автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Оценка эффективности упрочнения поверхностным пластическим деформированием на основе компьютерной микроскопии

л } -л

' ■ Национальный исследовательский

' 1

Иркутский государственный технический университет

На правах рукописи

РУДЫХ Нелли Васильевна

Оценка эффективности упрочнения поверхностным пластическим деформированием на основе компьютерной микроскопии

Специальность 05.02.08 - Технологии машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 0 ЯН3 2011

Иркутск-2011

004619230

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования НИ «Иркутский государственный технический университет» (ГОУ ВПО . НИ «ИрГТУ») на кафедре машиностроительных технологий и материалов

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Зайдес С.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пашков А.Е.;

кандидат технических наук Тютрин Н.О.

Ведущая организация: ОАО «ИркутскНИИхиммаш»

Защита состоится « 10 » февраля 2011 г. в .10 00 на заседании диссертационного совета Д 212.073.02 в ГОУ ВПО НИ «ИрГТУ» по адресу: 664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ГОУ ВПО НИ «ИрГТУ» корп. «К», конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО НИ «ИрГТУ».

Отзывы на автореферат (в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации) просьба направлять по адресу: 664074, г. Иркутск-74, ул. Лермонтова, 83, ИрГТУ; ученому секретарю диссертационного совета Д 212.073.02 Салову В.М., e-mail: salov@istu.edu

Автореферат разослан « 6 » января 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., профессор

СаловВ. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Состояние поверхностного слоя является одшш из важнейших показателей качества деталей машин и элементов конструкций. Работоспособность поверхностного слоя оценивается не только параметрами шероховатости поверхности, физико-механическими характеристиками, но и остаточными напряжениями.

Напряженное состояние поверхностного слоя деталей машин формируется как на этапах технологического процесса изготовления, так и во время эксплуатации технических изделий. Для обеспечения высокой надежности машин и механизмов большое значение имеет периодически!! контроль их состояния при изготовлении, эксплуатации и ремонте. Именно такой контроль позволяет выявить напряженно-деформированное состояние (НДС) изделия и оценить его прочность, долговечность и надежность.

Современные неразрушающие методы определения НДС металлических изделий основаны на использовании косвенных закономерностей между деформированным (напряженным) состоянием металла и какой-либо физической характеристикой. Это приводит к значительным погрешностям результатов измерений, поэтому методы, основанные на физических эффектах, в настоящее время могут показать в основном только качественную картину напряженного состояния упрочненного или нагруженного изделия.

При современном уровне развития вычислительной и цифровой техники весьма перспективным, на наш взгляд, является метод определения деформаций и напряжений в поверхностном слое обработанных и (или) нагруженных изделий с использованием компьютерной микроскопии.

Идея использования микрофотоизображений для оценки деформированного состояния поверхностного слоя деталей машин, предложенная Смирно-вым-Аляевым в середине прошлого века, не нашла должного применения ввиду отсутствия необходимой вычислительной техники и видеоаппаратуры.

В данной работе рассматривается не только развитие метода, позволяющего определять как деформированное, так и напряженное состояние упрочненных изделий, но и разработка аппаратного комплекса для его практической реализации. В этой связи создание математической базы и разработка алгоритма для определения НДС поверхностно-упрочненного слоя позволит воздействовать на его качество и служить источником формирования нормативной базы для диагностики работоспособности деталей машин и элементов конструкций.

Цель и задачи исследования. Целью исследования данной работы является создание автоматизированной системы расчета деформированного и на-пряжешюго состояния поверхностного слоя упрочненных изделий и деталей машин с использованием компьютерной микроскопии.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести анализ формирования напряжений поверхностно-упрочненного слоя при изготовлении и эксплуатации изделий машиностроения;

- разработать структурную схему системы анализа металлографического изображения деформированного слоя;

- разработать методику определения напряженного состояния поверхностного слоя изделия по металлографическому изображению;

- разработать алгоритм программы расчета напряжений и деформаций на основе компьютерной микроскопии;

- создать компьютерную программу для расчета НДС поверхностно-упрочненного слоя с использованием методов неразрушающего контроля, численных методов, методов цифровой обработки графических изображений;

- выполнить тестирование компьютерной программы по результатам экспериментального определения характеристик прочности и пластичности материалов;

- определить деформированное и напряженное состояние цилиндрических образцов, упрочненных поверхностным пластическим деформированием;

- определить остаточные напряжения в упрочненных образцах и сравнить их с результатами расчетов на основе компьютерной микроскопии;

- применить созданную методику расчета напряженного состояния изделий на предприятиях машиностроительного профиля.

Методы и средства исследования. Для решения задач, поставленных в работе, были использованы методы обработки цифровых изображений, нераз-рушающие методы ко1проля напряжений, численные методы определения НДС, а также натурные эксперименты по определению напряженного состояния в поверхностном слое стальных изделий.

Объект исследования. Объектом исследования является поверхностный слой деталей машин типа валов, осей, втулок.

Предмет исследования. Предметом исследования являются деформированное и напряженное состояние поверхностного слоя упрочненных изделий на основе компьютерной микроскопии.

Научная новизна исследования:

- Разработана методика определения напряженного состояния поверхностного слоя упрочненных изделий по искажению микроструктурного изображения.

- Создана структурная схема системы анализа металлографического изображения с использованием новейших цифровых технологий.

- Разработана схема фильтрации металлографического изображения, обеспечивающая превращение исходного изображения в совокупность граничных линий для дальнейшего применения системы компьютерной диагностики.

- Создан программный комплекс «Металлография», позволяющий определять напряженное и деформированное состояние на локальных участках поверхности без разрушения изделий.

Практическая ценность работы заключается в определении неразру-шающим методом напряженного и деформированного состояния поверхностного слоя нагруженных изделий, а также остаточных напряжений на поверхности упрочненных деталей.

Апробация результатов исследования. Основные результаты работы доложены и обсуждены на 6-ой Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентноспособность» 22-23 мая 2008 г. (г. Брянск); на 7-ой Международной молодежной научно-технической

конференции «Будущее технической науки» 16 мая 2008 г. (г. Нижний Новгород), на 4-ой региональной научно-технической конференции «Технологическая механика материалов» 18-20 апреля 2007 г. (г. Иркутск); на 5-ой региональной научно-технической конференции «Технологическая механика материалов» 24-25 апреля 2008 г. (г. Иркутск); на 6-ой региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки конструкционных материалов» в апреле 2009 г. (г. Иркутск).

Полностью работа доложена на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения НИ ИрГТУ. Автор защищает:

- структурную схему системы анализа компьютерной микроскопии;

- методику и математический аппарат определения НДС металла по микро-струтурному изображению;

- алгоритм автоматизированного расчета НДС деталей машин по металлографическому изображению;

- компьютерную программу определения НДС поверхностного слоя по микроструктурному изображению зерен;

- результаты экспериментальных исследований и компьютерной диагностики по определению напряжений и деформаций в стальных образцах, упрочненных поверхностным пластическим деформированием с использованием локальных и охватывающих процессов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников из 125 наименований, трех приложений. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков и 31 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненных в диссертации исследований, научная проблема, сформулированы цель и задачи работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор литературных источников, в которых рассматриваются вопросы оценки напряженно-деформированного состояния как при эксплуатации изделий, так и при анализе причин их разрушения. Рассмотрены существующие методы и средства решения данной проблемы.

