автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Прогнозирование и технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей ГТД, работающих в условиях фреттинг-коррозии

На правах рукописи

РРЪ (м

ЛЮБИМОВ РОМАН ВЛАДИМИРОВИЧ > ■ - - .

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ГТД, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ

Специальность 05.07.05 — Тепловые двигатели летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

РЫБИНСК - 2000

Работа выполнена в Рыбинской государственной авиационной технологической академии

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Безъязычный В.Ф.

Научный консультант: к.т.н., доцент Драпкин Б.М.

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор Смыслов A.M.

к.т.н. Сарычев C.B.

Ведущее предприятие: ОАО «Рыбинские моторы»

Защита состоится « № » Qrtpt? Л/] в m ~ часов на заседании диссертационного совета Д 064.42.01 в ауд. 237 главного корпуса Рыбинской государственной авиационной технологической академии по адресу: 152 934, г. Рыбинск, Ярославской области, ул. Пушкина, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии.

Автореферат разослан «_ /Л ¿23 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с углубленными теоретическими и экспериментальными исследованиями закономерностей фреттинг-изнашивания конструкционных авиационных материалов с целью научно-обоснованного выбора технологических методов обеспечения требуемых эксплуатационных свойств основных деталей ГТД, работающих в условиях фретгинг-коррозии.

Актуальность проблемы. В настоящее время ресурсы современных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) достигают 20000 летных часов и более. При существующей тенденции значительного повышения удельной мощности ГТД, приводящей к росту их динамической напряженности (вибронапряженности), решение трибологической проблемы становится наиболее важной, фундаментальной задачей для современного авиамоторостроения. Преодоление трибологического барьера предоставляет существенные резервы для увеличения срока службы основных узлов ГТД, снижения их металлоемкости, сокращения численности рабочих занятых ремонтом, повышения производительности, экологичности и безопасности авиационной техники. В то же время, ресурс работы основных узлов современных ГТД (компрессоров, турбин, агрегатов автоматики) очень часто ограничивается преждевременным износом или разрушением сопрягаемых деталей (дисков, лопаток, валов) в результате развития особого вида повреждения поверхности, получившего название фреттинг-коррозии или фреттинга и возникающего на контактных поверхностях при относительных колебательных перемещениях малой амплитуды (от нескольких нанометров до сотых долей миллиметра). Такие перемещения могут вызываться вибрациями, возвратно-поступательным движением, периодическим изгибом или кручением сопряженных деталей. При фретгинг-коррозии значительно ухудшается качество поверхности деталей, что приводит к существенному снижению эксплуатационных характеристик материала, прежде всего, сопротивления усталости, контактной жесткости и др. До сих пор при оценке сопротивления усталости основных деталей ГТД конструкторы практически не учитывают влияние этого фактора, поскольку ученые еще не пришли к общепризнанной теории, описывающей механизм разрушения поверхностей контакта при фреттинге и дающей приемлемые расчетные, инженерные методы оценки степени поврежденности. Требуемый высокий уровень надежности и долговечности современных ГТД может быть достигнут комплексом конструкторских, технологических и эксплуатационных мероприятий. Причем для основных деталей ГТД наиболее эффективными являются технологические мероприятия, при условии правильного выбора метода и режимов упрочняющей обработки.

Цель работы: улучшение эксплуатационных свойств деталей ГТД, подверженных фреттинг-коррозии, посредством поиска физических критериев оптимального состояния, оценок качества контактирующих поверхностей и научно-обоснованного выбора технологического метода и режимов упрочняющей поверхностной обработки.

Для достижения поставленной цели в работе последовательно решаются следующие основные задачи:

1. Выбор объекта исследования (ОИ) из числа основных деталей серийно выпускаемых ГТД, работающих в условиях фреттинг-коррозии.

2. Моделирование эксплуатационных условий работы ОИ при проведении экспериментов.

3. Выбор и описание методов экспериментального исследования основных параметров состояния поверхностного слоя материала при фреттинге и испытаний на фреттинг-коррозию.

4. Исследование механизма и кинетики процессов разрушения поверхностных слоев металлов при фреттинг-коррозии.

5. Изучение влияния фреттинг-коррозионных повреждений на сопротивление усталости и контактную жесткость конструктивно-технологической модели выбранного ОИ.

6. Разработка рекомендаций по улучшению технологического обеспечения эксплуатационных свойств ОИ в серийном производстве.

Методика исследования. Воспроизведение фреттинг-коррозии в лабораторных условиях-осуществлялось в соответствии с требованиями ГОСТ 23.211-80 на принципах физического моделирования эксплуатационных условий работы реального узла ГТД. Исследование природы и механизма фреттинг-коррозии различных конструкционных материалов осуществлялось посредством применения перспективных физических методов определения основных параметров состояния поверхностного слоя, прежде всего, модуля нормальной упругости (модуля Юнга) и фона внутреннего трения (ФВТ). При разработке кинетической модели механизма поверхностного разрушения металлов при фреттинге использовались современные дислокационные представления относительно природы трения и изнашивания твердых тел. Для обработки экспериментальных данных широко использовались возможности пакетов прикладных программ ПЭВМ, такие как AutoCAD 14.0, MathCAD 7.0. Научная новизна. Разработана экспериментально-аналитическая методика оценки качества контактирующих поверхностей при различных видах фрикционного взаимодействия и научно-обоснованного выбора технологических методов повышения фреттингостойкости контактных металлических поверхностей на основе установленных, ранее неизвестных закономерностей изменения основных параметров состояния поверхностного слоя при фреттинг-изнашивании металлов. Разработана уточненная трехстадийная кинетическая модель фреттинг-изнашивания металлов на основе дислокационных представлений относительно малоцикловой усталостной природы лепестково-послойного разрушения поверхностных слоев.

На защиту выносятся. Методики экспериментального исследования процессов структурной повреждаемости поверхностных слоев металлических материалов при фреттинге и других видах фрикционного взаимодействия с применением перспективных физических неразрушающих методов определения основных параметров состояния поверхностного слоя. Уточненная кинетическая модель фреттинг-изнашивания металлов на основе полученных экспериментальных закономерностей изменения величины линейного фреттинг-износа (h„), модуля Юнга и ФВТ. Результаты экспериментальных исследований влияния фреттинг-коррозионных повреждений на сопротивление усталости конструктивно-технологической модели выбранного ОИ. Экспериментально-аналитическая методика оценки эксплуатационных свойств по контролируемым параметрам поверхностного слоя, научно-обоснованного выбора технологического метода и режимов упрочняющей обработки для повышения фреттингостойкости основных деталей ГТД.

Практическая ценность работы. Полученные новые экспериментальные данные и теоретические знания относительно механизма поверхностного разрушения металлических конструкционных материалов при фреттинг-коррозии могут быть использованы для уточнения конструкторских проверочных расчетов основных эксплуатационных свойств деталей ГТД: износостойкости, циклической долговечности, контактной жесткости и др. Предложенная экспериментально-аналитическая методика оценки качества контактных поверхностей деталей ГТД после эксплуатационной наработки или в техпроцессе упрочняющей обработки может служить основой для разработки и применения новых -эффективных средств неразрушающего контроля (НК) параметров состояния поверхностного слоя.

Апробация работы. Основные теоретические положения и полученные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических форумах: XXIII Гагаринские чтения (Москва, 1997 г.); НТК "Автоматизированные • технологические и механотронные системы в машиностроении" (Уфа, 1997 г.); Научно-практический семинар "Проблемы трибологии производства" (Иваново, 1997 г.); НТК "Проблемы повышения качества промышленной продукции" (Брянск, 1998 г.); XXVI конференция молодых ученых и студентов (Рыбинск, 1999 г.); IV Всероссийская НТК "Методы и средства измерения физических величин" (Нижний Новгород, 1999 г.); 5-ый Международный симпозиум МСВ8'99 (Польша, Зелена Гура, 1999 г.) и других. Практическая реализация. На основании проведенных сравнительных испытаний конструктивно-технологической модели рабочего колеса И-ой ступени КНД ТРДЦ Д-ЗОКУ(КП) на многоцикловую и малоцикловую усталость в условиях фреттинга, предложены практические рекомендации по выбору оптимального техпроцесса упрочняющей обработки для обеспечения требуемого ресурса авиадвигателей серии Д-30 и его модификаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ. Из них 8 статей, остальные - тезисы докладов на различных НТК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов по работе, списка использованных источников из 132 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 28 формул, 48 иллюстраций и 18 таблиц. В приложениях представлены: статистика отказов и снижения ресурсов серийных авиадвигателей Д-ЗОКУ(КП) за 1990-1995 гг.- по данным ОАО 1 «Рыбинские моторы»; сборочные чертежи и спецификации спроектированных и изготовленных в рамках работы приспособлений к лабораторному оборудованию; свидетельство о принятии результатов работы к использованию на производстве. Общий объем работы составляет 200 печатных страниц машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность постановки проблемы улучшения технологического обеспечения эксплуатационных свойств основных деталей авиационных ГТД, подверженных фреттинг-коррозии вследствие существующей тенденции увеличения вибронапряженности конструкций с сохранением высоких требований к надежности современных авиадвигателей (АД). Сформулированы основные направления научно-'

исследовательской деятельности для решения существующей проблемы. Приведены основные термины и определения по фреттинг-коррозии в соответствии с действующими международными стандартами (OECD).

