автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка и создание методов и средств акустической тензометрии разъёмных соединений аэрокосмических аппаратов

На правах рукописи УДК 620. 179. 16

Бобренко Вячеслав Михайлович

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АКУСТИЧЕСКОЙ ТЕНЗОМЕТРИИ РАЗЪЁМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Специальность 05.11.13. «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (ВНИИНК) и АО «VOTUM» (г. Кишинёв)

Научный консультант Доктор технических наук, Старший научный сотрудник

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Доктор технических наук, профессор Доктор технических наук

Бобров

Владимир Тимофеевич

Коннов

Владимир Васильевич Королёв

Михаил Викторович Самокрутов Андрей Анатольевич

Ведущая организация: Научно-производственное объединение «ЭНЕРГОМАШ» имени академика В.П. Глушко (г. Химки, Московской области)

Защита состоится 24 ноября 2004 г. в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д.520.010.01

ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР»

по адресу: 119048, г. Москва, ул. Усачёва, 35, строение 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР»

Автореферат разослан ЛI октября 2004 г.

о

Учёный секретарь

диссертационного совета кандидат технических

"f^f1

2005-4

333 Ж У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Важнейшей задачей производства и эксплуатации энергетического оборудования аэрокосмических систем является необходимость снижения материалоемкости конструкций и затрат на их технологические испытания при повышении требований к надежности и долговечности. Одним из путей решения этой задачи является использование разъёмных соединений, позволяющих производить замену или ремонт узлов и агрегатов на любой стадии создания и эксплуатации системы. Учитывая, что в современных конструкциях от 15 до 70% от общего количества соединений составляют разъёмные соединения, определяющим фактором надёжной работы которых является нормирование усилия затяжки резьбовых деталей, потребовалась разработка методов и создание средств технического диагностирования в процессе сборки разъёмных соединений на всех этапах их изготовления, эксплуатации и ремонта. Известные методы технического диагностирования имеют существенные недостатки, заключающиеся в низкой точности измерения напряжений и в возможности контроля только поверхностных напряжений, что приводит к преждевременному износу крепежных деталей, разрушению соединений, разгерметизации технологических систем и аварийным ситуациям с серьезными экологическими последствиями.

В последние годы интенсивно развиваются методы акустической диагностики, основанные на использовании ряда нелинейных акустических эффектов, в первую очередь акустоупругости. Об актуальности этой проблемы свидетельствует, во-первых, число публикаций (порядка 1200), в том числе более 200 в различных изданиях стран СНГ, во-вторых, существования в США национальной программы развития количественных методов неразрушающей диагностики, инициатором которой является военное ведомство. На ежегодных конференциях, проводимых в рамках этой программы, до 15% докладов посвящается акустическим методам контроля напряжений.

Изложенное позволяет сделать вывод о большом значении контроля механических напряжений в элементах машин и механизмов, научной и практической значимости исследований и внедрения их результатов в производстве и эксплуатации ответственных конструкций. Однако ко времени начала исследований автора отсутствовали теория, методология и оборудование для высокоточного измерения механических напряжений в производственных условиях с использованием акустических методов. В связи с этим потребовалось решить задачу исследования и разработки методов и создания средств акустической тензометрии разъёмных соединений энергетических аппаратов в различных областях машиностроения и, в частности, жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) аэрокосмических аппаратов.

В настоящей работе обобщены результаты исследований эффекта акустоупругости, разработки и создания методов и средств акустической тензометрии, выполненных автором во Всесоюзном научно-исследовательском институте по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (ВНИИНК) и АО «VOTUM» (г. Кишинев) в период с 1972 по 2004 г. Основанием для выполнения работ являлись постановления правительства СССР, задания других директивных органов и хоздоговорные работы с заинтересованными ведомствами и предприятиями

Цель работы

Целью работы является обобщение и дальнейшее развитие теоретических представлений об эффекте акустоупругости, обоснование, разработка принципов, научно-технических и методологических основ неразрушающей акустической тензометрии, методик производственного контроля, создание и организация серийного выпуска и внедрения аппаратуры в энергомашиностроении и при эксплуатации космической техники.

Для реализации поставленных задач потребовалось:

1) теоретически и экспериментально исследовать эффект акустоупругости;

2) разработать способы контроля механических напряжений методами нелинейной акустической диагностики, создать соответствующую экспериментальную аппаратуру и провести исследования методов акустической тензометрии;

3) разработать требования к техническим параметрам аппаратуры акустической тензометрии;

4) провести исследования и создать метрологическое обеспечение метода и аппаратуры акустической тензометрии;

5) разработать и обеспечить серийный выпуск акустических тензометров;

6) разработать технологию и внедрить в промышленность методы и аппаратуру акустического тензометрирования.

Методы исследований

Теоретические исследования проводились с использованием аппарата феноменологической теории акустоупругости с использованием матричной методологии. Расчетные соотношения акустической тензометрии получены аналитическим путем и проверены экспериментально с использованием специально разработанного градуировочного стенда, оснащенного поверенными приборами. Обработка результатов измерений производилась с применением средств вычислительной техники и статистического анализа Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований и производственных испытаний осуществлялось с помощью разработанного и аттестованного в установленном порядке комплекта стандартных образцов и поверенной аппаратуры.

Надежность контроля подтверждена многоцикловыми испытаниями двигателей

в режиме реальных нагрузок.

Научная новизна

1. Проведен комплексный анализ математических соотношений феноменологической теории акустоупругости с использованием матричной методологии.

2. Впервые введено понятие матриц акустоупругих коэффициентов скорости и времени распространения ультразвука для одноосно напряженного состояния, изучена их структура и взаимосвязь.

3. Получены соотношения, определяющие влияние сдвиговых напряжений на скорость и поляризацию упругих волн.

4. Изучено распространение упругих волн под произвольным углом к эйлеровским координатным осям, что позволило оценить необходимую точность акустических измерений при табулировании числовых значений акустоупругих коэффициентов

5. Экспериментально исследованы зависимости времени распространения упругих волн в различных конструкционных материалах от различных внешних факторов, определены критические параметры, влияющие на погрешность акустических измерений.

6. Разработаны основы методологии и алгоритм организации процесса контроля методами акустической тензометрии с применением современных технологий.

7. Разработано метрологическое обеспечение систем контроля, существенно снизившее погрешность измерений.

Защищаемые положения

1. Разработка матричной методологии линейной теории акустической тензометрии.

2. Новые методы ультразвуковых измерений, применяемых в акустической тензометрии.

3. Способы измерения упругих напряжений, упругих модулей и физико-механических свойств материалов и изделий с использованием продольных, сдвиговых и поверхностных ультразвуковых волн.

4. Обобщение вопросов методологии и метрологии при использовании акустической тензометрии в промышленности.

5. Принципы построения и реализация аппаратных средств акустической тензометрии.

6. Созданная аппаратура акустического тензометрирования и результаты её применения для контроля разъёмных соединений ЖРД аэрокосмических аппаратов и других конструкций.

Апробация полученных результатов

Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на 32 Международных, Всесоюзных и Российских научных и научно-технических конференциях и семинарах. По результатам выполненных исследований во Всесоюзных, российских и зарубежных периодических изданиях опубликованы 129 работ, в том числе 3 монографии, 88 статей и тезисов докладов. Получены 33 авторских свидетельства СССР, 2 патента Республики Молдова, патенты Австрии, Германии и Франции. Разработанные приборы демонстрировались и были отмечены на международных выставках и ВДНХ СССР (1-золотая, 1-серебряная, 4-бронзовых медали).

Практическая значимость

Предложенные методы акустической тензометрии, научно-методологические принципы организации производственного контроля и разработанные методики контроля реализованы в разработанной и серийно выпускавшейся аппаратуре.

Разработана гамма акустических тензометров: УП-10Э, УП-11Э, УП-20Э, УП-31Э (АКОН-4), УП-31ЭМ1, УП-32ЭП, УД4-Т HU-01. Внесенный в Государственный реестр средств измерений тензометр УП-31Э (АКОН-4) с 1985 года серийно выпускался заводом Электроточприбор ПО «Волна», г. Кишинев, объем выпуска составил более 120 шт., что полностью обеспечило потребности отрасли аэрокосмического энергомашиностроения.

Разработанная методика контроля легла в основу отраслевого стандарта ОСТ 92-9521-82 "Контроль усилия затяжки резьбовых соединений акустическим методом", технических требований и технических условий на штатные изделия, что позволило скорректировать методику расчета стыков.

Для метрологического обеспечения акустических тензометров разработан комплект стандартных образцов КМВР1-0, аттестованных по времени распространения ультразвука с точностью ±0,006 мкс.

Приборы используются для высокоточного акустического контроля усилий затяжки разъемных соединений жидкостных реактивных двигателей нового поколения, что позволило существенно повысить надежность ЖРД при одновременном снижении затрат на отработку их конструкции.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы из 283 наименований, приложений и содержит 372 страницы текста, 84 рисунков, 47 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована проблема контроля механических напряжений в элементах машин и механизмов, дана характеристика работ в области акустоупругости, отмечается, что известные методы технического диагностирования имеют существенные недостатки, изложены основные проблемы и обоснована актуальность темы диссертации. Сформулированы цель, научная новизна и практическая ценность работы. Приведены сведения об её апробации.

В главе 1 осуществлён обзор методов тензометрии (рентген, фотоупругость, магнитоупругость, меднение и др.). Основное внимание уделено анализу состояния теоретических и экспериментальных исследований эффекта акустоупругости. Рассматриваются подходы различных авторов к решению уравнений акустоупругости. Указанные исследования применительно к акустике, физике твердого тела, неразрушающим методам испытаний материалов ведутся в таких организациях, как МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва), Институт механики и Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины (г. Киев), НПО "Энергомаш" им. акад. В.П. Глушко (г. Химки, Россия), Одесский национальный политехнический университет, ВНИИНМаш (Новгородский филиал, г. Новгород,), ВНИИФТРИ (г. Москва), Институт кибернетики АН Эстонии (г. Таллинн), МИСИ (г. Москва), Физико-технический институт РАН (г. Ижевск), Институт нефти и газа (г. Ивано-Франковск) и др.

Весомый вклад в развитие методов неразрушаю щего контроля и технической диагностики, а так же акустических методов контроля напряженно-деформированного состояния внесли советские и российские ученые С.Я. Соколов, И.Н. Ермолов, В.В. Клюев, Н.П. Алешин, В.М. Баранов, Г.А. Буденков, А.Ю. Детков, И.А. Викторов, А.Х. Вопилкин, А.Н. Гузь, А.К. Гурвич, А.К. Денель, Л.К. Зарембо, В.А. Красильников, С.С. Секоян, В.И. Иванов, В.В. Коннов, М.В Королев, А.С. Рудаков, А. Н. Куценко, Ю.В. Ланге, Ю.А. Нилендер, А.И. Потапов, А.А. Самокрутов, В.Г. Щербинский и др.

Важные исследования явлений акустоупругости выполнены в США (G. S. Kino, R.B. Thompson, R. Thurston, R.B. King, G.C. Johnson и др.), Польши (J. Deputat и др.), Японии (Т. Tokuoka, H. Fukuoka, M. Obata, Y. Sasaki и др.), Великобритании и Германии (R.T. Smith, D. Crecraft, К. Goebbels, H.-D. Tietz и

др.).

Методы акустической тензометрии все более широко применяются в технике неразрушающих испытаний материалов. Однако, к моменту начала работ автора эффект акустоупругости не нашел широкого практического применения в промышленности. Это объясняется рядом причин, в частности, ограниченностью теоретических исследований, отсутствием методов инженерных расчетов, недостаточностью экспериментальных исследований и аппаратурных разработок, учитывающих особенность производственного контроля, отсутствием серийной измерительной ультразвуковой (УЗ) аппаратуры, методологии и методик производственного контроля.

В соответствии с этим основные задачи настоящей работы можно определить следующим образом:

- теоретическое и экспериментальное исследование акустоупругости при различных внешних воздействиях;

- проведение теоретических исследований и разработка математического аппарата, пригодного для инженерной практики измерения напряжений;

- исследование и разработка способов акустических измерений и методов тензометрии;

- разработка, обобщение и внедрение производственных методик;

- разработка и внедрение серийной измерительной УЗ аппаратуры.

Во второй главе* изложены разработанные на базе матричной методологии основы линейной теории акустоупругости. Ее суть заключается во введении матриц скоростей, относительного измерения скорости и времени распространения ультразвуковых волн, в установлении зависимостей от величин, характеризующих внешние воздействия (механические напряжения , температура магнитное и электрическое поля), определении вида коэффициентов, связывающих искомые величины. Предлагаемая методология обладает рядом преимуществ, среди которых следует отметить стандартный метод постановки задачи, возможность получения принципиально новых результатов, относительную простоту расчетных соотношений. Полученные соотношения позволяют решать как прямую задачу акустодиагностики (определение упругих характеристик среды при известных напряжениях), так и обратную - контроль механических напряжений по результатам акустических измерений. В качестве исходных моделей используются идеально упругая первоначально изотропная безграничная среда, в которой анизотропия может быть наведена в результате любых внешних воздействий, и гармонические монохроматические волны. Основная задача заключается в нахождении нелинейных по деформации поправок к скорости и поляризации упругих волн.

Поскольку изменение поляризации волн под действием напряжений оказывается небольшим, углы между направлениями распространения и поляризации для продольных и сдвиговых волн можно считать равными, соответственно, 0 и Если деформация описывается уравнением

вида х, = Х1+Х1)Х/, то тензоры деформаций Е^, напряжений Коши Кц , упругой жесткости определяются тремя нормальными и тремя сдвиговыми

деформациями.

* В данной главе наряду с буквенными индексами х, у, г обозначающими проекции величин на координатные оси, используются их цифровые эквиваленты 1, 2, 3. Например, аш =сг„,

Поэтому результирующее влияние сложно напряженного состояния на упругие волны можно учесть, суммируя поправки, обусловленные каждой из трех сдвиговых и трех нормальных деформаций.

Последний факт определяет следующую процедуру решения задачи:

- выяснение влияния одноосных напряжений и обобщение результатов на случаи действия главных напряжений;

- выяснение влияния сдвиговых напряжений и обобщение результатов на случай сложно напряженного состояния;

- рассмотрение случая, когда прозвучивание осуществляется под углом к эйлеровским координатным осям.

При этом необходимо найти зависимости между тензорами деформации и напряжения, получить уравнение движения и матричное характеристическое уравнение, определить зависимости скорости упругих волн от деформаций (напряжений,)

Основные уравнения акустической тензометрии записываются в виде:

= а,т ■ (2)

Задача заключается в определении компонент матриц акустоупругих коэффициентов скорости и времени распространения ультразвука и их выражении через обобщенные упругие модули - акустоупругие коэффициенты скорости и времени для одноосно напряженного состояния.

Для случая одноосных напряжений, действующих в направлениях осей ОХ, OY, OZ, матрицы рл имеют вид:

(3)

Здесь индекс / =1,2,3 обозначает направление распространения, к = 1,2,3 — направление поляризации, обозначения компонент матриц приведены к

обозначениям компонент матрицы Число независимых компонент равно пяти:1Рц,Рц,РпгР13гРп- Относительное изменение скорости объемных волн в случае действия главных напряжений определяется выражением:

= Рл I + Рла22 + Р&ЯЪЪ■

(4)

Уравнение (4) можно записать более подробно для всех девяти волн, распространяющихся вдоль эйлеровских координатных осей. Это позволяет определить по результатам трех акустических измерений, наиболее

удобных по условиям контроля. Выражения, аналогичные (3) и (4), можно записать для матриц Основное отличие заключается в том, что

матрица будет иметь четыре независимых компоненты

Были найдены выражения акустоупругих коэффициентов и аль через элементы матриц акустоупругих коэффициентов одноосно напряженного состояния и а\. Так, в частности, доказано, что:

Исследованы структура и знаки акустоупругих коэффициентов, выполнен их расчет для ряда конструкционных материалов, найдены выражения для акустоупругих коэффициентов продольных и сдвиговых волн для случая гидростатического давления:

В реальных условиях контроля не всегда возможно прозвучивание объекта вдоль выбранных координатных осей. Поэтому представляет интерес вывод соотношений для относительного изменения скорости или времени распространения упругих волн при их наклонном вводе, позволяющих определить компоненты тензора напряжений (или деформаций,) в исходной системе отсчета. Были получены матрицы акустоупругих коэффициентов в случае прозвучивания под углами , лежащими в одной из координатных плоскостей, например, в плоскости ХОУ.

Проанализируем акустоупругие коэффициенты, представляющие наибольший интерес:

Поскольку коэффициенты имеют разные

знаки, существует угол (?„, при котором =0, и акустоупругий эффект

отсутствует: 0„ = ап^- . (6)

Направление, определяемое углом в„, может рассматриваться как реперное,

позволяющее принципиально найти так как в этом направлении скорость постоянна и не зависит от величины напряжения. Получены соотношения, позволяющие определить реперное направление для случая плоско напряженного состояния и действия главных напряжений;

происходит усиление

акустоупругого эффекта на продольных волнах, ибо

в) Рг = Д3соз20 + /}п5тг0. Поскольку к о э ф ф и ц и ен тщ$2с е г д а имеют разные знаки, существует угол, определяющий первое реперное направление для сдвиговых волн, в котором акустоупругий эффект для сдвиговых волн отсутствует.

всегда имеют разные знаки, существует угол определяющий второе реперное

направление для сдвиговых волн. Аналогичные результаты получены для матрицы .

Поскольку непосредственно контролируемым параметром в акустической тензометрии является время распространения упругих волн, то в практических

целях удобно использовать матрицу акустоупругих коэффициентов времени распространения ам„. Результаты, полученные для объемных волн, были распространены на поверхностные волны Рэлея, и было показано, что в случае действия главных напряжений относительное изменение скорости 8и" определяется выражением:

¿о'* (7)

В этом выражении ¡ф к, суммирование ведется по / = п от 1 до 3.

Суммирование по столбцам этой матрицы дает, соответственно, ¿>и',, 5и*п, Зи*„ 6Ь*.

В случае плоских напряжений (например основные уравнения

упрощаются:

= Р,|0-ц + Р\гагг; = Р\т?п + Рп°гг ■ (9)

Если прозвучивание осуществляется под углом вг с осью ОХ, то:

&>£,=(&. с о520л + Д 2 «п ^ К,, + соз2 + Д 3 мп2 0, ) аа. (10)

Анализ (10) показывает, что и для поверхностных волн Рэлея также возможны направления, в которых акустоупругий эффект отсутствует.

В таблице 1 приведены формулы для расчёта акустоупругих коэффициентов скорости и времени распространения ультразвука для одноосно напряжённого состояния через упругие модули второго порядка Ламе X и ц и третьего порядка Мурнагана I, т, п.

Рассмотрены некоторые особенности распространения упругих волн в реальных условиях, в частности, отличие акустоупругих коэффициентов для фазовой и групповой скоростей ультразвука.