Надежность и долговечность работы деталей машин во многом зависят от качества поверхностного слоя, которое характеризуется не только микрогеометрией и физико-механическими характеристиками, но и напряженным состоянием. Его определению посвящены работы Барданова Ю.М., Белокура И.П., Вишнякова Я.Д., Голова В.А., Даркова А.Д., Емельянова В.А., Журавлева Д.А., Зайдеса С.А., Замащикова Ю.И., Клепикова В.В., Козинцева В.М., Коликова А.П., Крушит A.B., Мирсалимова В.М., Пискарева В.Д., Полухина П.И., Попова А.Л., Суслова А.Г., Порошина В.В., Промпгова А.И., Чернышева Г.Н. и других авторов.

Анализ неразрушающих методов определения напряжений показал, что в настоящее время они позволяют получать напряжения с весьма большой погрешностью, а чаще всего результаты их определения носят качественный характер.

В середине прошлого века для оценки деформированного состояния металлических изделий был предложен метод, основанный на анализе микроструктурного искажения поверхностного слоя. Такие исследования описаны в работах Ильюшина A.A., Салтыкова С.А., Смирнова-Аляева Г.А., Чикидовско-го В.П. При этом, вычисления деформаций выполнялись «вручную», что не позволяло получать точные результаты, а расчеты требовали значительных временных затрат. Кроме того, микроструктурный метод использовали только для оценки деформированного состояния поверхностного слоя. В настоящее время микроструктурный анализ с использованием компьютерной микроскопии используют для объемных измерений рельефа, выполнения гранулометрического анализа кристаллов по размерам и (или) по форме, определения процентного соотношения количества (или площади) объектов разных классов, фазовый анализ и другие.

Для определения деформаций и напряжений упрочненного слоя были подвергнуты анализу методы, позволяющие решить поставленную задачу, а именно: методы неразрушающего контроля деформированного состояния металлических изделий, численные методы решения напряженного состояния, микро структурный метод оценки деформаций.

В последнем разделе главы рассмотрены методы цифровой обработки изображений с применением ЭВМ для управления процессами считывания и обработки сигналов изображений. Этой проблеме посвящены работы Айрига С., Айрига Э., Азимова Ш.Р., Блоха Э.Л., Бутакова Е.А., Брейнарда Р., Виттиха В.А., Граллерта Х.-И., Егоровой О.В., Егоровой С.Д., Кадыровой Г.Х., Клыковой Е.И., Кларка Эшли Р., Колесника В.А., Колесника В.Д., Коннора Д., Лимба Дж., Мусмана Х.Г., Новика Д А., Пантелеева В.Г., Пирша П., Полтырева Г.Ш., Садыкова С.С., Сергеева В.В., Сидоренко E.H., Сойфера В. А., Эберхардта Коли-на Н., Яковлева A.B. и других авторов.

Использование методов анализа цифровых изображений позволяет совершенствовать научные и экспертные исследования, поскольку делает процесс микро- или макроисследования открытым, понятным, наглядным и доступным. На основе проведенного анализа сформулирована цель и задачи исследования.

Во второй главе диссертации изложено математическое обеспечение расчета конечных пластических деформаций и напряжений в поверхностном слое упрочненных изделий.

Сущность микроструктурного метода состоит в том, что в исследуемой зоне свободной поверхности металлической детали берется материальная частица, ограниченная в исходном (недеформированном) состоянии сферической поверхностью диаметром d. Линия пересечения этой поверхности с поверхностью детали должна совпасть с периметром диаметрального сечения сферы, т.е. с плоской окружностью диаметром d с центром в точке О.

Рис.1. Материальная частица, ограниченная до деформации сферической и после деформации эллиптической поверхностью

Начальное р0-расстояние между материальными точками и М2, ар -расстояние между этими точками (М'] и М'2) после деформации. Отношение

Р °

позволяет оценить величину относительной деформации радиуса зерна.

Если мы хотим определить величину зерна с большей точностью, то малой считают деформацию, если изменение расстояния между двумя соседними точками не превышает 4 %.

Начальное расстояние р0 определится равенством:

р1 = Ш\ М\ )02 = Ш\ + (М\ Ю', = Г- )1 • р1 ■ cos2 (в, -в) + (¡¡У ■ р • sin'(б, - в\

2 a lb

откуда Получаем

Р-1 = У ■ cos г {в, -в) + {—У • sin г(0о - в) р~ 2 a 2b

р\ Р2

где х

К-Е- cos2(00 - в), : Ha1 + 8Ь1*' U2 На'

На рис. 1 эта окружность показана пунктирной линией. В плоскости рисунка изображен и эллипс (сплошная линия), совпадающий с периметром одного из трех главных сечений эллипсоидальной поверхности, преобразовавшейся в процессе деформации тела из поверхности сферы.

В основу методики микроструктурного анализа положено измерение длин прямолинейных отрезков р, заранее установленного числа зерен (8-10 зерен) в направлении каждого проведенного луча. Данные лучи проводятся из центра окружности, вписанной в микрошлиф, через определенное количество градусов (угол в).

Рис. 2. Схема разметки линий замеров микроструктуры

На рис.2, изображена схема разметки линий замеров 10 зерен через угол 0=15 град. Можно взять другой угол, например в = 1 градус, тогда измерений будет гораздо больше. После таких замеров требуется найти среднее значение длины 10 зерен на исходной микроструктуре - р0 и на деформированной - р По фотографиям микроструктуры металла в исходном недеформированном состоянии определяется ро -равное длине 10 зерен по углу через 1 градус и заносится в таблицу измерений ро в соответствии с углом ва. Также заносятся в таблицу и измерения р - равные длине 10 зерен по углу через 1 градус. После этого рассчитываются все значения относительных деформаций зерен микроструктуры Р—^- (рис.3).

Рис.3. Кривая распределения относительных деформаций зерен по сектору 180° после обкатывания роликом (натяг 0,15 мм)

Деформированное состояние исследуемого поверхностно-упрочненного слоя по металлографическому изображению определяется то главным компо-

нентам деформаций, которые вычисляются по формулам:

При условии монотонности протекания процесса деформации (полностью или но отдельным фазам) этот метод дает возможность рассчитать по деформированному состоянию исследуемой зоны ее напряженное состояние, используя метод переменных параметров упругости (метод последовательных приближений). Напряжения на каждом шаге итерации можно рассчитать по формуле:

<*1 = а,-л + (с, - • *8Р .

где и - начальное напряжение, рассчитанное исходя из теории упругости по формуле <т = Е •£ ', ¿г,.; - напряжение, рассчитанное на предыдущем шаге итерации, £¡.7 - деформации предыдущего шага; /? - модуль упрочнения стали.

В следующем разделе главы предложена структурная схема (рис.4) системы анализа металлографического изображения.

Рис.4. Струиурная схема системы компьютерного анализа в программе «Металлография»

Данная автоматизированная система анализа изображений состоит из трех блоков: 1) оптического или электронного устройства, формирующего изображение микроструктуры исследуемого материала (микроскоп); 2) устройства, фиксирующего это изображение (цифровые фото- или видеокамеры); 3) устройства, которое обрабатывает и анализирует качественное и количественное

металлографическое изображение - быстродействующий компьютер (ПЭВМ) с установленным на нем специально разработанным программным обеспечением (ПО) «Металлография 1.0».