Глава 1. Состояние вопроса. В главе более подробно рассмотрены вопросы, связанные с обоснованием актуальности темы диссертации на основе анализа существующих литературных данных по данной проблеме, включая статистику отказов ТРДД Д-ЗОКУ(КП), устанавливаемых на самолеты ИЛ-62М, ТУ-154М, ИЛ-76МТ и серийно изготавливаемых на ведущем предприятии ОАО «Рыбинские моторы». В частности, определена номенклатура деталей и узлов современных АД, подверженных фреттингу. Наиболее ответственными из них являются бандажированные рабочие лопатки компрессора и турбины, а также шарнирные и замковые соединения рабочих лопаток с дисками. Установлены важные эксплуатационные свойства деталей АД, которые существенно ухудшаются вследствие фреттинг-коррозии. Прежде всего, это сопротивление усталости и длительная прочность,, износостойкость и контактная жесткость. Проведено теоретическое исследование существующих представлений относительно природы и механизма фреттинг-коррозии металлов на основе критического анализа ранее выполненных исследований в этой области такими известными учеными как Г.А. Томплинсон, Р.Б. Уотерхауз, К.Г.Р. Райт, И.М. Фенг, Д. Тейлор, Г.Г. Улиг, Б. Бесун, P.JI. Харрикс, B.C. Иванова, А.Я. Алябьев, В.В. Шевеля и многими другими. Выделено наиболее достоверное из них - усталостная модель фреттинг-процесса, выдвинутая в свое время выдающимся советским ученым H.J1. Голего и его школой. Согласно последней, процесс поверхностного разрушения металлов при фретгинге условно разделяется на три стадии: адгезионное взаимодействие, приработка и установившийся износ с преобладанием разрушения поверхностного слоя по механизму малоцикловой усталости вследствие интенсивной пластической деформации поверхностных микрообъемов. Выполнено подробное исследование состояния вопроса по технологическому обеспечению вышеуказанных эксплуатационных свойств деталей машин с классификацией существующих конструктивно-технологических методов защиты от фреттинг-коррозии. Особо выделены современные физические и физико-химические методы упрочнения контактных поверхностей и нанесения твердых покрытий: ионное и лазерное легирование, газотермическое напыление твердых покрытий и комбинированные методы модификации поверхностного слоя; приведены практические результаты апробации вышеуказанных методов на некоторых ответственных деталях современных ГТД, выполненные А.Н. Петуховым, Н.М. Кулешовым, В.И. Серебряковым, А.Я. Алябьевым, В.В. Сергеевым, А.И. Духотой и другими исследователями. На основании проведенных теоретических исследований и анализа литературных данных по проблеме поставлена цель работы, сформулированы основные задачи исследования.

Глава 2. Обоснование выбора объекта исследования. Моделирование эксплуатационных условий работы выбранного узла ГТД. На основании проведенного в главе 1 анализа статистики отказов и снижения ресурсов серийно выпускаемых ТРДД Д-30 и его модификаций, в качестве практического ОИ выбран узел шарнирного соединения рабочей лопатки с диском II, Ш ступеней КНД, для которого в настоящее время реально решается проблема повышения циклической долговечности диска, вследствие ее значительного снижения из-за фреттинг-износных повреждений рабочих поверхностей (реборд). В нескольких случаях это даже привело к нелокализованному разрушению и отказу двигателя в полете, что создало реальные предпосылки к летному происшествию.

При существующей тенденции увеличения ресурса двигателей серии Д-ЗОКУ(КП) с целью их успешной эксплуатации в течение еще 10-15 лет, решение существующей проблемы повышения циклической долговечности выбранного ОИ является достаточно актуальной задачей для ведущего предприятия ОАО «Рыбинские моторы». Кроме того, шарнирное крепление лопаток к диску является типовым соединением в конструкциях современных ТРДД семейства Д-30 (рис. 1).

Сборочный эскиз узла шарнирного крепления рабочей лопатки к диску 11-ой ст. КНД

реборда передняя 6

1- диск (ВТЗ-1);

2- лопатка рабочая (ВД17);

3- палец (ЭИ736Ш);

4- втулка контровочная (14Х17Н2);

5- втулка;

6- заклепка.

Рис.1

В данной главе проведен комплексный анализ обстоятельств и причин проявления дефекта «усталостные трещины на ребордах дисков II, III ст. КНД» с использованием результатов исследований, проведенных ведущими авиационными НИИ страны (ГосНИИГА, Научно-технический центр «Эксперт» и др.). В результате установлено, что первопричиной дефекта являются фреттинг-коррозионные повреждения боковых поверхностей реборд диска, вблизи отверстий шарнирного крепления лопатки, с формированием очага разрушения в результате действия вибрационной нагрузки в области многоцикловой усталости, а последующее разрушение представляет собой малоцикловое усталостное разрушение по полетному циклу двигателя. Анализ статистики проявления дефекта показал, что усталостные трещины возникают после достижения определенной эксплуатационной наработки по мере накопления фреттинг-коррозионных повреждений. Анализ конструктивно-технологических мероприятий, внедренных на ОАО «Рыбинские моторы» для предотвращения данного дефекта, показал, что некоторые из них хотя и позволяют существенно снизить количество случаев возникновения усталостных трещин, но не являются достаточно эффективными, чтобы обеспечить требуемую надежность и ресурс серийных авиадвигателей. На основании вышеизложенного сделано заключение о необходимости поиска более эффективных методов повышения фреттингостойкости выбранного ОИ. Для обеспечения условий проведения лабораторных ускоренных испытаний на фреттипг-коррозию, максимально приближенных к натурному процессу контактирования деталей ГТД, применен принцип физического моделирования, предполагающий достаточно точное знание условий работы узла трения. Оценка вида контактного взаимодействия и установление основного механизма разрушения контактных поверхностей реборд дисков осуществлялась по разработанной профессором И.В. Крагельским классификации видов

нарушения фрикционных связей и классов износостойкости на основе использования безразмерного критерия износостойкости Ii,:

* L 2Л-60-И-Г' (1)

где hu- среднестатистическая величина фреттинг-износа боковых поверхностей реборд ремонтных дисков, мм; А- средняя величина амплитуды в диапазоне виброперемещений шарнирной лопатки, мм; п- частота вращения ротора КНД ТДДД Д-ЗОКУ на наиболее продолжительном крейсерском режиме, об/мин; Т- межремонтная наработка (ресурс) ТРДД Д-ЗОКУ, летные часы.

Рассчитанная по формуле (1) величина Ii, соответствует 3-ему классу износостойкости и пластическому виду контактного взаимодействия. Диапазон достоверного существования пластического контакта определяется интервалом 1ь= 10"'°... 10'5, что позволяет при" необходимости существенно ускорить проведение лабораторных испытаний за счет ужесточения условий нагружения (амплитуды и частоты виброперемещений, нормального давления и т.п).

Глава 3. Обоснование выбора методов экспериментального исследования -фреттинг-коррозии и описание экспериментального оборудования для изучения слияния повреждений от фретгинга на эксплуатационные свойства деталей ГТД В главе подробно описаны физические методы и конструкция экспериментального оборудования, которые применялись для исследования фреттинг-коррозии в рамках данной работы. Сформулированы основные требования к экспериментальному оборудованию: обеспечение требований ГОСТ 23.211-80 - Проведение испытаний на фреттинг-коррозшо; локальность воздействия и высокая чувствительность к изменению контролируемых параметров поверхностного слоя материала; возможность проводить сопоставления полученных результатов с данными других работ.

В качестве устройства для проведения ускоренных и максимально приближенных к реальным условиям испытаний на фреттинг-изнашивание, в данной работе была использована установка Семенова А.Н, созданная на основе лабораторного оборудования для металлографических исследований ИМАШ 20-75 (AJIA-TOO). Конструкция установки полностью отвечает требованиям ГОСТ 23.211-80.

Для изучения процессов структурной повреждаемости тонких поверхностных слоев металлов, неизбежно возникающей в результате фреттинга, наряду с традиционными предложены два новых физических метода, которые отличаются высокой чувствительностью, информативностью и сравнительно простой методикой проведения экспериментов. Первый из них - метод измерения модуля нормальной упругости Е и внутреннего трения материала. Внутреннее трение в общем случае выражается в уменьшении амплитуды (затухании) свободных упругих колебаний, создаваемых в веществе при соответствующем воздействии и является исключительно чувствительным индикатором изменения свойств металлов в зависимости от температуры и времени. Сущность метода заключается в возбуждении собственных изгибных колебаний длинномерного образца. По

максимальной амплитуде колебаний (резонансу) судят о совпадении частот вынужденных и собственных колебаний. Блок-схема такой установки приведена на рис. 2.

Блок-схема экспериментальной установки для одновременного определения внутреннего трения и модуля упругости в интервале температур:

1- частотомер;

2- звуковой генератор;

3- электромагнитный преобразователь электрических колебаний;

4- электромагнитный преобразователь механических колебаний;

5- усилитель напряжения; 6- электронный осциллограф; 7- милливольтметр; 8- электронное пересчетное устр-во; 9- электропечь; 10 - образец.

Рис. 2

Полученную величину частоты собственных колебаний подставляют в формулу для определения модуля нормальной упругости:

Е = 1,6388-1СГ7

■-■Г

! Jl >

(2)

где Е- модуль нормальной упругости материала образца, МПа; /-длина образца, см; с1-диаметр образца, см; Р- вес образца, г-с; /г- частота собственных изгибных колебаний, Гц. Одновременно определяют декремент колебаний (у) и величину коэффициента внутреннего трения Щ')1 по формулам:

1п( А°

X =

о-> = *

(3)

п л

где Ао - начальная амплитуда, В; А„ - конечная амплитуда, В; и - число колебаний, за время уменьшения амплитуды от Ао до А„.