Таблица 1

Акустоупругие коэффициенты скорости

Р„ =

15Я +10^ + 1^ + 21/+ 2* + ^ _у у_

2(ЗА + 2//)(А + 2/*)

2Л + -(Я + т)-1 2(ЗЯ + 2^)(А + 2 (1)

= Р„

Акустоупругие коэффициенты времени

, 2Л2 А. „ 2Ьп] V К И )

2(ЗЯ + 2я)(Я + 2^)

2Я + -(А + 2т)-2/

М_.

2{ЗЛ + 2р)(Л + 2/г) '

В главе 3 представлены экспериментальные исследования особенностей распространения упругих волн в твердом теле при внешних воздействиях. В первую очередь это касалось изучения изменения времени (скорости) распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) при одноосных нагрузках с целью изучения акустоупругих коэффициентов одноосно-напряженного состояния ¡31К. Результаты экспериментов подтверждают достоверность выражений (1) и (2).

4 - Зки, 5 - ¿¡1^, 6 -5ит 7- |5и„|+ |5их)\

Такие зависимости подтверждаются вплоть до значений От для всех конструкционных металлов. Для примера на рис.1, приведена зависимость 8и,^= я(07л) в пределах изменения до 200МПа. Измерения проводились с помощью УЗ аппаратуры, имеющей относительную погрешность 10*4. Максимальное изменение значений для большинства металлов в пределах упругой области не превышает (1-2) 10"2, то есть (1-2) %.

В таблицах 2 и 3 приведены физико-механические характеристики и численные значения для материалов с широким диапазоном однако, с

небольшим различием упругих характеристики. Показано, что значения зависят от упругопластических характеристик материала. Необходимо обратить внимание на следующее. По абсолютной величине наибольшими являются те акустоупругие коээфициенты, для которых вектор колебательной скорости совпадает с вектором действия приложенной силы. При разработке методов акустической тензометрии абсолютные значения определяют

чувствительность акустических измерений к контролируемой величине напряжений.

Таблица 2

Материал Ро, г/см3 V (Тт> МПа Упругие модули, ГПа

X и ' -1 -т -п

60с2н2а 7,744 0,290 1600 112 82 314 639 840

35хгса 7,748 0,289 1300 НО 80 325 632 804

ст 3 7,800 0,288 250 112 83 360 690 820

лс59-1 8,380 0,352 150 91 38 410 414 488

Д!6 2,772 0 339 120 60 28 275 394 368

Чем больше выбранное значение Д* , тем выше чувствительность, то есть тем меньшая величина напряжений может быть определена при одной и той же погрешности акустических измерений.

В практике, когда контроль необходимо производить непосредственно в процессе эксплуатации, температура контролируемого объекта, как правило, нестабильна. Вследствие этого была изучена температурная зависимость модулей упругости X, ц, I, т, п. Результаты получены с помощью изучения изменения скорости распространения и определения величины

акустоупругих коэффициентов в зависимости от внешних факторов. Полученные результаты подтвердили правильность используемой линеаризации.

Выявлена некоторая особенность эффекта акустоупругости при применении поверхностных УЗ волн. Таким образом, в целом получено общее представление о поведении упругих колебаний различного типа при одноосном однородном напряжении в металлах. Это позволило установить целесообразность использования в некоторых случаях одновременно нескольких типов УЗ волн (например, двух). При проведении натурных экспериментов по контролю соединений, собранных с натягом, применялись сдвиговые и поверхностные УЗ волны. В рассматриваемом случае задача заключалась в определении контактного давления Рк:

Р«=^(1-К2)(аг+(7Х), (И)

где К= п/гг, = г, /гг, Г|, Гг - радиусы охватываемой и охватывающей деталей -

r, max = r2, которые можно определить по соотношению акустической тензометрии, используя сдвиговые волны:

При использовании поверхностных волн:

Сравнение расчетных и экспериментальных значений показало их совпадение в пределах 10 %.

В случае исследования состояния поверхности, обработанной пластическим деформированием (наклеп), применялись только волны РЭлея на частоте 3 МГц. Ультразвуковые измерения сравнивались с результатами рентгенографического анализа и методом послойного травления Давиденкова. Был сделан вывод, что акустическое тензометрирование позволяет судить о напряженном состоянии как в упругой, так и в пластической области деформирования.

Таблица 3

№п/п Материал Акусгоупругие коэффициенты скорости Д„10-|2Па-' Акусгоупругие коэффициенты времени распространения сцк,10"|2Па"'

Рхх Дге -0« - Рху -а** - «г, II <Р

1. 60С2Н2А 12,1 1,2 1,6- 7,9 1,8 16,8 2,6 3,0 6,5

2. 35ХГСА 13,6 1,3 1,3 8,2 1,9 18,5 2,7 2,7 6,8

3. СТ.З 14,6 1,4 1,6 8,3 2,3 19,3 2,7 1,9 7,0

4. ЛС59-1 32,8 3,1 8,8 18,7 5,5 42,6 6,5 12,2 15,3

5. Д16 71,4 11,7 4,9 36,0 18,1 84,7 16,7 9,5 31,4

В главе 4 рассмотрены основы метрологического обеспечения методов акустической тензометрии. Эти вопросы включают анализ допущений при линеаризации соотношений, определяющих относительные изменения скорости для различных типов УЗ волн. Погрешность линеаризации зависит от численных значений Указанная величина погрешности возрастает для

(12) (13)

пластических материалов. В свою очередь в линеаризированных соотношениях акустоу пругости используется ряд допущений таких, например, как р-рт=р0 , причём точные соотношения имеют вид:

Р = 1/ро [(1+е)(1-1>е)2Ъ Рг = Ро/( 1+/ЗТ),

(14)

где е = — /3=Зо;а - коэффициент температурного линейного расширения,

р, Ро - плотности при действии напряжения а и температуры Т, /- величина акустического пути. Кроме того, вместо начальной скорости сдвиговых волн в изотропной среде используется соотношение:

V*

О _ 1

- (Рхг+ Vxy) , 2

(15)

а также линейный закон Гука: е . (16)

Однако точное значение е в пятиконстантной теории упругости имеет вид:

Анализ приведенных соотношений показывает, во-первых, что учет нелинейности вызывает несимметричность деформаций для напряжений разных

знаков за счет

слагаемого

{

31 + 2т +—п

Погрешность, обусловленная

использованием нелинейной теории упругости, для многих материалов незначительна, только в области, близкой к пределу текучести она достигает значений порядка 0,1...0,5%. Однако, для некоторых пластических материалов (таких, например, как латунь) погрешность может достигать 3...5 %.

На погрешность определения механических напряжений существенное влияние оказывает точность акустических измерений. Первостепенное значение имеет вопрос о точности значений Д*, которые могут быть табулированы. Константы 3-го порядка, входящие в можно определить только с помощью акустических измерений на специализированной прецизионной аппаратуре с относительной погрешностью ^ 1СГ6. Компьютерное моделирование эксперимента при варьировании всех пяти констант (7ц ц, 1, т, п) в пределах ± ю% показало возможность появления значительных погрешностей расчетных значений Наименьшему влиянию подвержены коэффициенты и Наибольшее влияние оказывают: ц - на все коэффициенты, т - на коэффициенты А» Дху, ¡3^ п - на Отклонения от исходных значений составляют 2-70%. В работе приведены численные расчёты для основных конструкционных материалов.

Все теоретические соотношения, полученные во второй главе, относятся к монохроматическим упругим колебаниям, распространяющимся в безграничном полупространстве. Однако вопрос о том, какая именно скорость звука измеряется в каждом конкретном случае при использовании теоретически рассчитанных акустоупругих коэффициентов - фазовая V или групповая и, имеет важное значение. Было найдено соотношение, связывающее акустоупругие коэффициенты Ди, Д, групповой и фазовой скоростей:

, , Ц (дч ду„ ур^бы бы.

и„

(18)

В общем случае его исследование затруднительно, поэтому рассмотрены частные случаи, представляющие практический интерес:

дисперсия появляется в результате нагружения образца:

(19)

- дисперсия зависит от нагрузки. При линейной аппроксимации закона дисперсии:

(20)

где

Можно считать, что при относительно небольших изменениях нагрузки

реализуется случай, когда:

(21)

При обработке экспериментальных зависимостей скоростей и и V от частоты колебаний и размеров стержня было установлено, что одна только

V.

геометрическая дисперсия в отсутствие нагрузки может изменять отношение

ио

в пределах от 1,02 до 1,97. Если же учесть влияние структурной дисперсии и зависимость её от напряжения, то различие между величинами Д, и Ду станет еще больше. При определенных условиях замена коэффициента Д, на Д, может привести к более чем 30% ошибке при измерении напряжения. С другой стороны, несовпадение коэффициентов при соответствующей

аппаратурной реализации позволит определять вклад в акустоупругий эффект различных факторов, таких, как внешние и остаточные напряжения, температурные воздействия.

Кроме того, рассматривается проблема достижения необходимой инструментальной погрешности и её реализация в методических погрешностях результатов измерений. Обсуждаются вопросы метрологического обеспечения средств ультразвуковых измерений.

Глава 5 посвящена основам методологии акустической тензометрии, обеспечивающей практическое использование разработанных методов инженерно-техническими службами. Задача состоит в правильном выборе устройств акустических измерений и разработке методики производственного контроля.

Разработаны общие методологические принципы, которые включают в

себя:

- методическое обеспечение, заключающееся в оценке объекта контроля, учитывающей напряженное состояние, геометрию и линейные размеры, условия проведения УЗ измерений, предысторию материала объекта, влияние внешних воздействий и условия распространения ультразвука;

- метрологическое обеспечение, то есть оценку погрешности расчетных соотношений, тарировочных коэффициентов, инструментальной погрешности, и учет влияния внешних факторов на результаты акустических измерений;

- инструментальное обеспечение, определяемое выбором метода акустических измерений, а также типом и частотой УЗ волн.

Алгоритм разработки конкретной методики производственного контроля условно можно разбить на три этапа:

- анализ признаков, характеризующих объект. При этом особое внимание следует обратить на характер напряженного состояния, геометрию и линейные размеры объекта, условия проведения ультразвуковых измерений и т.д.;

- выбор типа и метода акустических измерений, оценка инструментальной и методической погрешностей;

- выбор методики проведения измерений: последовательность операций управления прибором, выполняемых оператором, обработка результатов, документирование и т.д.

Более подробно это показано на рис.2. Результатом конечной обработки данных акустических измерений является математическое реконструирование полей напряжений с помощью внешней ЭВМ или встроенного в прибор микропроцессорного блока.

На практике поля однородных напряжений встречаются не всегда, чаще всего величина и знак может меняться в направлении прозвучивания. С помощью метода акустоупругости измеряется среднее (интегральное) значение напряжения в этом направлении:

В действительности могут быть два варианта, когда

Если /а ст(Ь)<1дг; = 0 по всем направлениям, тогда акустический метод неприменим. Если по условиям контроля (эксперимента) можно осуществлять прозвучивание, то общее заключение применимости метода сводится к следующему условию:

От =/;? оЛдАх^О (23)

01„ =/;? стн(у)с1х^0.

Таким образом, в направлении оси ОХ измерения покажут отсутствие изменения акустической величины в направлениях осей

Аналогичные результаты можно получить по любому из направлений. В главе рассматриваются классические напряженные состояния и расчетные соотношения для каждого случая.

Однако на практике таких идеальных случаев, которые бы описывались линейными уравнениями акустоупругости, практически нет. Поэтому при анализе напряженного состояния или при разработке математической модели такого состояния необходимо приводить его к главным напряжениям по отношению к направлению прозвучивания (то есть к классическому случаю). В работе приводится таблица, в которой сведены данные по конкретным деталям объекта, его напряженному состоянию, расчетные соотношения акустической тензометрии для этих случаев и рекомендации по выбору метода ультразвуковых измерений.

В заключение необходимо отметить, что в зависимости от особенностей геометрии и размеров контролируемой детали необходимо правильно выбрать тот или иной метод измерений с учетом величины акустического пути. Практические рекомендации обобщены в виде таблицы 4.

В главе 6 рассмотрены методы акустических измерений, которые предпочтительно использовать в тензометрии. Они характеризуются повышенной точностью и возможностью автоматизации процесса измерений, позволяют проводить измерения в деталях с размерами мм в направлении прозвучивания. На многие из них автором получены авторские свидетельства на изобретения и патенты [2,4, 6, 7, 11, 20,34, 35,40,45,48, 55, 57, 58, 63...66].

Теоретические расчеты и результаты экспериментов показывают, что акустические измерения необходимо проводить с относительной погрешностью не более чем Аппаратурная реализация предусматривает использование пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), электромагнитно-акустических (ЭМА) преобразователей, а также их комбинации, когда, например, излучение осуществляется наклонным ПЭП, а прием ЭМА преобразователем (ЭМАП).

В заключении даны рекомендации по выбору методов, обеспечивающих повышение точности акустических измерений: счетно-импульсного (и его различных модификаций), методов наложения и синхрокольца.

Рис 2. Обобщенный алгоритм акустической тензометрии

Условная величина акустического пути, Ь, мм Условный диаметр площадки, нормальной волновому вектору, мм Относительный размер ОК Б = Ш Деталь конструкции Ограничивающие факторы Тип УЗ волн Метод УЗ измерений

150>£>5 й ¿40 1,25>£»0,1 Резьбовые деталиМ8..42, зона сварного шва, металлическая шахтная крепь Огсутству ют Сдвиговая, продольная Синхро- кольцо, частотно- импульсный, метод наложения, частотный

4800>£> 50 ¿> ^ 20 15>й> 2,5 Анкера, резьбовые детали М42-М160 Получение не более одного эхо-сигнала Сдвиговая, продольная Синхро-кольцо, метод наложения

¿>200 £> >3,5 £>>60 Анкера, торсионы Получение не более двух эхо-сигналов Сдвиговая, продольная Счетно-импульсный

¿<40 Малая величина Д отсутствие отражающих и плоскопаралл ельных граней Лопатки турбин, гребные винты Необходим ость обработки поверхност и лучше, чем У6...У8 Поверхнос тная Метод гониометра

60>¿> 40 Большая величина ¿>, отсутствие отражающих и плоскопаралл ельных граней ¿>0,4 Элементы авиаконструкций, лопатки турбин Обработка поверхност и У5 и выше Поверхностная ЭМА метод наложения

¿2:25 ¿>2: 200 Детали цилиндрическ ой формы Валки, ж/д колеса и рельсы, элементы шахтных подъемников Влияние боковых лепестков направленн ости Сдвиговая, поверхностная Частотный, наложения, счетно- импульсный, синхро- кольцо

В главе 7 на основании анализа задач, стоящих перед рядом отраслей машиностроения, предложен подход к проектированию серийной УЗ измерительной аппаратуры. Она состоит из двух основных блоков: акустического и электронного. Первый представляет собой преобразователь электрических колебаний в механические и обратно. С его помощью возбуждается упругие волны определенного типа, а также фиксируются условия их распространения в исследуемом материале. По своим параметрам и конструктивным особенностям ПЭП аналогичны применяемым в УЗ дефектоскопии. Однако к некоторым их характеристикам предъявляются специфические требования, к ним относятся ширина диаграммы направленности, угол ввода и степень поляризации для сдвиговых УЗ волн. Кроме того, в тензометрии применяются ЭМА преобразователи, особенно в случае возбуждения волн Рэлея и сдвиговых волн с линейной поляризацией. Поляризованные колебания описываются четырьмя параметрами Стокса. Основными из них являются величины определяемые, амплитудами

сигналов при параллельном Еп и взаимно перпендикулярном расположении плоскостей поляризации излучателя и приемника:

Отношение называют степенью поляризации

(24)

(25)

Для количественной и сравнительной оценки более удобным является модуль поляризационного коэффициента, определяемый выражением:

(26)

15, - 52 Ех

В результате исследования ЭМАП (£)э, \Рэ]) и ПЭП |Лс|) были получены следующие значения: 0э=О,995О; (¿к =0,9992; |Рэ| =20; |Лс| ^50.

Как видим, ЭМА и пьезоэлектрические преобразователи достаточно близки по своим характеристикам.

Для контроля используются пьезопреобразователи из ЦТС-19, диаметр пластины 12-18 мм, частота 5 МГц и 10 МГц, отклонение от геометрической оси (угол ввода) не должно превышать 40 - 50.

Как следует из таблицы 3, эффект акустоупругости очень незначителен по своему проявлению и требует проведения измерений на уровне тонкого физического эксперимента. Поэтому требования к лабораторным установкам и аппаратуре производственного контроля различны. В таблице 5 приведены отличительные характеристики упомянутых выше устройств.

Некоторые авторы отождествляют приборы для измерения скорости распространения ультразвука с акустическими (ультразвуковыми) тензометрами.

Однако измерители скорости - более сложное и дорогостоящее оборудование. Оно может использоваться для экспериментального исследования акустоупругости, численных значений с целью табулирования а

также влияния внешних воздействий на физико-механические характеристики материалов. Для приборов контроля в производственных или в полевых условиях важны простота пользования, портативность, автономность.

В период 1972 - 2004 г. под научным и техническим руководством автора был разработан ряд портативных акустических тензометров: УП-10Э, УП- 11Э, УП-20Э, УП-31Э, УП-31ЭМ, УП-32ЭП, измерительная приставка к дефектоскопу УИВР-ПМ, внедренные на ряде предприятий Минэнерго и, в частности, на НПО «Энергомаш». Анализ этих устройств показывает, что они содержат узлы, общие для любого дефектоскопа (приемно-усилительный тракт, генератор импульсов возбуждения УЗК, формирователь внешних синхроимпульсов, схемы автоматической регулировки усиления (АРУ), генератор развертки и т.д.), и дополнительные специфические цифровые блоки, предназначенные для прецизионных измерений.

Использование микроэлектроники позволяет создать ряд унифицированных приборов для решения разнообразных задач. Отметим некоторые особенности отдельных блоков. Наиболее простой является реализация счетно-импульсного метода, требующая серийного дефектоскопа и специализированной приставки. При реализации методов синхрокольца и наложения генератор УЗ колебаний должен запускаться с большой частотой синхронизации В схеме

усилителя необходимо иметь устройство АРУ для поддержания амплитуд выбранных эхо-сигналов на заданном уровне. В результате порог срабатывания схемы формирователей устанавливается на определенном уровне и инструментальная погрешность прибора уменьшается. Кроме того, прибор для контроля напряжений должен включать в себя аппаратно - программные средства пересчета результатов измерения в контролируемую величину (напряжение, усилие, деформация и т.д.).

Таблица 5

Технические характеристики и требования УЗ приборы контроля

напряжения скорости

Частота УЗ колебаний Фиксированная Регулируемая плавно по всему диапазону

Частотный диапазон, МГц 1.0; 2.5; 5,0; 10 0.02-100

Полоса пропускания приемника Узкая Широкая

Амплитуда импульса напряжения генератора УЗ колебаний, В 50 - 200 5-50

Измеряемый и контролируемый параметр (документ.) Единица измерения результатов АЧ, от1к, Оы мкс, кгс/мм2(МПа) \ рс, т1к, и,к м, кг-м"2гмкс, м-с"

Требование к автоматизации измерений Наличие автоматической регулировки усиления, без участия оператора Отсутствует

Особые конструктивные требования Автономность (портативность), возможность работы в полевых условиях Отсутствует

Требования к массе, не более, кг 3-5 Отсутствует

В главе рассмотрена динамика проектирования приборов, тенденция их совершенствования в процессе развития теории акустической тензометрии.