Третья глава содержит описание алгоритма определения напряжешю-деформированного состояния поверхностного слоя с использованием системы анализа изображения. Данный алгоритм был использован при разработке программного комплекса «Металлография».

Блок-схема расчета напряженного состояния, состоит из блока заполнения базы данных микроструктуры металлов и сплавов, блока расчета НДС по изображению микроструктуры металла в программе, блока обработки изображения и расчета деформаций и напряжений в программе, блока подготовки отчета результатов программы.

Программа «Металлография» содержит модули (рис.5), которые написаны в среде Fortran 6.0 for Windows, записаны в отдельных файлах и работают иод управлением базы данных FoxPro 6.0 for Windows. В работе представлено подробное описание всех программных модулей разработанной программы.

Рис.5. Блок-схема взаимодействия модулей программы «Металлография»

Разработанный алгоритм расчета напряжений и деформаций нагруженного тела по деформированному микроструктурному изображению поверхностно-упрочненного слоя металлического изделия состоит из последовательно-

сти проведения необходимых действий и расчетов. В первую очередь, в программе должны быть выбраны или введены входные данные для расчета, затем введен в действие расчет НДС по микроструктурному изображению, при котором изображение (недеформированпое и деформированное) проходит определенные этапы подготовки к расчету (улучшение качества изображения, разбиение лучами и определение заданной длины зерен в направлении каждого луча). После этого программа осуществляет расчет и анализ напряженного и деформированного состояния испытуемого материала, строит соответствующие диаграммы и записывает полученные данные в таблицы.

Для тестирования разработанной компьютерной программы были проведены эксперименты по определению характеристик прочности и пластичности материала при испытаниях на растяжение и сжатие. Для этого использовали разрывную машину фирмы «Walter» и гидравлический пресс П250. На рабочих поверхностях образцов подготавливали рабочие зоны для фотографирования микроструктуры. Образцы нагружали ступенчато, и после каждого этапа выполняли фотосъемку (рис. 6,7).

ШХМ

ЩЩШШшШ

Рис.6. Микроструктура образца из стали 25: а - до испытаний на сжатие;

б - после испытаний на сжатие (относительная деформация 43,8 %)

\~f%-<,

■ \ t1 " " -л * А

lli®iiilill

* < Jhl^ * -f. ^ J* a) SM ms f asmm 6)

Рис.7. Микроструктура образца из стали 10: а) до испытаний на растяжение;

б) после испытаний на растяжение (относительная деформация 30,84 %)

После компьютерной обработки фото1рафий определяли деформации и напряжения образцов после каждого этапа нагружения. По этим результатам строили графики (рис.8,б, 9,6). Аналогичные графики были построены по данным механических испытаний (рис.8,а, 9,а).

Диаграмма зависимости напряжений от деформаций (смрис.8,а,б), полученная непосредственными измерениями при испытании на сжатие и диаграмма, полученная из расчета НДС микроструктурным методом, являются практически совпадающими кривыми. Предел текучести на обеих кривых достигнут при напряжении около 225 МПа.

а) б)

Рис.8. Диаграмма зависимости напряжений от деформаций: а - кривая по данным эксперимента; б - кривая, полученная по анализу микроструктуры

Среднее расхождение экспериментальных и расчетных данных составило около 2,63 %, что свидетельствует о высокой достоверности результатов, полученных по анализу микроструктурного изображения.

В табл. 1 представлены данные по определению напряжений расчетным и экспериментальным путем после каждой ступени нагружения при сжатии образцов.

Таблица I

Результаты определения напряжений экспериментальным путем и расчетным по анализу микроструктурного изображения при сжатии образцов

Степень деформации образцов при сжатии, % Напряжения расчетные, МПа Напряжения экс-перименталь ные, МПа Расхождение. %

23 229.40 218.59 4.71

29,7 264.78 267.90 -1.18

35,3 306.84 298.06 2.86

43,8 359.02 344.24 4.12

Экспериментальные испытания образцов на растяжение (рис.9) также подтвердили высокую достоверность результатов, получаемых с помощью компьютерной программы «Металлография».

Из полученных диаграмм зависимости напряжений от деформаций при испытаниях на растяжение следует (рис.9,а,б), что данные кривых экспериментальных результатов с результатами компьютерной микроскопии практически совпадают. На обеих диаграммах предел текучести стали 10, достигнут по данным эксперимента при напряжении 210 МПа, а по анализу микроструктуры при 213 МПа. Предел прочности при испытании'на растяжение составил 251 МПа

по данным эксперимента и 260 МПа - по анализу микроструктуры. Средние расхождения напряжений составляют около 2,37 %.

353 325 300 275 ■)

. 250 ■ §235

аю

I 175

5 ,5С с 125

г юо

75 53 25 О

,. . . • . •

1

1

/

" Т

/ь-

7

Ч

5 10 15 20 25 30 35 «1 45 50 Огносмепьные деформации, %

35С 325 330 275

Тс Г.

Л 225 „-2РС

I 175 ¡150 125

5 100

75 5025-С'

5 10 15 20 25 30 35 ЭД 15 Относитал>ч>|е деформгции, 'X

а)

б)

Рис.9. Диаграмма зависимости напряжений от деформаций: а - кривая по данным эксперимента; б - кривая, полученная по анализу микроструктуры

Таким образом, на основе экспериментальных исследований получены результаты, подтверждающие высокую степень достоверности метода определения напряжений и деформаций на поверхности изделий по металлографическому искажению структуры металла. В последнем разделе главы предложены рекомендации и схема проведения расчетов по разработанной методике с использованием созданного программного комплекса «Металлография 1.0».

Компьютерную микроскопию целесообразно использовать в следующих случаях:

- для оценки напряженного состояния поверхности детали на всех этапах механической обработки и поверхностного пластического деформирования;

- при исследовании узких или труднодоступных зон деталей машин;

- в зонах разрыва непрерывности граничных условий, например, вдоль контура контактных поверхностей, ограниченных острой кромкой передающего нагрузку тела;

- в качестве инструмента для анализа причин отклонения ряда явлений (концентрации напряжений, влияния структуры, взаимодействия зерен и пр.).

Разработанная методика на основе компьютерной микроскопии позволяет значительно расширить возможности микроструктурного метода исследования конечной пластической деформации, а также ускорить трудоемкий процесс измерений и вычислений необходимых характеристик напряженно-деформированного состояния изделий машиностроения.

В четвертой главе представлены результаты определения напряжений на поверхности образцов после отделочно-упрочненных методов обработки при использовании локальных и охватывающих деформационных процессов.

Локальные методы упрочнения реализованы обкатыванием роликом, шариком и алмазным выглаживанием. В качестве основного варьируемого пара-

метра упрочнения в данном случае было выбрано количество проходов. Это объясняется тем, что полученные результаты можно оценить по косвенным показателям (твердости, качеству поверхностного слоя и другим).

Основные технологические параметры упрочнения:

- при обкатывании роликом - Орол =50 мм, Ярол=20 мм, 5=0,12 мм/об, У= 12,5 м/мин, натяг-0,15 мм.

- при обкатывании шариком - Ошар =10 мм, 5=0,06 мм/об, К=12 м/мин, натяг-0,15 мм.

- при алмазном выглаживании - Дмм=2 мм, 5=0,078 мм/об, V— 80 м/мин, натяг-0,1 мм.