Второй метод - это ударный (динамический) метод определения модуля упругости поверхностных слоев металлов (Егюв), сущность которого заключается в измерении времени контакта (т) двух тел (плоского образца и сферического индентора, подвешенного на невесомой токопроводящей нити) при их ударном взаимодействии. По теории упругого контактного взаимодействия Герца измеренная величина т связана с модулями упругости поверхностных слоев материалов индентора и образца. В частном случае, когда табличные значения модулей упругости образца и индентора близки, эта зависимость имеет вид:

\Уг

(5)

Елов ~

2(1 -м2)

'Ч

''2

т[ + т2

т

8 .

1 *

где ц- коэффициент Пуассона; у = - скорость индентора в момент соударения (Н-

высота падения индентора, мм; g= 9810 мм/с2); Л- радиус индентора, мм; т/ и /несоответственно массы образца и индентора, кг; г - измеренное время контакта, с. В РГАТА разработано и создано экспериментальное оборудование для определения физических параметров состояния поверхностного слоя вышеописанными методами с возможностью обработки экспериментальных данных на ПЭВМ.

Для измерения контактной жесткости в местах фреттинг-коррозионных повреждений поверхностей номинально-неподвижных сопряжений разработана экспериментальная методика определения нормальной контактной жесткости с использованием стандартного твердомера Роквелла модели ТК-2. В конструкцию прибора внесены незначительные изменения, которые позволяют достаточно точно измерять контактные перемещения с малой-номинальной площадью касания.

Эксперименты по установлению влияния повреждений от фреттинга на сопротивление усталости (ГОСТ 23207-78) деталей ГТД проводились на стандартизированном оборудовании и методикам периодических испытаний на усталость в лаборатории усталостных испытаний ОАО «Рыбинские моторы».

Глава 4. Разработка методики проведения экспериментов для выбранных методов исследования. Описание результатов исследования закономерностей абразивно-силового воздействия на поверхностные слои конструкционных материалов

Посвящена изучению потенциальных возможностей предложенных в главе 3 физических методов исследования фреттинг-коррозии металлов. В качестве объекта исследования выбрано абразивно-силовое воздействие (абразивное изнашивание) как наиболее простой для воспроизведения в лабораторных условиях вид интенсивного фрикционного взаимодействия. Более того, в ряде случаев, образующиеся при фреттинг-коррозии продукты износа (третье тело), окисляясь, могут действовать как абразив, усугубляя повреждение поверхности.

Для проведения исследований разработана оригинальная методика определения ЕПОа шероховатых поверхностей ударным методом. В качестве критерия сохранения упругого вида контактного взаимодействия при соударении гладкого сферического индентора с шероховатой поверхностью образца использовался коэффициент сохранения относительной скорости индентора после соударения, который находится в пределах К= 0,93...0,98 при изменении шероховатости поверхности в диапазоне Иа= 0,2-^3,2 мкм. При этом относительная погрешность определения Епов не превышала 1+3% с доверительной вероятностью р= 0,95. Установлена периодическая зависимость изменения измеренного значения г от продолжительности изнашивания различных металлических материалов абразивными закрепленными частицами различной зернистости при нагрузке Р= 40+50 кПа и скорости о= 0,2м/с. Ранее полученные результаты, и собственные экспериментальные данные свидетельствуют о циклическом изменении ЕПОв металлов при различных видах внешне силового воздействия (трении гладких поверхностей, трении с абразивом, термоциклировании и др.) (рис. 3). В данном случае это является подтверждением гипотезы

Изменение времени контакта гшм от продолжительности абразивно-силового воздействия N

N ->

Рис. 3

И.В. Крагельского о преимущественно малоцикловой усталостной природе разрушения металлических поверхностей при абразивном изнашивании наряду с микрорезанием вследствие интенсивной пластической деформации поверхностных микрообъемов.

Впервые выполнено разделение вкладов пластической деформации и шероховатости поверхности в относительное изменение Е„оа металлов толщиной 5= 5ч-10мкм посредством проведения рекристаллизационного отжига образцов, что позволило установить максимальное относительное изменение ЕПОв вследствие наклепа поверхностного слоя, которое составило ЕТОв/ Ео= 0,7, где Ео- модуль условно бездефектного материала. Это соответствует предельно-деформированному состоянию поверхностного слоя вследствие максимальной концентрации дефектов кристаллической решетки металлов, прежде всего дислокаций, в соответствии с современными представлениями о трении и изнашивании твердых тел.

При исследовании влияния абразивно-силового воздействия на контактную жесткость исследуемых материалов установлены новые корреляционные зависимости упругой и пластической составляющих контактных перемещений соответственно с модулем упругости и твердостью металлов (рис. 4). Экспериментальные зависимости контактного сближения от нормального давления на контакте хорошо коррелируют с расчетными и экспериментальными данными, полученными Э.В. Рыжовым, Н.Б. Демкиным и другими исследователями контактной жесткости деталей машин. Кроме того, полученные зависимости jynP=f(E) и jn„=f(HB) позволяют раздельно установить влияние физико-механических параметров поверхностного слоя на величину контактной жесткости при различных состояниях поверхности и наоборот.

Корреляционные зависимости контактной жесткости от физико-механических свойств

металлических материалов 45 г

14-

МПа. мкм 10

I

Л _

jynp.

; ;

¡

1 -

i

; i :

I 't 1 1 -4 jnin С - Ra-Тот* max — - Ra+ Тэт* □ - R.a+ N

¡ i^Sepi'.Eie<¿ j ! 1 J ¡: ! I! ! i

6 9 12 Е 104-

15 18 21 МПа 27

О 100 125 150 175 200 225 250 НВ 300

ТВЕРДОСТЬ-

Радиус индентора Лсф= 50мм, Рраб= 200 Н, НВ 10/3000/10: Ст. 20 -185; ОТ-2 - 262; Л70 -145; Д16 -125 Рис. 4

На рис. 4 показана схема определения абсолютных изменений модуля упругости титанового сплава ОТ-2, которые хорошо согласуются с установленными ранее относительными изменениями Епо» для данных материалов. Полученные коэффициенты линейной корреляции (Ксог[= 0,97...0,99) свидетельствуют о высокой достоверности полученных результатов.

Глава 5. Исследование природы и механизма фреттинг-коррозии металлов

В главе подробно описаны методика и результаты экспериментального исследования кинетики фреттинг-изнашивания конструкционных авиационных материалов на основе дислокационных представлений относительно малоцикловой усталостной природы разрушения поверхностных слоев металлов. Рассмотрены основные направления практического использования полученных результатов.

Исследования проводились на специальных образцах из армко-железа, Ст.60, сплавов J170 и ВТЗ-1, которые представляют широкий спектр конструкционных авиационных материалов и существенно отличаются друг от друга по своим физико-механическим свойствам. Основной особенностью разработанной методики проведения испытаний на фреттинг-изнашивание является применение индуктивного датчика Микрон - 02 для измерения величины нормального сближения подвижного и неподвижного образцов в процессе фреттинг-износа. Специально разработанная для ПЭВМ программа позволила автоматизировать процесс снятия диаграммы фреттинг-износа и обеспечить его непрерывность в реальном промежутке времени. Возможности созданного измерительного канала на базе ПЭВМ IBM 386 PC позволяют производить 30000 измерений в минуту с точностью до 0,1 мкм. На рис. 5 представлены фрагменты диаграммы фреттинг-износа армко-железа после автоматизированной обработки экспериментальных данных по

специальной методике адаптивной кусочно-нелинейной апроксимации на основе преобразования Фурье из пакета прикладных программ ПЭВМ MathCaD Professional 7.0.

Л

h„104 мм

Участок экспериментальной диаграммы фреттинг-износа армко-железа

200 г

1

i 1

; i

а) стадия адгезионного взаимодействия и стадия приработки

500 ¡ООО 1500 2000 2500 3000 3500

б) стадия установившегося фреттинг-износа

N•10 , циклы

Параметры погружения: А= ЮОмкм;р„= 10МПа;/= 27Гц; Т= 288К.

Рис.5

Экспериментально подтверждено существование явления «отрицательного износа» на стадии адгезионного взаимодействия (рис. 5, а), а также установлен 7-образный характер изменения величины линейного фреттинг-износа на стадии установившегося фретгинг-процесса (рис. 5, б) для всех исследуемых материалов. При этом продолжительность основных стадий процесса, а также период и амплитуда г-образного механизма фреттинг-изнашивания напрямую связано с природой контактирующих материалов при прочих равных условиях. При исследовании процессов структурной повреждаемости металлов от фреттинга установлен циклический характер изменения как упругих, так и неупругих характеристик поверхностного слоя исследуемых материалов. Получены периодические

зависимости изменения коэффициента амплитудно-независящего ФВТ (рнс.6) и модуля упругости поверхностного, слоя Е„ов от продолжительности фреттинг-изнашивания на стадии установившегося износа, аналогичные полученным при исследовании влияния абразивно-силового воздействия на модуль (рис. 3).