Под руководством и при непосредственном участии автора во ВНИИНКе (г. Кишинев) разработаны и переданы на завод «Электроточприбор» (г. Кишинев) в течение ряда лет серийно выпускавшиеся ультразвуковые тензометры типа УП-31Э (Акон-4), УП-31ЭМ (Акон-4М), показанные на рис.4, 5, а также микропроцессорный тензометр УП-32ЭП. Серийно выпускаемый с 1988 года прибор УП-31Э внесён в Государственный реестр средств измерений и получил практическое применение в сборочных цехах аэрокосмического энергомашиностроения. В работе приведена его функциональная схема, технические характеристики и фотография общего вида. Обсуждается проблема разработки и производства (в настоящее время осуществляется АО «Вотум», Кишинёв) микропроцессорных ультразвуковых тензометров нового поколения. Описано метрологическое обеспечение средств измерений с помощью специально разработанного комплекта стандартных образцов КМВР-01, представляющих собой аттестованные образцы по времени распространения ультразвука с точностью 0,006 мкс.

Рис З Стандартные образцы КМВР1-0 к УЗ тензометру УП31-Э (Акон-4Э)

Прибор УП-20Э награжден бронзовой медалью, а УП-31ЭМ - золотой, серебряной и двумя бронзовыми медалями ВДНХ.

В настоящее время в АО «Votum» завершены работы по созданию УЗ тензометра с учётом современных технологий и требований к точности измерений на базе универсального, многопрофильного дефектоскопа УД4-Т HU-01 (рис.6). Он предназначен для контроля процесса затяжки резьбовых деталей (болты, шпильки) М8 ... M160 с отношением длины L к диаметру d: L/d <7.

«присоской» и устройство крепления для немагнитных шпилек из титановых сплавов.

Рис. 6 Общий вид УЗ дефектоскопа УД4-Т HU-01

Технические характеристики электронного блока УД4-Т Ии-01:

• Задержка развертки от 0 до 1600 мкс.

• Диапазон измеряемых временных интервалов от 0,025 до 1175 мкс.

• Абсолютная погрешность измерения временных интервалов не превышает ±0,025 (±0,0125) мкс.

• Диапазон определяемых расчетных значений скоростей распространения УЗК от 1000 до 12500 м/с.

• Технические параметры УД4-Т Ни-01 позволяют контролировать величину механических напряжений с абсолютной погрешностью ±10 МПа.

• Электронный блок УД4-Т Ни-01 обеспечивает работу с прямыми, наклонными, раздельно-совмещенными и другими специализированными ПЭП, соответствующими ТУ25-7761.002- 86, ТУ25-7761.0048-88, ТУ25-7761.049-89 с любыми номинальными частотами из диапазона от 0,4 до 10 МГц (в режиме толщиномера - до 20 МГц).

В комплект поставки входят специализированные ПЭП на 2,5; 5,0; 10 МГц.

Отличительные особенности:

• Высокая технология цифровой обработки информации. Использование методов быстрого преобразования Фурье, что позволило создать оригинальные методы измерения временных интервалов и цифровую фильтрацию в пределах (Ю-3... 20) МГц.

• Погрешность измерений не зависит от амплитуды (в пределах не более 15 дБ) и частоты (длительности переднего фронта) эхо импульсов, отраженных от противоположной грани образца.

• Применение мощного высокопроизводительного процессора для анализа принятых сигналов с целью извлечения максимальной информации о времени их распространения, частотном спектре, амплитудных и фазовых соотношениях внутри импульса, что позволяет определить фазовые и групповые скорости УЗ волн.

• Наличие цветного дисплея.

С целью ускорения и облегчения обработки экспериментальных данных разработано специальное программное обеспечение УД4-Т Ни-01.

Последовательность настройки прибора и её визуализация показана на рис. 7 а, б, в, г.

Табличное представление

в) г)

Рис. 7. Изображение на дисплее в режимах: а - настройка; б - развертка; в - полноэкранный режим отображения; г - «временная лупа»

Необходимо обратить внимание на режим, показанный на рис. 7 - г. Он отражает работу двухлучевого устройства, позволяющего совмещать по времени, амплитуде и фазе п-ый и п+т (п?*т) эхо-сигналы.

Результаты измерений заносятся в специальный бланк - инструкционную карту контроля.

Программа выполняет обработку данных, полученных при сборке, градуировку с визуализацией протокола и соответствующих графиков. Главным результатом ее выполнения является карта контроля, содержащая сведения о конструктивных особенностях соединения и об усилиях затяжки каждой резьбовой детали. Предусмотрено накопление и длительное хранение информации на внешних носителях, рассчитанное на создание соответствующих баз данных.

Примеры отображения результатов приведены на рис. 8, 9. Использование диалогового режима существенно повысило оперативность и надежность контроля. Прибор прошел производственные испытания в НПО «Энергомаш» им. акад. Глушко В.П. (г. Химки).

В главе 8 приведены результаты использования методов и средств акустической тензометрии в производственной практике. В современных конструкциях различных отраслей, связанных с производством и эксплуатацией машиностроительной продукции, от 15 до 70% общего количества соединений составляют разъемные, основным элементом которых является резьбовая деталь (болт, шпилька). Количество таких элементов, например шпилек М36-М140 в энергетическом блоке мощностью 200 МВт, достигает 5-6 тыс. шт. Современный многопролетный стальной мост имеет до 2 млн. высокопрочных болтов, в ЖРД космических аппаратов также используется несколько тысяч резьбовых деталей. В связи с тем, что требования к надежности и долговечности конструкций, особенно в аэрокосмической технике, выросли, не вызывает сомнения необходимость контроля усилий затяжки.

Рис 8. Таблица параметров

Затяжка =2ь.21э =0.001 =о.зр1--" Разв./Диагр.

Диаграмма /ф ф

Следующий" /ф /усТП^чЧ

Элемент з / А-у^Д^-ЧгА—\ *

Таблица I ф —|—М з )— ф 1

__\ф

спупднмтк ^ч^ ™ _« ллл

Значение напряжения

Активный элемент

Диаграмма усилий

Номинал 17, (Рт) Значение усилия

Рис 9. Режим затяжки

Остановимся кратко на технологии акустического метода тензометрии, приоритет в разработке которого на IX Международной конференции по неразрушающим испытаниям в Мельбурне (Австралия) был признан за СССР. По условиям контроля резьбовой детали установка преобразователя возможна только на один из торцов. Таким образом, выполняется случай /=« = г, ¡=к для продольной УЗ волны и для сдвиговой к=х — у . С помощью выражений (8) и (9) можно получить расчетное соотношение в общем виде:

Дг„£

Тогда для продольной волны:

8т22Е

(27)

(28)

для сдвиговой:

Зт^Е

(29)

' 1В рассматриваемом случае 5г2г=5гн. Выражения (27)...(29) справедливы для случая, когда напряжение однородно вдоль всего акустического пути. Однако упругая волна, распространяющаяся вдоль продольной оси детали, проходит через сечения с различными по характеру напряжениями. Поэтому результирующее значение определяет среднее по длине резьбовой детали напряжение (7ср, которое всегда меньше, чем интересующее нас напряжение Оо в гладкой части детали. Неравномерность распределения напряжения можно учесть с помощью коэффициента п:

где I - полная длина детали, Н - высота фланца, А - высота резьбового участка (гайки, фланцы), а ~ 0,3, К = 1 для болтов, К = 2 для шпилек.

С учётом (30) выражение для (То примет вид:

Экспериментальная проверка погрешности выражения (30) показала, что ошибка численных значений по (31) может достигать 20-30%. Это потребовало получения более точного значения п. Без учета поперечных деформаций площадь эпюры интегрального значения напряжения, действующего по всей длине шпильки, можно определить как сумму площадей эпюр отдельных её участков:

Стер/ = 2\н„ <7рМ 2 (7р/р+ (Го/о, (32)

где длина резьбовой части детали, не находящейся в

зацеплении, Р(х) - сила, растягивающая стержень детали в сечении X. Закон изменения величины усилия Р(х) определится интенсивностью распределения осевых сил по высоте гайки д(х):

Р(х)= 1;ч(х) ах.

В свою очередь:

Ч(х)=

Р тсИтх зктх

(33)

(34)

где - коэффициент, зависящий от упругих модулей материала, геометрических параметров резьбы и т.д.

Учитывая, что (Тр= Оо (¡9 — (То К, после преобразований получим

—1гй — + т1р\ + 10

(35)

(36)

Экспериментальная проверка значений величины п полностью подтвердила правильность расчетных значений, полученных из (36).

Рассмотренные соотношения справедливы для определения величин <7р, Оо только в упругой области. Кроме того, их определение зависит от многих геометрических параметров стыка, которые определить затруднительно (несоответствие чертежу, коробление и др.). Зачастую, особенно при автоматизированной сборке, усилие, получаемое при затяжке, превышает значения для данного материала.

Выражения (28) и (29) позволяют с учётом данных таблицы 3 и малости ¡8И по сравнению с получить два важных соотношения:

(38)

Первое дает возможность проводить контроль без знания значений то есть проводить тарировку без использования тензорезисторов. Второе при а ^(Тт

должно лежать в пределах: <2. (39)

Зная численное значение отношения (39), можно определить область деформирования контролируемой детали.

Полученные расчетные соотношения акустического тензометрирования можно реализовать в практических целях различными способами: таблично, номограммой или на программном уровне в микропроцессорном устройстве.

При отработке производственной методики проверялось влияние различных деформаций, в частности, изгиба и кручения. Напряжения сдвига, как и следует из теоретических соотношений второй главы, не оказывают влияния на время распространения продольных волн. Наличие изгиба оказывает существенное влияние на результат измерений. Для деталей с типоразмерами, большими, чем М64, установкой датчика по точкам, расположенным диаметрально на торце детали, можно определить направление изгиба. Для диаметров, меньших М32, значения результатов усредняются по площади сечения и дают, как правило, искаженный результат. Установлено, что изгиб до 3° не оказывает на результат контроля существенного влияния.

Метод использовался в различных отраслях. Акустическое тензометрирование при ремонте и сборке цилиндров высокого давления энергетических блоков тепловых электростанций показало, что установленный противоаварийным циркуляром номинальный натяг в 300 МПа не выполняется, причем 60% крепежа затянуто до величины, превышающей номинальное значение на 20-30%, а 20-40% крепежа затянуто всего до величин 150-200 МПа.

Наиболее существенное внедрение акустическое тензометрирование нашло в технологическом процессе сборки элементов ЖРД.

Ранее сборка таких объектов осуществлялась только с помощью моментных ключей, дающих погрешность в 30-50% от номинала.

До применения акустического тензометрирования часто при отработке стыка он «раскрывался», причем поведение кривой дополнительной нагрузки, в частности, значение коэффициента основной нагрузки отличалось от значений, полученных классическим расчётным способом. Типичное поведение такого стыка показано на рис. 10.

А г, мкс

О 200 400 600 Р. лип/

-*- - болт 2,-т- - боли, ~it- - болт 20

Рис 10. Зависимость приращения времени распространения продольных УЗ волн от давления в рабочей полости в соединении без бандажных колец

До давлений порядка 200 атм стык ведет себя в соответствии с линейной теорией по Биргеру, т.е. дополнительная нагрузка и, как следствие, полные усилия в болтах изменяются линейно. Затем эта зависимость становится нелинейной. Указанное обстоятельство можно объяснить изгибом фланцев и рычажным характером их взаимодействия из-за непрерывного смещения зоны контакта от внутреннего к внешнему радиусу фланца вследствие упругих изгибных деформаций стягиваемых деталей (большая податливость фланцев). Для того чтобы стык не раскрывался, приходилось усложнять конструкцию, например, вводить между фланцами пружинную прокладку. Это давало гарантии полной надежности при гидроиспытаниях.

На рис.11 приведены результаты акустического тензометрирования стыка после наварки на него бандажных колец, что по расчету должно увеличить жесткость фланцевого соединения. Как видно, рычажное взаимодействие фланцев в данном случае уменьшено. Однако не все стыки можно ужесточить с помощью указанного выше способа, так как соединения не бывают однородными. На рис.12 приведены результаты, полученные на соединении, имеющем «окно», которое уменьшает локальную жесткость фланца. Не вызывает сомнения, что рычажное взаимодействие в зоне «окно» проявилось значительно сильнее, чем на других участках стыка. Аналогичные результаты были получены ранее на моделях И. Биргером и Г, Иосилевичем при исследовании стыков традиционными методами. Следует отметить, что только ультразвуковой метод позволяет изучать реальные объекты в процессе монтажа и гидроиспытаний и даёт возможность получения наглядной картины работы соединения в целом. Это особенно важно, так как локальная жесткость отдельных участков штатного стыка не одинакова. Было предложено учитывать

такие различия жесткости с помощью коэффициента основной нагрузки определяемой акустическим методом.

Рис.11. Зависимость приращения времени распространения продольных УЗ волн от давления в рабочей полости в соединении после наварки бандажных колец

2М т ш по Р,атм • шпилька 3.-»- -шпилька8,-»- - шпилька 15. -шпилька21

Рис.12. Зависимость приращения времени распространения продольных УЗ волн от давления в рабочей полости в соединении без бандажных колец с «окном»

На рис.13 приведен графический способ определения величины ^ по результатам акустического тензометрирования при давлении в рабочей полости 600 атм., что соответствует полному давлению на деталь <2э+ Ръ- Точки Е и Д

(на кривых I и 2 с разной жесткостью) характеризуют по отношению к оси ординат дополнительное изменение Д7,ь которое соответствует величине (),.

Рис.13. Графический способ определения коэффициента основной нагрузки по результатам акустического тензометрирования: 1- продолжение градуировочной кривой отдельного болта, 2 - кривая для нежесткого стыка, 3 - кривая для стыка с «окном», 4 - кривая для жесткого стыка, 5 - расчетная нагрузочная кривая при / = 0,1,6 - расчетная линия раскрытия стыка

Точки и N2 связаны с дополнительным усилием на болтах следующим образом: Ра1 = - £>, ; Ра2 = М2- & - (40)

Тогда коэффициент основной нагрузки:

1

(41)

Важным преимуществом разработанного способа перед другими, не использующими ультразвук, является активный характер процедуры контроля. Это означает, что данная методика позволяет не только количественно оценить, как затянута каждая резьбовая пара, но также дает оперативную и достоверную информацию о том, что следует изменить для приближения усилия затяжки к оптимальному значению. Результаты указанных исследований, проведённых автором совместно с НПО «Энергомаш» им. акад. В.П. Глушко (Рудаков А.С. и др.) позволили создать методику, которая легла в основу отраслевого стандарта ОСТ 92-9521-82 "Контроль усилия затяжки резьбовых соединений акустическим методом". Кроме методики проведения градуировки и контроля усилия затяжки стандарт устанавливает требования к конструкции применяемых деталей и контрольных образцов, регламентирует порядок обработки результатов измерений, правила оформления конструкторской и технологической документации. Учтены также требования безопасности персонала. Разработаны технические условия на контроль, в которых конкретизированы требования на проведение акустического тензометрирования по отношению к определенным изделиям, приводятся перечни подлежащих контролю соединений. В качестве

примера на рис. 14-16 приведены общий вид и сравнительные результаты различных методов тензометрирования разъемного соединения смесительной головки и корпуса газогенератора ЖРД типа РД-191.

Рис.14. Общий вид разъёмного соединения между смесительной головкой и корпусом газогенератора ЖРД типа РД-191

Рис.15 Типичное распределение усилий в шпильках при контроле: 1 - моментным ключом, 2 - акустическим методом; Х...24 - номера шпилек

Рис.16. Результаты акустического тензометрирования: распределение усилий Q в шпильках (а) и средних усилий Qcp в соединении (б) на различных этапах: 1-сборка, 2-перепроверка после гидропневмоиспытаний, 3- ослабление (фактические усилия) (1...24 номера шпилек)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Впервые предложен, теоретически обоснован, методически обеспечен, аппаратурно и метрологически реализован и внедрен в производственных условиях предприятия космического энергомашиностроения контроль усилий затяжки резьбовых соединений жидкостных реактивных двигателей нового поколения на основе использования акустоупругого эффекта, что позволило существенно повысить их надежность при одновременном снижении затрат на отработку конструкции.

2. Разработаны основы линейной теории акустической тензометрии, включающие в себя:

• обобщение теоретических представлений эффекта акустоупругости, выполненных различными исследователями;

• исследование уравнений акустоупругости, позволившее получить в матричном представлении соотношения для относительного изменения скорости и времени распространения ультразвука в твердых телах, подвергнутых деформированию;

• введение понятия матриц акустоупругих коэффициентов одноосного напряжённого состояния, изучение их структуры, в результате чего сделан очень важный для практики вывод о возможности описания с их помощью произвольного напряженного состояния;

• получение уравнений для случая распространения ультразвука под углом к главным напряжениям (главным направлениям) через акустоупругие коэффициенты, что является основанием для развития ультразвуковой томографии упругих полей в твёрдых телах.

3. Предложены и исследованы способы измерения упругих напряжений, упругих модулей и физико - механических свойств материалов и изделий с использованием продольных и сдвиговых УЗ волн:

- способ определения коэффициента Пуассона (авт. свид. СССР № 282721);

- способ определения остаточных напряжений (авт. свид. СССР № 347567);

- способы контроля механических напряжений (авт. свид. СССР № 466443,

532806, 1359732, 1564529,1753399,1769117 и др.).

4. Предложены и исследованы способы измерения скорости поверхностных УЗ волн (авт. свид. СССР № 322718).

5. Разработаны требования к параметрам и конструкции пьезоэлектрических и ЭМА преобразователей, выполнены разработка и исследование преобразователей для возбуждения продольных, сдвиговых и поверхностных УЗ волн. Показано, что для получения неискаженных информативных сигналов диапазон рабочих частот преобразователей должен выбираться из условия отношения диаметра детали к диаметру пьезопластины не менее 3-х на частоте УЗК 5 МГц. Для ПЭП сдвиговых волн необходимо использовать

коэффициенты Стокса для определения величины коэффициента степени поляризации.

