиационных ГТД, подлежащим обязательному исследованию этими мето-ами, можно отнести: лопатки ротора и статора, бандажные полки лопаток, диски ком-рессора и турбины, их рабочие колёса, элементы пневмогидроавтоматики топливных и асляных магистралей.

Однако необходимость обеспечения для интерферометров с непрерывным источни-м излучения надёжной виброзащищённости оптической схемы установки ограничива-возможность их применения только условиями специализированной лаборатории. В ом случае для размещения оптических элементов схемы требуется использование омоздкого и металлоёмкого интерферометрического стола. Исследование вибрацион-ых характеристик детапей и узлов ГТД во внестендовых условиях при поузловой до-

водке двигателя возможно только с помощью мобильных ЦСИ. В настоящее время бильные ЦСИ создаются на базе импульсных лазеров. Однако высокая стоимость виб метрических установок с импульсным источником излучения ограничивает возможное использования такого оборудования на практике.

Другой важной проблемой корреляционной спеют - интерферометрии является достаточный уровень контраста получаемых спекл - интерферограмм диффузных объ тов из-за высокого вклада спекл - шумов. При этом пока не созданы эффективные ал ритмы для фильтрации шумов на спекл - интерферограммах диффузно отражающ объектов, что затрудняет автоматизированную обработку интерферограмм. Первое пенное значение в этом случае имеет разработка средств уменьшения спекл - шумов этапе проведения эксперимента. Таким образом, разработка мобильных виброметри ских ЦСИ с лазером непрерывного действия и применение их является актуальной на но - технической задачей при поузловой доводке деталей и узлов ГТД. Цель работы. Разработка и создание мобильного цифрсвого спекл - интерферометр непрерывным лазером, обеспечивающего как определение вибрационных характерист деталей и узлов ГТД, так и повышение контрастности получаемых спекл - интерфе грамм без применения интерферометрического стола.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

- анализ принципов построения оптико - электронных схем ЦСИ с непрерывн лазером, чувствительных к нормальным колебаниям объектов и характеризующихся лым количеством оптических элементов, простотой юстировки, а также обладающих пасом устойчивости к случайным нагрузкам;

- анализ закономерностей формирования спекл - полей в схемах ЦСИ с гладко" спекл - модулированной опорной волной для определения условий регистрации спе: интерферограмм с повышенным уровнем информативности;

- разработка устойчивого к внешним случайным нагрузкам мобильного ЦСИ на нове оптической схемы со спекл - модулированной опорной волной и совмещённы пучками, а также программного метода статистической обработки спекл - изобра ний колеблющихся объектов, регистрируемых в схеме установки без виброизоляции;

- сравнительный анализ экспериментальных результатов мобильного ЦСИ с д ными помехоустойчивого ЦСИ с разделенными пучками и гладкой опорной волной также методов численного моделирования и фигур Хласни;

- разработка экспериментального метода подавления спекл - шумов и получен спекл - интерферограмм с высоким разрешением при помощи мобильного ЦСИ средств его реализации;

- применение мобильного ЦСИ с непрерывным лазером для виброметрии высо нагруженных элементов конструкций ГТД во внестендовых условиях.

Исследования по разработке и созданию мобильного ЦСИ проводились в О" СНТК им. Н.Д. Кузнецова, начиная с восьмидесятых годов прошлого столетия. Этап робации результатов применения мобильного ЦСИ был выполнен в лаборатории лаз ных контрольно - измерительных систем кафедры автоматических систем энергети ских установок (АСЭУ) Самарского государственного аэрокосмического университе имени академика С.П. Королёва.

Научная новизна работы

1. Впервые предложен способ формирования спекл - модулированного опорного пучк помощью пропускающей светорассеивающей пластины диффузора, расположенной

ред исследуемым объектом, обеспечивающий создание оптических схем спекл - интерферометров с совмещёнными пучками и непрерывным лазером, характеризующихся запасом помехоустойчивости, малым количеством оптических элементов, простотой юс-ировки.

. Разработана оптико - электронная схема со спекл - модулированной опорной волной и овмещёнными пучками, а также программным методом статистической обработки се-ий спекл - изображений колеблющегося объекта, на основе которых впервые создан обильный виброметрический ЦСИ с непрерывным лазером, характеризующийся по-ышенным уровнем помехоустойчивости.

. Определены условия формирования спекл - интерферограмм на основе метода усред-ения во времени в оптико - электронной схеме мобильного виброметрического ЦСИ с епрерывным лазером.

. Разработан метод повышения разрешающей способности спекл - интерферограмм мо-ильного ЦСИ на основе усреднения последовательного ряда декоррелированных спекл изображений.

. Разработана аналитическая методика определения оптимальных соотношений интен-ивностей опорного и предметного пучкоз для получения контрастных спекл - интерфе-ограмм в схемах ЦСИ со спекл - модулированным и гладким опорными пучками. Практическая ценность диссертационной работы

. Создан устойчивый к внешним случайным воздействиям мобильный ЦСИ с непре-ывным лазером как новый вид диагностической установки для исследования вибраци-нных характеристик деталей и узлов ГТД без использования интерферометрического тола.

. Разработана аналитическая методика и проведена оценка величин допустимых сме-ений основных элементов оптической схемы мобильного ЦСИ с непрерывным лазером я сохранения условий записи спекл - интерферограмм при отсутствии виброизоляции становки.

. Разработан способ набора статистического ряда декоррелированных спекл - интерфе-ограмм с помощью подвижных пропускающего диффузора или оптического растра для еализации метода повышения разрешающей способности мобильного ЦСИ на основе среднения спекл - изображений.

. Разработаны технические требования к построению оптико - электронной схемы мо-ильного ЦСИ и методики его применения для вибродиагностики деталей и узлов ГТД ез использования интерферометрического стола.

.Результаты применения мобильного ЦСИ для определения вибрационных характери-тик деталей и узлов ГТД (лопатки турбины и компрессора, акустический канал, обло-аченные колёса турбомашин, фрагмент сборочного узла колеса турбины с валом).

Разработанный мобильный ЦСИ применялся для проведения вибрационного кон-оля деталей и узлов при доводке ГТД в «ОАО СНТК им. Н.Д. Кузнецова». В настоя-ее время мобильный виброметрический ЦСИ используется в «ОАО КУЗНЕЦОВ», Ин-титуте акустики машин при СГАУ, а также в учебном процессе кафедры «Автоматиче-кие системы энергетических установок» СГАУ. На защиту выносятся:

1. Способ формирования спекл - модулированного опорного пучка с помощью ропускающего диффузора, расположенного перед исследуемым объектом.

™ цси с

ный пучки. екл модулированные опорный и пред

них случайных воздействий. сильного ЦСИ при повышенном уровне в

4. Методика повышения контрастности спекл -оптимального соотношения интенсивност/й Г, интеРФеР°грамм на основе вы боганного мобильного ЦСИ РН°Г° И "Р^^ого пучков для р

» — - -ерферограммах реализации с помощью по^вижнТ*

величины угаа™ад^осши°пучков^ отношения сигнал/шум

пропускания диффузора. освещения и наблюдении, а также коэффицие

У-в,™"

гладкой опорной волной, а такПашьшГч- ЛЬН°Г° " стационаРных ЦС

Хладни. также данными численного моделирования и метода фи

талей и узлов"тд ГуГн^ые^ пГоГ^™ ВИбРа",х характеристик

менения интеРфеР1етРГче«ого стола ЩЬЮ ра3раб°танн0го «обильной, ЦСИ без п

доклалывались и обсуждались системы энергетических установоюГсГАУ «^''"003"' ХЗфеДраХ «Ав™атическ сударственного университета на Меж " " СтеетРоско™я» Самарского

ренции «Проблемы и персп ^вГрГв„™я ^^ НаУЧН° ~ ТеХНИческой Конференции стран Содружеств «Сомемен^ (СаШра' 2°°9)' "

IX Международной научно- тех«^^ практикум» (Минск, 201

сосберегающие технологии на пре™ «Инновация, экология и ресу

и сельского хозяйства» (ДЗЕ20ГхТхТХ аВИаС?0ГЯ' »Р «Наука и технологии» (Миасс 2011) Всероссийской конференц

ВаГпГ""" Г"™— ■ работах, в то тента. Р ™ ВАК- "»»Лены 1 авторское свидетельство и 2 г

ли»,. * р„С№, в с„„срю и4;х~г;г„=н„г,а"4 ™

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

изложено краткое со Пешая п.»- содеожт- оП Г ""® положения, выносимые на защит«

—г,™ ^жж вибр™ —•

, осооенно тех, которые подвергаются наибольшим нагруз-

кам в процессе эксплуатации двигателя, являются обязательным этапом в повышении работоспособности и надёжности деталей и узлов конструкций ГТД.

В настоящее время при экспериментальных исследованиях вибрационных характеристик деталей во многих случаях используются датчиковые методы. Однако для анализа распределения колебаний по всей поверхности исследуемого объекта необходимо использовать большое число датчиков. Присоединенная масса датчиков влияет на резонансные характеристики исследуемого объекта. Более полную информацию при решении поставленной задачи дают бесконтактные методы, основанные на использовании когерентного излучения лазерных источников. Большая роль здесь принадлежит методам голографической и спекл - интерферометрии. Разработке данных методов и их применению для исследования колебаний механических объектов посвящены работы Ю.И. Островского, Д.С. Еленевского, Ю.Н. Шапошникова, А.Г. Козачка, И.С. Клименко, В.П. Рябухо, Б.Б. Горбатенко, Р.Х. Макаевой, М.Е. Гусева, B.C. Гуревича, В.Г. Селезнёва, Н.Г. Власова, Ю.П. Преснякова, В.П. Щепинова а также зарубежных авторов К. Стет-сона, Р. Эрфа, А.Энноса, Ч. Веста, Р. Джоунса, К. Уайкса, Б.Н. Тюшкевича и других учёных. Применение методов голографической интерферометрии с лазером непрерывного действия ограничено высокими требованиями к виброзащищённости оптической схемы при проведении голографического эксперимента, а также сложностью автоматизации эксперимента ввиду необходимости использования высокоразрешающих фотохимических сред.