Результаты расчета напряженного состояния поверхностного слоя образцов, упрочненных после семи проходов обкатыванием роликом, показали, что осевые и окружные напряжения близки по величине (стг= -258МПа, оф= -255МПа). Интенсивность напряжений а, в зависимости от числа проходов при обкатывании роликом стали 30X1 'СА представлена на рис. 10, а при алмаз-

Рис. 10. Диаграмма зависимости интенсивности напряжений от количества проходов при обкатке роликом

Рис.11. Диаграмма зависимости интенсивности напряжений от количества проходов при алмазном выглаживании

Диаграммы подтверждают известные закономерности, согласно которым с увеличением числа проходов напряженное состояние поверхностного слоя -

возрастает, причем через 3-5 проходов интенсивность роста заметно снижается. Однако даже после 7 проходов качество упрочненных образцов не изменилось, так как максимальные напряжения (255 МПа) не превышают предела текучести стали ЗОХГСА (833 МПа).

Изменения качества поверхностного слоя после 5-7 проходов были обнаружены при обкатке стали 45 шариком. На обработанной поверхности отмечались повреждения в виде задиров и отслоений. Расчеты по микроструктурному искажению показали, что осевые напряжения в этих случаях равны 496 МПа, что превышает предел текучести стали 45 (355 МПа) (рис.12). Для оценки достоверности результатов, получаемых ППД на основе компьютерной микроскопии, были изготовлены цилиндрические образцы (сталь 35), упрочненные охватывающим деформированием. Была поставлена задача: определить остаточные напряжения с использованием экспериментальных методов и сравнить полученные результаты с данными компьютерной микроскопии.

3 5

Число проходов

Рис.12. Диаграмма зависимости интенсивности напряжений от количества проходов при обкатывании шариком

Остаточные напряжения в цилиндрических телах определяли по методу обтачивания и растачивания диска. По экспериментальной кривой, построенной в координатах «относительные деформации - радиус диска», рассчитывали остаточные напряжения по формулам:

Гг-Гг с1е„ г+г2 а = Е ■ ———

2 г (!г 2г г

г2-г2

ст=Е-

2 Г

где: егр, егг- окружные и радиальные напряжения ; Е- модуль упругости;

гн,г- наружный и текущий радиусы цилиндра; е9- окружные деформации. Результаты эксперимента при охватывающем деформировании и их сопоставление с расчетными данными представлены в табл.2.

Таблица 2

Результаты определения напряжений экспериментальным методом и расчетным по анализу искажения металлографического изображения

Угол конуса рабочей зоны матрицы 2а, град. Величина относительного обжатия щ % Тангенциальные напряжения в поверхностном слое о<р, МПа Расхождение, °/о

Эксперимент Расчет

18 5 200 192,49 7.51

12 14 170 169,67 0,33

6 23 310 298,88 11,12

Максимальные напряжения растяжения на поверхности диска составили 310 МПа для стали 35. Напряжения в этих образцах, рассчитанные по микро-струкгурпому искажению, отличаются от экспериментальных в среднем на 6,3 %.

Разработанная методика расчета напряженного состояния упрочненных изделий апробирована на промышленных предприятиях региона (ОАО «ВОС-ТСИБМАШ» и научно-диагностический центр ОАО «Ангарская нефтехимическая компания») с ожидаемым экономическим эффектом 143 900 руб. в год.

Использование метода определения напряженного состояния по металлографическому изображению как в лабораторных условиях, так и в производственных показало высокую степень достоверности получаемых расчетов, простоту метода, невысокую трудоемкость, доступность измерительного оборудования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе изложен метод и инструментальное оснащение для определения напряженного состояния изделий упрочненных поверхностным пластическим деформированием. Разработанная методика основана на математическом анализе геометрического искажения металлографического изображения исследуемой области объекта.

2. Разработана структурная схема системы анализа металлографического изображения, предназначенная для фиксирования искажения микроструктуры поверхностного слоя изделий с использованием новейших цифровых технологий. Сформирована математическая база, и на ее основе создана методика расчета напряженного состояния поверхностного упрочненного слоя деталей на основе компьютерной микроскопии.

3. Создан алгоритм анализа микрострукгурного изображения и на его базе разработан программный комплекс «Металлография», позволяющий без разрушения деталей машин определять деформированное и напряженное состояние упрочненного поверхностного слоя. Созданная компьютерная программная разработка использует языки высокого уровня Microsoft Visual Studio 6.0 for Windows, реализует все преимущества современных компьютерных технологий. Программа зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ Федеральной служ-

бы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2009613822 и №2010614977).

4. Программный комплекс «Металлография» протестирован на экспериментальных данных, полученных при определении деформаций и напряжении при испытании стандартных образцов на растяжение и сжатие. При этом характеристики прочности стальных образцов, полученных по результатам металлографических изображений, отличались от экспериментальных данных на величину около 1 %.

5. Определены напряжения в поверхностном слое цилиндрических образцов, упрочненных поверхностным пластическим деформированием. Установлено, что при обкатывании стали 30ХГСА роликом при натяге 0,15 мм в поверхностном слое формируются напряжения сжатия величиной 150 МПа, а при алмазном выглаживании с натягом 0,1 мм напряжения составили 160 МПа. После семи проходов напряжения достигли величины 255 и 270 МПа соответственно. Качество поверхности при этом не ухудшилось, так как напряжения не превышали предела текучести стали (833 МПа).

6. Установлено, что после обкатывания стали 45 шариком с натягом 0,15 мм в поверхностных слоях сформировались напряжения сжатия величиной 150 МПа, а после 7 проходов они достигли 496 МПа, что превысило предел текучести стали (245 МПа). Наклепанная поверхность образцов имела повреждения в виде шелушений и отслоений участков поверхности.

7. Определены остаточные напряжения при охватывающем поверхностном пластическом деформировании по методу растачивания и обтачивания одного диска. Максимальные окружные напряжения на поверхности диска составили 310 МПа (сталь 35). Напряжения в этих образцах, рассчитанные по микроструктурному искажению, отличаются от экспериментальных в среднем на 6,3 %. '

8. Разработанная методика определения напряженно-деформированного состояния на основе компьютерной микроскопии и компьютерная программа «Металлография» реализованы и внедрены на предприятиях машиностроительного профиля: ОАО «ВОСТСИБМАШ», научно-диагностическом центре ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» с ожидаемым экономическим эффектом 143 900 руб. в год.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В РАБОТАХ

В изданиях, входящих в перечень ВАК

1. Рудых Н.В. Оценка напряженно-деформированного состояния упрочненного слоя металла при поверхностно-пластическом деформировании // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. № 12. С. 55-56.

2. Рудых Н.В. Использование микроструктурного изображения для оценки напряженно-деформированного состояния металла // Вестник машиностроения. 2009. № 11. С 33-34.

3. Зайдес С.А., Рудых Н.В. Разработка программного комплекса для расчета деформированного состояния изделий микроструктурным методом // Упрочняющие технологии и покрытия, 2010. № 5. С. 43-45.

4. Зайдес С.А., Рудых Н.В. Экспериментальная оценка напряженного состояния стальных образцов по металлографическому изображению // Вестник ИрГТУ. 2010. №5. С. 26-31.

В других изданиях

5. Рудых Н.В. Численные методы определения напряженно-деформированного состояния изделий машиностроения // Технологическая механика материалов: межвузовский сборник трудов / под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. С. 147-159.