6. Сформулированы требования к параметрам, разработаны функциональные схемы и аппаратура акустического тензометрирования стыков энергетических установок аэрокосмических и летательных аппаратов, тепловых и атомных электростанций:

• акустические тензометры УП-10Э, УП-11Э (использован счетно-импульсный метод), УП-20Э (использован счетно-импульсный метод с усреднением, абсолютная погрешность измерений временных интервалов составляет ±0,1; ±0,07 мкс);

• приставка УИВР-ПМ к дефектоскопу ДУК-66ПМ и др. (использован счётно -импульсный метод случайных совпадений, дискретность отсчета ±0,1 мкс);

• акустический тензометр УП-31Э (АКОН-4), (использован счётно -импульсный метод случайных совпадений с усреднением, что позволило при дискретности отсчёта в 0,1 мкс повысить точность до 0,05 мкс) внесен в Государственный реестр средств измерений и с 1985 года серийно выпускается заводом Электроточприбор ПО «Волна» (объем выпуска составил более 120 шт., что полностью обеспечило потребности отрасли аэрокосмического энергомашиностроения);

• акустический тензометр УП-31ЭМ1 (микропроцессорный прибор с возможностью вывода на экран цифро-аналоговой информации),

• акустический тензометр УП-32ЭП (полностью микропроцессорный прибор с использованием счётно-импульсного метода и метода синхро-кольца, обеспечивающий погрешность измерений

• акустический тензометр на базе цифрового дефектоскопа УД4-Т Ни-01 (использована цифровая обработка сигналов - быстрое преобразование Фурье, цифровая фильтрация, автоматическая установка стробов в зону выбранных эхо-сигналов, используется 5 импульсных методов измерений, абсолютная погрешность измерения временных интервалов составляет мкс, абсолютная погрешность контроля механических напряжений

7. Исследовано влияние на результаты измерений упругих напряжений внешних факторов:

• конструктивных особенностей (шероховатости поверхности ввода и отражающей УЗК, непараллельности торцев, соотношения диаметра и высоты болта или шпильки, перекоса фланцев). Показано, что отклонение от перпендикулярности относительно оси резьбовой детали и параллельности торцов болта от М8 и более не должно превышать 0,05 мм, а плоскостность торцовых поверхностей болтов должна быть не менее 80 %;

• зависимости скорости распространения УЗК от температуры. Сняты зависимости изменения времени распространения УЗК от температуры (до 0,007 мкс/град. С), которые рекомендовано учитывать при внесении поправок на этапе обработки данных для каждого цикла измерений.

• разброса скоростей УЗК в материале деталей, показано, что разброс невелик и приращение по отношению к абсолютному значению ничтожно, а погрешность составляет доли процента.

8. Разработана методика контроля усилия затяжки резьбовых соединений, основанная на:

• применении экспериментального стенда в составе гидравлического пресса, создающего растягивающие усилия до 500 кН, и специализированного ультразвукового прибора УП-31Э, обеспечивающего прецизионное измерение времени распространения УЗК вдоль оси болта (шпильки),

• построении градуировочных зависимостей для произвольного соединения,

• непосредственном контроле усилия затяжки в процессе сборки изделия, что обеспечивает активный характер процедуры контроля.

9. Разработанная методика положена в основу отраслевого стандарта ОСТ 929521-82 "Контроль усилия затяжки резьбовых соединений акустическим методом", технических требований и технических условий на штатные изделия, что позволило скорректировать методику расчета стыков.

10. Для метрологического обеспечения приборов типа УП-31Э разработан комплект стандартных образцов КМВР1-0, аттестованных по времени распространения ультразвука с точностью ±0,006 мкс.

11. Экспериментально установлены предельные значения влияющих факторов, обеспечивающих условия надежного контроля:

• максимально допустимое затухание УЗК в материале контролируемой детали не более 0,3 дБ/см,

• соотношение X > 3Бср, где X - длина УЗ волны в материале образца, Б ср - средний размер зерна,

• параметр шероховатости торцовой поверхности не более 2,5 мкм,

• отклонение поверхностей образца от параллельности и каждой торцовой поверхности от плоскостности не более 0,1 мм (для болтов и шпилек диаметром 18 мм и выше с соотношением длины и диаметра не более 6:1).

12. Общий объем поставленных предприятиям авиакосмического машиностроения приборов составил более 120 шт. Приборы, внедренные на НПО «ЭНЕРГОМАШ», г. Химки, Московской области, штатно эксплуатируются с 1985 г. Благодаря применению метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений полностью ликвидированы отказы ЖРД по протечкам и нарушению герметичности.

Экономический эффект от внедрения разработок по данным Минприбора СССР составил 1000 тыс. руб. в ценах 1986 г.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии:

1. Бобренко В.М., Вангели М.С., Куценко А.Н. Акустические методы контроля напряженного состояния материала деталей машин. Кишинев, Штиинца, 1981.— 148 с.

2. Бобренко В.М., Вангели М.С., Куценко А.Н. Акустическая тензометрия (теория и практика). Кишинев, Штиинца, 1991. - 204 с.

3. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Малахов В.П. Акустический контроль механических напряжений. Одесса, Ав^орпп!, 1997. - 272 с.

Статьи, доклады и изобретения:

1. Авербух И.И., Бобренко В.М., Буденков Г.А., Праницкая Ю.Н. Применение поляризованного ультразвука для определения упругой анизотропии // Методы и аппаратура неразрушающего контроля. М., ЦНИИТЭИприборостроения, 1969. С. 28-30.

2. Авербух И.И., Бобренко В.М., Буденков Г.А. Способ определения коэффициента Пуассона. Авт. свид. СССР № 282721. Бюл. изобр. № 30, 1970.

3. Авербух И.И., Бобренко В.М., Кушкулей Л.М. Оценка упругих и пластических деформаций с помощью поверхностных волн // Дефектоскопия, 1971, №6. С. 112-114.

4. Авербух И.И., Бобренко В.М., Градинарь В.В. Способ определения остаточных напряжений. Авт. свид. СССР № 347567. Бюл. изобр. № 24,1972.

5. Авербух И.И., Бобренко В.М., Кушкулей Л.М. Зависимость скорости волн Рэлея от напряженного состояния твёрдого тела // Проблемы неразрушающего контроля, Штиинца, Кишинёв, 1973, вып.2 . С. 222-228.

6. Авербух И.И., Бобренко В.М., Чичугов А.А. и др. Способ определения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 466443. Бюл. изобр. № 13,1975.

7. Агасьев Г.Г., Бобренко В.М., Данилов В.П. и др. Устройство для контроля физико-механических свойств материалов. Авт. свид. СССР № 1536301. Бюл. изобр. №2, 1990.

8. Анисимов В.А., Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Расчётные соотношения акустической тензометрии для поверхностных волн Рэлея // Дефектоскопия, 1993, № 1. С. 59-64.

9. Адриан В.А., Анисимов В.А., Бобренко В.М. и др. Акустический контроль усилий затяжки разъемных соединений энергетических установок в процессе сборки и регламентных работ. Деп. № 3074-Ук. 87. Киев: Укр. НИИНТИ (Реферат. - Дефектоскопия, 1988, № 6. С. 95-96).

10. Бобренко В.М., Авербух И.И., Буденков Г.Л., Прядко А.П. О некоторых погрешностях при оценке напряжений в металлах. Труды ВНИИНК, т. 1, Кишинёв, Картя Молдовеняскэ, 1969. С. 129-133.

11. Бобренко В.М., Авербух И.И., Буденков Г.А. Способ измерения скорости поверхностных ультразвуковых волн. Авт. свид. СССР № 322718. Бюл. изобр. № 36,1971.

12. Бобренко В.М., Авербух И.И. Исследование напряжений с использованием ЭМА преобразователей// Дефектоскопия, 1971,№3,-С. 131-134.

13. Бобренко В.М., Прядко А.П. Электронный блок задержки для акустических измерений // Проблемы неразрушающего контроля, Штиинца, Кишинёв, 1973, вып.2-С. 155-160.

14. Бобренко В.М., Авербух И.И., Чичугов А.А. Ультразвуковой метод измерения напряжений в деталях резьбовых соединений // Дефектоскопия, 1974, № 1.С. 72-81.

15. Бобренко В.М., Зотов Л.В., Шелудько В.М., Чичугов А.А. Ультразвуковой контроль напряжений в шпильках энергооборудования // Электрические станции, М, Энергия, 1974, № 9. С. 24-30.

16. Бобренко В.М. Принципы разработки ультразвуковых методов производственного контроля напряжений в деталях металлических конструкций. VII Всесоюзная научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль материалов, изделий и сварных соединений», Киев, 13-15 мая 1974. Тезисы докладов, Москва, 1974, с. 140-141.

17. Бобренко В.М. Акустическая тензометрия. Методология и аппаратура // III Международная выставка и конференция «Промышленный неразрушающий контроль и техническая диагностика». Москва, 2004. Тезисы докладов, с. 153.

18. Бобренко В.М., Рублёв Я.А. Использование волн Рэлея для оценки качества поверхностного наклёпа//Дефектоскопия, 1976, № 5 . С. 18-22.

19. Бобренко В.М., Булгакова Л.В., Воскобойник М.А. К расчёту напряжений в резьбовых деталях по результатам ультразвуковых измерений // Дефектоскопия, 1976, №6. С. 95-100.

20. Бобренко В.М., Булгакова Л.В., Детков А.Ю. Способ ультразвукового контроля механических напряжений в изделиях. Авт. свид. СССР № 532806, Бюл. изобр. №39,1976.

21. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Детков А.Ю. Ультразвуковой прибор УП-31Э (Акон-4) для контроля механических напряжений // Научно - технические достижения, ВИМИ, 1985, вып.4. С- 87-89.

22. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Акустическая тензометрия. I. Физические основы // Дефектоскопия, 1980, № 2. С. 70-87. (Bobrenko V.M.,

Kutsenko A.N., Sheremeticov A.S. Acoustic Stress Determination. I. Physical basis// Non -Destructive Testing ofUSSR (Defectoscopia), USA, 1983, № 2, p.- 70 - 87).

23. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Акустическая тензометрия. II. Методы и устройства//Дефектоскопия, 1980, № 12. С. 59-75. (Bobrenko V.M., Kutsenko A.N., Sheremeticov A.S. Acoustic Stress Determination II. Methods and Devices// Non - Destructive Testing of USSR (Defectoscopia), USA, 1983, №12, p.-59-75.)

24. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Общий вид уравнений акустоупругости для главных напряжений // Дефектоскопия, 1982, № 6. - С. 23-27.

25. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Расчётные соотношения методов акустической тензометрии // Дефектоскопия, 1982, № 6. - С. 27-31.

26. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Оценка влияния некоторых факторов на точность измерения напряжений в твёрдых телах методом акустоупругости // Киев, Техника. Респ. межвед. н.-т. сб. Акустика у. з. техника, 1982, вып. 17.-С. 68-72.

27. Бобренко В.М. Некоторые особенности использования расчётных соотношений акустической тензометрии // Wissensch. Beitrage III Koll. Eigensp. und Oberflachenverf., Zwickau, 1982, s. 173-178.

28. Бобренко В.М. Некоторые вопросы теории и практики акустоупругости применительно к неразрушающим испытаниям // «АМУ-У-82», Тбилиси, 1982. — С. 118-121.

29. Бобренко В.М. Ультразвуковые методы и устройства для контроля механических напряжений // Дефектоскопия, 1983, № 12.-С. 8-14.

30. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Рудаков А.С., Шереметиков А.С. Контроль усилий затяжки резьбовых соединений // Дефектоскопия, 1985, № 5. - С. 33-49.

31. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Кривега Т.И. Зависимость акустоупругих коэффициентов от модулей упругости Ляме и Мурнагана // Киев, Техника. Респ. межвед. науч.-техн. сб. Акустика и ультразвуковая техника. 1985, вып. 20. - С. 9699.

32. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Исследование усилий в резьбовых соединениях акустическим тензометрированием //Дефектоскопия, 1986, № 7. - С. 11-14.

3 3. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Детков А.Ю. Ультразвуковой прибор УП-31Э (Акон-4) для контроля механических напряжений // Научно - технические достижения, ВИМИ, 1985, вып.4. С- 87-89.

34. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Ультразвуковой способ измерения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1308890. Бюл. изобр. № 17, 1987.

35. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Ультразвуковой способ определения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1359732. Бюл. изобр. № 46, 1987.

36. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Лесников В.П. Уравнение для скорости упругих волн в первоначально изотропной среде при наличии сдвиговых напряжений // Деп. № 656-86. МолдНИИНТИ (Реферат. - Дефектоскопия, 1987, № 5. С. 96).

37. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Лесников В.П. Уравнение для скорости упругих волн, распространяющихся в первоначально изотропной среде под углом к координатным осям. I. Нормальные напряжения. II. Сдвиговые напряжения // Деп. № 666-86; 667-86. Кишинев: МолдНИИНТИ (Реферат. - Дефектоскопия,

1987, №5. С. 95-96).

38. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Методологические принципы акустической тензометрии // Акустика и ультразвуковая техника: Респ. межвед. науч.-техн. сб., - Киев, «TEXHiKA»- 1987, вып. 22. - С. 42-46.

39. Бо бренко В.М., Куценко А.Н., Лесников В.П. Акустоупругие коэ ффициенты объёмных ультразвуковых волн при наклонном прозвучивании // Дефектоскопия, 1987, №12. С. 3-6.

40. Бобренко В.М., Рудаков А.С., Лабутина Л.А. и др. Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов. Авт. свид. СССР № 1441298. Бюл. изобр. № 46, 1988.

41. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Матричная теория акустоупругости в приложении к задачам тензометрии // Дефектоскопия, 1988, № 8. С. 21-28.

42. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Рудаков А.С. Акустическая тензометрия -новое направление в неразрушающих испытаниях материалов // Дефектоскопия, 1989, №4. С. 93-96.

43. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Шарапановский В.Д. Акустические тензометры // В кн.: Сборник докладов международной н.-т. конференции «Дефектоскопия- 89», България, Пловдив, т.2. С. 265 - 269.

44. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Акустическая тензометрия, состояние и проблемы// Int. 6 Wissenschaftliche konferens, Zwickau, 1989, t. 2. - S. 67-73.

45. Бобренко В.М., Бобренко С. В., Куценко А.Н. Способ определения термоакустического коэффициента скорости ультразвуковых колебаний в изделии. Авт. свид. СССР№ 1465716. Бюл. изобр. № 10,1989.

46. Бобренко В.М., Шаповалов П.Ф. Контроль упругих свойств металлов ЭМА -методами // В кн.: Сборник докладов международной н.-т. конференции «Дефектоскопия- 89», България, Пловдив, т.2. С. 286 - 290.

47. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Рудаков А.С. и др. Способ определения времени распространения ультразвуковых колебаний и устройство для его осуществления. Авт. свид. СССР № 1583833. Бюл. изобр. № 29, 1990.

48. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Упругие волны при наличии деформаций сдвига // Прикладная механика, 1990, т. ХХУ1, вып. I. - С. 77- 82.

49. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Акустоупругие коэффициента: поверхностных волн Рэлея. // Киев, Техника. Респ. межвед. н.-т. сб. Акустика и ультразвуковая техника, 1992, вып. 27. - С. 14-20.

50. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Зонов И.В. Исследование метрологических характеристик ультразвуковых тензометров // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. Киев, 1991, № 4. - С. 51- 54.

51. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Рудаков А.С. Акустическая тензометрия // Контроль. Диагностика. 2001, № 4. С. 23 - 39. '

52. Бобренко В.М., Покладов АА, Рыльский В.Е. Ультразвуковая тензометрия разъёмных соединений // Материалы I Национальной конференции «Методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики», Кишинёв, 2003, с. 76 - 80.

53. Буденков ГА, Буденков Б А, Бобренко В.М. и др. Влияние зазора на чувствительность при ЭМА возбуждении и приёме ультразвука // Труды ВНИИНК, Т. I, Кишинёв, Картя молдовеняскэ, 1969. - С. 238 - 247.

54. Зонов И.В., Бобренко В.М., Дворник В.Г. Устройство для поверки точностных характеристик ультразвуковых устройств. Авт. свид. СССР № 1640632, Бюл. изобр. № 13, 1991.

55. Дворник В.Г., Бобренко В.М. Ультразвуковой способ определения механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1753399. Бюл. изобр. № 29, 1992.

56. Куценко А.Н., Бобренко В.М., Бобренко СВ., Рудаков А. С. Ультразвуковой способ измерения механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1564529. Бюл. изобр. №18, 1990.

57. Куценко А.Н., Рудаков А.С., Бобренко В.М. Ультразвуковой способ контроля механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1769117. Бюл. изобр. № 38,1992.

58. Лукашов АА, Агасьев Г.Г., Бобренко В.М. и др. Устройство для контроля качества материалов по времени распространения ультразвука. Авт. свид. СССР № 432381. Зарегистрировано в Государственном реестре Изобретений СССР 21. 01.1974 г.

59. Averbuckh I.I., Bobrenko V.M., Detkov A.J. e.t.r. Devices for testing physical and mechanical parameters of materials and constructions // VII Int. Conf NDT, Warszawa, Poland, 1973,1 - 33, 8p.

60. Bobrenko V.M. Die Akustoelastizitat und die Besonderheitenihrer praktischen Anwendung aufdie Spannungsmessung // Int. Symp. Ultraschall Mater., Dresden, 1978, -S. 13-14.

61. Bobrenko V.M., Kutsenko A.N., Rudakov A.S. The acoustoelasticity and problems of the acoustic straingauging in the non - destructive testing // X Int. Conf, NDT, Moscow, 1982, v.2,- p. 171 - 178.

62. Bobrenko V.M., Kutsenko A.N. Acoustic elasticity coefficients of ultrasonic waves and their application in non- destructive testing // IUTAM Symp. Nonlinear deformation on waves, Tallinn, 1982. P. 38.

63. Slednev A.M., Pocladov A.A., Bobrenko V.M. etc. Metode ultrasonora de imersiune pentru masurarea grosimii peretelui tevii. Patent Moldova, MD 2367 Fl 2004.01.31.

64. Lukashev A.A., Bobrenko V.M. etc. Republik Osterreigh, AT Patentschrift № 355837,25.04.1980.

65. Lukashev A.A., Bobrenko V.M. etc. Bundesrepublik Deutschland, Offenlegunsschrift 25 02 141.14.08.1975

66. Lukashev A.A., Bobrenko V.M. etc. Republik Francaise, Brevet Dinvention № 74 35587, Date de deport 22 octobre 1976.

P19 7 1î

РHБ Русский фонд

2005-4 15б32

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка проблемы.

Глава 2. Матричная методология в теории акустоупругого эффекта.

2.1 Упругие свойства среды и их характеристики.

2.2 Нелинейные акустические эффекты.

2.3 Основные положения теории акустоупругого эффекта.

2.4 Акустическая диагностика напряжённо - деформированного состояния. Основные задачи.

2.5 Основные матрицы акустоупругости.

2.6 Матрицы акустоупругих коэффициентов одноосно -напряжённого состояния.

2.7 Основные уравнения акустодиагностики.

2.8 Матрица акустоупругих коэффициентов скорости УЗК, её структура. Идентификация элементов матрицы для случая нормальных напряжений.

2.9 Влияние сдвиговых деформаций (напряжений) на скорость объёмных ультразвуковых волн.

2.10 Матрица акустоупругих коэффициентов скорости при наклонном прозвучивании.