В последнее время широкое развитие получили методы цифровой спекл-интерферометрии, которые менее требовательны к виброзащищённости оптической схемы и при этом исключают использование высокоразрешающих фотохимических средств регистрации. В ЦСИ формирование спекл - интерферограмм и обработка экспериментальных данных производятся непосредственно в памяти компьютера, связанного с цифровой телевизионной камерой, установленной в выходном плече интерферометра. С помощью ЦСИ можно бесконтактно и оперативно получать информацию о формах и частотах резонансных колебаний объекта по всей исследуемой поверхности. Однако, в большинстве случаев, оптические схемы ЦСИ не имеют существенных отличий от схем голографических интерферометров. Схемы таких ЦСИ оказываются громоздкими, требующими виброзащиты и тщательной юстировки. Характерным здесь является виброметрический ЦСИ, работающий в режиме с регулируемым сдвигом фаз.

Анализ опубликованных работ по цифровой спекл - интерферометрии показал, что в настоящее время для исследования вибрационных характеристик деталей O.A. Журав-евым, Ю.Н. Шапошниковым, С.Ю. Комаровым, Ю.Д. Щегловым создан помехоустой-ивый ЦСИ с непрерывным лазером. Разработанный этими учёными программный метод татистической обработки спекл - изображений колеблющихся объектов обеспечил воз-ожность эксплуатации установки без виброзащиты интерферометрического стола. При том случайные колебания задают естественный механизм сдвига фаз между предмет-ым и опорным пучками. Однако для рассматриваемого ЦСИ остаются характерными едостатки, связанные со сложностью оптической схемы, содержащей большое число птических элементов. Необходимость использования интерферометрического стола и ысокая трудоёмкость юстировки пространственно разделённых пучков ограничивает .рименение данного ЦСИ лабораторными условиями. Это ограничение можно снять за чёт развития новых подходов к созданию оптической схемы виброметрических ЦСИ.

Проведённый анализ работ по цифровой спекл - интерферометрии показал на неостаточную проработку статистических характеристик спеклов, закономерностей и

принципов формирования спекл - полей одиночного диффузного рассеивателя а та рассеивателя, совмещённого с однородным когерентным фоном, двух когерентных и когерентных спекл - модулированных пучков применительно к параметрам телекамер При рассмотрении проблемы повышения контраста получаемых спекл - интерфе

Г™п"7ыРг ТаКИХ аВТ0Р°В' КаК М" ТаШа> З В 5сЬетт> А.Г. Козачкок С .и! Г д, РССуХ П0Казал на отсУтствие эффективных алгоритмов по обрабо спекл - интерферограмм для повышения соотношения сигнал/шум на спекл - интер рограммах диффузно рассеивающих объектов. Поэтому становится оправданным по путей минимизации уровня спею, - шумов на стадии проведения эксперимента. На ос вании выполненного анализа современного состояния развития виброметрических Ц с непрерывным лазером сформулированы цель и задачи диссертационной работы

. Вторая глава посвящена детальному рассмотрению условий формирования объ тивных и субъективных спеклов для определения возможностей регистрации спеют картин с помощью телекамеры. Рассмотрены особенности преобразования спекл - к тины в спекл - интерферограмму при добавлении гладкой или диффузной опорн

волны.

Определены статистические характеристики спеют - поля пропускающей светор сеивающеи пластины диффузора: функция плотности вероятности распределения и тенсивности, фазы, ее характеристическая функция, первый и второй моменты распре ления интенсивности спецов, контраст спею, - картины. На основании полученных з висимостеи рассчитаны статистические характеристики суммы спекл - поля с одноро ным фоном: функция плотности вероятности распределения интенсивности при разли

"Ь'ХтпС°0ТИ0ШеНИЯХ"Х ИНТеИСИВН0Стей> Ф33", первый и второй моменты распределени контраст суммарной спекл - картины. Построены графики для функции плотности вер ятности интенсивности суммы спекл - картины и когерентного фона при различив соотношениях интенсивностей. F

Рассмотрено влияние динамических характеристик телекамеры на качество пол чаемых спекл - интерферограмм. Для ЦСИ с гладкой опорной волной получена аналит ческая зависимость и построен график изменения отношения сигнал/шум на спею, и терферограммах от соотношения интенсивностей опорного и предметного пучков

Рассмотрены особенности интерферометров с диффузным опорным пучком Иссл довано поведение спеклов при продольных смещениях диффузного объекта относител но диффузнои опорной волны. Получены статистические характеристики распределени интенсивности спеклов при когерентном и некогерентном сложении двух спекл - поле функция плотности вероятности распределения интенсивности спеклов, характеристич екая функция, математическое ожидание, дисперсия, контраст. Рассмотрено влияние с отношения интенсивностей опорного и предметного пучков на статистические характ ристики суммарного спекл - поля.

На основании статистического параметра 2а распределения интенсивности спеюю дана общая оценка соотношения сигнал/шум S/N для спекл - интерферограмм полу ченных методом вычитания изображений. Для ЦСИ со спекл - модулированным опор ным пучком получена аналитическая зависимость отношения S/N на спекл - интерферо граммах от соотношения интенсивностей топорного и предметного пучков в виде!

/»"эсЬг- (1)

где b - коэффициент, зависящий от параметров системы ввода изображений;

М - безразмерный коэффициент (ju < l); '„„с - интенсивность насыщения телекамеры.

пп °т0вант постРоенного графика зависимости S/N =f(v) сделан вывод о том что для ЦСИ со спекл - модулированным опорным пучком наиболее оптимальным является , = 1. При этом следует избегать случаев, когда „ < 0,5, так как здесь происходит резкое падение отношения S/N на спекл - интерферограмме. Рост соотношения интенсивностей при v> 1 слабо сказывается на качестве записываемых спекл - интерферограмм

Принципы построения оптических схем мобильных голографических интерферометров с непрерывным лазером, содержащих минимальное количество функциональных элементов и обладающих запасом устойчивости к случайным нагрузкам, были заложены еще в работах И.В. Волкова, JI.A. Борыняка. Развитие этих принципов в ЦСИ Г Катковым и А. Штанько позволило создать компактную диагностическую установку с непрерывным лазером и спеют - модулированным опорным пучком для определения полей деформационных перемещений. Наиболее близкой для получения виброметрического ЦСИ (по составу оптических элементов, способу совмещения спекл - модулированных опорного и предметного пучков) является оптическая схема, предложенная в 2004 г Р.С.Хансеном. Но применение в схеме непропускающего светорассеивающего экрана привело к неэффективному использованию лазерного излучения. Это ограничило круг решаемых данным интерферометром исследовательских задач

На основе анализа оптических схем спекл - интерферометров с диффузным опорным пучком сделан вывод о том, что такие схемы более просты при юстировке, содержат малое количество оптических элементов и могут обладать запасом устойчивости по сравнению со спекл - интерферометрами с гладким опорным пучком. Однако разработка и создание мобильного ЦСИ с непрерывным лазером, применяемого для определения вибрационных характеристик полноразмерных объектов, требует решения комплекса задач, связанных с получением более совершенной оптической схемы, применением программного метода повышения помехоустойчивости интерферометра, развитием методов и средств минимизации спекл - шумов.

Третья глава посвящена разработке мобильного спекл - интерферометра для исследования вибрационных характеристик деталей ГТД во внестендовых условиях

Для создания мобильного помехоустойчивого ЦСИ была разработана оптическая схема спекл - интерферометра с совмещёнными пучками и спекл - модулированной опорной волной (рис.1). Для разработанной схемы рассмотрены особенности формирования спекл - интерферограмм при исследовании вибраций. Если объект колеблется на резонансной частоте, то яркость В ix, у) наблюдаемого на экране монитора спекл -изображения описывается выражением: ( 4 лА(х,уУ

сэ V'

Рис.1. Оптико - электронная схема спекл - интерферометра. ! - лазер; 2 - расширитель пучка; 3 -пластина диффузора; 4 - вибрирующий объект; 5 -диафрагма объектива; 6 - объектив; 7 - телекамера-8-ПЭВМ

В(х,у) = b

где < ls; ного пучков,

< h > + <!„> +2 V< Is > ■

Г

■cos(^s. ~(f>0)

< In >

(2)

- усреднённые за время ввода интенсивности предметного и опор-

J0 - функция Бесселя первого рода нулевого порядка,

А(х,у) - амплитуда колебаний объекта в точке (х,у) изображения его поверхности,

Фц, Ф0 - Фаза предметного и опорного пучков в точке (х,у). Для разработанного ЦСИ величины < /, >, <1а>, (р$,с/>0 имеют случайную составляющую, что является источником спекл - шумов.