Экспериментальные зависимости относительной величины коэффициента ФВТВТЗ-1

1500 4750 8000 1.13-104 1.45-104 циклы 2.1Ч04

ДЫ ->

от продолжительности фреттинг-изнашивания:

1-р„= 10 МПа; 2-р„= 15 МПа Рис. 6

Величина периода и амплитуды циклического изменения <21 и Епое количественно хорошо согласуется с 2-образным характером изменения величины линейного фреттинг-износа для каждого из исследуемых материалов, что является экспериментальным подтверждением гипотезы о малоцикловом усталостном механизме разрушения поверхностного слоя металлов при фреттинге.

На основе полученных экспериментальных данных разработана уточненная трехстадийная кинетическая модель фреттинг-изнашивания металлов на основе дислокационных представлений о разрушении поверхностного слоя металлов вследствие пластической деформации поверхностных микрообъемов. Данная модель во многом согласуется с усталостной моделью фреттинг-коррозии, выдвинутой Н.Л. Голего и его школой, и в основном применима для среднеамплитудного фреттинг-процесса при нормальных условиях контактирования: нейтральной газовой среде и умеренных удельных нагрузках.

В качестве основных направлений практического использования полученных новых научных результатов выделены: уточнение проверочных конструкторских расчетов основных эксплуатационных свойств материалов и деталей АД (износостойкости, циклической долговечности, контактной жесткости и др.); разработка новых эффективных методов неразрушаклцего контроля и качественной оценки физического состояния поверхностного слоя деталей после эксплуатационной наработки, а также в техпроцессе отделочно-упрочняющей обработки.

Глава 6. Исследование влияния фреттинг-коррозии на эксплуатационные свойства детален ГТД посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию влияния фретгинг-коррозионных повреждений поверхности на сопротивление усталости и контактную жесткость материалов и конструкций, в том числе конструктивно-технологической модели выбранного ОИ. Рассмотрены возможности повышения циклической долговечности деталей ГТД технологическими методами.

Анализ ранее проведенных исследований показал, что особенно сильное влияние фреттинг-коррозии на усталость по сравнению с различного рода концентраторами проявляется при невысоких переменных напряжениях. При этом снижение сопротивления усталости номинально-неподвижных сопряжений может колебаться в пределах 10-5-60%. Основным фактором, сокращающим усталостную долговечность, является адгезия поверхностей, характерная для ранних стадий фреттинг-коррозии. Обоснована целесообразность проведения комбинированных испытаний на фреттинг-коррозгао и усталость с целью более точной и объективной оценки ее ослабляющего влияния на сопротивление усталости конструкций.

Проведены экспериментальные исследования влияния повреждений от фреттинга различной наработки на многоцикловую и малоцикловую усталость конструктивно-технологической модели ОИ. Вибрационные испытания на многоцикловую усталость проводились на специальных плоских образцах (100x10x2,5) из титанового сплава ВТЗ-1 по методике со ступенчато возрастающей нагрузкой в соответствии с ОСТ 1.003.03-79 на электродинамическом вибростенде ВЭДС-40 с базой испытаний N0= 5-106 циклов. Предварительно образцы подвергались стабилизирующей термообработке и испытанию на фреттинг-коррозию с различной наработкой в паре с контр-образцом из сплава Л70 при условиях контактирования, установленных в процессе моделирования эксплуатационных условий работы ОИ. Испытания на малоцикловую усталость выполнялись на образцах, изготовленных из реборд ремонтных дисков П-ой ст. КНД ТРДД Д-30КУ, после эксплуатационной наработки Т= 7000-г 12000 летных часов на гидроциклической установке при несимметричном цикле напряжений (0-тах-0) по методике ОАО «Рыбинские моторы». Результаты сравнительных испытаний позволяют с достаточной достоверностью утверждать, что фреттинг-износные повреждения различной наработки приводят к незначительному снижению предела выносливости (Да.1» 10... 15%) при многоцикловой усталости, и напротив, существенно снижают (в 1,5...2 раза) циклическую долговечность сплава ВТЗ-1 в условиях малоцикловой усталости. Исходные допускаемые значения [Т^Гц] принимались на основании проверочного расчета диска П-ой ст. КНД ТРДД Д-30КУ по уравнению Мэнсона для треугольной формы цикла (0-тах-0) методом конечных элементов по методике ЦИАМ. Экспериментально установлено, что наиболее сильное влияние фреттинга на малоцикловую усталость проявляется на стадии адгезионного взаимодействия поверхностей контакта, в том числе при наличии концентратора напряжений в виде кругового отверстия с фаской.

Выполнено экспериментальное исследование возможностей применения различных технологических методов упрочнения ППД для повышения эксплуатационных свойств маюуглероднстой стали с применением ударного метода определения ЕПОв. Измерения Е„„, образцов, обработанных различными методами ППД, показали, что при завышенных силовых и временных параметрах упрочнения может происходить перенаклеп поверхности.

В условиях последующего воздействия фретпшг-коррозии это может привести к значительному снижению сопротивления усталости материала детали, вследствие того, что фреттинг сам является интенсивным упрочняющим и в то же время разупрочняющим фактором. Данные выводы подтверждены результатами сравнительных испытаний реборд ремонтных дисков П-ой ст. КНД упрочненных кварцевыми стеклошариками на пневмодробесруйной установке с различной продолжительностью обработки. Установлено, что упрочнение ППД неизбежно приводит к увеличению концентрации дефектов кристаллической решетки (дислокаций) в поверхностном слое материала вплоть до своего критического значения (Епов/ Ео= 0,7). В условиях совместного действия фреттинга и переменных растягивающих напряжений это приводит к существенному снижению циклической долговечности даже по отношению к неупрочненным образцам. Сделано заключение, что при комплексном обеспечении эксплуатационных свойств деталей ГТД, работающих в условиях фреттинг-коррозии, целесообразно применять комбинированные-технологические методы повышения фретгингостойкости рабочих поверхностей.

Исследована эффективность использования детонационного покрытия поверхности титановых сплавов ВТЗ-1, ВТ8 из смеси порошков карбида вольфрама с кобальтом (ВК-15) с предварительной подготовкой поверхности в виде ППД стальными микрошариками (1= 30+250мкм и электрокорундом №016-80 для повышения сопротивления усталости в условиях фреттинга. Предварительно проведенные измерения Епо, образцов (пластинок) из сплавов ВК-15, ВН-20 показали значительное повышение износостойкости последних при фреттинге по отношению к обычным конструкционным материалам (в том числе титановым сплавам) при прочих равных условиях. При этом величина суммарного линейного фретгинг-износа образцов на базе № 2,5-Ю5 циклов испытаний составила всего Ьи= 5+10 мкм. Это объясняется благоприятным сочетанием физико-механичсских свойств данных материалов: высокой твердости {87...92 НЯА) и модуля нормальной упругости (£= 6...6,5-1(?МПа). Данный технологический метод рекомендуется для повышения циклической долговечности ОИ в серийном производстве.

Установлены основные закономерности изменения контактной жесткости номинально-неподвижных сопряжений в условиях фреттинг-коррозии. Непрерывное уменьшение коэффициента нормальной контактной жесткости номинально-неподвижного контакта непосредственно связано с фактором износа, даже под действием постоянной во времени нормальной нагрузки. Величина абсолютного изменения /г может быть найдена по диаграммам фретгинг-износа.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе проведенного анализа отказов и снижения ресурсов серийно выпускаемых ТРДД Д-ЗОКУ(КП) вследствие фреттинг-коррозии выявлено наиболее ответственное номинально-неподвижное сопряжение - шарнирное соединение рабочей лопатки с диском 11-ой ступени КНД, для которого в настоящее время реально решается задача повышения фретгингостойкости и циклической долговечности.

2. Предложены новые физические методы изучения структурной повреждаемости поверхностных слоев металлов при фреттинг-коррозии: метод измерения внутреннего

трения и метод определения модуля нормальной упругости поверхностного слоя (Епо>); оригинальный метод определения контактной жесткости металлических материалов с помощью модернизированного твердомера Роквелла модели ТК-2.

3. Предложена новая методика проведения испытаний на фреттинг-коррозию, разработана методика экспериментального исследования процессов структурной повреждаемости металлических поверхностей при различных видах силового воздействия с применением ударного метода определения Е^в.

4. Получены новые научные результаты относительно кинетики фретгинг-изнашивания металлических материалов, заключающиеся в установлении периодического Z-образного изменения величины нормального сближения образцов и натурных сопряжений на стадии установившегося износа; разработана уточненная трехстадийная кинетическая модель фреттинг-изнашивания металлов, подтверждающая гипотезу о преимущественно малоцикловом усталостном механизме лецестково-послойного разрушения поверхностного слоя при данном виде контактного взаимодействия.

5. Экспериментально полученные закономерности изменения Епов и внутреннего трения металлических материалов от продолжительности фреттинг-изнашивания, заключающиеся в циклическом изменении вышеуказанных физических свойств поверхностного слоя толщиной 5-Ч0мкм, являются экспериментальным подтверждением Z-образного механизма и малоцикловой усталостной природы поверхностного разрушения.

6. Проведены экспериментальные исследования влияния фреттинг-коррозионных повреждений на усталость конструктивно-технологической модели выбранного ОИ. Установлено, что фреттинг-износные повреждения различной наработки не приводят к существенному снижению много цикловой усталости, а значительно снижают (в 1,5-г2 раза) циклическую долговечность титанового сплава ВТЗ-1 в условиях малоцикловой усталости.

7. Предложены практические рекомендации по технологическому обеспечению требуемой долговечности дисков II, III ст. КНД ТРДД Д-ЗОКУ(КП) в серийном производстве, в частности, комбинированный метод нанесения газотермического покрытия на рабочие поверхности реборд.