2.11 Связь между акустоупругими коэффициентами фазовой и групповой скоростей распространения УЗ волн.

2.12 Акустоупругие коэффициенты поверхностных волн Рэлея.

2.13 Использование матрицы акустоупругих коэффициентов для решения задач акустической тензометрии.

2.14 Влияние внешних воздействий на результаты измерений в акустической тензометрии.

Выводы.

Глава 3. Экспериментальное исследование акустоупругости.

3.1 Исследование зависимости «скорость - напряжение» в упругой области.

3.2 Исследование упругих модулей второго и третьего порядков конструкционных материалов.

3.3 Исследование акустоупругих коэффициентов.

3.4 Акустическое тензометрирование напряжённого состояния.

Выводы.

Глава 4. Метрология акустической тензометрии.

4.1 Допустимая линеаризация обобщённого уравнения акустоупругости.

4.2 Допустимая линеаризация зависимости «напряжение деформация».

4.3 «Непостоянство» удельной плотности материала.

4.4 Акустоупругие коэффициенты фазовой и групповой скоростей.

4.5 Зависимость акустоупругих коэффициентов от упругих модулей

Ляме и Мурнагана.

4.6 Влияние внешних факторов на результат акустических измерений.

Выводы.

Глава 5. Общие вопросы методологии акустической тензометрии.

5.1 Методические особенности производственного контроля (обобщённый алгоритм разработки методик контроля).

5.2 Характер напряжённого состояния объекта контроля.

5.3 Геометрия и линейные размеры объекта контроля.

5.4 Особенности проведения акустических измерений в производственных условиях.

5.5 Предыстория материала и внешние воздействия.

5.6 Выбор типа и метода акустических измерений.

5.7 Общие принципы организации производственного контроля методами акустической тензометрии.

Выводы.

Глава 6. Методы ультразвуковых измерений в практике акустической тензометрии.

6.1 Классификация методов ультразвуковых измерений.

6.2 Измерение абсолютных значений времени распространения ультразвуковых волн.

6.3. Методы измерения скорости распространения поверхностных ультразвуковых волн (волн Рэлея).

6.4 Методы измерения акустической анизотропии.

6.5 Метод быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Выводы.

Глава 7. Аппаратура акустической тензометрии.

7.1 Классификация и обоснование технических характеристик.

7.2 Ультразвуковые преобразователи установок для исследования напряжений.

7.3 Ультразвуковая установка УИСП - 1.

7.4 Счетно-импульсные измерительные ультразвуковые устройства.

7.5 Ультразвуковые приборы акустической тензометрии.

7.6 Универсальный ультразвуковой прибор УД4 - Т HU-01.

7.7 Метрологическое обеспечение акустических тензометров.

Выводы.

Глава 8. Акустическое тензометрирование резьбовых деталей разъёмных соединений. Применение в энерго- и авиакосмическом машиностроении.

8.1 Акустическое тензометрирование резьбовых деталей.

Математическое описание и экспериментальная проверка.

8.2 Погрешность определения напряжения при выбранной точности ультразвуковых измерений.

8.3 Экспериментальное исследование метода акустического тензометрирования в промышленных условиях.

8.4 Методика расчёта величины 0\п по результатам ультразвуковых измерений.

8.5 Результаты производственного испытания ультразвуковой методики контроля.

8.6 Оформление результатов контроля.

Выводы.

Одной из важнейших задач машиностроения является необходимость снижения материалоёмкости и веса конструкций при повышении требований к их надёжности и долговечности. При этом первостепенное значение приобретает анализ напряжённо-деформированного состояния (НДС) объекта, который необходимо осуществлять методами неразрушающего контроля (НК) на всех этапах изготовления, сборки, эксплуатации и регламентных работ.

В последние годы внимание промышленности привлекают методы акустической (ультразвуковой) тензометрии, основанные на использовании ряда нелинейных акустических эффектов, в первую очередь акустоупругости. Все известные методы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что возможен контроль только поверхностных напряжений до глубин порядка нескольких миллиметров.

Об актуальности этой проблемы свидетельствует, во-первых, число публикаций за последние годы (порядка 1200), в том числе более 200 в различных изданиях стран СНГ, во-вторых, существование в США национальной программы развития количественных методов неразрушающей диагностики, инициатором которой является военное ведомство. На ежегодных конференциях в рамках этой программы до 15% докладов посвящается акустическим методам контроля напряжений.

Однако практическое использование акустической тензометрии делает первые шаги. Для расширения области применения, в первую очередь, требуется разработка теории физических явлений, используемых для решения диагностических задач, основ метрологии и технологии производственного контроля, создание и внедрение специализированной аппаратуры.

Вследствие вышесказанного целью настоящей работы явилось обобщение и дальнейшее развитие теоретических представлений об эффекте акустоупругости, обоснование, разработка принципов, научно-технических и методологических основ неразрушающей акустической тензометрии, методик производственного контроля, создание и организация серийного выпуска аппаратуры, отраслевые внедрения (основное - в производстве аэрокосмической техники).

Разработка научно-технических и методологических основ акустической тензометрии позволяет осуществить 100% производственный контроль элементов конструкций непосредственно в условиях производства и эксплуатации. Изложенное определяет большое народнохозяйственное значение, научную и практическую значимость исследований в этой области и их внедрения в производство. Направленность диссертационной работы связана с развитием методов НК энергетических установок в различных областях машиностроения, в частности, в производстве жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) аэрокосмических аппаратов, поэтому тема настоящей работы сформулирована как «Разработка и создание методов и средств акустической тензометрии разъёмных соединений аэрокосмических аппаратов».

В процессе проведения работы сформулированы и решены следующие научные, методические и технические задачи:

1. Проведен комплексный анализ математических соотношений феноменологической теории акустоупругости с использованием матричной методологии.

2. Впервые введено понятие матриц акустоупругих коэффициентов скорости и времени распространения ультразвука для одноосно-напряженного состояния, изучена их структура и взаимосвязь.

3. Получены соотношения, определяющие влияние сдвиговых напряжений на скорость и поляризацию упругих волн.

4. Изучено распространение упругих волн под произвольным углом к эйлеровским координатным осям, что позволило оценить необходимую точность акустических измерений при табулировании числовых значений акустоупругих коэффициентов.

5. Экспериментально исследованы зависимости времени распространения упругих волн в различных конструкционных материалах от различных внешних факторов, определены критические параметры, влияющие на погрешность акустических измерений.

6. Разработаны основы методологии и алгоритм организации процесса контроля методами акустической тензометрии с применением современных технологий.

7. Разработано метрологическое обеспечение систем контроля, существенно снизившее погрешность измерений.

В настоящей диссертационной работе обобщены результаты исследований эффекта акустоупругости, разработки и создания методов и средств акустической тензометрии, выполненных автором во Всесоюзном научно-исследовательском институте по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (ВНИИНК) и АО «VOTUM» (г. Кишинёв) в период с 1972 по 2004 г. Основанием для выполнения работ являлись постановления правительства СССР, задания других директивных органов и хоздоговорные работы с заинтересованными ведомствами и предприятиями.

Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на 32 Международных, Всесоюзных и Российских научных и научно-технических конференциях и семинарах. По результатам выполненных исследований во Всесоюзных, Российских и зарубежных периодических изданиях опубликованы 129 работ, в том числе 3 монографии, 88 статей и тезисов докладов. Получены 33 авторских свидетельства СССР, 2 патента Республики Молдова, патенты Австрии, Германии и Франции. Разработанные приборы демонстрировались и были отмечены на международных выставках и ВДНХ СССР (1-золотая, 1-серебряная, 4-бронзовые медали).

Предложенные методы акустической тензометрии, научно-методологические принципы организации производственного контроля и разработанные методики контроля реализованы в разработанной и серийно выпускавшейся аппаратуре. Разработана гамма акустических тензометров: УП

10Э, УП-11Э, УП-20Э, УП-31Э (АКОН-4), УП-31ЭМ1, УП-32ЭП, УД4-Т HU-01. Внесенный в Государственный реестр средств измерений тензометр УП-31Э (АКОН-4) с 1985 года серийно выпускался заводом Электроточприбор ПО «Волна», г. Кишинев, объем выпуска составил более 120 шт., что полностью обеспечило потребности отрасли аэрокосмического энергомашиностроения.

Разработанная методика контроля легла в основу отраслевого стандарта ОСТ 92-9521-82 "Контроль усилия затяжки резьбовых соединений акустическим методом", технических требований и технических условий на штатные изделия, что позволило скорректировать методику расчета стыков.

Для метрологического обеспечения акустических тензометров разработан комплект стандартных образцов КМВР1-0, аттестованных по времени распространения ультразвука с точностью ±0,006 мкс.

Приборы используются для высокоточного акустического контроля усилий затяжки разъемных соединений жидкостных реактивных двигателей нового поколения, что позволило существенно повысить надежность ЖРД при одновременном снижении затрат на отработку их конструкции.

Выводы

1. Разработаны и исследованы специальные ультразвуковые ЭМА преобразователи для акустических тензометров со следующими параметрами:

- величина степени поляризации Q = 0,9950, модуль поляризационного коэффициента Р = 20;

- слабая зависимость чувствительности ЭМА от зазора;

- малая погрешность акустических измерений особенно в случае использования волн Рэлея.

2. Проведена классификация и обоснование технических характеристик электронных блоков акустических тензометров, в результате чего установлено, что:

- для оценки напряжений в деталях с большим диапазоном изменения линейных размеров в направлении прозвучивания в пределах 0,51000 мм необходимо применение трех различных методов акустических измерений: резонансного для диапазона 0,5.5 мм; частотно-импульсного (наложения или синхрокольца) для диапазона 5. 100 мм; счетно-импульсного для диапазона >50 мм;

- для оценки напряжений с абсолютной точностью 10. .50 МПа (~1. .5 кгс/мм2) относительная погрешность акустических измерений во всех случаях не должна превышать (1. .3) 10"4.

3. В течение 1970-2003 гг. разработано ряд установок (всего более шести) и семь приборов, в числе которых:

- установка типа УИСП-I позволяет использовать все типы УЗ волн для оценки напряжений в деталях с размерами по направлению прозвучивания 10-300 мм и применять для излучения как ПЭП, так и ЭМА преобразователи;

- прибор типа УП-31Э прошел Госиспытания, внесен в Государственный реестр средств измерения, с 1984 г. серийно выпускался на заводе «Электроточприбор» (г. Кишинев), в 1986 г. ему присвоен ГЗК, а в 1987 г. прибор УП-31ЭМ удостоен золотой, серебряной и двух бронзовых медалей ВДНХ;

- универсальный ультразвуковой прибор УД4-Т HU-01 нового поколения на базе цифровых технологий.

Глава 8. Акустическое тензометрирование резьбовых деталей разъемных соединений. Применение в энерго- и авиакосмическом машиностроении

Одной из причин разрушений резьбовых деталей является невозможность получения достоверных сведений о величине усилий, действующих на деталь во время монтажа и эксплуатации, так как отсутствуют методы экспериментального определения этих усилий. Зачастую у резьбовой детали свободным является только один торец, поверхность которого не подвержена деформации, что не позволяет применить ни один из известных физических методов определения напряжений (электротензометрия, рентгеновская тензометрия, методы магнитоупругости, фотоупругих покрытий и т.д.).

При исследованиях на моделях и частично на практике используют специально изготовленные тензометрические болты [16]. Для этих же целей в последнее время стали применять уточненные методы инженерных расчетов [108, 109]. Однако для применения в промышленных условиях, где требуется 100%-ный контроль, эти методы оказались неприемлемыми.

Современное развитие УЗ техники позволяет считать, что такую задачу можно решать методами акустической тензометрии [12, 18, 19, 20, 25, 32, 41, 187, 189, 190, 192, 219, 239, 240, 248, 262, 281, 283]. Основное ее преимущество заключается в возможности установки первичного датчика (в данном случае ПЭП или ЭМА преобразователь) на недефоримированную поверхность (торец) резьбовой детали. Такой возможностью не обладает ни один из известных физических методов.

8.1. Акустическое тензометрирование резьбовых деталей. Математическое описание и экспериментальная проверка

В отличие от рентгеновского, магнитоупругого, фотоупругого и прочих тензометрических методов, требующих проведения измерений непосредственно в зоне (области), подвергнутой деформации, акустические методы позволяют располагать приемно-передающие преобразователи в ненапряженной зоне и измерять интегральные значения напряжений а1п вдоль акустического пути. По конструктивным особенностям разъемных соединений условия контроля таковы, что первичный преобразователь можно устанавливать только на один из торцов детали и прозвучивать вдоль её оси детали по высоте, например, вдоль оси z. Для дальнейших рассуждений введем некоторые обозначения: 2, 20 - полная длина и длина гладкой части резьбовой детали вдоль оси z соответственно; h - высота гайки; Н - высота фланцевого соединения (расстояние между внутренними торцами гаек); 22р = Н - 2q - длина резьбовой части детали, находящейся между внутренними торцами гаек; d0, dcp - диаметр гладкой части и средний диаметр резьбы детали соответственно; ор,о0 - интегральные значения действующих напряжений в резьбовой части и на гладком участке детали вдоль оси Z соответственно; Р - нагрузка (сила), приложенная к детали; п = 2/(Н + 2ah) - конструктивный коэффициент, а ~0,3 [16, 108]; 2Р - начальная расчетная длина детали, предполагающая, что вся нагрузка равномерно приложена на этой длине.

Как мы упоминали выше, по условиям контроля прозвучивание можно осуществлять только по высоте детали вдоль оси z, таким образом можно воспользоваться соотношением (2.160).

8.1.1. Определение напряжений растяжения с использованием продольных или сдвиговых ультразвуковых волн

Применим (2.160) для продольных и сдвиговых УЗ волн: s Tzz = (Azz - fizz) crzz = CLzz °ZZ 8Tzx = (Azzazz = , (8.1)

A 1 где Azz=—-ь

Все дальнейшие рассуждения будем относить к продольным волнам, они в равной степени относятся и к сдвиговым в соответствии с выражением (8.1) [9, 18, 40, 57]. В выражении (8.1) фактически фиксируется изменение времени распространения УЗ волн по всей длине шпильки 8rzz. Обозначим

2/ 2р через п и, используя уравнение (8.1), найдем:

8Т22 = д/Е-втт) ■ о2

ZZ ' п (8.2)

После преобразований получим выражение для искомого напряжения a zz через непосредственно измеряемые величины, %:

Ат^пЕ nE5rzz /о т\

TQl(\-Efizz ) 1 - ^Pzz здесь ftzz(&zz) ~ величина, определяемая при тарировке по результатам УЗ измерений (МПа); Ат= rzz - т0« - изменение времени в результате пробега УЗК по всей шпильке (мкс). Однако дальнейшие исследования показали, что акустоупругие коэффициенты fizz (a zz) для резьбовых деталей из одного и того же материала, но различных типоразмеров тоже различны. Это вызвало необходимость проведения тарировки для каждого типоразмера. Такой результат явился следствием неопределённости п и использования для конструктивного коэффициента значения 0,3 по рекомендации [16, 108, 109].

Уточним пределы изменения а. Подобная задача рассматривается при расчете резьбовых соединений без учета поперечных деформаций [16,108]. Запишем площадь эпюры интегрального значения напряжения, действующего по всей длине шпильки, как сумму площадей эпюр отдельных участков h оzz 2 = 2 j <jp(z)dz +2<jp2p+2<j о2о , (8.4) о где a (z)= ; p(z) - сила, растягивающая стержень шпильки в сечении z.

Согласно [16,108], закон изменения величины усилия p(z) определяется интенсивностью распределения осевых сил по высоте гайки q(z): р (z) =) q(z)dz, (8.5) о в свою очередь:

I \ Pmchmz где т - коэффициент, зависящий от упругих модулей материалов, геометрических параметров резьбы и т.д. [16,108]. Тогда в соответствии с выражениями (8.5) и (8.6) напряжение в сечении резьбовой части будет иметь вид \ р- mchmz ^-• (8-7) nmz

Между величинами ор и о,о имеется соотношение jp =K2<J0, (8.8) где к = d(/dp.

Интегрируя (8.7) и подставляя полученное выражение в (8.4), получим: cjzzl = 2—th^- + 2 cjpl + сVo • (8.9) т 2

С учетом соотношения (8.8) перепишем выражение (8.9) относительно <т0: «■0=*»—27-'-Г- • (8.10)

-к ( , mh , Л . 2— th — + w/0 +/0 т \ 2

Искомое выражение определяют из соотношения, аналогично (8.3): о = Ат = cZzn ■ (8.11)

4azz

Тогда коэффициент п запишем в виде л =—----. (8.12)

-kf.mh Л .

2—\th — + miQ +/0 ту 2

При экспериментальной проверке выражений (8.10) и (8.12) из расчетного выражения исключался коэффициент п. Для этого были изготовлены две шпильки М 42x4 (шаг резьбы 4 мм) из стали 45 со следующими конструктивными размерами (индексы 1 и 2 относятся соответственно к большей и меньшей шпильке): = 348; е0] = 228; d01 = d02 = 35,5; h^=h2 = 60; £2 = 216; Z02 = 96; dpi = dp2 = 37 J mm; £p = 0.

Нагружение (растягивающее усилие) создавалось с помощью универсальной машины типа ГРМ-1 (цена деления отсчетного устройства 980Н). Напряжение, отнесенное к гладкой части детали (сг0), составляло во всех случаях 360 МПа.

Прецизионное измерение времени распространения УЗ волн осуществлялось счетно-импульсным методом. Относительное изменение времени распространения продольных УЗ волн до и после приложения усилия составило 8tj =54-10'4; Ьт2 = 41-10'4.

С целью определения экспериментального значения п найдем истинную величину (q^z), для чего, пользуясь рекомендациями [160] и записывая (8.11) для обеих деталей, после преобразований получим

8ri л 1-Ьг а =-, (8.13) zz а , ч 0{1- у) где 7= yth

Искомое значение п определяется из выражений (8.11) и (8.13) где i = 1,2.

Экспериментальные и расчетные данные сведены в табл.8.1, откуда следует, что результаты, измеренные и рассчитанные по формуле (8.12), совпадают.

Значения, рассчитанные для величины /?zz при а = 0,3, имеют следующие величины соответственно для большей и меньшей шпилек: 2,12-Юл-11 и 1,84-10-11 Па-1. Расчет с учетом (8.12) и экспериментальных значений п дает величину 2,04-10-11 Па-1. Таким образом, тарировка может быть проведена один раз для всех типоразмеров.

275

Заключение

1. Впервые предложен, теоретически обоснован, методически обеспечен, аппаратурно и метрологически реализован и внедрен в производственных условиях предприятия космического энергомашиностроения контроль усилий затяжки резьбовых соединений жидкостных реактивных двигателей нового поколения на основе использования акустоупругого эффекта, что позволило существенно повысить их надежность при одновременном снижении затрат на отработку конструкции.