Показано, что спекл - интерферометр со схемой на рис.1 может работать в режиме с регулируемым сдвигом фаз между предметным и опорным пучками в установках с традиционной технологией виброизоляции. В этом случае на экране монитора наблюдается изображение контрастной интерференционной картины с распределением яркости:

В(х,у) = 4Ь

< /,. >< /„ > Л

(3)1

г( 4 яА{х,у)

Показано также, что разработанная установка может работать и в помехоустойчивом режиме, когда фазовый сдвиг реализуется за счёт нестабильности положения оптических элементов. В этом случае возможности применения ЦСИ по исследованию вибрационных характеристик деталей значительно возрастают в результате использования разработанного в СГАУ алгоритма статистической обработки серий корреляционно сравниваемых спекл - интерферограмм объектов, регистрируемых в условиях вибрационной нестабильности оптической схемы. Распределение яркости В(х,у) на экране монитора будет иметь вид:

В(х,у) = 4Ь

д/< /х >■</„> • ■ соб8<р(х,у)

(4)

где Зу(х,у) - случайный сдвиг фаз между предметным и опорным пучками в точке (х,у).

Установлено, что использование разработанного мобильного интерферометра в помехоустойчивом режиме позволяет проводить исследования вибрационных характери-'Л, 3 стик деталей и узлов без применения интерферометрическо-

4 ■ , го стола.

Проведена экспериментальная проверка работоспособности установки при размещении её в аудитории учебного корпуса в условиях отсутствия виброизоляции (рис.2). Излучатель лазера располагался на деревянном основании. На этом же основании расположен юстировочный узел с линзой, использующейся как расширитель пучка. При этом лазер и юстировочный узел линзы не были закреплены на деревянном основании. Телекамера установлена на деревянном геодезическом штативе с консольным закреплением. На другом геодезическом штативе находился исследуемый объект. Пластина диффузора была закреплена на массивном основании.

Рис.2. Общий вид мобильной установки для исследования форм колебаний: 1 - твердотельный лазер 1X5 - ОТЬ - 317; 2 - расширитель пучка; 3 - диффузор; 4 - держатель диффузора; 5 - исследуемый объект; б - телекамера; 7 - геодезический штатив

Для проверки достоверности результатов, полученных в ходе этого эксперимента, были проведены исследования вибрационных характеристик составного узла виброопоры с помощью разработанной установки, а также с помощью помехоустойчивого ЦСИ с

srasss «рф—о» стод, РВУ№

Частоты колебаний, Гц

Помехоустойчивый ЦСИ на интерферометрии-ческом столе

Мобильный ЦСИ на деревянном основании

Рис.3. Результаты сравнительного исследования вибрационных характеристик рабочего диска виброопоры с помощью стационарного и мобильного ЦСИ

Сделан вывод, что созданная установка, схема которой представлена на рис. I, позволяет регистрировать четкие картины форм колебаний виброопоры без использования ин--рг:-V---_I теРферометрического стола

ZZZZ?.zzzLTpiÄ"^^^^^

шумов. P развитию методов и средств снижения уровня спекл -

Для ЦСИ с гладким опорным пучком оазпяйптяи г™ к _ги спекл - интерферограмм, oc„o2^—

' оГа6нТГн^а^ ВЛИЯ7 К0ЭФФ—

ПЯТИ диффузоров, отличающихся^ величиной '^ ^^ С ЭТ°Й Ц6ЛЬЮ "" рис.1 записывались формы колебаний oZ™ Кгаффициента пропускания, в схеме на резонансных частот (4224 ГцДляоцТкиТаТ М6Та™еской "детины на одной из

пользован показатель отнощешя ^Г оппея Г " ИнтеРФеРогРамм бьш ис-

интерферограммы. Так K^Z^ac^T Т™ И3 ШбР" участков структуру, расчёт соотношения S/N провод™ по ф^упST""* "

S/ _ ф(тах) BCplmin) /N ' п •

vlmm) (5)

где 5с«,„,и ВсНтп) - средняя яркость по центру светппй и ном участке Результат светлой и темной полос на выбран-

Результат эксперимента представлен на рис.4 в виде графика.

спекл ГрафИК ®Менения соотношения сигнал/шум (S/N) на ~ "тИНТерФеР°гРамме вибрирующей однородной пластины от величины коэффициента пропускания W диффу.

СХемы ЦСИ на рис.1 расчётным путем определялся допустимый уровень случайных перемещении, вызванных механической нестабильностью каждого из элементов оптической схемы.

Рассмотрены факторы, влияющие на работоспособность созданного ЦСИ: 1) обеспечение необходимой глубины резкости объектива телекамеры; 2) ограничение на максимально допустимое продольное смещение диффузора для сохранения корреляции спекл - картины; 3) ограничение на величину продольного перемещения диффузора, связанное со взаимными угловыми перемещениями спеклов диффузора и исследуемой диффузной поверхности. Получены оценочные критерии, определяющие требования к построению оптической схемы мобильного ЦСИ.

Для увеличения отношения сигнал/шум на спекл - интерферограммах, получаемых с помощью разработанного ЦСИ, был предложен метод многокадрового спекл - усреднения, основанный на цифровом интегрировании постоянного сигнала и флуктуаци-онной помехи. Для реализации метода в схему мобильного ЦСИ было введено устройство, обеспечивающее регулируемое поперечное перемещение диффузора.

В предложенном методе записывается т спекл - интерферограмм, соответствующих определённому смещению пластины диффузора (не менее 100 мкм) в поперечном на-] правлении. После т смещений диффузора осуществляется усреднение т спекл-интерферограмм с некоррелированными шумами, в результате чего на усреднённой спекл - интерферограмме отношение сигнал/шум возрастает в 4т раз (рис.5). В разработанном мобильном ЦСИ метод многокадрового спекл - усреднения был реали-1 зован также при поперечном смещении оптического растра со сферическими линзами, введённого в оптическую схему для освещения объекта. Приведены экспериментальные результаты, показывающие эффективность работы предложенного метода. Определены рабочие характеристики мобильного ЦСИ, созданного на основе достаточно распространённых комплектующих (гелий - неоновый лазер ЛГН - 222, телекамера MTV - 4363 CA, устройство ввода AVER TV, ПЭВМ соответствующей производительности и т.д.): 1

- размеры анализируемой поверхности объекта 0.2x0.4 м2;

- диапазон допустимых частот вибраций анализируемой поверхности 50 Гц < f <50 кГц;

- допустимые значения амплитуды колебания анализируемой поверхности (0,3 <А<1,5)мкм;

0,16 мкм.

Рис.5. Эффективность подавления спекл | - шума методом многокадрового спекл -усреднения при т смещений диффузора

Точность настройки мобильного ЦСИ на резонансную частоту | контролировалась с помощью традиционных методов акустико - ос-циллографических измерений.

В четвёртой главе приведены примеры применения мобильного ЦСИ с непрерывным лазером для исследования вибрационных характеристик деталей и узлов ГТД без использования интерфе-

чувствительность измерения амплитуд вибраций

Число сложенных-кадров

Крутильная

форма колебаний лопатки

Увеличенный фрагмент приведённой формы колебаний

т=1

т=16

»ill ff-

f

ТШШГ

щ

7

т=64

wffi MB ! .

рометрического стола.

Для проверки достоверности результатов, получаемых с помощью разработанного мобильного ЦСИ, проведены сравнительные исследования вибрационных характеристик лопатки компрессора 7-й ступени ГТД с применением стационарного ЦСИ с гладким опорным пучком. Показана идентичность полученных спекл - интерферо-грамм.

Проведён эксперимент по исследованию форм колебаний 8-й ступени лопатки компрессора методами голографической и спекл - интерферометрии с целью сравнения уровня спекл-шумов. Для уменьшения уровня шумов на спекл - интерферограммах применялся метод многокадрового спекл - усреднения с помощью подвижного диффузора.

С помощью разработанного мобильного ЦСИ проведено экспериментальное исследование вибрационных характеристик лопаток 3-й ступени компрессора без использования интерферометрического стола. С целью проверки возможности реализации метода многокадрового спекл - усреднения были исследованы вибрационные характеристики рабочей лопатки 12-й ступени компрессора. Спекл - усреднение проводилось с помощью подвижного оптического растра.

Приведены результаты исследования возможности применения мобильного ЦСИ в дефектоскопии лопаток Рассмотрено влияние развивающейся усталостной трещины на определяемые с помощью мобильного ЦСИ частоты и формы колебаний лопатки. Сначала с помощью разработанного ЦСИ были проведены исследования вибрационных характеристик лопатка 5-й ступени компрессора в её исходном состоянии. Затем данная лопатка подвергалась длительным циклическим испытаниям на основном тоне. Эксперимент проводился в два этапа. На первом этапе испытания проводились до тех пор, пока частота на форме колебаний лопатки не снизилась на 1%. После второго этапа частота на форме колебаний лопатки уменьшилась на 4% по отношению к первоначальной. На спинке лопатки было выявлено появление усталостной трещины длиной несколько миллиметров. Установлено, что появление трещины оказало влияние на собственные частоты колебаний, формы колебаний в большинстве случаев оставались без изменений.

С использованием разработанного ЦСИ были проведены исследования по возможности частотной отстройки лопатки за счёт обрезки её уголков со стороны выходной и верхней кромок. Установлено, что «метод обрезки» позволяет уйти из опасного диапазона частот колебаний лопатки.

Мобильный помехоустойчивый ЦСИ был использован для исследования частот и форм колебаний полой турбинной лопатки, изготовленной из материала с монокристаллической структурой. Исследование проводилось для идентификации результатов численного расчёта резонансных характеристик лопатки. Показано, что на основном тоне результаты расчёта и экспериментальные данные совпадали по частоте с высокой точностью (1 - 2%). Однако на более высоких формах колебаний лопатки были выявлены достаточно большие отличия расчётных и экспериментальных данных. Это объясняется, в частности, сложностью задания исходных данных для расчёта колебаний таких лопаток, особенно с учетом каналов охлаждения лопатки.