6. Рудых Н.В. Методы неразрушающего определения напряженного состояния изделий машиностроения // Технологическая механика материалов: межвузовский сборник трудов / под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. С. 75-86.

7. Рудых Н.В. Компьютерное моделирование металлографических изображений изделий машиностроения // Технологическая механика материалов: межвузовский сборник трудов / под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. - С. 80-87.

8. Рудых Н.В. Структурная схема системы анализа металлографического изображения // Сборник трудов к 6-ой Международной научно-техн. конф. «Проблемы качества машин и их конкурентноспособность». Брянск: Изд-во БрГТУ, 2008. С. 63-64.

9. Рудых Н.В. Расчет напряженно-деформированного состояния с использованием металлографического изображения // Технологическая механика материалов: межвузовский сборник трудов / под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. С.77-82.

10.Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009613822. Металлография 1.0 //Рудых Н.В. Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 16.07.2009. М„ 2009.

11.Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010614977. Металлография 2.0 // Зайдес С.А., Рудых Н.В. Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 29.07.2010. М„ 2010.

Подписано в печать 28.12.2010. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 20. Поз. плана 34н.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

ВВЕДЕНИЕ.

1. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЙ

МАШИНОСТРОЕНИЯ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Формирование напряженного слоя при изготовлении и эксплуатации изделий машиностроения.

1.2. Методы неразрушающего определения напряженного состояния изделий.

1.3. Численные методы определения напряженного состояния изделий.

1.4. Методы цифровой обработки графических изображений.

1.5. Выводы. Цель работы и её задачи.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЕТА КОНЕЧНЫХ

ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ ПО

ИСКАЖЕНИЮ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

1 2.1. Микроструктурный метод исследования конечных пластических деформаций.

2.2.Метод упругих решений для определения напряженного состояния поверхностного слоя.

2.3. Структурная схема системы анализа металлографического изображения.

Методика определения деформированного и напряженного состояния по металлографическому изображению.

2.4.Вывод ы.

3. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МИКРОСКОПИИ.

3.1. Блок-схема расчета напряженного состояния поверхностно -1 упрочненного слоя

3.2. Построение алгоритма расчета напряжений и деформаций нагруженного тела.

3.3. Описание модулей программы «Металлография».

3.4.Технологическое оборудование для экспериментальных исследований.

3.5.Анализ расчетных и экспериментальных результатов.

3.5.1. Определение НДС при сжатии цилиндрических образцов.

3.5.2. Определение НДС при растяжении образцов.

3.6.Рекомендации по технике расчета напряжений и деформаций на поверхности изделий с использованием компьютерной микроскопии.

3.7.Вывод ы.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

ПОВЕРХНОСТНО-УПРОЧНЕННОГО СЛОЯ.

4.1.Определение НДС поверхности, обработанной роликом.

4.2. Определение НДС поверхности, обработанной алмазным выглаживанием.

4.3. Определение НДС поверхности, обработанной шариком.

4.4. Определение остаточных напряжений по методу растачивания дисков.

4.5. Технологические рекомендации по определению напряженного состояния поверхности изделий с использованием компьютерной микроскопии.

4.6. Расчет экономической эффективности компьютерной микроскопии.

4.7. Выводы.

Информация о напряженно-деформированном состоянии изделий машиностроения является актуальной задачей в технологии машиностроения, так как позволяет оценить надежность работы оборудования и его остаточный ресурс. Повышение долговечности изделий, их эффективности и конкурентноспособности на мировом рынке представляет одну из важнейших задач современного машиностроения [8,11,19,24,38,42,57, и др.].

Напряженное состояние поверхностного слоя изделий формируется как на этапах технологического процесса их изготовления (механическая обработка, сварка, термообработка), так и во время эксплуатации изделия. В течение всего срока службы оборудование машиностроительных предприятий подвергается воздействию температуры, агрессивных сред и механических нагрузок. Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности машин и механизмов большое значение имеет периодический контроль их состояния без демонтажа или с ограниченной разборкой, обслуживание в эксплуатации или при ремонте изделий машиностроения.

Качество изделий машиностроения во многом зависит от состояния поверхностного слоя, которое оценивается рядом показателей. Некоторые из них, например, шероховатость и твердость имеют метрологическую базу. Важнейшая характеристика упрочненного слоя - напряженное состояние, до сих пор не имеет нормативных показателей. Причиной этого является отсутствие надежного метода определения напряжений и деформаций в поверхностном слое изделия. Имея такой метод, можно оценивать напряженное состояние поверхности после каждой технологической операции готового изделия или конструкции, находящейся в эксплуатации.

Неразрушающие методы определения напряженно-деформированного состояния (НДС) металлических изделий основаны на использовании косвенных закономерностей между деформированным (напряженным) состоянием металла и какой-либо физической его характеристикой. Это приводит к значительным погрешностям результатов измерений, поэтому методы, основанные на физических эффектах, в настоящее время могут показать только качественную картину напряженного состояния упрочненного или нагруженного изделия.

При современном уровне развития компьютерной и цифровой техники весьма перспективным на наш взгляд является метод определения деформаций и напряжений в поверхностных слоях обработанных и (или) нагруженных изделий по результатам анализа металлографического изображения реальной поверхности.

Идея использования металлографического искажения для оценки прочности деталей машин, предложенная Смирновым-Аляевым в середине прошлого века, не нашла должного применения ввиду отсутствия необходимой вычислительной техники и аппаратуры.

В задачах диагностики оборудования закономерности связей между механическими и электрофизическими свойствами металлов еще недостаточно изучены, недостаточно изучено определение напряженно-деформированного состояния металла с использованием металлографических исследований.

До настоящего времени металлографические исследования проводились в основном, для рассмотрения деформации зерен поверхностного слоя металла после механической обработки [2,10,12,16,52,85]. При этом вычисления деформаций выполнялись на практике «вручную», что не позволяло получать более точные результаты. Кроме того, металлографические исследования ранее не использовались для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) машин и механизмов. Таким образом, в технологии машиностроения существовала брешь, которую следовало заполнить в интересах науки и практики. Предлагаемая работа имеет своей целью восполнить данный пробел.

Для этого автором были подвергнуты анализу методы, позволяющие решить поставленную задачу, а именно: методы неразрушающего контроля деформированного состояния металлических изделий, численные методы решения напряженного состояния, микроструктурный метод оценки деформаций, методы обработки цифровых металлографических изображений.

Использование таких методов позволяет совершенствовать научные и экспертные исследования, поскольку делает процесс микро- или макроисследования металлоизделий открытым, понятным, наглядным и доступным.

Поэтому в данной работе рассматривается не только развитие метода, позволяющего определять и деформированное и напряженное состояние упрочненных изделий, но и разработка аппаратного комплекса для его практической реализации.

Целью исследования данной работы является создание автоматизированной системы расчета деформированного и напряженного состояния поверхностного слоя упрочненных изделий и деталей машин с использованием компьютерной микроскопии.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести анализ формирования напряжений поверхностно-упрочненного слоя при изготовлении и эксплуатации изделий машиностроения;

- разработать структурную схему системы анализа металлографического изображения напряженного слоя;

- разработать методику определения напряженного состояния поверхностного слоя изделия по металлографическому изображению;

- разработать алгоритм программы расчета напряжений и деформаций по металлографическому изображению;

- создать компьютерную программу для расчета НДС поверхностно-упрочненного слоя с использованием методов неразрушающего контроля, численных методов, методов цифровой обработки графических изображений;

- провести расчеты на ЭВМ напряжений и деформаций поверхностного слоя изделий по разработанной программе;

- провести анализ расчетных и экспериментальных результатов;

- применить созданную модель, алгоритм и программу на предприятиях машиностроительного профиля.