2. Разработаны основы линейной теории акустической тензометрии, включающие в себя:

• обобщение теоретических представлений эффекта акустоупругости, выполненных различными исследователями;

• исследование уравнений акустоупругости, позволившее получить в матричном представлении соотношения для относительного изменения скорости и времени распространения ультразвука в твердых телах, подвергнутых деформированию;

• введение понятия матриц акустоупругих коэффициентов одноосного напряжённого состояния, изучение их структуры, в результате чего сделан очень важный для практики вывод о возможности описания с их помощью произвольного напряженного состояния;

• получение уравнений для случая распространения ультразвука под углом к главным напряжениям (главным направлениям) через акустоупругие коэффициенты, что является основанием для развития ультразвуковой томографии упругих полей в твёрдых телах.

3. Предложены и исследованы способы измерения упругих напряжений, упругих модулей и физико - механических свойств материалов и изделий с использованием продольных и сдвиговых УЗ волн:

• способ определения коэффициента Пуассона (авт. свид. СССР № 282721);

• способ определения остаточных напряжений (авт. свид. СССР № 347567);

• способы контроля механических напряжений (авт. свид. СССР № 466443, 532806, 1359732, 1564529, 1753399, 1769117 и др.).

4. Предложены и исследованы способы измерения скорости поверхностных УЗ волн (авт. свид. СССР № 322718).

5. Разработаны требования к параметрам и конструкции пьезоэлектрических и ЭМА преобразователей, выполнены разработка и исследование преобразователей для возбуждения продольных, сдвиговых и поверхностных УЗ волн. Показано, что для получения неискаженных информативных сигналов диапазон рабочих частот преобразователей должен выбираться из условия отношения диаметра детали к диаметру пьезопластины не менее 3-х на частоте УЗК 5 МГц. Для ПЭП сдвиговых волн необходимо использовать коэффициенты Стокса для определения величины коэффициента степени поляризации.

6. Сформулированы требования к параметрам, разработаны функциональные схемы и аппаратура акустического тензометрирования стыков энергетических установок аэрокосмических и летательных аппаратов, тепловых и атомных электростанций:

• акустические тензометры УП-10Э, УП-11Э (использован счетно-импульсный метод), УП-20Э (использован счетно-импульсный метод с усреднением, абсолютная погрешность измерений временных интервалов составляет ±0,1; ±0,07 мкс);

• приставка УИВР-ПМ к дефектоскопу ДУК-66ПМ и др. (использован счётно -импульсный метод случайных совпадений, дискретность отсчета ±0,1 мкс);

• акустический тензометр УП-31Э (АКОН-4), (использован счётно -импульсный метод случайных совпадений с усреднением, что позволило при дискретности отсчёта в 0,1 мкс повысить точность до 0,05 мкс) внесен в Государственный реестр средств измерений и с 1985 года серийно выпускается заводом Электроточприбор ПО «Волна» (объем выпуска составил более 120 шт., что полностью обеспечило потребности отрасли аэрокосмического энергомашиностроения);

• акустический тензометр УП-31ЭМ1 (микропроцессорный прибор с возможностью вывода на экран цифро-аналоговой информации),

• акустический тензометр УП-32ЭП (полностью микропроцессорный прибор с использованием счётно-импульсного метода и метода синхрокольца, обеспечивающий погрешность измерений ±0,03 мкс),

• акустический тензометр на базе цифрового дефектоскопа УД4-Т HU-01 (использована цифровая обработка сигналов - быстрое преобразование Фурье, цифровая фильтрация, автоматическая установка стробов в зону выбранных эхо-сигналов, используется 5 импульсных методов измерений, абсолютная погрешность измерения временных интервалов составляет ±0,005 (0,01) мкс, абсолютная погрешность контроля механических напряжений ± 5. 10 МПа).

7. Исследовано влияние на результаты измерений упругих напряжений внешних факторов:

• конструктивных особенностей (шероховатости поверхности ввода и ~ отражающей УЗК, непараллельности торцов, соотношения диаметра и высоты болта или шпильки, перекоса фланцев). Показано, что отклонение от перпендикулярности относительно оси резьбовой детали и параллельности торцов болта от М8 и более не должно превышать 0,05 мм, а плоскостность торцовых поверхностей болтов должна быть не менее 80 %;

• зависимости скорости распространения УЗК от температуры. Сняты зависимости изменения времени распространения УЗК от температуры (до 0,007 мкс/град. С), которые рекомендовано учитывать при внесении поправок на этапе обработки данных для каждого цикла измерений.

• разброса скоростей УЗК в материале деталей, показано, что разброс невелик и приращение по отношению к абсолютному значению ничтожно, а погрешность составляет доли процента.

8. Разработана методика контроля усилия затяжки резьбовых соединений, основанная на:

• применении экспериментального стенда в составе гидравлического пресса, создающего растягивающие усилия до 500 кН, и специализированного ультразвукового прибора УП-31Э, обеспечивающего прецизионное измерение времени распространения УЗК вдоль оси болта (шпильки),

• построении градуировочных зависимостей для произвольного соединения,

• непосредственном контроле усилия затяжки в процессе сборки изделия, что обеспечивает активный характер процедуры контроля.

9. Разработанная методика положена в основу отраслевого стандарта ОСТ 929521-82 "Контроль усилия затяжки резьбовых соединений акустическим методом", технических требований и технических условий на штатные изделия, что позволило скорректировать методику расчета стыков.

10. Для метрологического обеспечения приборов типа УП-31Э разработан комплект стандартных образцов КМВР1-0, аттестованных по времени распространения ультразвука с точностью ±0,006 мкс.

11. Экспериментально установлены предельные значения влияющих факторов, обеспечивающих условия надежного контроля:

• максимально допустимое затухание УЗК в материале контролируемой детали не более 0,3 дБ/см,

• соотношение X > 3Dcp, где X - длина УЗ волны в материале образца, D ср. - средний размер зерна,

• параметр шероховатости торцовой поверхности не более 2,5 мкм,

• отклонение поверхностей образца от параллельности и каждой торцовой поверхности от плоскостности не более 0,1 мм (для болтов и шпилек диаметром 18 мм и выше с соотношением длины и диаметра не более 6:1).

12. Общий объем поставленных предприятиям авиакосмического машиностроения приборов составил более 120 шт. Приборы, внедренные на НПО «ЭНЕРГОМАШ», г. Химки, Московской области, штатно эксплуатируются с 1985 г. Благодаря применению метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений полностью ликвидированы отказы ЖРД по протечкам и нарушению герметичности.

Экономический эффект от внедрения разработок по данным Минприбора СССР составил 1000 тыс. руб. в ценах 1986 г.

1. Авербух И.И., Бобренко В.М., Кушкулей JL М. Оценка упругих и пластических деформации с помощью поверхностных волн // Дефектоскопия. 1971, №6. С. 112-114.

2. Авербух И.И., Бобренко В.М., Кушкулей JI. М. Зависимость скорости волн Рэлея от напряженного состояния твердого тела. В кн.: Проблемы неразрушающего контроля. Кишинев: Штиинца, 1973, вып. 2. - С. 222-228.

3. Авербух И.И., Бобренко В.М., Кушкулей JI. М., Праницкая Ю.Н. Применение поляризованного ультразвука для определения упругой анизотропии. В сб. Методы и аппаратура неразрушающего контроля. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 196$. С. 23 -30.

4. Авербух И.И., Бобренко В.М., Праницкая Ю.Н. ЭМА преобразователи с фиксированной базой. В кн. «Теория и практика ультразвуковых преобразователей». - Тезисы докл. Всесоюзн. н.-т. семинара, Кишинев. 1971.-С. 80-81.

5. Авербух И.И., Бобренко В.М., Праницкая Ю.Н. Оценка механических напряжений ультразвуковыми методами. Материалы н.-т. конференции «Исследование и контроль мех. свойств материалов». Волгоград, 1972. С. 168-172.

6. Авербух И.0., Никифоренко Ж.Г. Измерение анизотропии тонкого листа. Материалы н.-т. конференции «Исследование и контроль мех. свойств материалов». Волгоград, 1972. С. 164- 168.

7. Авербух И.И., Бобренко В.М., Буденков Б.А. Способ определения коэффициента Пуассона. Авт. свид. СССР № 232721. 1970. Бюлл. изобр. № 30.

8. Авербух И.И., Бобренко В.М., Градинарь В.В. Способ определения остаточных напряжений. Авт. свид. СССР № 347567. 1972. Бюлл. изобр. № 24.

9. Авербух И.И., Бобренко В.М., Чичугов А.А., Матвеева П.М. Способ определения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 466443. 1973. Бюлл. изобр. № 13.

10. Ю.Адриан В.А., Анисимов В.А., Бобренко В.М. и др. Акустический контроль усилий затяжки разъемных соединений энергетических установок в процессе сборки и регламентных работ. № 3074 - Ук. 87. Деп. УкрНИИНТИ, реф. Дефектоскопия, 1988, № 6. - С. 95.

11. П.Алерс Дж. Измерения очень малых изменений скорости звука и их применение для изучения твердых тел. В кн. «Физическая акустика», под ред. У. Мэзона. М.: Мир, т, 4, ч. А, 1969. С . 322-344.

12. Андреев Г.Я., Бобренко В.М., Тихонов В.Ф. Предпосылки использования у.з. методов контроля натяга в напряженных соединениях. В кн. Проблемы внедрения неразрушающего контроля. Тезисы докл. 3-й н.-т. конф. ВНИИНК. Кишинев: Изд. ЦК КПМ. 1973. -С. 56-58.

13. Анисимов В. А., Бобренко В.М., Куценко А.Н. и др. Связь между акустоупругими коэффициентами фазовой и групповой скоростейультразвуковых волн. В кн. Акустика и ультразвуковая техника, Киев: Техника, 1984, вып. 19, с. 39-41.

14. И.Баранов В.М. Ультразвуковые измерения в атомной технике, М.: Атомиздат, 1975. 264 с.

15. Бедоцерковская СЛ., Геллер В.М., Копанский, А.Г., Соседов В.Н. Приемные термо и радиационностойкие пьезопреобразователи. - В кн. Тезисы докл. 2-й Всесоюзн. конф. по акустической эмиссии. Кишинев. 10-12 дек. 1987 г. С. 98.

16. Биргер И. А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. 256 с.

17. Блаер И.Л., Макаров В.В. Упругий элемент резьбового соединения для контроля силы затяжки. Вестник машиностроения, 1973, № 3. С. 32-34.

18. Бобренко В.М., Вангели М.С, Куценко А.Н. Акустические методы контроля напряженного состояния материала деталей машин. Кишинев: Штиинца, 1981. 148 с.

19. Бобренко В.М., Вангели М.С, Куценко А.Н. Акустическая тензометрия (теория и практика). Кишинев: Штиинца, 1991, 204 с.

20. Бобренко В.М. Принципы разработки ультразвуковых методов производственного контроля напряжений в деталях металлических конструкций. Тезисы докл. VII Всесоюзн. н.-т. конф. Неразрушающий контроль материалов, изделии и сварных соединений. Киев. 1974.

21. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Рудаков А.С., Шереметиков А.С. Контроль усилий затяжки резьбовых соединений // Дефектоскопия, 1985, № 5. С. 3340.

22. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Исследование усилий в резьбовых соединениях акустическим тензометрирОванием // Дефектоскопия. 1986, № 7 С. 11-14.

23. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Методологические принципы акустической тензометрии. Акустика и уз техника; Респ. межвед. н.-т. сб. 1987. Вып. 22. С. 42-46.

24. Бобренко В.М. Некоторые вопросы теории и практики акустоупругости применительно к неразрушающим испытаниям. Тез. и реф. докл. Респ. н.-т. конф. "АМУ-82". Тбилиси: 1982. С. 118-121.

25. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С., Акустическая тензометрия. 1 Физические основы // Дефектоскопия, 1980, № 2. С. 70-87.

26. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Акустическая тензометрия. II Методы и устройства. Дефектоскопия, 1980, № 12. с.59-75.

27. Бобренко В.М., Прядко А.И. Электронный блок задержки для акустических измерений. В кн. Проблемы неразрушающего контроля. Кишинев: Штиинца, 1973, вып. 2. С. 155-160.

28. Бобренко В.М., Авербух И.И., Буденков Г.А. и др. Способ измеренияскорости поверхностных волн. Авт. свид. СССР № 322718. Бюлл. изобр. 1971. №34.

29. Бобренко В.М., Рублев Я.А. Использование волн Рэлея для оценки качества поверхностного наклепа // Дефектоскопия. 1976. № 5. С. 18-22.

30. Бобренко В.М., Авербух И.И., Чичугов А.А. Ультразвуковой метод измерения напряжений в деталях резьбовых соединении // Дефектоскопия. 1974. № 1. С. 72-80.

31. Бобренко В.М. Ультразвуковые методы и устройства для контроля механических напряжений // Дефектоскопия. 1983. № 12. С. 8-14.

32. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Лесников В.П. Акустоупругие коэффициенты объемных ультразвуковых волн при наклонном прозвучивании // Дефектоскопия. 1987. № 12. С. 3-6.

33. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С., Общий вид уравнений акустоупругости для главных напряжений // Дефектоскопия. 1982. № 6. С. 23-27.

34. Бобренко В.М. Некоторые особенности использования расчётных соотношений акустической тензометрии // Wissensch. Beitrage III Koll. Eigensp. und Oberflachenverf., Zwickau, 1982. S. 173-178.

35. Бобренко B.M., Куценко A.H. Расчетные соотношения методов акустической тензометрии // Дефектоскопия. 1982. № 6. С. 27-31.

36. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. О методе определения одноосных механических напряжений. В кн. Акустика и ультразвуковая техника. Киев. Техника. 1930. Вып.15. С. 84-86.

37. Бобренко В.М., Авербух И.И. Исследование напряжений с использованием ЭМА преобразователей // Дефектоскопия. 1973. № 3. С. 132-134.

38. Бобренко В.М. Исследование и разработка ультразвуковых методов и аппаратуры для определения напряжений в элементах металлических конструкций. Автореферат кандидатской диссертации. Одесса. 1974.

39. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Матричная теория акустоупругости в приложении к задачам тензометрии. Дефектоскопия. 1988. № 8. С. 21-28.

40. Бобренко В.М, Зотов Л.В., Шелудько В.М., Чичугов А.А. Ультразвуковойконтроль напряжений в шпильке электрооборудования // Электрические станции. Энергия. 1974. № 9. С. 24-27.

41. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Акустическая тензометрия деталей разъемных соединений // В кн.: Неразрушающие физические методы и средства контроля. Тезисы докл. IX Всесоюзн. н.-т. конф., Минск, 1981.,Ч. II, с. 87-88.

42. Бобренко В.М., Булгакова JI.B., Детков А.Ю. Способ ультразвукового контроля механических напряжений в изделиях. Авт. свид. СССР № 532806, 1976, Бюлл. изобр. № 39. С. 103.

43. Бобренко В.М., Авербух И.И., Буденков Г.А., Прядко А.П. О некоторых погрешностях при оценке напряжении в металлах // В кн.: Труды ВНИИНК. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1969, Т. I. С. 129-133.

44. Бобренко В.М. Прецизионное измерение приращения скорости волн Рэлея в токопроводящих телах. Реф. докл. VIII Всесоюзн. конф., Москва, 1973, докл., II в-7. С. 148-149.

45. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шереметиков А.С. Оценка влияния некоторых факторов на точность измерения напряжений в твердых телах методом акустоупругости. В кн.: Акустика и ультразвуковая техника. Киев: Техника, 1982, вып. 17. С. 68-72.

46. Бобренко В.М., Кривега Т.И., Куценко А.Н. Зависимость акустических коэффициентов от модулей упругости Ламе и Мурнагана. В кн.: Акустика и ультразвуковая техника. Киев: Техника, 1985, вып. 20. С. 96-99.

47. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Вопросы методологии акустической тензометрии. В кн. «Методы и средства тензометрии и их использование в народном хозяйстве» Тензометрия 76. Тез. докл. Всесоюзн. Совещания. Кишинев. 1976. С. 108.

48. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Акустическая тензометрия. Физические принципы и область применения. В кн. «Неразрушающие физические методы и средства контроля». Тез. докл. IX Всесоюзн. научн. техн. конф. Минск. 1981. Ч. И. С. 229-231.

49. Бобренко В.М., Авербух И.И., Праиицкая Ю.Н. ЭМА преобразователями с фиксированной базой. В кн. «Теория и практика УЗ преобразователей». Тез. докл. Всесоюзн. н.-т. семинара. Кишинев. 1971. С. 80-81.

50. Бобренко В.М., Булгакова JI.B., Воскобойник И.А. К расчету напряжений в резьбовых деталях по результатам ультразвуковых измерений // Дефектоскопия. 1976. № 6. С. 95-100.

51. Бобренко В.М., Лабутина JI.A., Рудаков А.С., Шарапановский В.Д. Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов. Авт. свид. СССР № 1441298. 1988. Бюлл. изобр. № 40.

52. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Шарапановский В.Д. Акустические тензометры // В кн. «Доклады «Дефектоскопия-89». България. Пловдив. 1989. Т.2. С. 265-269.

53. Бобренко В.М., Дворник В.Г., Куценко А.Н. и др. Ультразвуковые приборы для контроля напряжений в металлоконструкциях // Jul. 6 Wissenschaftliche Konferenz. Zwickau. 1989. S. 2.

54. Бобренко B.M., Гитис М.Б., Копанский А.Г. Некоторые особенности реализации частотно-импульсного метода наложения при акустических измерениях в спектроскопии. Мат. 2-ой Всесоюзн. конф., Вильнюс, 1973. С. 31-74.

55. Бобренко В.М., Бугай Н.В., Детков А.Ю. и др. Ультразвуковое устройство для контроля материалов. Авт. свид. СССР № 575360. Бюлл. изобр. 1977. № 37.

56. Бобренко В.М., Воскобойник И.А. Ультразвуковые устройства для контроля напряжений. в кн.: Материалы VIII Всесоюзн. н.-т. конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля. Кишинев, 1977. Т. I. С. 194-196.

57. Бобренко В.М., Воскобойник И.А. Ультразвуковые устройства для контроля натяга шпилек энергооборудования. В кн.: Опыт контроля и исследования металла энергооборудования. Тез. докл. н.-т. конф. Горловка, 1979.-С. 103 -104.

58. Бобренко В.М., Шаповалов П.Ф. Контроль упругих свойств металлов ЭМА методами // В кн. Доклады "Дефектоскопия-89". България. Пловдив. 1989. Т. 2. С. 286-289.

59. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Ультразвуковой способ измерения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1308890. Бюлл. изобр. 1987, № 17.

60. Бобренко В.М., Рудаков А.С. Ультразвуковой способ определения величины механических напряжений. Авт. свид. СССР № 1359732. Бюлл. изобр. 1987, № 46.

61. Бобренко В.М., Бобренко С.В., Куценко А.Н. Способ определения термоакустического коэффициента скорости ультразвуковых колебаний визделии. Авт. свид. СССР № 1465716, 1989, Бюлл. изобр. № 10.

62. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Рудаков А.С. Акустическая тензометрия -новое направление в неразрушающих испытаниях материала // Дефектоскопия. 1988. № 4. С. 93-94.

63. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Акустическая тензометрия, состояние и проблемы// Int. 6 Wissenschaftliche konferens, Zwickau, 1989, t. 2. S. 67-73.

64. Бобренко B.M., Анисимов B.A., Куценко A.H. и др. Связь между акустоупругими коэффициентами фазовой и групповой скоростей ультразвуковых волн. В кн. Акустика и ультразвуковая техника. Киев. Техника. 1984. Вып. 19. С. 38-41.

65. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Магнито и термоакустические коэффициенты скорости объемных ультразвуковых волн в квазиизотропной среде. В кн. Акустика и ультразвуковая техника. Киев. Техника. 1986. Вып. 21. С. 36-40.

66. Бобренко В.М., Куценко А.Н., Шерметиков А.С. Матрица акустоупругих коэффициентов и возможности ее использования в тензометрии // Тез. докл. IX Всесоюзн. н.-т. конф. «Неразрушающие физические методы и средства контроля». Минск. 1981. Ч. П. С. 37-38.

67. Бобренко В.М., Куценко А.Н. Матричная методология в теории акустоупругого эффекта // Тез. XIV Всесоюзн. конф. по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела. Кишинев. 1989. Ч. II. С. 98.

68. Бобренко В.М., Боянжу М.А. Температурная зависимость времени распространения объемных ультразвуковых волн в металлах. В кн. Акустика и ультразвуковая техника. Киев. Техника. 1989. Вып. 24. С. 49-51.

69. Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. М.: Энергия. 1986. 272 с.

70. Буденков Г.А., Никифоренко Ж.Г., Школьник Н.Э. и др. Исследование поляризованного ультразвука для оценки напряжений в цементно-песчаных растворах и мелкозернистых бетонах. В кн. «Строительные конструкции». М.: НИИСК, 1967, вып. 7.

71. Буденков Г.А., Никифоренко Ж.Г. Аппаратура для измерения механических напряжений с помощью частотного ультразвукового поляризованного метода. В кн. «Опыт измерения упругих параметров бетона с помощью продольных и поперечных волн». МИСИ. 1966.

72. Буденков Г.А., Авербух И.И., Детков А.Ю. Приставка к ультразвуковому прибору УКБ I для измерения упругой анизотропии. - Ультразвуковая техника. 1967. № 6.

73. Буденков. Г.А., Никифоренко Ж.Г., Школьник И.Э. Оценка напряженного состояния материалов с помощью ультразвука. Заводская лаборатория. 1966. № 8. С. 962-965.

74. Буденков Г.А., Никифоренко Ж.Г. Использование поляризованного ультразвука для определения внутренней упругой анизотропии материалов // Дефектоскопия. 1967. № 3. С. 59-63.

75. Буденков Г.А., Авербух И.И., Полухин В.П., Бобренко В.М. К использованию поляризованного ультразвука для исследования плосконапряженного состояния. В кн. «Пластическая деформация металлови сплавов» М: Металлургия. 1972. СБ. XVI. С. 208-210.

76. Буденков Г.А., Буденков Б.А., Бобренко В.М. и др. Влияние зазора на чувствительность при электромагнитном возбуждении и приеме ультразвука В кн. «Труды ВНИИНК». Кишинев: Картя Молдовеняскэ. 1969. Т. I. С. 238247. .

77. Буденков Б.А., Буденков Г.А., Глухов Н.А. и др. Бесконтактный ввод и прием ультразвука// Дефектоскопия. 1969. № 1. С. 131-134.

78. Буденков Г.А., Лукашев А.А. Устройство для регистрации поверхностной уз волны. Авт. свид. СССР № 361440. Бюлл. изобр. 1971, №1.

79. Васильцев Е.А., Танкович В.Б. Поведение упругих и неупругих модулей в стали У8 в условиях нагрузки // В кн. Прикладная акустика III Таганрог. 1971. Вып. 22. С. 280-286.

80. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. — М.: Наука, 1981.-287с.

81. Виноградов К.Н., Ульянов Г.К. Измерение скорости и затухания ультразвуковых поверхностных волн в твердых телах // Акустический журнал, 1959, т. 5, вып. 3. С. 290-294.

82. Галаджев Р.С., Игнатенко Ю.А., Катарян Е.С. Особенности тензометрирования болтовых соединений. Вестник машиностроения. 1970. №12. С. 30-31.

83. Гельфанд М.М., Циненюк Я.И., Кузнецов O.K. Сборка резьбовых соединений. М.: Машиностроение. 1978. 108 с.

84. Гитис М.Б. Преобразователи для импульсной ультразвуковой Дефектоскопии. 1980. № 2. С. 65-81. П. Конструирование преобразователей. Дефектоскопия. 1981. № 3. С. 62-82.

85. Гитис М.Б., Химунин А.С. О дифракционных эффектах в ультразвуковых измерениях. Акуст. Журнал. 1968. 16. Вып.4. С. 489-513.

86. Гранато А., Люкке К. Струнная модель дислокации и дислокационное поглощение звука // В кн. «Физическая акустика». Под ред. У. Мэзона. М.: Мир. 1969. Т. IV, Ч. А. С. 261-321.

87. Гречухин А.В., Крывич В.И., Сказкин Ю.И. Зависимость скорости распространения рэлеевских волн от температуры. В кн.: Исследование теплофизических свойств материалов. Под ред. Я.Г. Шашкова. Минск. 1971. С. 41-47.

88. Гринченко В.Т., Мелешко В.В. Гармонические колебания и волны в упругих телах. Киев: Наукова думка. 1981. 284 с.

89. Гузь А.Н. Упругие волны в телах с начальными напряжениями. Киев: Наукова думка. 1986. Т. I. 450 с. Т.2. 450 с.

90. Гузь А.Н., Махорт Ф.Г., Гуща О.И. Введение в акустоупругость. Киев: Наукова думка. 1977. 160 с.

91. Гузь А.Н., Махорт Ф.Г., Гуща О.И., Лебедев В.К. К обоснованию теории определения начальных напряжений в поликристаллических телах ультразвуковым методом. Прикладная механика. 1971, T.VII. Вып. 12. С. 1724.

92. Гузь А.Н., Махорт Ф.Г., Гуща О.И., Лебедев В.К. К теориираспространения волн в упругом изотропном теле с начальными деформациями. Прикладная механика. 1970, Т. VI. Вып. 12. С. 42-49.

93. Детков А.Ю. Прибор для контроля физико-механических характеристик неметаллических материалов. В кн. «Проблемы неразрушающего контроля». Кишинев: Штиинца. 1973. Вып. 2. С. 45-68.

94. Дибров Г.Д., Борулько В.И., Мустафин Ю.И. Измерение внутренних напряжений акустическим методом. Изометрическая техника. 1984. № 8. С. 46-48.,

95. Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры. Л.: Энергия. 1973. 152 с.

96. Заборовский О.Р., Бобров В.Т., Коряченко В.Д., Бобренко В.М. Ультразвуковой способ измерения анизотропии. Авт. свид. СССР № 493729. 1975. Бюлл. изобр. № 44. С. 108.

97. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л.: Наука. 1974. 1088 с.

98. Зарембо Я.К., Шкловская-Корда В.В. Генерация второй сдвиговой гармоники в средах с остаточными внутренними деформациями. Акустический журнал. 1975. Т. 21. № 2. С. 198-202.

99. Зиняев В.И. и др. Пневмотензометрический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Вестник машиностроения. 1968. № 3. С. 4849.

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

101. Иосилевич Г.Б., Шарловский Ю.В. Затяжка и стопорение резьбовых соединений. Справочное пособие. М.: Машиностроение. 1971. 249 с.

102. Исаенко Ф.И., Сажин В.В., КопанскиЙ А.Г., Димитров Т.В. Пьезоэлектрические преобразователи для приборов неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1983. № 10. С. 46-52.

103. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потяхин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Советское радио. 1966. 440 с.

104. Касандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука. 1970. 104 с.

105. Кокер Э., Файлон Л. Оптический метод исследования напряжений. М.: ОНТИ. 1936.

106. Комаров В.А. Квазистационарное электромагнитно-акустическое преобразование в металлах. Свердловск: Наука. 1986. 235 с.

107. Коновалов Е.Г., Поветьев Я.Г. Докл. АН БССР. 1968. Т. 12. № 4. С. 324.

108. Конюхов Б.А. Автореферат диссертации кандидата ф-м наук.

109. Конюхов Б.А., Никитина Н.Б., Розенталь А.Е., Углов АЛ. Акустический метод определения напряжений в условиях структурной неоднородности материала. Докл. Н IV В-6 на X Всесоюзн. акуст. конф. Москва. 1983. С. 127-130.

110. Корицкий И.Г. Исследование физико-механических свойств пластически деформируемых металлов с помощью сдвиговых ультразвуковых колебаний. Канд. дисс. Харьков. ХАИ. 1969.

111. Крылович В.И. Ультразвуковые частотно-фазовые методы исследованиянеразрушающего контроля. Минск: Наука и техника. 1985.176 с.

112. Кэй Ж., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. М.: Наука. 1962. 247 с.

113. Лернер B.C. Исследование и разработка ультразвукового метода и аппаратуры для измерения деформаций воздухоопорных конструкций. Канд. дисс. М.: МАДИ. 1981.

114. Литов Е. Система с автоматической подстройкой частоты для измерений скорости ультразвука методом наложения импульсов. Приборы для научных исследований. 1976. № 7. С. 96.

115. Лукашев А.А., Агасьев Г.Г., Бобренко В.М. и др. Устройство для контроля качества материалов по времени распространения ультразвука. Авт. Свид. СССР № 4323816 Бюлл. изобр. 1983. № 23. С. 205.

116. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука. 1980. 512 с.

117. Мак-Скимин Г. Ультразвуковые методы измерения механических характеристик жидкостей и твердых тел. В кн. «Физическая акустика. Методы и приборы ультразвуковых исследований». Под оед. У, Мэзона. М.: Мир. 1966. T.I. Ч.А. С. 327-397.

118. Максимов В.Н. Изменение скорости у.з. рэлеевских волн в зависимости от напряженного состояния чугуна // В кн.: Прикладная акустика III. Таганрог. 1971. Вып.22. С. 304-312.

119. Максимов В.Н. Измерение скорости ультразвука в твердых телах с учетом статистических характеристик контактных слоев. Акуст. журн. 1979. 25. №2. С. 299-301.

120. Мак-Мастер Р. Неразрушающие испытания. Справочник. Кн. 2. М.: Энергия. 1965.

121. Махорт Ф.Г. К теории распространения поверхностных волн в упругом теле с начальными деформациями. Прикладная механика. 1971. Т. VII. Вып. 2. С. 34-40.

122. Методы фотоупругости. В 3-х томах. Под общей ред. Г.Л. Хесина. М.: Стройиздат. 1975. Т. I. 460с. Т.2. 367с. Т. 3. 310с.

123. Методы испытаний и исследования машиностроительных материалов. Справочник. Т. I. М.: Машиностроение. 1971.

124. Напряжения и деформации в деталях и узлах машин. Под ред. Н.И. При-горовского. М.: Машгиз. 1961.

125. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Под ред. Г.С. Самойловича. М!: Машиностроение, 1976. 456 с.

126. Нигул У.К. Нелинейная акустодиагностика. Ленинград: Судостроение, 1981.252 с.

127. Никифоренко Ж.Г., Авербух И.И. Контроль акустической анизотропии листовой стали импульсным резонансным методом. Зав. лаб., 1971, № 12. С. 1363-1365.

128. Никифоренко Ж.Г., Глухов Н.А., Авербух И.И. Измерение скорости упругих волн и акустической анизотропии в пластинах //Дефектоскопия, 1971, №4. С. 74-77.

129. Методы испытаний и исследования машиностроительных материалов. Справочник, Т. I. М.: Машиностроение. 1971.

130. Нилендер Ю.А., Буденков Г.А., Никифоренко Ж.Г. и др. Способ определения механических напряжений в твердом теле. Авт. свид. СССР № 189612. Бюлл. изобр. 1967. № 26.

131. Нилендер Ю.А., Буденков Г.А., Почтовик Г.Я. Определение механических напряжений в твердых телах частотным ультразвуковым поляризационным методом. ДАН СССР. 1967. Т. 174. № 5. С. 1065-1067.

132. Окубо Ходзимэ. Определение • напряжений гальваническим меднением. М.: Машиностроение. 1964. 152 с.

133. Пасси С.Х., Чегоринская О.Н., Шумила Л.Н. Информация об основных средствах ультразвукового неразрушающего контроля серийного производства // Дефектоскопия. 1984. № 8. С. 79-95.

134. Пастернак В.Б., Попова Л.В. Генератор зондирующих импульсов для многоканального ультразвукового дефектоскопа. — Авт. свид. СССР № 463064, Бюлл. изобр. 1975. № 9.

135. Пастернак В.В., Гольден А.Д. Ультразвуковой дефектоскоп. Авт. свид. СССР jNs 698091. Бюлл. изобр. 1978. № 19.

136. Петров А.Е. Тензорная методология в теории систем. М.: Радио и связь. 1985.- 152 с.

137. Пономарев С.Д., Бидерман В Л., Макаров К.К. и др. Расчеты на прочность в машиностроении. М.: Машиностроение. 1976. T.II 615 с.

138. Неразрушающий контроль. Справочник в 7-и томах. Под общ. ред. чл.-корр. РАН В.В. Клюева. М.: Машиностроение. 2004. Т. 3. 391 с.

139. Равасоо А.А. Одномерные волны в среде с неоднородной предварительной деформацией. Сб. Вопросы нелинейной механики сплошной среды. Таллинн: "Валгус". 1985. С. 161-171.

140. Рапп Н.В. Ультразвуковой метод определения упругих постоянных твердых тел. Заводская лаборатория. 1962. Т. XXVIII, № I. С. 66-68.

141. Ратклиф В.Д. Обзор ультразвуковых методов измерения напряжений в материале. Испытательные приборы. М.: Экспресс-информация. 1970. № 8. С. 28-47.

142. Рудаков В.Н. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений. Л.: Изд. Луч. 1966. 549 с.

143. Савин Г.Н., Лукашев А.А., Лыско Е.М. Распространение упругих волн в континууме Коссера со стесненным вращением частиц. Прикладная механика. 1970. T.VI. Вып. 6. С. 37-41.

144. Савин Г.Н., Лукашев А.А., Лыско Е.М. Распространение упругих волн в теле с микроструктурой. Прикладная механика. 1970. Т. VI. Вып. 7. С. 4852.

145. Савин Г.Н., Лукашев А.А., Лыско Е.М. и др. Распространение упругих волн в твердом теле в случае нелинейно-упругой модели сплошной среды. -Прикладная механика. 1970. Т. VI. Вып. 2. С. 37-42.

146. Сб. "Экспериментальное изучение механических усилий в гидрогенераторах". М.: Энергия. 1957.

147. Секоян С.С. Вопросы методики и точности измерений модулей упругости третьего порядка твердых тел. Канд. дисс. М.: ВНИИФТРИ. 1972.

148. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие под ред. Макарова Р.А. М.: Машиностроение. 1975. 288 с.

149. Секоян С.С., Еремеев А.Е. Измерение констант упругости третьего порядка для стали ультразвуковым методом. Измерительная техника. 1966. Т. 7. - С. 25-30.

150. Секоян С.С. О вычислении констант упругости третьего порядка по результатам ультразвуковых измерений. Акустический журнал. 1970., Т. 16.№ 3. С. 453-457.

151. Секоян С.С. Дифференциальный метод измерения скоростей упругих волн, распространяющихся в образце вдоль его оси при растяжении. В кн. Исследования б области высоких давлений (Труды ВНИИФТРИ). М.: 1971. Вып. 5. С. 200-210.

152. Старостин И.Г. К оценке методов затяжки ответственных резьбовых соединений. Труды куйбышевского авиац. ин-та им. С.П. Королева. Электрохимическая обработка металлов и вопросы точности в авиационном машиностроении. 1967. XXVII. С. 77-83.

153. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. Р.А. Макарова. М.: Машиностроение. 1975. 288 с.

154. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир. 1972. 307 с.

155. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И.П. Голямина. М.: «Советская энциклопедия». 1979. 400 с.

156. Ультразвуковые методы измерения осевой нагрузки при затяжке болтов. -ЭИ испытательные приборы и стенды. 1977. № 24. С. 11-16.

157. Фрохт М.М. Фотоупругость. Ч. I и II. М.: Техтеориздат. 1948 и 1950.

158. Фридман Я.Ю. Механические свойства материалов. T.I. Деформация и разрушение. М.: Машиностроение. 1974. 472 с.

159. Хейкер Д.М., Зевин Л.С. Рентгеновская дифрактометрия. М.: Физматгиз. 1963.

160. Хованский Г.С. Номография и ее возможности. М.: Наука. 1977.128с.

161. Химион В.Н., Бордюгов Г.Т., Чебан В.И. и др. Дефектоскоп ультразвуковой. Свид. на промышленный образец № 14268. Пром. образцы. Товарные знаки. 1983. № 3.

162. Чанг Д. Новый метод измерения времени между ультразвуковыми эхо-сигналами. Приборы для научных исследований. 1971. № 6. С. 129-131.

163. Чернобай И.А. Прибор для измерения скорости распространения ультразвука. ПТЭ. 1986. № 6. С. 213-214.

164. Чернобай И.А., Шатковский А.И. Двухканальный измеритель скорости распространения ультразвука. ПТЭ. 1986. № 6. 214 с.

165. Шель М.М. Исследования магнитоупрутого метода измерений напряжений и дефектоскопия датчиками анизотропии. Канд. диссерт. Томск. 1966.

166. Щукин В.А., Яковлев JI.A. Влияние контактирующих слоев на точность измерения скорости ультразвука. Акуст. журнал, 1963. 9. № 3. С. 390-391.

167. Энгельбрехт Ю.К. АН СССР. Механика твердого тела. 1979. № 4. С. 7481.

168. Averbuckh I.I., Bobrenko V.M., Detkov A.J. e.t.r. Devices for testing physical and mechanical parameters of materials and constructions // VII Int. Conf. NDT, Warszawa, Poland, 1973,1 33, 8p.

169. Allen. D.R. The use of ultrasonics to measure residual stresses // Advances in nondestructive testing. London. 1982. Vol. 5.

170. Allen D.R., Cooper W.H.B. A Fourier transforms technique that measures phase clays between ultrasonic impulses with sufficient accuracy to determine residual stresses in metals. NDT Unto. 1983, v.16, № 4.- p.205-217.

171. Allen D.R., Sayers C.M. The measurement of residual stress in textured steel using an ultrasonic velocity combinations technique, Metrasonics, 1984, v.22, № 4.-P. 179-188.

172. Allen D.R., Cooper W.H.B. The development of an EMATs system for the accurate measurement of the phase velocity of shear waves. Aero report 10628, Harwell, 1982. - P. 4.