Далее даны результаты применения разработанного мобильного ЦСИ для исследования собственных частот и форм колебаний участков поверхности крупногабаритных натурных объектов. На рис.6 показан пример размещения оптических элементов мобильного ЦСИ непосредственно на бетонном полу производственного помещения.

Рис.6. Общий вид и схема спекл - интерферометра для исследования вибраций участка поверхности колеса компрессора: 1 - лазер; 2 - расширитель пучка; 3 - диффузор; 4 - держатели диффузора; 5 - исследуемый объект; 6 -крепёжная шайба; 7 - угольник; 8 - зеркало; 9 - телекамера; 10 - ПЭВМ

Были получены частоты и формы колебаний участков поверхности колёс компрессора и турбины, а также лопаток соплового аппарата (рис.7). Кроме этого мобильный ЦСИ применялся для определения вибрационных характеристик лопаток колеса турбины в сборе с валом.

Проведены экспериментальные работы по использованию мобильного ЦСИ для исследования вибрационных характеристик крупногабаритных деталей методом по -1 фрагментного «сшивания» на примере металлической стенки протяжённого акустического канала.

Достигнута сходимость результатов с данными, полученными другими эксперимен-1 тальными методами.

б) в) I

Рис.7. Формы колебаний участков поверхности узлов ГТД: а) - колеса компрессора при £=1611 Гц; б) - колеса турбины при Г=4643 Гц; в) - лопаток соплового аппарата при f=^6% Гц ' 1

В приложении к диссертации представлены акты внедрения результатов научных разработок на ОАО «КУЗНЕЦОВ» и СГАУ в учебный процесс специальностей 200202 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике» и 200500 «Лазерная техника и лазерные технологии».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан способ формирования спекл - модулированного опорного пучка с помощью пропускающей светорассеивающей пластины диффузора, расположенной перед исследуемым объектом, обеспечивающий создание оптических схем спекл - интерферометров с совмещёнными пучками и непрерывным лазером, характеризующихся эффективностью использования лазерного излучения, запасом помехоустойчивости, малым количеством оптических элементов, простотой юстировки.

2. Разработана оптико - электронная схема со спекл - модулированной опорной волной и совмещёнными пучками, а также программным методом статистической обра- 1 ботки серий спекл - изображений колеблющегося объекта, на основе которых впервые создан мобильный ЦСИ на базе непрерывного лазера с повышенным порогом помехо-

14

устойчивое™, способный осуществлять виброметрию деталей „ „,,„„ гтп

довых усл«,„ без использования иитерфер'«^„чесГГсГа™ Д "НеС1№

более 2 см ^ДлТТо!!^^^^ — »

тельного лазера типа ЬСБ - БТЬ -317 для твердо-

лов В схемГцТс\^кГиЧГеГ * РЗСПРад~ интенсивности спек-

литические завТс10сГпара^//Т?°ВаННОЙ °П°РН°Й В°ЛН°Й П0Л^еНЫ ана"

™ ~ 0П0РНЬШ "УЧК0М с ЦРИ со спекл -

Л £0;9] РФСР0ГРаММ Д°СТИГаеТСЯ "РИ коэффициенте пропускания д!^

мобильног^ЦСИ1 на°основеВа^теТненияЬпоеНИЯ РЗЗРеШеНИЯ ~ и-РФеР-Рамм спекл - изображений^ полуЧа^ГпТсГЛеДОВаТеЛЬНОГО РЯДа ^РР^ированных диффузора или линзового растра РИ С°°Тветста^ем смещении пропускающего

7. Разработанный мобильный помехоустойчивый ЦСИ использован-

-Д без

- при исследовании колебаний соплового аппарата ГТД вибР™золяции; частой вГмуГющихГиГ С°бСТ~ ~ -лебаний лопатки от

компрессора1;ССЛеД°ВаНИИ """" На ^рационные характеристики лопатки

металлГс^онад^сталлич^Ттой ст^етурой^д^" " ™бИНЫ' —« -

делирования; структурой, для уточнения результатов численного мо-

компр^сГрГи™:11 ВИбРаЦИ°ННЫХ ХЗраКТер™ находящихся в колесе

-а виб-

8. Разработанный мобильный помехоустойчивый ЦСИ внелпён я гт^ * ~ процесс специальностей 90П9П? внеДРен в СГАУ в учебный

ке» и 200500 <Л~я техника ^ТТ™ ^^ * РаК£ТН°Й Т6ХНИКе и к°™онавти-

« К У 3 НЕ ЦО В» пртпоу з л^вой^ д овод к е ГТД ТеХН°Л°ГИИ>>' 3 Т™ ПР— ОАО

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях-

2. Жужукин, А.И. Применение поляризационного фильтра для увеличения соотношения сигнал/шум на спекл - интерферограммах [Текст] / А.И. Жужукин, В.А Солянников// Компьютерная оптика, 2011, №2,-С.220-223.

3. Гладков, A.B. Сопротивление усталости хвостовиков лопаток турбины при сложном напряжённом состоянии [Текст] / A.B. Гладков, В.А Солянников, А.И. Жужукин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2011, №1.- С.56 - 61.

в других изданиях:

4. Еленевский, Д.С. Применение голографической интерферометрии для исследования прочности и отработки надёжности газотурбинных двигателей [Текст] / Д.С. Еленевский, А.И. Жужукин, А.Е. Пет-роченко, И.Г. Сипухин, Ю.Н Шапошников// Оптическая запись и обработка информации,- Куйбышев-КуАИ, 1986, с.118-124.

5. A.C. №1603931 СССР. G 01 В 9/21. Устройство для расшифровки голографических интерферограмм/ А.И. Жужукин. Бюл.№7, 1989.

6. Жужукин, А.И. Определение вектора вибросмещения поверхности лопатки компрессора по го-лографическим интерферограммам [Текст] / А.И. Жужукин, П.В. Шалунов, Ю.Н. Шапошников// Тезисы докл. н.-т. семинара «Применение лазеров в науке и технике».- Тольятти: ВАЗ, 1989, с.32.

7. Жужукин, А.И. Применение голографической и спекл - интерферометрии для исследования вибрационных характеристик деталей [Текст] /А.И.Жужукин// Материалы докладов международной научно - технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» Самара-СГАУ, 2009, С.148- 149.

8. Жужукин, А.И. Лабораторная установка для доводочных испытаний конструкций на основе методов и средств корреляционной спекл - интерферометрии [Текст] / А.И. Жужукин, O.A. Журавлёв, С.Ю. Комаров, Р.Н. Сергеев, Е.И.Ерёмин//Тезисы докл. 11-й Конференции стран Содружества «Современный физический практикум», Минск: БГПУ, 2010.

9. Журавлёв, O.A. Разработка мобильного цифрового спекл - интерферометра с лазером непрерывного излучения для определения вибрационных характеристик натурных объектов [Электронный ресурс] / O.A. Журавлёв, А.И. Жужукин, С.Ю. Комаров, Р.Н. Сергеев// Тезисы докладов IX Международной научно - технической конференции «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства» «ИнЭРТ - 2010», Ростов-на-Дону

10. Жужукин, А.И. Мобильный цифровой спекл - интерферометр с непрерывным лазером для контроля деформационных перемещений элементов конструкций [Текст] / А.И. Жужукин, O.A. Журавлёв, Р.Н .Сергеев, Ю.В. Харчикова// Материалы XXXI Всероссийской конференции «Наука и технологии», Миасс, 2011.

11. Пат. № 71429 G 01 Н 9/00 Российская Федерация. Устройство для исследования форм колебаний [Текст]/ А.И. Жужукин. Опубл. 10.03.2008. Бюл. №7.

12. Пат. № 78930 G01H 9/00 Российская Федерация. Устройство для исследования форм колебаний [Текст ]/ А.П. Баданин, А.И Жужукин. Опубл. 10.12.2008. Бюл. № 34.

Подписано в печать 18.11.2011 г. Формат 60/84 1/16. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал - макета. 443086, г. Самара, СГАУ, Московское шоссе, 34

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИБРАЦИЙ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ГТД).

1.1 Датчиковые методы исследования вибраций.

1.2 Бесконтактные методы исследования вибраций.

1.2.1 Методы голографической интерферометрии.

1.2.2 Спекл - интерферометрия.

1.2.3 Спекл - фотография.

1.2.4 Корреляционная спекл - интерферометрия.

1.2.5 Электронная спекл - интерферометрия.

1.2.6 Цифровая спекл - интерферометрия.

1.2.7 Принципы спекл - интерферометрии при исследовании формы резонансных колебаний.

1.2.8 ЦСИ с гладкой опорной волной и разделёнными пучками для исследования вибрационных характеристик деталей и его юстировка.

1.2.9 Способы устранения спекл-шумов.

1.3 Цель и задачи исследований.

2. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКЛ -ИНТЕРФЕРОГРАММ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОНЫХ СХЕМАХ ЦСИ.

2.1 Спеклы и их происхождение.

2.2 Расчёт размеров спеклов с учётом их ориентации в пространстве.

2.3 Некоторые статистические свойства спеклов пропускающего диффузора.

2.4 Спеклы в пространстве изображения

2.5 Влияние динамических характеристик телекамеры на качество спекл-интерферограмм.

2.6 Интерферометры с гладким опорным пучком.

2.6.1Влияние продольных смещений диффузного объекта относительно гладкой опорной волны.

2.6.2 Статистические свойства спеклов при сложении с однородным полем.

2.6.3 Оптимизация соотношения интенсивностей пучков для

ЦСИ с гладкой опорной волной.