Выполненная работа позволила автоматизировать расчетные процедуры при использовании новейших компьютерных и цифровых технологий и определить напряженное состояние поверхностного слоя, необходимое для оценки надежности и долговечности технологического оборудования.

Объектами исследования являются металлографические изображения поверхностного слоя деталей машин типа валов, осей, втулок.

Предметом исследования являются: деформированное и напряженное состояние поверхностного слоя упрочненных изделий на основе компьютерной микроскопии.

Научная новизна исследования:

- Разработана методика определения напряженного состояния поверхностного слоя упрочненных изделий по искажению микроструктурного изображения.

- Создана структурная схема системы анализа металлографического изображения с использованием новейших цифровых технологий.

- Разработана схема фильтрации металлографического изображения, обеспечивающая превращение исходного изображения в совокупность граничных линий для дальнейшего применения системы компьютерной диагностики.

- Создан программный комплекс «Металлография», позволяющий определять напряженное и деформированное состояние на локальных участках поверхности без заметных повреждений и разрушений изделий.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке математической модели и программы на ЭВМ для определения напряженного состояния поверхностного слоя изделий по искажению микроструктурного изображения.

Практическая значимость работы заключается в определении неразру-шающим методом напряженного и деформированного состояния поверхностного слоя нагруженных изделий, а также напряжений на поверхности упрочненных деталей.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих научных конференциях: 4-ой региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки материалов» 18-20 апреля

2007 г. (г. Иркутск); 5-ой научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки конструкционных материалов» 24-25 апреля 2008 г. (г. Иркутск); 6-ой Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентноспособность» 22-23 мая 2008 г. (г. Брянск); 7-ой Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» 16 мая 2008г. (г. Нижний Новгород), 6-ой региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки конструкционных материалов» 23-24 апреля 2009 г. (г. Иркутск). Полностью работа доложена на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения НИ ИрГТУ.

Достижением конечной цели работы является автоматизированный на ПЭВМ расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) упрочненного слоя изделий с использованием компьютерной микроскопии.

Таким образом, по результатам выполненной работы на защиту выносятся следующие положения:

- структурная схема системы анализа компьютерной микроскопии;

- методика и математический аппарат определения НДС металла по микроструктурному изображению;

- алгоритм автоматизированного расчета НДС деталей машин по металлографическому изображению;

- компьютерная программа определения НДС поверхностного слоя по микроструктурному изображению зерен;

- результаты экспериментальных исследований и компьютерной диагностики по определению напряжений и деформаций в стальных образцах, упрочненных поверхностным пластическим деформированием с использованием локальных и охватывающих процессов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По завершении научной работы получены следующие результаты:

1. В диссертационной работе изложен метод и инструментальное оснащение для определения напряженного состояния изделий упрочненных поверхностным пластическим деформированием. Разработанная методика основана на математическом анализе геометрического искажения металлографического изображения исследуемой области объекта.

2. Разработана структурная схема системы анализа металлографического изображения, предназначенная для фиксирования искажения микроструктуры поверхностного слоя изделий с использованием новейших цифровых технологий. Сформирована математическая база, и на ее основе создана методика расчета напряженного состояния поверхностного упрочненного слоя деталей на основе компьютерной микроскопии.

3. Создан алгоритм анализа микроструктурного изображения и на его базе разработан программный комплекс «Металлография», позволяющий без разрушения деталей машин определять деформированное и напряженное состояние упрочненного поверхностного слоя. Созданная компьютерная программная разработка «Металлография» использует языки высокого уровня Microsoft Visual Studio 6.0 for Windows, реализует все преимущества современных компьютерных технологий. Программа зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2009613822 и №2010614977).

4. Программный комплекс «Металлография» протестирован на экспериментальных данных, полученных при определении деформаций и напряжений при испытании стандартных образцов на растяжение и сжатие. При этом характеристики прочности стальных образцов, полученных по результатам металлографических изображений, отличались от экспериментальных данных на величину около 1 %.

5. Определены напряжения в поверхностном слое цилиндрических образцов, упрочненных поверхностным пластическим деформированием. Установлено, что при обкатывании стали ЗОХГСА роликом при натяге 0,15 мм в поверхностных слоях формируются напряжения сжатия величиной 150 МПа, а при алмазном выглаживании с натягом 0,1 мм напряжения составили 160 МПа. После семи проходов напряжения достигли величины 255 и 270 МПа соответственно. Качество поверхности при этом не ухудшилось, так как напряжения не превышали предела текучести стали (833 МПа).

6. Установлено, что после обкатывания стали 45 шариком с натягом 0,15 мм в поверхностных слоях сформировались напряжения 150 МПа, а после 7 проходов они достигли 496 МПа, что превысило предел текучести (245 МПа). Наклепанная поверхность образцов имела повреждения в виде шелушений и отслоений участков поверхности.

7. Определены остаточные напряжения при охватывающем поверхностном пластическом деформировании по методу растачивания и обтачивания одного диска. Максимальные окружные напряжения на поверхности диска составили 310 МПа (сталь 35). Напряжения в этих образцах, рассчитанные по микроструктурному искажению, отличаются от экспериментальных в среднем на 6,3 %.

8. Разработанная методика определения напряженно-деформированного состояния на основе компьютерной микроскопии и компьютерная программа «Металлография» реализованы и внедрены на предприятиях машиностроительного профиля: ОАО «ВОСТСИБМАШ», научно-диагностическом центре ОАО «Ангарская нефтехимическая компания», с ожидаемым экономическим эффектом 143 900 руб. в год.

1. Айриг С., Айриг Э. Сканирование — профессиональный подход / Мн.: ООО «Попурри», 1997. — 176 с.

2. Акшенцева A.JI. Металлография коррозионностойких сталей и сплавов: Справочник-М.: Металлургия, 1991.-288 с.

3. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности.- М.: Высш. шк., 1990. 400 е., ил.

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

5. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ, пособие.- Мн.: Выш. шк., 1987. 271 с.

6. Андрейкив А.Е., Лысак Н.В. Метод акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения. Киев.: Наук, думка, 1989. — 176 с.

7. Бабамуратов К.Ш., Ильюшин A.A., Кабулов В.К. Метод СН-ЭВМ и его приложения к задачам теории пластичности. Ташкент: Фан, 1987. - 288 с.

8. Бар данов Ю.М. Напряженное состояние и прочность стержней: учебное пособие. К.: Выща шк., 1990. - 40 е., 42 ил. - ISBN 5-11-002347-6.

9. Белокур И.П. Дефектология и неразрушающий контроль. К.: Выща шк., 1990.-207 е.: ил.

10. Ю.Бельченко Г.И., Губенко С.И. Основы металлографии и пластической деформации стали. К.; Донецк.: Выща шк. Головное изд-во, 1987. - 240 с.

11. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. — 232 с.

12. Биронт B.C. Материаловедение: Учебное пособие / ГОУ ВПО "ГУЦМиЗ". -Красноярск, 2003. — 312 с.