173. Allison S.G., Heyman I.S., Salama K. Ultrasonic measurement of residual deformation stress in thin metal plates using. Surface acoustic wave // Ultrason. Symp. Proc, Atlanta, 1983, v.2 New York, 1983. - P. 995-999.

174. Allison S.G., Heyman I.S., Smith K., Salama K. Effect of pre-strain upon acoustoelastic properties of carbon steel // Ultrason. Symp. Proc., Dallas Tex., 14-16 Nov., 1984, v.2 New York, № 4, 1984 - P. 997-1002.

175. Andreatch P., Meskimin H.T. Pressure dependence of ultrasonic wave velocities and elastic stiffness module for a-glass (corning 7971). Journ. Of Appl phys, 1976, v.47, № 4. - P.1299-1301.

176. Anderson W.L. Experimental effects of time varying thermal gradients on ultrasonic waves in locally stressed metals // Rev. Progr. Quant. NDT. Plenum press, New York, 1985,v.4B.p. 1088-1094.

177. Benson R.W., Raelson V.G. Acoustoelasticity // Product Engineering. 1959. Vol. № 29. P. 56-59.

178. Bickford Y.H. Preventing failure in bolted joints part 2-strength through design machine design, 1978, v.50, № 19. - P. 110-113.

179. Bickford J.H. Ultrasonic Preload Measurement // Machine Design. 1980. Vol. 52. № 2. P. 94-96.

180. Bobrenko V.M. Die Akustoelastizitat und die Besonderheiten ihrer praktischen Anwendung auf die Spannungsmessung. // Int. Symp. Ultraschall Materialprufung. Dresden. 1978. S. 13-14.

181. Biot M.A. The influence of initial stress on elastic wave. Jour. Appl. Phys. 1940. Vol. 11. P. 522.

182. Cornford A.S. Bolt preload how can you be it's right. - Machine design. 1975. Vol. 47. № 5. P. 78-82.

183. Crecraft D.I. Ultrasonic wave velocities in stressed nickel steel. -Nature. 1962. № 22. P. 1193-1194.

184. Deputat J. Untersuchungen RURUltraschallmessung von Spannungen // Int. 6 Wissenschaftliche Konferenz, Zwickau, 1989. T.l: S. 3-5.

185. Deputat J. Ultrasonic technique for measuring stress in screws. -Month world conference on nondestructive testing. Melbourne. 1974. 4. EDD-2. -P. 90-93.

186. Deputat J. Акустические измерения механических напряжений. Э.И. Контрольно-измерительная техника. 1976. № 24. С. 11-14.

187. Egle D.M., Bray D.E. Measurement of acoustoelastic and third order elastic constants for rail steel. - IAS A. 1976, v.60, № 3. - P. 741-744,

188. Einspruch N., Truell R. Results of an ultrasonic measurement surway. Journ. Appl. Phys., 1962, v.33, № 10. P. 3087-3088.

189. Flavin N. Thermo-elasticc Rayleigh waves in a pre-stressed medium. Proc. Cambridge philos. soc., 1962, v.58, № 3. P.86-90.

190. Flavin T.N. Surface waves in pre-stressed mo material. Quart. Mech. and Appl. math. 1963, v.l6, № 4. - P. 29-33.

191. Fountain L.S. Experimental evaluation of technical reflection method of determining ultrasonic velocity. - JASA, 1967, v.42, №1. - P. 242-247.

192. Hayes M., Rivlin R.S. Surface waves in deformed elastic material // Arch. Ration. Mech. and Analysis. 1961. Vol. 8. № 5. P. 358-380.

193. Hey man J.S., Allison S.C., Salama K. Influence of carbon content on higher order ultrasonic properties in steel. Ultrason. Symp. Proc., Atlanta, Ga.,31 Oct.-2 Nov. 1983.

194. Heyman J.S. Chern E.I. Characterization of heat treatment in aluminum based on ultrasonic determination of the second and third order elastic constants. IEEE ultrasonic Symp. 14-16 Oct. 1981, Chicago.

195. Heyman J.S., Allison S.C., Salama K., Chu S.L. Effects of carbon content on stress undo applications and development of NDE for use in materials processing, Philadelphia, PA, Oct. 1983.

196. Hughes D.S., Kelly G.S. Second-Order Elastic Deformation of Solids // Physical Review. 1953. Vol. 92. № 5. P. 1145-1149.

197. Hildebrand B.P., Harrington T.P. Mapping materials stress with ultrasonic tomography. Mat. Eval. 1981, v. 39, № 4. - P. 333-390.

198. Johnson G.C. Acoustoelastic Theory for Elastic-Plastic materials // JASA. 1981. Vol. 70. № 2. P. 591-595.

199. Johnson G.C. The effect of plastic deformation on the acoustoelastic response of metals // Review of progress in quantitative nondestructive evaluation. Prac.8 air 2-7 Aug. 1981, v.l. New York, 1982, Plenum Press, P. 677682.

200. Johnson G.C. The effect of plastic deformation on the acoustoelastic response of metals // Trans. ASME: Journ. Appl. Mech. 1983. Vol. 50. № 4A. P. 689-691.

201. Johnson G.C. Acoustoelastic Response of Polycrystalline Aggregates exhibiting transverse isotropy. Journ. of Nondestructive Evaluation. 1982 Vol. 3.№ l.P. 1-8.

202. Johnson G.C. Acoustoelastic Response of Polycrystalline Aggregate with Orthotropic Texture // Trans. ASME: Journ. Appl. Mech. 1985. Vol. 52. P. 659664.

203. Johnson G.C. The acoustoelastic response of a rolled peat: theoretical estimate of experiment II rev. Progr. Quant. NDE, Plenum press, New York, 1985, v.4 w.-P. 1043-1050.

204. Johnson G.C. The effect of texture on acoustoelasticity II rev. Progr. Quant. Nondestr. Eval. Proc. Rev. San Diego, Calif., 1-6 ang.1982, v.2b-New York London, 1983 p. 1287-1294.

205. Johnson G.C. Wave propagation in homogeneous media and ultrasonic non-distractive evaluation. New York, 1984. -139 p.

206. Johnson G.C., Fisher M.J. Variations in the acoustoelastic constants of aggregates with finite grain gaze II rev. prigs. Quant, nondestructive Eval proc. 11 an. Progr. Quant. NDE, San Diego.Calif.8-13 July 1984,v.4b-NewYork, London, P. 1035-1042.

207. Johnson G.C., Mase G.T. Acoustoelasticity in transverse isotropic bodies with arbitrarily severe anisotropy //Rev. Progr. Quant. Nondestr. Eval. Proc. 10-th ann.-rev. Santa Cruz, Calif., Aug. 7-12, 1983, v.3. New York; London, 1984, P. 12751282.

208. Johnson G.C., Mase G.T. Acoustoelasticity in transversely isotropic materials. JASA, 1984, v.75, № 6. P. 1741-1748.

209. Katayna, Motoo, Sakabara, Khisanaka. Ultrasonic gauge of axial stress sheremetikov bolts with a built in microcomputer. Electron. Sc. (Jap), 1980, v.30, № 11. P. 19-27.

210. Kino G.S., Barnet D.M., Grayeli N., e.t.r. Acoustic Measurements of Stress Fields and Microstructure // Journal of Nondestructive Evaluation. 1980. Vol. 1. № l.P. 67-74.

211. Kino G.S., Hanter I.B., Johnson G.C., e.t.r. Acoustoelastic imaging of stress fields. Journ. Appl. Phys., 1979, v.50, № 4. - P. 2607-2613.

212. Kino G.S., Hunter J.B., Johnson G.C., e.t.r. Measurement of stress fields in metals. Ultrasonic materials characterization. National bureau of standards special publication, 1980, № 596. - P. 193-200.

213. Kino G.S., Husson D., Bennett S. Measurement of Stress // New Proceed. Nondestr. Test. Proc. Germ. -U.S. Workshop Fraunhofer-Inst. Saarbrucken, Aug. 30-Sept.3,1982. Berlin e.-a., 1983. P. 521-537.

214. Kino G.S., Shau J.U. Acoustic techniques for measuring stress regions in materials pert report np-1043, April 1979, research project 609-1. -P. 2-13.

215. Kino G.S. Acoustoelasticity // Elastic Waves and Non -Destructive Testing of materials. Ed. Pao Y.-H., New York: American Society of Mechanical Engineers, 1978. Vol.29.-P.129-139.

216. Kino G.S., Hanter T.B., Johnson G.C., e.t.r. Measurement of stress fields in metals ultrasonic materials characterization. National bureau of standards special publication № 596, 1986. P. 199-200.

217. King R.B., Fortunko C.M. Acoustoelastic evaluation of arbitrary plane residual stress in non-homogeneous anisotropic plates, Ultrasonics. 1983. Vol. 21. № 6. P. 256-259.

218. King R.B., Fortunko C.M. Determination of in-plane residual stress in plates using horizontally polarized shear waves. Journ. of Appl. Phys., 1983, v. 54. № 6. -P. 3027-3036

219. King R.B., Fortunko C.M. Evaluation of residual stress states using horizontally polarized shear waves // rev. Progr. Quant. Nondestr. Eval. Proc Gann. Rev. San Diego, Calif. 1-6 Aug. 1982, v. 2b-New-York; London, 1983. -P. 1327-1338.

220. King R.B., Fortunko C.M. Surface-residual Stress Evaluation Using Horizontally Polarized Shear Waves // Journ. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. № 11. -P. 3978-3983.

221. King R.B., Smith V.D. Residual stress measurements in structural stress final report swij project 15-4600, contract dot-fii- 11-9133, January 1978.

222. Lombert A., Flambard C., Madelaine A., Revenez J. New possibilities for measuring stress using ultrasonic surface wave. Europaische Tagung fur Zert6rungstreie Prufung, 2-te, Vien, 1981, A-4. -P.26-29.

223. Lynnworth L.C. Paradikis E.P., Fowler N.A. Ultrasonic propagation: measurement and applications-intern. Advances in NDT, 1977, v. 5. P. 71-115.

224. Mahadevan P. Effect of frequency on texture induced ultrasonic wave birefringence in metals. Nature, 1966, V.211, № 6. -P. 621-622.

225. Martin B.G. The Measurement of Surface and Near Surface Stress in Aluminum Alloys Using Ultrasonic Rayleigh Waves // Mater. Eval. 1974. Vol.32. № 11. P.229-234.

226. Mason W.P. Physical acoustics and the properties of solids Litton educational publishing, inc. 1958-252 p.

227. Mc Faul H.J. An ultrasonic device to measure high-strung bolt preloading. -Mater Evaluation, 1974, v. 32, №11. -P. 244-245.

228. Mc Intire P.J., Haines N.F. In-site measurement of thread strain in mild stool bolts. In Ultrason int. conf. proc. Brighton. Guildford, 1977. -P. 371-377.

229. Murnaghan F.D. Finite deformation of the elastic solid. New York: Dower Publ. 1951. 140 p.

230. Mignogna R.B., Clare A.V., Rath В., Void C.L. Effects of rolled plates thickness on anisotropy with application to acoustic stress measurement NDT Meth. Mater. Prop. Determinat. Proc. Symp, Hershey, 6-8 Apr. 1983. New-York, London 1983.-P. 339-351.

231. Mott G., Tsao M.C., Acoustoelastic effects in two structural steels // Nondestruct. Meth. Mater. Prop. Determinat. Proceed. Symp. (Hershey, Apr. 68, 1983) New York, London, 1984. P. 377-392.

232. Pao Y. -H., Sachse W., Fukuoka H. Acoustoelasticity and Ultrasonic Measurement of Residual Stress // Physical Acoustics: Principles and Methods. /Eds. W.P. Mason W.P. and R.N. Thurston. New York: Academic Press. 1984. Vol.17. P. 61-143.

233. Papadakis E.P. Ultrasonic velocity and attenuation: measurement methods with scientific and industrial applications. Physical acoustics. Principles and thuds, edited by Meson W.P. and Thurston R.N. Academic press, New-York i.e.1976,v.xll. -P. 277-374.

234. Pritchard. S.E. The use of Ultrasonics for residual stress analysis.- NDT Int. 1987, v.2G. -P. 57-60.

235. Rivlin R.S. Structural mechanics. London, Pergamon Press, 1960.

236. Rollins F.R. Ultrasonic Analysis of. Bolt Preloads // Int. Advances in NDT.1977. Vol. 5. P. 229-253.

237. Salama K., Relationship Between Temperature Dependence of Ultrasonic Velocity and Stress // Rev. Progr. Quant. NDE. New York: Plenum Press. New York. 1985. Vol. 4B.-P.1109-1119.

238. Sakai Tomotsugu, Mokino Takayuki, Toriyama Haruhiko. Measuring of axial stress in a bolt by ultrasonic waves. -Trans, gan. Soc. mech. 1977, v.43, № 366. -P. 723-728.

239. Sasaki Soji. Method using supersonic waves for measuring stress. - Патент США, № 3364732, 1968.

240. Schneider E. etc. Nondestructive determination of residual and applied stress by micro magnetic and ultrasonic methods // Nondestr. Meth. Mater. Prop. Determinat. Proc. Symp, Hershey, Apr. 6-9. 1983 New-York, London, 1984 - P. 115-122.

241. Schneider E., Chu S.L., Salama K. Influence of texture on the temperature dependence of ultrasonic velocities // Ultrason. Symp. Proc., Dallas, Tex., 14-16 Nov. 1984, v. 2, New- York, 1984. P. 944-949.

242. Schneider E., Chu S.L., Salama K. Nondestructive determination of mechanical properties // Rev. Progr. Quant. NDE, Ed. D.O. Thompson. D.E. Chimenti, Plenum press, N. -Y, 1985, v.3 P. 867-873.

243. Schneider E., Goebbels K., Hubschen G., Salzburger H.J. Determination of residual stress by time of flight measurement with linear polarized shear waves // Ultrason. Symp. Proc. Chicago, IH.Oct. 14-16, 1981, P. 956-967.

244. Schneider E., Anderson O.L., Soga N. Elastic Constants and their Measurement. New York, Megrow-hill Book Company, 1973 -190 p.

245. Schneider E., Chu S.L., Salama K. Influence of texture on the temperature dependence of ultrasonic velocities •// Ultrason. Symp. Proc., Dallas, Tex., 14-16 Nov. 1984, New-York, v. 2. P. 944-949.

246. Sorel M. Measure des precharges dans les assemblages boullones par methode ultrasonore // 4 Colloq. Int. Meth. Contr. Nondestruct. Grenoble. 1979. P. 120129.

247. Strqmquist 0. Optimizing threaded Toeing Reliability Design Eng., 1980, V. 49. 4368-P. 49,51,52, 56.

248. Surtess J.O., Moheeb I.E. Bolt Tension Measurement from Head Strain Data. -J. Struct. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng., 1980, v. 106, №2. -P. 477-490,

249. Szelazek I. Experiences in ultrasonic measurements of residual stresses. //' Дефектоскопия-89. Сборник докл. Пловдив, -България, 1989, т.2-с. 214-218.

250. Thurston R.N., Brugger К. Third order elastic constants and velocity of small amplitude elastic waves in homogeneously stressed media // Phys. rev. 1964. Vol.133. № 64A. P. 1604 1610.

251. Tietz H.-D. Die spunnungsmessungen Mittels Ultraschalls. Feingerate Technic. 1966. №8. S. 374-382.

252. Tietz H.-D. Тенденции совершенствования методов измерения внутренних напряжений (нем.) Feingeratetechnik. 1984. Bd. 33, № 6. S. 264-267.

253. Tietz H.-D. Измерение механических напряжений с помощью ультразвука (нем.) Wiss. Beitr. Ingenierrhochsch. Zwickau. 1984. Bd. 10. № 2. S. 2-7.

254. Tietz H.-D. Spennungsmessung mit ultraschall. Repr. Akad. Wiss. DDR. Zentralinst math, und mech. 1980. № 7. S. 78-86.

255. Tietz H.-D. Ultraakustische Untersuchungen in mechanisch beanspuchten metallischen Probestaben. Dissertation T.N. Magdeburg, 1965.

256. Tietz H.-D. Ultraschall-Me/3technik. Berlin, Vebverlag Technik. 1969.

257. Tietz H. -D. Ultrasonic Measurement of Stresses // Proceed. 10 World Conf. on Non-Destructive Testing. (Moscow, Aug. 1982). 1982. Vol. 7. P. 242-250.

258. Tietz H.-D, MejStechnische Veraussetzungen fur die Spannungs Messung mit Ultraschall. Kurzreferate II. Int. Simp. Ultraschall-materialprufung, 1-3 Nov., 1978. Dresden. S. 14-15.

259. Tietz H.-D., Wiegt D., Messung Ein-und Zweiachsiger Spannungszustande mit Ultraschall. Feingeratetechnik, 1980, v.9, № 12.- S. 548-551.

260. Tietz H.-D., Weigt D., Schallgeschwindigkeits-messung auf der Grundlage handelsublicher Me/3gerate mit geringer mebimsicher Heit. Feingeratetechnik,1977, v.26, № 12.- S. 561-564.

261. Tietz H.-D, Weigt D. Spannungs und Eigenspannungsme/3verfahren mit ultraschall. Feingeratetechhik. 1979. № 11 S. 501-503.

262. Tietz H.-D., Christoph R. Zerstorungsfreie Charakterisierung der Oberflachenenverfestigung. Feingeratetecnhik. Berlin. 1987. V.36, N 5. - S. 221-224.

263. Tietz H.-D. Spannungs und Eigenspannungsme/3-verfahren mit ultraschall.-NeueHutte. 1986. V.31.№5.- S. 181-186.

264. Tietz H.D. Прибор для измерения внутренних напряжений в деталях после дробеструйной обработки. 5. Wissenschaftliche Conferenz Rationalisierung im Maschinenbau. 1985. - S. 156-158.

265. Toda H., Fukuoka H., Aoki Y. R-Value Akoustoelastic Analysis of Residual Stress in a Seam Welded Plate // Jap. Journ. Appl. Phys. 1984. Vol. 23. Suppl. 1. P. 86-88.

266. Toupin R.A, Bernstein B. Sound waves in deformed perfectly elastic materials. The acoustoelastic effect. JASA. 1961. Vol.33. P. 216-225.

267. Tverdokhlebov A. On the acoustoelastic effect // Journ. Acoust. Soc. Amer., 1983,Vol.73, № 6, p. 209-213.

268. Yamamoto E., Motegi R. Measurement of bolt tension by ultrasonic techniques. Bull. Mar. Eng. Soc. Japan. 1979. Vol. 7. № 3, P. 228-233.

269. Yamamoto E., Motegi R. Direct Stress Measurement by ultrasound. Proceed. 9 World Conf. on Non-Destructive Testing. Melbourn: 1979. Vol. 4. P. 71-74a.

270. Yoshimoto Isamu, Maruyama K., Ogawa M., Kiwagama T. Analysis of the Deformation in Bolted Joints. Measurement by holographic Interferometer. // Bull. Jap. Soc. Pr. Eng., 1979, V.14. P. 215.