Основные научные результаты, полученные в рамках диссертационной работы опубликованы в следующих печатных изданиях:

1. Безъязычный В.Ф., Любимов Р.В. О возможности повышения фреттингостойкости ответственных деталей ГТД технологическими методами.- Тез. докл. НТК XXIII Гагаринские чтения,- Москва, 1997, ч.2, С.39.

2. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. К вопросу обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин по состоянию параметров поверхностного слоя после механической обработки. - Тез. докл. НТК "Автоматизированные технологические и механотронные системы в машиностроении".- Уфа, 1997,- С. 119.

3. Аверьянов И.Н., Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Исследование фрикционного воздействия на поверхностные слои стали методом внутреннего трения,-

»

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия.- Рыбинск, 1997,-7с.:ил,- Деп в ВИНИТИ 19.12.97, № 3678-В97. УДК 631.3.

4. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Исследование упругих и диссипативных свойств поверхностных слоев металлических материалов при абразивно-силовом воздействии,- Деп. в ВИНИТИ 17.02.98, № 483-В98,14 е.; ил.

5. V.F.Bezyazichny, В:М. Drapkin, R. V. Lybimov. Establishment of the operational propeties of friction couples parts in accordance with the parameters of the surfase layer.- Crakow, Poland, PROBLEMY EKSPLOATACJ1, №3,1998, p. 29-40.

6. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Кононенко B.K., Любимов Р.В., Тимофеев M.B. Перспективные физические методы определения прочностных характеристик поверхностных слоев металлов,- IV Всероссийская НТК "Методы и средства измерения физических величин"/ Тез. докл.: Часть IV,- Нижний Новгород, 1999.- С.27-28.

7. V.F.Bezyazichny, В.M. Drapkin, R. V. Lybimov. Research of opportunities of a technological heredity of a superficial layer after hardening superficial plastic deformation (SPD). Applied Mechanics and Engineering, 1999, vol. 4, Special issue: NCBS'99, Zielona Gora, Poland, pp. 263-266.

8. Аверьянов И.Н., Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов P.B. Автоматизированный метод контроля состояния поверхностного слоя после механической обработки.- Тез. докл. 3-ей межд. НТК "Проблемы повышения качества промышленной продукции",- Брянск, 1998.- С. 251.

9. Аверьянов И.Н., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Установка для измерения контактной жесткости ответственных сопрягаемых деталей машин с малой номинальной площадью касания.- Тез. докл. 3-ей межд. НТК "Проблемы повышения качества промышленной продукции",- Брянск, 1998, С. 252.

10. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Исследование поведения модуля упругости поверхностных слоев металлов при абразивно-силовом воздействии.-Межвузовский сб. научн. тр. "Механика и физика фрикционного контакта", Тверь,1998,С. 50-60.

11. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Колмаков Б.И., Любимов Р.В. Исследование возможностей выявления технологической наследственности поверхностного слоя после упрочнения поверхностным пластическим деформированием (ППД).- Межвузовский сб. научн. тр «Механика и физика фрикционного контакта».- ТГТУ, Тверь, 1999.- С. 11-15.

12. Аверьянов И.Н., Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Исследование фрикционного воздействия на поверхностные слои стали методом внутреннего трения,-Москва: Известия вузов «Черная металлургия», № 10,1999.- С. 65-66.

13. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Поведение модуля упругости поверхностных слоев металлов при абразивно-силовом воздействии,- Москва: «Металлы», № 1,2000,- С. 101-106.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Определение номенклатуры деталей ГТД, подверженных фреттинг-коррозии.

1.2. Определение наиболее важных эксплуатационных свойств деталей ГТД, подверженных фреттинг-коррозии.

1.1.1. Влияние фреттинг-коррозии на сопротивление усталости и длительную прочность.

1.1.2. Влияние фреттинг-коррозии на контактную жесткость.

1.3. Теоретическое исследование природы и механизма фреттинг-коррозии металлов

1.3.1. Анализ существующих теорий и моделей фреттинг-коррозии металлов.

1.3.1.1. Молекулярная теория.

1.3.1.2. Теория К.Г.Р. Райта.

1.3.1.3. Теория электроэрозионного разрушения.

1.3.1.4. Усталостная модель фреттинг-процесса.

1.4. Изучение состояния вопроса по технологическому обеспечению эксплуатационных свойств деталей ГТД, работающих в условиях фреттингкоррозии.

1.4.1. Перспективные технологические методы повышения фреттингостойкости деталей современных ГТД

1.4.1.1. Ионное легирование.

1.4.1.2. Газотермическое напыление покрытий.

1.4.1.3. Лазерное легирование.

1.4.1.4. Комбинированные методы.

1.5. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ВЫБРАННОГО УЗЛА ГТД

2.1. Выбор и описание объекта исследования.

2.1.1. Анализ обстоятельств и причин проявления дефекта.

2.1.2. Обобщение материалов проведенных исследований.

2.1.3. Анализ ранее предложенных конструктивно-технологических и эксплуатационных мероприятий по предупреждению усталостных разрушений дисков И, III ступеней КНД ТРДД Д-ЗОКУ(КП).

2.2. Моделирование эксплуатационных условий работы выбранного узла

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ОТ ФРЕТТИНГА НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙ ГТД

3.1. Установка для проведения ускоренных лабораторных испытаний на фреттинг-изнашивание.

3.2. Установка для одновременного определения модуля нормальной упругости и внутреннего трения материалов в интервале температур.

3.3. Установка для определения модуля нормальной упругости поверхностных слоев металлических материалов.

3.4. Установка для определения контактной жесткости материалов.

3.5. Установки для проведения испытаний на усталость.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ДЛЯ ВЫБРАННЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОПИСАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ АБРАЗИВНО-СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Описание методики проведения экспериментов.

4.2. Результаты исследования влияния абразивно-силового воздействия на параметры состояния поверхностного слоя металлов

4.2.1. Описание результатов исследования.

4.2.2. Анализ и обсуждение результатов.

4.3. Методика и результаты исследований влияния абразивно-силового воздействия на контактную жесткость конструкционных материалов.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ И МЕХАНИЗМА ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

5.1. Разработка методики проведения экспериментов.

5.2. Снятие диаграмм фреттинг-износа. Методика и описание результатов.

5.3. Обсуждение результатов эксперимента

5.3.1. Разработка уточненной кинетической модели фреттинг-изнашивания металлов.

5.3.1.1. Стадия адгезионного взаимодействия.

5.3.1.2. Стадия приработки.

5.3.1.3. Стадия установившегося износа.

5.3.2. Влияние вида контактирующих материалов на кинетику фреттинг-изнашивания

5.4. Изучение кинетики процессов структурной повреждаемости поверхностных слоев металлов при фреттинге

5.4.1. Изучение закономерностей внутреннего трения металлических материалов при фреттинг-изнашивании.

5.4.2. Изучение закономерностей поведения модуля нормальной упругости поверхностного слоя при фреттинг-изнашивании металлов.

5.5. Анализ возможностей практического применения результатов исследования.

Выводы по главе 5.

ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙ ГТД 6.1. Влияние фреттинг-коррозии на усталость 6.1.1. Анализ ранее выполненных работ по исследованию влияния повреждений от фреттинга на усталость конструкций.

6.1.2. Экспериментальное исследование влияния повреждений от фреттинга на многоцикловую усталость титанового сплава ВТЗ-1.

6.1.3. Экспериментальное исследование влияния фреттинг-коррозии на малоцикловую усталость титанового сплава ВТЗ-1.

6.2. Экспериментальное исследование возможностей применения современных технологических методов ППД для улучшения эксплуатационных свойств деталей ГТД.

В настоящее время ресурсы современных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) достигают 20000 летных часов и более. При существующей тенденции значительного повышения удельной мощности авиационных двигателей, приводящей к росту их динамической напряженности (вибронапряженности), решение трибологической проблемы становится наиболее важной, фундаментальной задачей для современного авиамоторостроения [58]. В преодолении трибологического барьера ученые и инженеры видят решение проблемы увеличения срока службы основных видов машин, оборудования и приборов, снижения их металлоемкости, сокращения численности рабочих занятых ремонтом, повышения производительности, экологичности и безопасности техники. Эти задачи в полной мере относятся и к авиационному двигателестроению.

Ресурс работы основных узлов современных ГТД (компрессоров и газовых турбин) зачастую ограничивается преждевременным износом или разрушением контактирующих деталей в результате развития особого вида повреждения поверхности, получившего название фреттинг-коррозии или фреттинга и возникающего на контактных поверхностях при относительном колебательном движении. Такое движение может вызываться вибрациями, возвратно-поступательным перемещением, периодическим изгибом или кручением сопряженных деталей. Относительное перемещение поверхностей может быть очень малым (от нескольких нанометров до десятков микрометров), тем не менее, оно является достаточным для возникновения фреттинга. При фреттинг-коррозии значительно ухудшается качество поверхностей деталей, а это может привести к существенному снижению сопротивления усталости материала. До сих пор при оценке циклической долговечности основных деталей ГТД конструкторы практически не учитывают влияние этого фактора. Однако эксперименты показывают, что под влиянием фреттинг-коррозии сопротивление усталости материала может понизиться в несколько раз. Кроме того, в результате фреттинг-износных повреждений детали часто теряют конструктивные размеры и допуски.