2.6.4 Интерферометр для исследования деформаций натурных объектов во внестендовых условиях.

2.6.5 Контактный интерферометр для исследований деформаций изделий микроэлектроники.

2.7 Интерферометры с диффузным опорным пучком.

2.7.1 Влияние продольных смещений диффузного объекта относительно спекл - модулированной опорной волны.

2.7.2 Статистические свойства спеклов при сложении двух спекл - полей.

2.7.3 Оптимизация соотношения интенсивностей пучков для ЦСИ со спекл - модулированной опорной волной.

2.7.4 Спекл - интерферометр с диффузным опорной волной и разделёнными пучками.

2.7.5 Модернизированный спекл - интерферометр с диффузным о порным пучком.

2.7.6 Компактный спекл - интерферометр с диффузным опорным пучком.

2.8 Особенности рассмотренных оптических схем интерферометров.

2.9 Выводы.

3. РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МОБИЛЬНОГО СПЕКЛ -ИНТЕРФЕРОМЕТРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ГТД.

3.1 Разработка спекл - интерферометрической установки для исследования форм колебаний вибрирующих объектов.

3.2 Факторы, определяющие помехоустойчивость разработанного мобильного ЦСИ.

3.2.1. Относительные смещения осветительной системы и исследуемого объекта.

3.2.2. Относительные смещения исследуемого объекта и телекамеры.

3.2.3. Относительные смещения исследуемого объекта и диффузора.

3.3 Проверка работоспособности мобильного помехоустойчивого цифрового спекл-интерферометра.

3.4 Расчёт и изготовление диффузора с оптимальным коэффициентом пропускания для увеличения соотношения сигнал/шум на спекл -интерферограммах.

3.5 Факторы, влияющие на работоспособность разработанного мобильного ЦСИ.

3.5.1 Обеспечение необходимой глубины резкости объектива.

3.5.2 Ограничение на максимально допустимое продольное смещение диффузора для сохранения корреляции спекл - картины.

3.5.3 Влияние величины продольного перемещения диффузора, вызывающего взаимные угловые перемещения спеклов диффузора и поверхности, на качество спекл - интерферограмм.

3.6 Применение метода спекл - усреднения с помощью перемещения диффузора для увеличения соотношения сигнал/шум на спекл -интерферограммах.

3.7 Применение метода спекл - усреднения с помощью перемещения оптического растра для увеличения соотношения сигнал/шум на спекл -интерферограммах.'.

3.8 Выводы.

4. ПРИМЕНЕНИЯ МОБИЛЬНОГО ЦСИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПРИ ДОВОДКЕ ГТД.

4.1 Исследование вибрационных характеристик лопаток ГТД в условиях испытательного бокса.

4.2 Исследование вибрационных характеристик лопаток ГТД с помощью ЦСИ с гладким опорным пучком и с помощью разработанного ЦСИ.

4.3 Применение голографической и спекл - интерферометрии для исследования вибрационных характеристик лопатки 8 ступени компрессора.

4.4 Исследование влияния трещины на вибрационные характеристики лопатки.

4.5 Исследование влияния обрезки лопатки на собственные частоты колебаний.

4.6 Применение мобильного помехоустойчивого ЦСИ для проверки результатов, полученных численным моделированием, на примере исследования колебаний полой турбинной лопатки 2 - ступени.

4.7 Применение мобильного помехоустойчивого ЦСИ для виброметрии фрагментов поверхности элементов конструкции натурных объектов.

4.8 Применение мобильного помехоустойчивого ЦСИ для виброметрии полноразмерных элементов конструкции.

4.9 Выводы.

При разработке и создании современных газотурбинных двигателей (ГТД) важное значение имеет повышение их надёжности, долговечности и безопасности при эксплуатации. В этих условиях для эффективной отработки конструкционной прочности двигателей наряду с традиционными испытаниями полноразмерных натурных объектов важное и всё возрастающее значение приобретает их поузловая доводка на специальных стендах и установках с применением современных методов научных исследований[21,31,38,66,73,99]. Значительный вклад в развитие методов поузловой доводки ГТД принадлежит научной школе академика РАН Н.Д.Кузнецова - в исследованиях Д.С.Еленевского, В.И.Цейтлина, М.Е.Колотникова, Е.А. Гриценко, Д.Г.Федорченко, В.А.Солянникова.

Одной из основных задач методов поузловой доводки является получение достаточно полной и представительной информации о полях смещений, деформаций и напряжений конструктивных элементов, как в статике, так и вибрационном состоянии. Статистика прочностных дефектов, возникающих в процессе доводки и эксплуатации современных ГТД, показывает, что более 50% всех прочностных дефектов имеют усталостную природу и связаны с вибрационным нагружением[9,57]. Совпадение частоты возбуждающей силы с одной из собственных частот колебаний детали вызывает появление резонанса, приводящее к резкому увеличению амплитуды колебаний, переменных напряжений в детали и часто к её последующему разрушению. Поэтому при разработке и доводке компрессора или турбины необходимо знать спектр собственных частот колебаний лопаток и дисков для того, чтобы отстроить их от частот возмущающих сил на рабочих режимах работы двигателя. Вместе с тем, если произошла резонансная поломка детали, то при анализе её причин необходимо точно знать, какая при этом была частота. Так как форма колебаний на резонансе совпадает с соответствующей собственной формой, характеризуемой определенным распределением напряжений по поверхности детали, то по установленному месту зарождения усталостной трещины можно судить о том, на какой форме колебаний и на какой частоте произошло разрушение. Однако наличие такого большого процента дефектов усталостного характера обусловлено тем, что в настоящее время еще недостаточно развиты как теоретические, так и экспериментальные методы исследования и прогнозирования колебаний деталей и узлов в процессе эксплуатации. Одной из главных задач, во многом определяющей выбор характерных мероприятий, направленных на устранение усталостных повреждений в деталях ГТД, является исследование вибрационных характеристик деталей и узлов, и в первую очередь, собственных частот и форм колебаний[71].

В настоящее время при исследовании вибрационных характеристик деталей во многих случаях используется датчиково - спектральный подход. Большое распространение в последнее время получили методы численного моделирования. Однако колебания, вызванные взаимодействием конструкции с рабочей средой двигателя, зачастую носят сложный и нелинейный характер. Исследование таких динамических процессов датчиковыми методами для решения многих конкретных инженерных задач не представляется возможным. При всей предпочтительности расчётные методы ещё не всегда способны обеспечить получение надёжных результатов.

В этих условиях большую научную значимость приобретают панорамные оптические методы интерференционных измерений, принципиально позволяющие проводить экспериментальное определение вибрационных характеристик элементов конструкции в различных условиях эксплуатации. Для этого необходимо размещать интерферометр вблизи натурного объекта или его исследуемого узла. В связи с этим, создание на основе методов когерентной оптики диагностического комплекса, обеспечивающего регистрацию вибрационных характеристик деталей в условиях, приближённых к натурным условиям работы, отличается научной 8 новизной и важностью для решения задач повышения надёжности и долговечности деталей ГТД.

На современном этапе широко распространены лазерные контрольно-измерительные системы, позволяющие проводить бесконтактные измерения вибрационных характеристик деталей методами голографической интерферометрии. Методы голографической интерферометрии обеспечивают возможность получения информации о вибрационном состоянии всей поверхности детали сколь угодно сложной конструкции [67]. Однако необходимость обеспечения при этом надёжной виброзащищенности оптической схемы ограничивает возможность применения этого метода только условиями специализированной лаборатории.

В большинстве случаев эта проблема решается путём использования импульсных лазеров. Из-за малого времени формирования кадра импульсный цифровой спекл-интерферометр практически нетребователен к виброизоляции оптической схемы. Однако применение специальных дорогостоящих телекамер, высокая стоимость импульсного лазера и блока синхронизации импульсного лазера с телекамерой и фазой колебаний объекта значительно повышают цену спекл-интерферометра по сравнению с ЦСИ с непрерывным лазером. Все это значительно ограничивает применение импульсных ЦСИ для виброметрии деталей и узлов ГТД.

Созданные в последние десятилетия системы цифровой спекл -интерферометрии (ЦСИ) позволяют проводить исследования с помощью непрерывного лазера в условиях нестабильности оптической схемы, но при этом их оптическая схема достаточно сложна и для размещения элементов схемы возникает необходимость в использовании интерферометрического стола.

Поэтому в настоящее время отсутствуют цифровые спекл интерферометры на основе непрерывного лазерного излучения как диагностические системы для оперативного исследования резонансных частот и форм колебаний конструкции, позволяющие бесконтактно получать информацию о распределении амплитуд колебаний по всей исследуемой поверхности объекта в производственных и стендовых условиях, когда нет возможности в использовании интерферометрического стола. Разработка такой установки является актуальной проблемой, решение которой позволит создавать диагностические комплексы с более широкими возможностями, позволяющими проводить исследования вибрационных характеристик деталей ГТД в условиях приближённых к натурным условиям эксплуатации.

Рассмотрим краткую характеристику работы.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, изложено краткое содержание диссертации и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

4.9 Выводы

1. Проведённые эксперименты подтвердили возможность применения разработанного мобильного ЦСИ для исследования вибрационных характеристик деталей ГТД без использования интерферометрического стола.

2. Экспериментально доказана идентичность интерференционных картин, получаемых с помощью разработанного ЦСИ и получаемых с помощью ЦСИ с гладким опорным пучком.

3. Экспериментально показана возможность получения спекл -интерферограмм на основе метода многокадрового спекл - усреднения, по качеству уступающим голографическим интерферограммам лишь незначительно.