13. Блох Э.Л. Проблемы передачи информации М.: Наука, 1960. - 114 с. Н.Бутаков Е.А. и др. Обработка изображений на ЭВМ / Е.А. Бутаков, В.И.

14. Островский, И.Л. Фадеев. М.: Радио и связь, 1987. - 240 с. 15. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. -М.: Машиностроение, 1991. - 240 с.

15. Вашуль X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1988. - 320 с.

16. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. Учеб.пособие для вузов. 2-е изд., стер. - М.: Высш.шк., 2000. — 480 е., ил. - ISBN 5-06-003830-0.

17. Виттих В.А., Сергеев В.В., Сойфер В.А. Обработка изображений в автоматизированных системах научных исследований М.: Наука, 1982. - 430 с.

18. Вишняков Я.Д., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. - 254 с.

19. Гаврюшин С.С., Коровайцев A.B. Методы расчета элементов конструкций на ЭВМ: Учебное пособие. -М.: Изд во ВЗПИ, 1991. - 162 с.

20. Гелин Ф.Д. Металлические материалы: Справ. Мн.: Выш. шк., 1987. - 368 с.

21. Грибов А.П., Петухов Н.П. Численные методы расчета тонкостенных конструкций при статистических воздействиях: Учебное пособие. Казань.: КХТИ им.С.М.Кирова, 1986. - 80 с.

22. Дарков A.B., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов: Учеб. для техн. вузов 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1989. - 624 е., ил.

23. Дзугутов М.Я. Напряжения и разрывы при обработке металлов давлением. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1994. - 288 с.

24. Егорова С.Д., Колесник В.А. Оптико-электронное цифровое преобразование изображений. М.: Радио и связь. 1991. - 208 с.

25. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды: Учебник. — 3-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 310 с. - ISBN 5-211-00940-1.

26. Ильюшин A.A. Труды Т.1 (1935 1945) / Составители Е.А. Ильюшина, Н.Р. Короткина. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 352 с. - ISBN 5-9221-0329-6.

27. Ильюшин A.A. Труды Т.2 (1946 1966) / Составители Е.А. Ильюшина, Н.Р. Короткина. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 480 с. - ISBN 5-9221-0364-4.

28. Ишлинский А.Ю., Ивлев Д.Д. Математическая теория пластичности. М: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 704 с. - ISBN 5-9221-0141-2.

29. Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамические контактные задачи для предварительно напряженных полуограниченных тел. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. -240 с.

30. Канне М.М. Основы научных исследований в технологии машиностроения: Учеб.пособие для вузов. Мн.: Выш.шк., 1987. - 231 е., ил.

31. Касаткин Б.С., Прохоренко В.М., Чертов И.М. Напряжения и деформации при сварке. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. - 246 с.

32. Кац И.Я. Экономическая эффективность деятельности предприятий (анализ и оценка). М.: Финансы и статистика, 1987. - 192 с.

33. Кларк Эшли Р., Эберхардт Колин Н. Микроскопические методы исследования материалов. М.: Техносфера, 2007. - 376 е., - ISBN 978-5-94836-121-5.

34. Клепиков В.В., Порошин В.В., Голов В.А. Качество изделий / Учеб. пособие. 2-е изд., доп. и перераб. М.:МГИУ, 2006. - 252 с.

35. Клюшников В.Д. Физико-математические основы прочности и пластичности (Элементы теории определяющих соотношений): Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994. - 189 с. - ISBN 5-211-03078-8.

36. Колесник В.Д., Полтырев Г.Ш. Курс теории информации М.: Наука, 1982. -214 с.

37. Коликов А.П., Полухин П.И., Крупин A.B. и др. Новые процессы деформации металлов и сплавов: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш.шк., 1986. — 351 е., ил.

38. Колмогоров B.JI. Напряжения, деформации, разрушение. -М.: Металлургия, 1970, 229 с.

39. Коннор Д., Брейнард Р., Лимб Дж. Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин М.: Мир, 1973. - 160 с.

40. Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы и средства неразрушаю-щего контроля многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1991. — 272 с.

41. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: Учебник для металлургических специальностей вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1977. - 408 с.

42. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1993., 448 с.

43. Лившиц Б.Г. Металлография. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1990, 236 с.

44. Лямбер Н., Греди Т., Хабракев Л. И др. Металлография железа: Справ, изд: Пер с нем. М.: Металлургия, 1985. - 248 с.

45. Маев Р.Г. Акустическая микроскопия. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2005. - 402 с.

46. Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. — М.: Высш. школа, 1979. 119 е., ил.

47. Малинина Р.И. и др. Практическая металлография. М.:Интермет Инжиниринг, 2002. - 240 е.: ил.

48. Марочник сталей и сплавов / Под общей ред. А.С.Зубченко М.: Машиностроение, 2003. - 784 е., ил.

49. Маталин A.A. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. — Харьков: Техника, 1971. — 144 с.

50. Маталин A.A. Технология машиностроения JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985.-496 е., ил.

51. Материаловедение / Под общ. ред. Б.Н.Арзамазова, Г.Г.Мухина. 3-е изд., стереотип. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 648 е., ил.

52. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. Киев.: Наукова думка, 1976. - 320 с.

53. Методы и приборы автоматического неразрушающего контроля. Электромагнитные методы: Сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1984.

54. Методы компьютерной обработки изображений. /Под ред. В.А. Сойфера. — М.: Физматлит, 2001.-784 с. ISBN 5-9221-0180-3.

55. Мирсалимов В.М., Емельянов В.А. Напряженное состояние и качество непрерывного слитка. -М.: Металлургия, 1990. 151 с.

56. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. - 252 с.

57. МусманХ.Г., Пирш П., Граллерт Х.-И. Достижения в области кодирования изображений. ТИИЭР, 1985.-109 с.

58. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник/ Под редакцией В.В.Клюева. 3-е изд., исправ. и доп. М.: Машиностроение, 2005. - 656 е., ил.

59. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник./Под редакцией Г.С.Самойловича. -М.: Машиностроение, 1976. 456 е.: ил.

60. Новик Д.А. Эффективное кодирование Л.: Энергия, 1965. - 120 с.

61. Окопный Ю.А., Радин В.П., Чирков В.П. Механика материалов и конструкций: Учебник для вузов. 2-е изд. доп. М.: Машиностроение, 2002,- 436 е.: ил.

62. Пантелеев В.Г., Егорова О.В., Клыкова Е.И. Компьютерная микроскопия. — М.: Техносфера, 2005. 304 с. ISBN 5-94836-025-3.

63. Папшев Д.Д. Отделочно упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием: -М.: Машиностроение, 1978. - 152 е., ил.

64. Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: Учеб. пособие. 2-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 366 с.

65. Прочность и акустическая эмиссия материалов и элементов конструкций/ под ред. Писаренко Г.С. — Киев.: Наук, думка, 1990. — 232 с.

66. Пшибыльский В. Технология поверхностной пластической обработки. — М.: Металлургия. 1991. — 479 с.

67. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики: Пер с англ. — М.: Мир, 1989.-512 е., ил.

68. Рудых Н.В. «Методы неразрушающего определения напряженного состояния изделий машиностроения» / Материалы 4-ой РНТК «Технологическая механика материалов»./Под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ,2007.-С. 75-86.

69. Рудых Н.В. «Численные методы определения напряженно деформированного состояния изделий машиностроения» / Материалы 4-ой РНТК «Технологическая механика материалов»./Под ред. С.А.Зайдеса. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - С. 147-159.