В связи с увеличением в современных конструкциях ГТД нагрузок, рабочих 7 скоростей и уменьшением допусков глубокое изучение причин фреттинг-коррозии и изыскание эффективных мер борьбы с ней обрело большое технико-экономическое значение для современного авиадвигателестроения.

В последние десятилетия проблема фреттинг-коррозии широко изучается во всех промышленно-развитых странах, однако до сих пор ученые не пришли к общепризнанной теории, описывающей механизм разрушения поверхностей контакта и дающей приемлемые расчетные, инженерные методы оценки степени поврежденности.

Таким образом, фреттинг-коррозия представляет собой явление большой опасности с точки зрения инженера и потенциального интереса для чисто научного работника. В связи с вышесказанным можно сделать вывод, что детальное изучение явления фреттинг-коррозии и методов предупреждения ее вредных последствий является целесообразным, поскольку:

Во-первых, пока ни одна теория фреттинг-коррозии не может быть признана единственно правильной и полностью исключающей другие, причём, привлечение для объяснения закономерностей фреттинг-коррозии принципов традиционных теорий трения и износа часто оказывается безуспешным. Требуется, по-видимому, иной подход к изучаемой проблеме.

Во-вторых, существует очень ограниченное количество методов изучения процессов происходящих в тонких поверхностных деформируемых слоях металлов (к которым, как известно, относится и фреттинг-коррозия); поэтому остаётся актуальной проблема отыскания более эффективных и информативных методов исследования процессов структурной повреждаемости металлов при фреттинг-коррозии.

В-третьих, повреждения от фреттинга являются одной из причин отказов и снижения ресурсов таких ответственных деталей авиационного двигателя (АД), как бандажированные рабочие лопатки компрессоров и турбин, элементов подшипниковых опор, соединений трубопроводов и других деталей, работающих в условиях фреттинг-коррозии.

В-четвертых, при расчетах таких важных эксплуатационных свойств ответственных деталей АД как контактная жесткость, циклическая долговечность и длительная прочность практически не учитывается их существенное снижение из-за 8 фреттинг-коррозионных повреждений поверхности.

Требуемый высокий уровень надежности и долговечности ГТД может быть достигнут комплексом конструкторских, технологических и эксплуатационных мероприятий. Причем многолетний опыт изготовления и эксплуатации авиадвигателей показывает, что наиболее дешевыми и эффективными являются технологические методы.

В настоящее время в словаре терминов и определений в области трения, износа и смазки, составленного организацией по экономической кооперации и развитию (OECD) можно найти следующие определения [11]:

Фреттинг - это явление износа между двумя поверхностями, имеющими колебательное относительное движение малой амплитуды.

Фреттинг-коррозия - это разновидность фреттинга, когда преобладает химическая реакция. Фреттинг-коррозию часто характеризуют отделением частиц и последующим образованием окислов, которые часто являются абразивами, способными увеличивать износ.

Фреттинг-усталостъ - усталостное повреждение, непосредственно связанное с развитием фреттинга.

Термины фреттинг-износ, фреттинг-усталостъ и повреждение от фреттинга описывают результаты действия фреттинга.

Термин фреттинг-коррозия, фреттинг-изнашивание так же как и фреттинг может употребляться для описания явления износа. Аналогичная терминология использовалась в данной научно-исследовательской работе.

Работа выполнена на кафедре "Технология авиационных двигателей и общего машиностроения" в Рыбинской государственной авиационной технологической академии под руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора технических наук, профессора Безъязычного Вячеслава Феоктистовича.

Автор выражает глубокую благодарность за научно-методическую и практическую помощь при работе над диссертацией научному консультанту, к.т.н., доценту Драпкину Б.М., а также к.т.н., доценту Семенову А.Н. за ценные советы при постановке экспериментов. 9

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе проведенного анализа отказов и снижения ресурсов серийно выпускаемых ТРДД Д-ЗОКУ(КП) вследствие фреттинг-коррозии выявлено наиболее ответственное сопряжение - шарнирное соединение рабочей лопатки с диском П-ой ступени КНД, для которого в настоящее время реально решается задача повышения фреттингостойкости и циклической долговечности.

2. Выполнено теоретическое исследование существующих представлений относительно природы и механизма фреттинг-коррозии металлов: выделена наиболее достоверная и полная из них - усталостная модель фреттинг-изнашивания, выдвинутая в свое время советским ученым Н.Л. Голего; изучено состояние вопроса по конструктивно-технологическому обеспечению эксплуатационных свойств (износостойкости, сопротивления усталости) деталей ГТД, работающих в условиях фреттинг-коррозии. Особо выделены современные физические и физико-химические методы нанесения твердых покрытий, поверхностного упрочнения и комбинированные методы.

3. В результате проведенного анализа обстоятельств и причин проявления дефекта «снижение циклической долговечности дисков II, III ступеней КНД» показано, что первопричиной дефекта являются фреттинг-коррозионные повреждения отверстий под палец и боковых поверхностей реборд дисков в местах концентрации знакопеременных напряжений от эксплуатационных нагрузок. Обоснована необходимость проведения комплексного исследования кинетики структурной повреждаемости поверхностных слоев металлов при фреттинг-коррозии с целью установления механизма и критериев поверхностного разрушения при данном виде фрикционного взаимодействия. Выполнено моделирование эксплуатационных условий работы выбранного ОИ на основе классификации видов нарушения фрикционных связей И.В. Крагельского.

4. Предложены новые физические методы изучения структурной повреждаемости поверхностных слоев металлов при фреттинг-коррозии: метод измерения внутреннего трения и метод определения модуля нормальной упругости поверхностного слоя (Епов), которые отличаются высокой чувствительностью к

180 изменениям физико-механических параметров поверхностного слоя и простотой интерпретации результатов измерений; оригинальный метод определения контактной жесткости металлических материалов с помощью модернизированного твердомера Роквелла модели ТК-2, позволяющего производить измерения с относительно малой номинальной площадью касания.

5. Предложена новая методика проведения испытаний на фреттинг-коррозию, заключающаяся в непрерывной регистрации величины линейного износа образцов посредством высокоточного индуктивного датчика перемещений Микрон-02 с последующей обработкой результатов эксперимента на ПЭВМ. Разработана новая методика экспериментального исследования процессов структурной повреждаемости металлических поверхностей при различных видах силового воздействия с применением ударного метода определения Епов.

6. Получены новые закономерности изменения Епов металлов при абразивно-силовом воздействии, подтверждающие гипотезу И.В. Крагельского о преимущественно малоцикловой усталостной природе абразивного изнашивания; установлены дополнительные корреляционные связи между коэффициентом нормальной контактной жесткости, твердостью и Епов металлических материалов.

7. Установлена новая закономерность кинетики фреттинг-изнашивания металлических материалов, заключающаяся в периодическом Z-образном изменении величины нормального сближения образцов и натурных сопряжений на стадии установившегося износа; разработана уточненная трехстадийная кинетическая модель фреттинг-изнашивания металлов, подтверждающая гипотезу о преимущественно малоцикловом усталостном механизме лепестково-послойного разрушения поверхностного слоя при данном виде износа.

8. Получены новые закономерности изменения Епов и внутреннего трения металлических материалов от продолжительности фреттинг-изнашивания, заключающиеся в циклическом изменении вышеуказанных физических свойств поверхностного слоя толщиной 5-И0мкм, что является экспериментальным подтверждением Z-образного механизма и малоцикловой усталостной природы поверхностного разрушения.

181

9. Проведены экспериментальные исследования влияния фреттинг-коррозионных повреждений на усталость конструктивно-технологической модели выбранного ОИ. Установлено, что фреттинг-износные повреждения различной наработки не приводят к существенному снижению многоцикловой усталости, а значительно снижают циклическую долговечность титанового сплава ВТЗ-1 в условиях малоцикловой усталости.

10. На основе теоретических и экспериментальных исследований эффективности применения различных технологических методов поверхностного упрочнения для повышения фреттингостойкости и сопротивления усталости конструкционных материалов разработаны практические рекомендации по технологическому обеспечению требуемой долговечности дисков II, III ст. КНД ТРДД Д-ЗОКУ(КП) в серийном производстве.

182

1. Уотерхауз Р.Б. Фреттинг коррозия.- Пер. С англ. Под ред. канд. техн. наук Г.Н. Филимонова Л.Б.- "Машиностроение" (Ленинградское отд - ние).- 1976, 272с.

2. Голего Н.Л., Алябьев А .Я., Шевеля В.В. Фреттинг коррозия металлов,-"Техшка",- 1974, 272 с.

3. Голего Н.Л. и др. О механическом факторе при фреттинг-коррозии.- Трение и износ, 1983, Т.4, №3, С. 581-585.

4. Махлин Е.С., Янкин В.Р. Трение чистых металлов и окислов (включая титан).- М.: Машиностроение.- 1955, №6.

5. Крылов Е.И. и др. Исследование фреттингостойкости подшипников качения с регулярным микрорельефом на поверхности внутренних колец. -Трение и износ, 1982, Т.З, №3, С. 526-530. Библиогр. : 16 назв.

6. Назаренко П.В., Анистратенко Л.А., Розов В.И. Определение силы внешнего трения на основе дислокационных представлений с учетом типа связи и типа решетки металлов,- Трение и износ, 1981, Т.2, №6, С. 987-995.

7. Крагельский И.В. Трение и износ.- М.: Машиностроение.- 1968, 480 с.

8. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения.- Физматгиз.- 1963.