4. Эксперименты по исследованию влияния трещины на вибрационные характеристики лопатки позволили с помощью разработанного ЦСИ выявить динамику изменения частот и форм колебаний лопатки по мере развития трещины.

5. Проведённые эксперименты подтвердили возможность использования разработанного мобильного ЦСИ для проверки результатов численного расчёта на примере полой турбинной монокристаллической лопатки.

6. С помощью разработанного мобильного ЦСИ проведены экспериментальные работы по исследованию собственных частот и форм колебаний фрагментов натурных объектов без использования виброизоляции оптической схемы и без применения интерферометрического стола.

7. Экспериментально доказана возможность использования созданного мобильного ЦСИ для исследования вибрационных характеристик крупногабаритных деталей методом по - фрагментного "сшивания".

Получена сходимость результатов с результатами, полученными другими экспериментальными методами. составной конструкции узла виброопоры, а также протяженного акустического канала с отработкой метода сшивки получаемых спекл -картин.

10.Мобильный ЦСИ получил применение:

- при исследовании колебаний фрагмента конструкции соплового аппарата ГТД;

- при использовании метода отстройки собственных частот колебаний лопатки от частот возмущающих сил;

- при исследовании влияния трещины на вибрационные характеристики лопатки компрессора;

- при исследовании частот и форм колебаний полой лопатки турбины, изготовленной из металла с монокристаллической структурой, для уточнения результатов численного моделирования;

- при исследовании вибрационных характеристик лопаток в сборе в колесе компрессора и турбины;

11 .Разработанный мобильный ЦСИ применялся для проведения вибрационного контроля деталей и узлов при доводке ГТД в «ОАО СНТК им. Н.Д.Кузнецова». В настоящее время мобильный виброметрический ЦСИ используется как диагностическая установка в «ОАО КУЗНЕЦОВ», Институте акустики машин при СГАУ, а также в учебном процессе кафедр «Автоматические системы энергетических установок» и «Радиотехнические устройства» СГАУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований в диссертационной работе решена актуальная научно - техническая задача по расширению возможностей методов и средств вибрационного контроля элементов конструкций полноразмерных ГТД за счёт разработки и создания мобильного цифрового спекл - интерферометра с непрерывным лазером для исследования колебаний объектов во внестендовых условиях без использования интерферометрического стола.

Получены следующие основные результаты:

1. Разработан способ формирования спекл - модулированного опорного пучка с помощью пропускающей светорассеивающей пластины, расположенной перед исследуемым объектом, обеспечивающий создание оптических схем спекл - интерферометров с совмещёнными пучками и непрерывным лазером, характеризующихся запасом помехоустойчивости, малым количеством оптических элементов, простотой юстировки применительно к задачам неразрушающего контроля и дефектоскопии конструкций.

2. Разработана оптико - электронная схема со спекл - модулированной опорной волной и совмещёнными пучками, а также программным методом статистической обработки серий спекл - изображений колеблющегося объекта, на основе которых впервые создан мобильный ЦСИ с непрерывным лазером для виброметрии деталей и узлов ГТД во внестендовых условиях без использования интерферометрического стола.

3.Для разработанного ЦСИ экспериментально показано, что увеличение угла р между осями пучков освещения и наблюдения с 1,4° до 4,3° приводит к уменьшению соотношения Б/И (сигнал/шум) на получаемых спекл - интерферограммах на 71 % при оптимальном значении коэффициента пропускания диффузора г <= [0,8;0,9].

1. A.C. №1394879 СССР G 01 Н 9/00. Топографическое устройство для измерения вибраций вращающихся объектов/ Баданин А.П., Еленевский Д.С., Жужукин А.И., Петроченко А.Е., Сипухин И.Г., Шапошников Ю.Н., 1986.

2. A.C. №1605691 СССР G 01 Н 9/00. Голографическое устройство для измерения вибраций вращающихся объектов/ Жужукин А.И., 1988.

3. A.C. №1528085 СССР G 01 В 21/00. Голографическое устройство для измерения вибраций вращающихся объектов/ Жужукин А.И., Петроченко А.Е., Шаронов В.А., 1988.

4. A.C. №1568678 СССР G 01 Н 9/00. Голографический способ измерения вибраций вращающихся объектов/Шапошников Ю.Н., 1989.

5. A.C. № 1714380 G 01 Н 9/00. Способ исследования форм колебаний/ Брытков Г.А., 1990. Опубликовано 23.02.92. Бюл. №7.

6. A.C. № 1619841 СССР G 01 В 21/00. Устройство для голографической интерферометрии вращающегося объекта/ Жужукин А.И., Тишина М.В., 1988.

7. A.C. №14984683 СССР G 01 В 21/00. Устройство для голографической интерферометрии вращающегося объекта/ Шапошников Ю.Н., 1988.

8. A.C. №1603931 СССР. G 01 В 9/21. Устройство для расшифровки голографических интерферограмм/ Жужукин А.И., 1989.

9. Акимов В.М. Основы надежности газотурбинных двигателей. -М. Машиностроение, 1981.-207с.

10. Алексеенко И.В. Разработка методов стробоскопической голографической интерферометрии для исследования многокомпонентных и нестационарных колебательных процессов// Дисс. на соискание уч.степени канд. физ.-мат. наук. Калининград, 2006. - 131 с.

11. Атавин В.Г. Автоматизированная система измерений характеристик малогабаритных узлов/ В.Г.Атавин, А.А.Мохнатов, Ю.В.Худяков, Е.Ф.Юрчук// Измерительная техника, №12, 1999. -С.41-44.

12. Баттерс Дж. Голография и ее применения. М.: Энергия, 1977. - 224 с.

13. Батькович В.В. О получении распределения температуре жидкости и твердом теле с помощью голографической интерферометрии/ В.В. Батькович, О.Н. Буденкова, В.Б. Константинов, O.JI. Садов, Е.А. Смирнова // ЖТФ, 1999, т. 69, в.6. С. 110.

14. Борыняк Л. Голографический интерферометр для определения деформационных полей перемещений в изделиях микроэлектроники/ Л.Борыняк, Ю. Непочатов// Технология в электронной промышленности, 2007, №3. С.82 - 88.

15. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. М.: Мир, 1982. - 504 с.

16. Вибрации в технике: Справочник. В 6-и т./Ред. совет: В.Н.Челомей, т. 5. Измерения и испытания. М.Машиностроение, 1981. - С. 188 - 209.

17. Волков И.В. Внестендовая спекл голография. Использование голографической и спекл - интерферометрии при измерении деформаций натурных конструкций/ И.В.Волков// Компьютерная оптика, 2010, т.34, №1. -С.82-89.

18. Волков М.В. Нелинейная фильтрация зашумленных интерференционных полос с пространственно зависимой импульсной реакцией системы/ В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Под ред И.П. Гурова и С.А. Козлова. СПб, 2000. С.245 - 257.

19. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Теория оптических систем и оптические измерения. -М.: Машиностроение, 1981. 384 с.

20. Гинзбург Э.С. Экспериментальное исследование характеристик спекл -структуры голографических изображений/ В кн.: Системы автоматизации обработки оптической информации. Новосибирск, 1984.

21. Гладков A.B. Сопротивление усталости хвостовиков лопаток турбиныпри сложном напряжённом состоянии/ A.B. Гладков, В.А Солянников, А.И.207

22. Жужукин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. Самара, 2011, №1. - С.56 - 61.

23. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшее образование, 2006. - 479 с.

24. Голографические неразрушающие исследования/ Под ред. Р.К. Эрфа М.: Машиностроение, 1979.-446 с.

25. Грейсух Г.И. Разработка методов и программных средств подавления шумов в интерферограммах на этапе их предварительной обработки/ И.Г. Грейсух, Е.Г. Ежов, А.Ю.Земцов, С.А.Степанов// Компьютерная оптика, 2005, т.28 С.140 - 144.

26. Гришин М.Н., Курбатов, В.А. Маркалов Автоматический ввод и обработка фотографий изображений на ЭВМ. М.: Энергия, 1976. -152 с.

27. Гудмен Дж. Статистическая оптика: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 528 с.

28. Джоунс Р., Уайкс К.Голографическая и спекл интерферометрия. - М.: Мир, 1986.-328 с.

29. Душин J1.A. Многоградационная автоматическая обработка оптических интерферограмм на ЭВМ/ JT.A. Душин, В.И. Привезенцев, B.C. Таран, В.А. Ямницкий // Автометрия, 1974, №3. С.35 - 40.

30. Еленевский Д.С. Поузловая отработка вибропрочности лопаток турбины ГТД/ Межвузовский сборник «Вибрационная прочность и надежность систем летательных аппаратов» Куйбышев: КуАИ, 1981. - С.29 - 41.

31. Еленевский Д.С. Исследование динамических напряжений и деформаций методом спекл-голографии/ Д.С. Еленевский, P.C. Бекбулатов, С.А.Степанов, Ю.Н.Шапошников/Юптическая голография и её применение в промышленности. Л.: ЛДНТП, 1976. - С.91.

32. Еленевский Д.С. Применение стробоголографического метода для исследования вибраций/ Д.С. Еленевский, P.C. Бекбулатов, Ю.Н. Шапошников, В.А. Ерышев, A.M. Буренкин, Ю.Г. Юртаев// Проблемы прочности, 1976, №5. С. 95 - 99.

33. Еленевский Д.С. Применение методов голографической и спекл-интерферометрии для исследования вибрации и шума механических конструкций/ Д.С. Еленевский, O.A. Журавлев, Ю.Н. Шапошников, Ю.Д.