70. Рудых Н.В. «Компьютерное моделирование металлографических изображений изделий машиностроения» / Материалы 5-ой РНТК «Технологическая механика материалов». /Под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ,2008. С. 80-87.

71. Рудых Н.В. «Структурная схема системы анализа металлографического изображения» / Материалы 6-ой МНТК «Проблемы качества машин и их конкурентноспособность»/ Брянск: Изд-во БрГТУ, 2008. - С. 63-64.

72. Рудых Н.В. Оценка напряженно-деформированного состояния упрочненного слоя металла при поверхностно — пластическом деформировании — М., «Упрочняющие технологии и покрытия» № 12, 2008г. С. 55-56.

73. Рудых Н.В. Использование микроструктурного изображения для оценки напряженно-деформированного состояния металла — М., «Вестник машиностроения» № 11, 2009г. С. 33-34.

74. Рудых Н.В. Расчет напряженно-деформированного состояния с использованием металлографического изображения / Межвузовский сборник научных трудов «Технологическая механика материалов»/Под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - С. 77-82.

75. Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом. М.: Машиностроение, 1985. - 152 е., ил.

76. Садыков С.С., Кадырова Г.Х., Азимов Ш.Р. Системы цифровой обработки изображений. Ташкент.: Фан, 1988. — 193 с.

77. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография (Стереология металлических материалов). М.: Металлургия, 1976. - 270 с.

78. Самуль В.И. Основы теории упругости и пластичности: Учеб. пособие для студентов вузов. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. школа, 1982. - 264 е., ил.

79. Саргсян А.Е. Сопротивление материалов, теории упругости и пластичности. Основы теории с примерами расчетов. Учебник. М.: Изд-во АСВ, 1998. -240 е., ил.

80. Славский Ю.И., Бондарев Ю.А. Неразрушающий контроль качества изделий.: Учебное пособие. Волгоградский политехи. Институт. - Волгоград.: 1989. - 144 е., ил.

81. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. — М., Металлургия, 1973.-496 с.

82. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. / Л.: «Машиностроение», 1968. 272 с.

83. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическим деформациям. Краткие основы. М.: МАШГИЗ, 1949. - 250 с.151

84. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд., перераб. и доп. JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978.-368 с.

85. Смирнов-Аляев Г.А. Чикидовский В.П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. Л.: «Машиностроение», 1972. — 360 с.

86. Современные методы и приборы неразрушающего контроля. Материалы семинара. М.: МДНТП им.Дзержинского, 1990. - 154 е., ил.

87. Сокол И .Я., Ульянин Е.А., Фельдгандлер Э.Г. и др./ Структура и коррозия металлов и сплавов /Атлас. Справ, изд. — М.: Металлургия, 1989. — 400 с.

88. Соколовский В.В. Теория пластичности. -М.: «Высш.школа», 1969. 608 е., ил.

89. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. Учебник под ред. Г.С. Варданяна М.: Издательство АСВ, 1995. - 568 е., ил.

90. Сопротивление материалов. / Под ред. Г.С. Варданяна М.: ИНФРА-М, 2003.-480 е., ил.

91. Сосински Барри. Разработка приложений в среде Visual FoxPro 5.: Пер. с англ. К.: Диалектика, 1997. - 448 е., ил. - ISBN 966-506-087-2.

92. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. — М.: Машиностроение, 2000. 320 е., ил.

93. Теория пластических деформаций металлов/ Под. Ред. Е.П.Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 е., ил.

94. Теребушко О.И. Основы теории упругости и пластичности. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 320 с.

95. Технологические процессы поверхностного пластического деформирования/ монография под ред С. А.Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 404 е., ил.

96. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. 2-е изд., - М.: Металлургия, 1973, - 224 с.

97. Трипалин A.C., Буйло С.И. Акустическая эмиссия. Физико механические аспекты. - Издательство Ростовского университета, 1986. - 160 с.

98. Физические методы испытания материалов и веществ: Тематический сборник научных трудов./ Под редакцией Ю.В.Петрова. — Челябинск: ЧПИ, 1988.-90 е., ил.

99. Филатов М.Я. Оптические методы исследования разрушения полимерных материалов. Киев.: Наукова думка, 1989. - 132 с.

100. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. — Изд.З-е перераб. и доп. В двух частях. Часть первая. Деформации и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. - 472 е., ил.

101. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд.З-е перераб. и доп. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность.- М.: Машиностроение, 1974. — 368 е., ил.

102. Химченко Н.В., Бобров В.А. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении. -М.: Машиностроение, 1978. -264 с.

103. Хорн Ф. Атлас структур сварных соединений. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1977.-288 с.

104. Чернышев Г.Н., Попов А.Л., Козинцев В.М., Пономарев И.М. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. М: Наука. Физматлит, 1996. -240 с.

105. Черняк Н.И. Механические свойства стали в области малых пластических деформаций. Киев.: Изд-во Академии наук Украинской ССР, 1962. - 104 с.

106. Шатерников В.Е. Лазарев С.Ф. Автоматический контроль качества в машиностроении (электромагнитные методы): Учеб.пособие. М.:Изд. ВЭМИ, 1988.-84 е., ил.

107. Экспериментальная механика: В 2-х книгах: Книга 1. Пер. с англ./Под ред. А. Кобаяси. М.: Мир, 1990. - 616 с.

108. Яковлев A.B. Методы, модели и алгоритмы формирования и анализа изображений в системе контроля качества материалов и продукции машиностроительного предприятия. Муром: Изд-во Муромск. инст-та ВлГУ, 2003, -16 с.

109. Яковлев A.B. Система обработки изображений шлифов металлов. / Радиотехника, телевидение и связь. Межвузовский сборник научных трудов, посвященный 110-летию В.К.Зворыкина. Муром: Мур.институт (филиал) ВлГУ- 1999, 150-153 с.

110. Яковлев А.В., Сидоренко Е.Н. Методы и аппаратура анализа структуры микрошлифов металлов. — Муром, ин-т Владимир, гос. ун-та Муром, 2001 - 25 е.; библ.

111. Clarke A.R., Eberhardt C.N. Microscopy techniques for materials science. // Woodhead Publishing Limited, 2002, Pp. 186-190.

112. Klykova E., Mazurkevich A., Panteleev V. Image analysis and SEM studies of ancient ceramics and feldspar porcelain structure. // Microscopy and Analysis, Eu-ropeanedition, 1998, Sept. Pp. 15-18.

113. Kawagoe M., Tojo A. Fingerprint pattern classification. // Pattern recognition, 1984, vol. 17, № 3, Pp. 295-303.

114. Magnrabi H. Investigation of plastically deformed copper single crystals. // Phys. Stat. Sol 1970, vol. 39, No 1, Pp. 317-326.

115. Nabarro F. R. N. Theory of crystal dislocation // L, 1967, Pp. 302-311.

116. O'Gorman L., Nickerson J.V. An approach to fingerprint filter design. // Pattern recognition, 1989, vol. 22, № 1, Pp. 29-38.

117. Wang Zhiping, Lu Yang, Wu Chenwed, Xu Jianlin, Yang Xinzhuang. Cast-iron metallographic structure by computer picture processing system. // Journal of Cansu University of Technology, Vol. E-l, No. 1.Dec., 1997 Pp. 29-32.