9. Крагельский И.В., Алексеев Н.М., Фисун Л.Е. О природе заедания при сухом и граничном трении,- Трение и износ, 1980, Т.1, №2, С. 197-208.

10. Waterhouse R.B. Fretting fatique. N. Y. Englewood, Appl.Soi.Publ. Ltd., 1981.- 244 p. Усталость при фреттинге.

11. E. С. D. Glosary of terms and Definitions in the Field of Friction, Wear and Lubrication. OECD Publications, Paris, 1969.

12. Алябьев А.Я., Венедиктов В.А., Морозов М.Л. Исследование фреттингостойкости покрытий в продуктах сгорания авиационных топлив.- Трение и износ, 1982, Т. 3, №11, с. 31-33.

13. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей,- М.: Машиностроение.- 1987, 305 с.

14. Григорьянц А.Г., Сафронов Ф.Р., Шибаев В.В. Получение износостойких хромникелевых и хромборникелевых покрытий при помощи лазерного излучения,-Изв. Вузов. Машиностроение, 1982, № 3, с. 87-92. -Библиогр.:6 назв.183

15. Семенов А.П. Трение и адгезионное взаимодействие тугоплавких материалов при высоких температурах.- М.: Наука.- 1972.

16. Евдокимов Ю. А. , Тетерин А. И., Фокин И. Н. Влияние контактного давления и амплитуды микросмещений на интенсивность изнашивания углеродистой стали.-Вестн. машиностроения , 1981, № 4 ,с. 31-35.- Библиогр.:6 назв.

17. Ильинский И.И., Духота А.И., Сергеев В.В. Оптимальные граничные условия фреттингостойкости детонационных покрытий на основе карбида вольфрама,-Трение и износ, 1981, Т. 2, № 5, с. 850-855.- Библиогр.: 6 назв.

18. Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Караулов А.К. и др. Поверхностная прочность материалов при трении. Под общей ред. д. т. н. Костецкого Б. И. "Техшка", 1976. 296 с.

19. Отчет по результатам исследования причины разрушения дисков П-ой ступени КНД и VI-ой ступени ТНД двигателя ДЗО-КУ (№49-415).- Научно-технический центр "Эксперт",- №001/91, 1991, 45 с.

20. Евдокимов Ю. А. и др. Фреттингостойкость композиционных фторопластовых покрытий.- Трение и износ, 1981, Т. 2, № 4 ,с. 610-616.

21. Шевеля В.В., Карасев А.В. Фреттинг-коррозия конструкционных материалов при повышенных температурах.- Трение и износ , 1982, т. 3, № 2 с. 256-264.- Библиогр.: 13 назв.

22. Ямпольский В. М., Неровный В. М. Упрочнение и восстановление рабочих лопаток газотурбинных двигателей дуговой пайкой в вакууме.- В кн.: Проблемы прочности и технологии в сварке. М., 1981, с. 72-78.- Библиогр.: 5 назв

23. Hamdy М. М., Waterhouse R. В. The fretting wear of Ti-6A1-4V and aged Inconel 718 at elevated tempretures.- Wear, 1981, vol.71, No. 2, p. 237-248. Фреттинговый износ инконеля при повышенных температурах.

24. Hurricks P.L. The mechanism of fretting. A review.- Wear, 1970, vol. 15, No.3, p.389.

25. Жеглов O.C., Кремешный B.M. Исследование фреттинг-коррозии в условиях граничной смазки.- В кн.: Проблемы трения и изнашивания, Киев, 1981, вып. 19, с. 86-88.

26. Tomplinson G. A., Thorpe P.L., Gough H J. An investigation of the fretting corrosion of closely fitting surfaces. Proc. Inst. Mech. Eng. 141,323, 1939.

27. Алябьев А.Я., Духота А.И. Влияние условий виброконтактного нагружения на изнашивание титановых сплавов при фреттинг-коррозии. Трение и износ, Т. 3, № 5, с.821-826.

28. Венедиктов В.А. и др. Повышение ресурса компрессорных лопаток детонационным напылением износостойких покрытий. Трение и износ, Т.1, № 6, 1980, с. 1093-1099.

29. Семенов А.Н. Экспериментальная установка для испытания на фреттинг-изнашивание. Заводская лаборатория, N4, 1994.

30. Головин С.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. М.: Металлургия, 1980, 270 с.

31. Трение изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./ Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина,- М.: Машиностроение, 1978 Кн. 1. 400 е., ил.

32. Жеглов О.С. Фреттинг-коррозия металлов при больших относительных перемещениях и ее амплитудная граница. Трение и износ, 1983, т.4, № 5, с. 828836.

33. Запорожец В.В. Динамические характеристики прочности поверхностных слоев и их оценка. Трение и износ, 1980, т.1, № 4, с. 602-609.

34. Ильинский И.И., Кулагин Н. С. Влияние на работоспособность сопряженных деталей фреттинг-коррозии. Авиационная промышленность, 1986, № 11, с. 71-73.

35. Ковалевский В.В. Адгезионная модель износа при малоамплитудном фреттинг-процессе. Трение и износ.- 1986, т. 7, № 4, С. 647.185

36. Крагельский И.В. и др. О единстве критериев изнашивания. В кн. : Расчетно-экспериментальные методы оценки трения и износа. - М. : Наука, 1980, с. 13-16.

37. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов.- М.: Металлургиздат,1963.

38. Иванова B.C., Одинг И.А. Усталость металлов при контактном трении. Известия АН СССР, вып. 1, 1957.

39. Крагельский И.В. Некоторые понятия и определения, относящиеся к трению и изнашиванию.- Москва: Изд. АН СССР.- 1957.

40. Райт К.Г.Р. Исследование контактной коррозии. Прикладная механика и машиностроение.- 1954, № 6.

41. Уотерхауз Р.Б. Контактная коррозия. В сб. : Усталость металлов. М., ИЛ, 1961.

42. Bethune В., Waterhouse R.B. Adhesion between fretting steel surfaces. Wear. 8, 22, 1965.

43. Лозовский В.H. Надежность гидравлических агрегатов. М.: Машиностроение, 1974,319 с.

44. Лозовский В.Н. Схватывание в прецизионных парах трения. Москва.: Наука, 1972.

45. Пинегин C.B. Контактная прочность и сопротивление качению. М.: Машиностроение, 1969.

46. Криштал М.А., Ю.В. Пигузов, С.А. Головин. Внутреннее трение в металлах и сплавах.- М.: Металлургия, 1964, 245 с.

47. Криштал М.А. Исследование металлов и сплавов методом внутреннего трения.-МиТОМ, 1969, №10, с. 8-20.

48. Криштал М.А., Драпкин Б.М. Установка для одновременного определения модулей упругости, сдвига и декремента колебаний в широком интервале температур.- Заводская лаборатория, № 11, 1965.

49. Криштал М.А. О современных методах измерения внутреннего трения,- Заводская лаборатория,- 1972, Т.38, С. 973-986.

50. Драпкин Б.М. О предельных значениях модулей упругости металлов.-Теплофизика высоких температур.- 1976, Т. 14, С. 908.

51. Кульман-Вильсдорф Д. Дислокации.- Физическое металловедение.- Под ред. Кана Р. Вып. 3,- М.: Мир, 1968, 484 с.

52. Рыжов Э.В. и др. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств186деталей машин. М.: Машиностроение, 1976. - 176 ., ил.

53. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя. М.: Машиностроение, 1987, 182 с.

54. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин, М.: Машиностроение, 1971,264 с.

55. Дроздов Ю.Н. Преодоление трибологического барьера проблема повышения ресурса технических систем. - Вестник машиностроения, № 11, 1996, с 3-7.

56. Отчет № 7002-АП/103 по результатам исследования дисков II ст. КНД двигателей Д-30 : № МС 08203042, № МС 02230001, ГосНИИ ГА, Москва, 1990, 54 е., ил.

57. Оноприенко В.П. и др. Исследование износостойкости газотермических покрытий в условиях виброперемещений. Авиационная промышленность, № 12, 1985, с. 50.

58. Серебряков В.И., Рузин В.П. Повышение сопротивления фреттинг-усталости титанового сплава ВТ 3-1. Авиационная промышленность. № 8, 1985, с. 51.

59. Владимиров Б.Г. и др. Повышение эксплуатационных свойств сплава ХН 77ТЮР-ВД ионным легированием. Авиационная промышленность, № 5, 1984, с. 49-51.

60. Гусева М.И. Ионное легирование жаропрочных сплавов для лопаток ГТД. -Авиационная промышленность, № 5, 1988, с. 65.

61. Сергеев В.В. и др. Детонационное напыление износостойких покрытий на лопатки двигателей НК 8 и НК 86, Авиационная промышленность, № 9, 1984, с. 45-48.

62. Сергеев В.В. и др. Повышение износостойкости бандажных полок рабочих лопаток турбины ГТД НК 8-2У и НК 86. Авиационная промышленность, № 8, 1989, с. 16.

63. Петухов А.Н. К оценке сопротивления усталости деталей, подверженных фреттингу. Авиационная промышленность, № 3, 1984, с. 45-47.

64. Медрес Б.С., Косов А.И. Лазерное легирование контактных поверхностей бандажных полок лопаток ГТД. Авиационная промышленность, № 2, 1984, с. 17.

65. Кулешов Н.М. и др. Сопротивление усталости сплава ВТ 8 с детонационным покрытием в условиях фреттинг-коррозии. Авиационная промышленность, № 10, 1986, с. 52-53.