34. Щеглов, С.Ю. Комаров// Учебное пособие под ред. В.П. Шорина. Сам. гос. аэрокосм. ун-т. Самара, 2005. 193 с.

35. Еленевский Д.С. Лазерно-компьютерная система анализа спекл-интерферограмм вибрирующих объектов/ Д.С. Еленевский, Ю.Н. Шапошников// Известия Самарского научного центра РАН, 1999, №1. -С.134-136.

36. Жицкий В.Е. Датчик вибрации ВДОЗА со встроенным усилителем/ В.Е. Жицкий, В.И. Щедрин// Приборы и системы, 2003, №6. С.41-43.

37. Жужукин А.И. Программное обеспечение системы анализа данных голографической интерферометрии/ А.И. Жужукин, Н.И. Крайнюков, А.Г. Храмов, Ю.Н. Шапошников// Тезисы докл. н.-т. семинара «Применение лазеров в науке и технике». Тольятти: ВАЗ, 1989.-С. 107.

38. Жужукин А.И. Виброметрическая установка для получения спекл -интерферограмм с высоким разрешением/ А.И. Жужукин, В.А. Солянников// Известия Самарского научного центра РАН, 2009, т.11, №3. С.210 - 214.

39. Жужукин А.И. Применение поляризационного фильтра для повышения соотношения сигнал/шум на спекл интерферограммах/ А.И.Жужукин, В.А. Солянников// Компьютерная оптика, 2011, т.35, №2. - С.220 - 223.

40. Жужукин А.И. Применение голографической и спекл интерферометриидля исследования вибрационных характеристик деталей/ А.И.Жужукин//

41. Материалы докладов международной научно технической конференции210

42. Проблемы и перспективы развития двигателестроения», Самара: СГАУ, 2009.-С.148- 149.

43. Жужукин А.И. Мобильный спекл интерферометр для исследования форм колебаний вибрирующих объектов во внестендовых условиях/А.И.Жужукин//Электронный журнал «Труды МАИ», 2011, №47.

44. Журавлев O.A. Разработка автоматизированного метода исследования вибрационных характеристик энергоустановок/ O.A. Журавлев, С.Ю. Комаров, К.Н. Попов, А.Б. Прокофьев// Компьютерная оптика, 2001, т.21. -С.7- 11.

45. Зайдель А.Н. Стробоголографический метод изучения вибраций/ А.Н.Зайдель, Л.Г. Малхасян// Журнал технической физики, 1968, т.38. С. 1824-1828.

46. Застрогин О.Ю., Кулебякин А.З. Лазерные приборы вибрационного контроля и точного позиционирования. М.: Машиностроение, 1995. - 320 с.

47. Иванов В.П. Колебания рабочих колес турбомашин. -М.:Машиностроение, 1983. 224 с.

48. Иванова О.Н. Метод формирования и иссследования моделей ГТД на различных этапах проектирования, доводки и эксплуатации// Дисс. на соискание уч.степени канд.тех. наук. Уфа, 2005. - 305 с.

49. Каленков Г. Цифровая корреляционная спекл интерферометрия/

50. Г.Каленков, А. Штанько// Фотоника, 2010, №4. С.25 - 28.212

51. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл -интерферометрия. М.: Наука, 1985. - 224 с.

52. Ковязин P.P. Двумерное восстановление фазы интерферограмм/ В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Под ред И.П. Гурова и С.А. Козлова. СПб, 2000. С.267 - 275.

53. Козачок А.Г. Голографические методы исследования в экспериментальной механике. -М.: Машиностроение, 1984. 175 с.

54. Козачок А.Г. Голографический интерферометр с минимальной погрешностью измерения смещений и деформаций/ С.Т.Де, А.Г.Козачок, А.В.Логинов, Ю.Н.Солодкин// В кн.: Голографические измерительные системы, вып.2. Новосибирск: НЭТИ, 1978. С.20 - 50.

55. Козачок А.Г. Измерение деформаций и напряжений методами голографической интерферометрии/ А.Г.Козачок, Г.Я.Кезерашвили, Ю.А.Ракушин, Ю.Н.Солодкин// В кн. .'Голографические измерительные системы, вып. 1. Новосибирск: НЭТИ, 1976. С.58 - 75.

56. Колотников М.Е. Предельные состояния деталей и прогнозирование ресурса газотурбинных двигателей в условиях многокомпонентного нагружения//Под ред. д.т.н. В.М.Чепкина. Рыбинск, Изд - во РГАТА, 2003. - 136 с.

57. Кольер Р., Беркхард К., Лин Л. Оптическая голография. М.: Мир, 1973. -686 с.

58. Комар В.Г., Серов О.Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф. М.: Искусство, 1987. - 286 с.

59. Комаров С.Ю. Помехоустойчивый цифровой спекл интерферометр для виброметрии объектов на основе метода усреднения во времени// Дисс. на соискание уч.степени канд.тех. наук. - Самара, 2004. - 234 с.

60. Крайнюков Н.И. Методы и алгоритмы восстановления поля перемещений по данным голографической интерферометрии// Дисс. на соискание уч.степени канд.тех. наук. Самара, 1992. - 169 с.

61. Крюков C.B. Вибродиагностика технического состояния деталей ГТД на основе исследования их собственных форм колебаний// Дисс. на соискание уч.степени канд.тех. наук. Рыбинск, 2007. - 164 с.

62. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. - 213 с.

63. Леонтьев М.К. Тензометрирование в авиационных газотурбинных двигателях. М.: МАИ, 2001. - 35 с.

64. Листовец B.C. Интерференционно-голографические методы анализа вибраций/ B.C. Листовец, Ю.И. Островский// ЖТФ, 1974, т.44. С. 1345 -1373.

65. Макаева Р.Х. Использование голографической интерферометрии для диагностики технического состояния деталей турбомашин/ Р.Х. Макаева// Известия вузов. Авиационная техника, 2008, №2. С.72 - 74.

66. Макаева Р.Х. Определение вибрационных характеристик деталей ГТД методом голографической интерферометрии/ Р.Х. Макаева, А.Х. Каримов, A.M. Царева// Известия вузов. Авиационная техника, 2007, №1. С.78 - 80.

67. Макаева Р.Х. Голографическая интерферометрия при конструкторской доводке лопаток компрессора ГТД/ Р.Х. Макаева, М.Г. Хабибуллин, А.Х. Каримов// Известия вузов. Авиационная техника, 1999, №2. С.72 - 74.

68. Макаева Р.Х. Исследование резонансных форм и частот колебаний пластин применительно к лопаткам турбомашин/ Р.Х. Макаева, А.М. Царева, А.Х. Каримов // Известия вузов. Авиационная техника, 2008, №3. С.14 - 18.

69. Михайлов A.JI. Принципы проектирования и вибродиагностика деталей ГТД на основе математического моделирования объемного напряженно -деформированного состояния// Дисс. на соискание уч.степени д-ра тех. наук. Рыбинск, 2003. - 309 с.

70. Оптическая голография. Т.1/ Под ред. Г. Колфилда. М.: Мир, 1982. -374 с.

71. Островский Ю.И., Бутусов М.М., Островская Г.В. Голографическая интерферометрия. М.: Наука, 1977. - 339 с.

72. Островский Ю.И., Щепинов В.П., Яковлев В.В. Голографические интерференционные методы измерения деформаций. М.: Наука, 1988. -248 с.

73. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М.: Радио и связь, 1986. 400 с.

74. Патент РФ №71422 G 01 В 9/021. Устройство для голографической интерферометрии вращающегося объекта. Жужукин А.И., 2007. Опубликовано 10.03.2008. Бюл. №7.

75. Патент РФ № 71429 G01H 9/00. Устройство для исследования форм колебаний. Жужукин А.И., 2007. Опубликовано 10.03.2008. Бюл. №7.

76. Патент РФ № 78930 G 01 Н 9/00. Устройство для исследования форм колебаний. Баданин А.П., Жужукин А.И., 2008. Опубликовано 10.12.2008. Бюл. №34.

77. Прокофьев А.Б. Расчёт собственных частот и форм колебаний трубопроводов с помощью программного комплекса/ А.Б. Прокофьев// Известия Самарского научного центра РАН, 1999, №2. С.335 - 342.

78. Рябухо В.П. Спекл интерферометрия /В.П. Рябухо //Соровский образовательный журнал, 2001, т. 7, №5. - С. 102 - 109.

79. Сабонадьер Ж.-К., Кулон Ж.-Л. Метод конечных элементов и САПР -М.: Мир, 1989.

80. Селезнев В.Г. Экспериментально теоретическое исследование форм и частот колебаний пакета роторов/ В.М.Михайлов, В.Г.Селезнев, С.А.Юновидов// Аэроупругость турбомашин. - М.: Труды ЦИАМ №1294, 1991. - С. 27.

81. Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1976. - 224 с.

82. Стаселько Д.И. Особенности топографической регистрации быстропротекающих процессов при использовании импульсного лазера на рубине/ В сборнике «Оптическая голография». Под ред. Ю.Н. Денисюка и Ю.И. Островского. Л.: Наука, 1975. - С.4-70.

83. Ульянов С.С. Что такое спеклы/ С.С.Ульянов// Соровский образовательный журнал, 1999, №5. С.112-116.

84. Финк К., Рорбах X. Измерение напряжений и деформаций: Пер. с нем. М.: Машгиз, 1961. 595 с.

85. Франсон М. Оптика спеклов. М.: Мир, 1980. - 171 с.

86. Царева A.M. Экспериментально расчетный метод определения резонансных частот и форм колебаний деталей типа дисков с применением топографической интерферометрии// Дисс. на соискание уч.степени канд.тех. наук. - Казань, 2007. - 161 с.

87. Цейтлин В.И. Оценка циклической долговечности деталей, работающих при сложных программах нагружения/ В.И. Цейтлин, Д.Г. Федорченко// Проблемы прочности, 1983, №2. С. 13 - 19.

88. Чемоданова Т.В. Pro/ENGINEER: Деталь, Сборка, Чертеж,- СПб.: БХВ -Петербург, 2003. 560 с.

89. Шапошников Ю.Н. Разработка программных средств для лазерного спекл интерферометра/ Ю.Н. Шапошников, Ю.Д. Щеглов, А.В. Ивченко// Сб. тез. докл. VI учеб. - методич. конференции «Современный физический практикум».-М.: 2000. - С.212 - 213.

90. Шорин В.П. Цифровой спекл-интерферометр для исследования вибрационных характеристик объектов при широкополосном возбуждении/ В.П. Шорин, Д.С. Еленевский, О.А. Журавлев, С.Ю. Комаров, Ю.Н. Шапошников// Вестник СГАУ, 2003, №1. С. 123 - 130.

91. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений/ Под ред. Б.С. Касаткина. Киев: Наукова думка, 1981. 583 с.

92. Archbold Е. Recording of in-plane surface displacement by double -exposume speckle photography/ E. Archbold, J.M.Burch, A.M. Ennos //Optica Acta, 1970, 17.-P.883.

93. Archbold E. Observation of surface vibration modes by stroboscopic hologram interferometry/ E. Archbold, A. Ennons// Nature, 1968, 217. P. 942.

94. Archbold E. Displacement measurement from double exposure laser photographs/ E. Archbold, A. Ennons // Optica Acta, 1972, v.19. P.253 - 271.

95. Batters J. Holographic and video technigues applied to engineering measurements/ J. Batters, J. Leendertz // Measurement and Control., 1971, 4. P. 349.

96. Briers J.D. The interpretation of holographic interferograms/J.D. Briers// Optical and Quantum Electronics , 1976. v.8. № 6. P. 469 - 501.

97. Burch J.M. Production of multiple beam fringes from photographic scatterers/J.M. Burch, J.M. Tokarski // Optica Acta, 1968, v.5. P. 101 - 104.

98. Cordero D. A. Polynomial fitting of interferograms with Gaussian errors of fringe coordinates. I: Computer simulations/ D.A. Cordero, R.A.Cornejo, N.O. Cardona // Applied Optics, 1994, v.33. P.7339 - 7342.

99. Davidov A.N. Aviation Turbine Blades Strain Computing Using Holographic Interferometry/ A.N. Davidov, D.S. Elenevsky, M.E. Kolotnikov, Y.N. Shaposhnikov, A.G Khramov //Proc. Of 5-th Int. Workshop "Image Processing and Computer Optics" Samara: 1994.

100. Diaz F.V. Determination of residual stresses using hole drilling and digital speckle pattern interferometry with automated data analysis /F.V.Diaz , G.H. Kaufman, G.E.Galizzi // Optics and Lasers in Engineering, 2000. V.33 — Is. 1.

101. Ek L. Detection of the nodal lines and the amplitude of vibration by speckl interferometry/L. Ek, N. Molin//Optics Communications, 1971, 2. P. 419. -P. 39-48.

102. Ellasion B. Mottier F. Journal of the Optical Society of America, 1971, v.61, №5.- P. 559-563.

103. Elenevsky D.S. Holographic-Interferometry Methods Employed for Vibration-Strength Testing of Aviation-Engine Workpieces/ D.S. Elenevsky, N.I.Krainyukov, Y.N. Shaposhnikov, A.G. Khramov// Optics and Laser in Engineering, 1991, v. 15. P. 357-367.

104. Erf R. H. Holography: a new NDT tool comes of age/R.H. Erf, R.M. Gagosz, J.P. Waters// SAMPE Quarterly, 1985, v. 6 , №3. P.25 - 37.

105. Fomin N. A. Speckle Photography for Fluid Mechanics Measurements. Springer Verlag, Berlin, 1998, ISBN, 3 - 54 - 63767 - 2.

106. Goodman J. W. Laser Speckle and Related Phenomena.-Berlin: Springer -Verlag, 1975. ch 2.

107. Handbook of Applicable Mathematics v.6 «Statistics», E. Lloyd and W. Ledermann eds. Ch 20. Kalman filtering. Wiley Interscience Publ., 1984.

108. Hansen RS.A . Compact ESPI system for displacement measurements of specular reflectingor optical rough surfaces/ RS.A Hansen // Optics and Lasers in Engineering, 2004. P. 73 - 80.

109. Hofman M.N. An application of wavenfront reconstruction to interferometry/ M.N Hofman// Applied Optics, 1965, v.4. P. 333- 336.

110. Joenathan C. Contrast of the vibration fringe in time-average ESPI/ C. Joenathan, B.M. Khorana//Applied Optics, 1992, 31. P. 1863-1870.

111. Krupka R., Walz T., Ettemeyer A. New techniques and applications for 3D-brake vibration analysis // SAE Brake Colloquium, San Diego, Oct. 1-4, 2000.

112. Korff D. First-order Statistics of Combined Random Sinusoidal Waves with Applications to Laser Speckle Patterns/ D.Korff // Optica Acta, 1974, v.21, Isl 1. -P.261.

113. Lamprecht J., Kranz J., Schwider J, Fiber optic phase stepping digital speckle-interferometr// http://optik.uni-ellangen.de

114. Lokberg O.J. ESPI the ultimate holographic tool for vibration analisis?/ O.J Lokberg // Journal of the Optical Society of America, 1984, 75, №6. - P.1783 -1791.

115. Macovski A. Time lapse interferometry and controuring using television systems/ A. Macovski, S.Ramsey, L.Schaefer // Applied Optics, 1971, 10. -P.2722.

116. Middleton D. Introduction to Statistical Communication Theory. McGraw Hill Book Co., New York, 1960.

117. Pedrini G. Double pulsed electronic speckle pattern interferometry for vibration analysis/ G.Pedrini, H.Tiziani//Applied Optics, 1994, 37. P.7857-7862.

118. Pedrini G. Digital double pulsed TV-holography/ G.Pedrini , H. Tiziani., Y. Zou// Optics and Lasers in Engineering, 1997, 26. P. 199-219.

119. Powell R.L. Interferometric analysis by wavefront reconstruction/ R.L. Powell, K.A. Stetson // Journal of the Optical Society of America, 1965, v.55. P. 1593.

120. Powell R.L. Interferometric hologram evaluation and real-time vibration analysis of diffuse objects/R.L. Powell, K.A. Stetson// Journal of the Optical Society of America, 1965, v.55. P.1694.

121. Powell R.L. Interferometric vibration analysis of three- dimensional objects by wavefront reconstruction/ R.L. Powell, K.A. Stetson // Journal of the Optical Society of America, 1965, v.55. P. 612.

122. Romero G. Study of a vibrating plate: comparison between experimental (ESPI) and analytical result/ G. Romero, L. Alvares, E. Alanis, L. Nallim, R. Grossi // Optics and Lasers in Engineering, 2003, 40. P. 81-90.

123. Schedin S. Phase evaluation and speckle averaging in pulsed television holography/ S. Schedin, P. Gen // Applied Optics, 1997, 36. P. 3941-3947.

124. Schemm J.B. Fringe pattern recognition and interpretation using nonlinear regression analysis / J.B.Schemm, C.M. Vest// Applied Optics, 1983, v.22. -P.2850 2853.

125. Shchepinov V.P., Pisarev V.S., Novikov S.A., Balalov V.V., Odintsev I.N., Bondarenko M.M. Strain and Stress Analysis by Holographic and Speckle Inter-ferometry.- Chichester.: John Wiley, 1996- 496 p.

126. Schirripa Spagnolo G. Measurement of vibration amplitude by an optical fiber-based moiru interferometer/G. Schirripa Spagnolo, D.Ambrosini, D. Paoletti //Optics and Lasers in Engineering, 1998, 30. P. 213-223.

127. Schubach H.R., Eteemeyer A., Automatic vibration mode analysis with ESPI// Dr. Ettemeyer application report №02-99.135.

128. Stetson K. New design for laser image-speckle interferometer/K. Stetson //Optics and Laser Technology, 1970, 2. P. 179 - 181.

129. Raczkevi B. One-wave length in-plane rotation analysis in electronic speckle pattern interferometry/B. Raczkevi, F. Gyimesi, S. Mike // Optics and Lasers in Engineering, 2001. V.35 Is. - 1. - P. 33 - 40.

130. Takeda M. Fourier transform profilometry for the automatic measurement of 3-D object shapes/ M. Takeda, K. Mutoh // Applied Optics, 1983, v.22. P. 3977 -3982.

131. Takeda M. Fouirier transform method of fringe - pattern analysis for computer - based topography and interferometry / M.Takeda, H. Ina, S.Kobayashi// Journal of the Optical Society of America, 1982, v.72. - P. 156 — 160.

132. Tiziani H.J. Application of Speckling for In-Plane Vibration Analysis/ H.J.Tiziani // Optica Acta, 1971, №12. P.891-894.

133. Vogt E. Hybrid Vibration mode analysis of rotating turbine-blade models/ E. Vogt, J.Geldmacher, B. Dirr, H.Krei // Experimental Mechanics, 1985, June. -P. 161 - 170.

134. Yu Q. New spin filters for interferometric fringe patterns and grating patterns/ Q. Yu, X. Liu, K. Andresen// Applied Optics, 1994, v.33, №17. P.3705 - 3715.