66. Генкин Г.И. и др. Оценка допустимого местного зазора в стыках контактных граней бандажных полок рабочих лопаток турбины ГТД,- Авиационная промышленность, № 2, 1986, с. 37-38.187

67. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольников М.Г. Абразивное изнашивание.-М.: Машиностроение, 1990.-224с.

68. Дьяченко С.С., Дощечкина И.В., Тарабанова В.П., Петриченко А.М. Об устойчивости дефектов и их влиянии на процесс образования и распада аустенита // ФММ.- 1976, Т. 41. С. 566-570.

69. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении,- М.: Наука, 1979, 118 с.

70. Виноградов В.Е., Драпкин Б.М., Замятин Ю.П. Установка для определения модуля упругости поверхностных слоев материалов // Заводская лаборатория, 1992, № 9, с. 65-66.

71. Драпкин Б.М., Замятин Ю.П., Виноградов В.Е., Замятина Л.А. Влияние пластической деформации на модуль Юнга металлов // ФиХОМ, 1988, №4, с. 127131.

72. Марченко Е.А., Непомнящий Е.Ф., Харач Г.М. Циклический характер накопления искажений П-го рода в поверхностном слое как физическое подтверждение усталостной природы износа // ДАН СССР. 1968. Т. 181. С. 1103-1104.

73. Пинчук В.Г., Андреев С.Ф. Кинетика упрочнения и разрушения поверхностного слоя металла при контактном нагружении // Современные проблемы машиностроения / Материалы международной НТК, г. Гомель, 1996, с. 57-59.

74. Ишлинский А.Ю., Крагельский И.В., Алексеев Н.М., и др. Проблемы изнашивания твердых тел в аспекте механики // Трение и износ, 1986, Т. 7, с. 581592.

75. Кузьменко В.А. Звуковые и ультразвуковые колебания при динамических испытаниях материалов.- К.: АН УССР. 1963. 151 с.

76. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках,- М.: Гостехиздат. 1957. 279 с.

77. Драпкин Б.М., Рябов Ю.В., Садчиков В.М. Особенности поведения188железоуглеродистых сплавов при силовом воздействии // Изв. ВУЗ. Черная металлургия, 1995, №2, с. 53-54.

78. Драпкин Б.М., Бирфельд A.A., Замятина JI.A. Влияние силового воздействия на модуль Юнга чугуна // Изв. ВУЗ. Черная металлургия, 1988, №12, с. 64-67.

79. Драпкин Б.М., Жуков A.A., Пигузов Ю.В. Закономерности изменения упругих свойств чугуна при термоусталостном разрушении // Изв. ВУЗ. Черная металлургия, 1973, №10, с. 135-137.

80. Драпкин Б.М. О температурной зависимости и предельных значениях модулей упругости металлов // Изв. АН СССР. Металлы. 1976. №1, С. 115-118.

81. Замятина J1.A., Замятин Ю.П., Драпкин Б.М., Виноградов В.Е. Исследование возможности ударного метода оценки модуля нормальной упругости поверхностей трения.- Трение и износ, 1986, Т.7, №4, с. 581-592.

82. Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М.: Машиностроение.- 1986. - 224 е., ил.

83. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследования изнашивания металлов.- М.: Изд-во АН СССР,- 1960.- 351 с.

84. Петухов А.Н. Сопротивление усталости деталей ГТД.- М.: Машиностроение.-1993.-232 с.

85. Махутов H.A. и др. Фреттинг-усталость прессовых соединений,- Вестник машиностроения.- 1991, №1, С. 13-15.

86. Безъязычный В.Ф. и др. Учебный лабораторный комплекс для определения упругих и неупругих характеристик материалов.- Материалы конгресса "Образование 98". Тезисы докладов.- Москва, 1998, ч.1, С.164-166.

87. Драпкин Б.М. Изучение поведения металлов при высоких температурах с помощью потенциала взаимодействия Морзе.- Теплофизика высоких температур, М.: изд-во АНСССР.- 1980, Т. 18, С. 738-739.

88. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. Изд-во "Наука".1891970, 227 с.

89. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин.- М.: Машиностроение.- 1966, 195 с.

90. Гегузин Я.Е., Овчаренко H.H. О процессе самозалечивания дефектов, преднамеренно созданных на поверхности поликристаллической меди, ФММ, 1960, т.9, вып. 4, с.569-577.

91. Ленг Ф.Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице.-Разрушение и усталость.- М.: Мир.- Т.5, 1978, С. 11-57.

92. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе A.B. Моделирование трения и изнашивания в машинах.- М.: Машиностроение.- 1982, 190 с.

93. Веников В.А. Теория подобия и моделирование.- М.: Высшая школа.- 1984,- 439 с.

94. Крагельский И.В. Фрикционное взаимодействие твердых тел.- Трение и износ,-1980, Т.1,С. 12-29.

95. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ.- М.: Машиностроение.-1977, 526 с.

96. Динамика авиационных газотурбинных двигателей.- Под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра.- М.: Машиностроение.- 1981, 231 с.

97. Feng, I. Ming. A new approach in interpreting the four-ball wear results.- Wear, 1962, vol.5, No.4, p. 275-288.

98. Харрис C.M., Крид Ч.И. Справочник по ударным нагрузкам.- Л.: Машиностроение.- 1980.

99. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости.- М.: Наука.- 1975.

100. Замятина Л.А., Замятин Ю.П., Телегин Г.Н. Методика оценки фрикционных характеристик стальных поверхностей.- Трение и износ, 1984, Т.5, №4, С. 589-596.

101. Драпкин Б. М., Силин С.С., Рыкунов Н.С. Методы контроля за физическим состоянием поверхностного слоя изделий при механической обработке.- Деп. В журнале "Станки и инструмент".- Москва, 1976, № 62-77, 7 е.: ил.

102. Хильчевский В.В. Труды совещания по колебаниям упругих систем с учетом рассеяния энергии в материале.- АН УССР, 1958, С. 193.

103. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. В двух частях.- М.: Машиностроение.- 1974, 4.1, 472 с. с ил.

104. Коннов В.В. Технология неразрушающего контроля и технической диагностики190орбитального корабля "Буран". В книге "Авиационно-космические системы" под ред. Г.Е Лозино-Лозинского и А.Г. Братухина.- М.: Изд-во МАИ, 1997.- 416 е.,ил.

105. Старостин А.К. Концепции надежности и способы их реализации.- Киев: УкрНИИНТИ Госпллана УССР, 1991.

106. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник / Под ред. Клюева В.В.- М.: Машиностроение, 1986

107. А.А. Жуков, Б.М. Драпкин. Исследование начальной стадии термоусталостного разрушения чугуна. Проблемы прочности, №8, 1973, С. 97-103.

108. Warlow-Davies E.J. Fretting corrosion and fatigue strength: brief results of preliminary experiments. Proc. Inst, of Mech. Eng. 146, 32, 1941.

109. Хоргер Дж. О. Усталость больших валов от контактной коррозии.- В сб.: Усталость металлов.- М., ИЛ, 1961.

110. Fenner A.J., Field J.E. A studt of the onset of fatigue damage due to fretting. North East Coast Inst, of Eng. and Shipbuilders. 76, 4, 183, 1960.

111. Кудрявцев И.В. и др. Сопротивление усталости в зоне контакта.- В сб.: Коррозионная усталость металлов.- Львов, "Каменяр", 1964.

112. Погорецкий Р.Г. и др. Методика испытаний на усталость в морской воде образцов с насадками,- ФХММ, №2, 1968.

113. Погорецкий Р.Г. и др. К вопросу об усталостном разрушении стальных валов в условиях фреттинг-коррозии.- ФХММ, №1, 1972.

114. Gassner Е. On the influence of fretting corrosion on the fatigue life of notched specimens of an Al-Cu-Mg2 Alloy. Fatigue Aircraft Struct. Oxford L - Y - Paris, Pergamon Press, 87-95, 1963.

115. Collins J.A., Marco S.M. The effect of stress direction during fretting on subsequent fatigue life., Amer. Soc. for Test, and Mater. 64, 547, 1964.

116. Вибрационные испытания на усталость. Методические материалы.- НИАТ, 1975.-55с.

117. ОСТ 1.008.70-77, ОСТ 1.003.03-79. Периодические испытания лопаток ГТД на усталость.

118. Одинцов JI.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник,- М.: Машиностроение.-1987.- 328 с.

119. V.F.Bezyazichny, В.М. Drapkin, R. V. Lybimov. Establishment of the operational propeties of friction couples parts in accordance with the parameters of the surfase layer., Crakow, Poland, PROBLEMY EKSPLOATACJI, №3, 1998, p. 29-40.

120. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов P.B. Исследование поведения модуля упругости поверхностных слоев металлов при абразивно-силовом воздействии.-Межвузовский сборник научных трудов "Механика и физика фрикционного контакта", Тверь, 1998,С. 50-60.

121. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Любимов Р.В. Исследование упругих и диссипативных свойств поверхностных слоев металлических материалов при абразивно-силовом воздействии,- Депонирована в ВИНИТИ 17.02.98, № 483-В98, 14 е.; ил.

122. Безъязычный В.Ф., Драпкин Б.М., Осадчий H.B. Исследование упругих характеристик и внутреннего трения при изгибных колебаниях консольно закрепленных образцов.- Проблемы прочности, №12, 1997.- С.46-52.

123. Методика статистической обработки эмпирических данных. РТМ 44-62,-Издательство комитета стандартов мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР,- Москва, 1966.