автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка средств и метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений в стойках шасси летательных аппаратов

РУКАВИШНИКОВ Илья Владимирович

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ И МЕТОДА МАГНИТНЫХ ШУМОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТОЙКАХ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики

Научный руководитель:

Ведущая организация:

ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр»

Защита состоится 30 мая 2006 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.119.01 при Московском государственном университете приборостроения и информатики

по адресу: 107076, г. Москва, ул. Стромынка, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ Автореферат разослан 29 апреля 2006 г.

доктор технических наук, профессор Филинов В.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Кузнецов Н.С.

кандидат технических наук, доцент Кочаров Э.А.

Ученый секретарь

диссертационного Совета, д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Повышение надежности и долговечности работы изделий авиационной техники связано с возможностью управления остаточными напряжениями (ОН) на всех этапах технологического процесса их производства и эксплуатации.

Сжимающие ОН существенную роль играют в технологии производства и эксплуатации высокопрочных изделий, т.к. стойки шасси летательных аппаратов, работающих в тяжелых условиях циклического и повторно-статического нагружения. Их повреждения обусловлены, главным образом, усталостными разрушениями, т.е. недостаточной усталостной прочностью. Это обосновывает выбор вида сталей при их производстве с высоким уровнем прочностных и пластических свойств. К таким материалам относится среднеуглеродистая легированная сталь 30ХГСН2А.

Одним из эффективных методов повышения усталостной прочности при изготовлении и ремонте деталей авиационной техники, работающих в условиях знакопеременных циклических нагрузок, является отделочно-упрочняющая обработка, осуществляемая методом поверхностного пластического деформирования (ГТГТД).

Возникающие при некоторых видах обработки ППД остаточные сжимающие напряжения способствуют повышению малоцикловой выносливости, износостойкости, сопротивления коррозийной усталости, предела выносливости, контактной прочности и других эксплуатационных свойств изделий, при условии выбора в каждом конкретном случае наиболее рационального метода и назначения оптимальных режимов обработки.

Проблема анализа и регулирования ОН в технологиях производства деталей авиационной техники требует применения методов неразрушающего контроля (НК), как на этапе отработки технологии производства, так и в процессе их изготовления, эксплуатации и ремонта.

Наиболее целесообразное решение этой задачи связано как с совершенствованием традиционных методов НК, так и с развитием сравнительно новых методов, таких как метод эффекта Баркгаузена (ЭБ), который получил в промышленности название метод магнитных шумов (МШ).

Имеются отличительные особенности в физике этого явления от других электромагнитных методов контроля: источником электромагнитного излучения является сам контролируемый объект по причине перестройки его доменной текстуры; большая локальность контроля, обеспеченная малой величиной объема скачкообразно перемагничивающейся области — 10"9...10'5 см3; возможность снимать информацию в аналоговом или цифровом виде даже с очень тонких слоев образцов. Это позволяет, используя тесную связь магнитной текстуры со структурой деформированного металла, найти новые пути решение задачи контроля ОН в деталях и разработки новых средств контроля свойств их поверхностных слоев методом МШ.

Большой вклад в становление метода МШ внесли работы Российских ученых: H.H. Колачевского, В.М. Рудяка, В.В. Клюева, Э.С. Горкунова,

В.Г. Герасимова, Г.В. Ломаева, В.В. Филинова, Н.С. Кузнецова, B.JI. Венгриновича, В.Н. Москвина, а также зарубежных исследователей: Ц. Гарднера (США), И. Шродера (США), И. Бартона (США), Л. Карьялайнена (США), К. Титго (Финляндия) и др. Вместе с тем, применение метода МШ в промышленности явно не соответствует его возможностям и требует комплексного решения исследовательских, конструкторских и методических задач связанных с технологиями поверхностного пластического упрочнения. К их числу относятся вопросы более глубокого исследования взаимосвязи параметров сигналов МШ с механическими напряжениями и структурными изменениями в высокопрочной конструкционной стали, методическое обеспечение выбора информативных параметров и режимов контроля с наибольшей достоверностью результатов измерений, разработка принципов создания надежной контрольно-измерительной аппаратуры и методик контроля, приемлемых для производственных условий.

В связи с этим, работы направленные на создание средств и методик контроля механических напряжений в высокопрочной конструкционной стали на основе метода МШ, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является создание средств и методик контроля остаточных напряжений и усталостных повреждений в стойках шасси летательных аппаратов, методом МШ. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Аналитически и экспериментально оценить взаимосвязи энергетических и эмиссионных параметров МШ с уровнем микро- и макронапряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А, используемой при производстве стоек шасси летательных аппаратов.

2. Экспериментально исследовать влияние технологических факторов и параметров ППД на характеристики МШ в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

3. Экспериментально исследовать влияние усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов на параметры МШ.

4. Разработать методику контроля режимов и параметров упрочнения изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А статическими и динамическими методами ППД.

5. Разработать методику оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов.

6. Разработать алгоритмические, программные и схемотехнические средства обработки сигналов МШ и на их основе новую аппаратуру контроля ОН в стойках шасси летательных аппаратов.

Методы исследования. Выполнение научных исследований проводилось с привлечением методов статистической физики, аппарата корреляционного и регрессионного анализа. Результаты теоретических положений проверялись экспериментально с использованием механических методов испытаний, результатов металлографического и рентгеноструктурного анализа, статистических методов обработки экспериментальных данных.

Новые научные результаты, В работе разработаны и исследованы:

1. Статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик МШ, макропараметры которой, Вм - максимальная амплитуда огибающей МШ, Нм — положение максимальной амплитуды Вм по полю пере-магничивания, а также 1Ч„ — максимум числа выбросов МШ, однозначно определяются уровнем микро- и макронапряжений, что позволяет использовать эти параметры для разработки новых алгоритмов контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

2. Новые зависимости энергетических и эмиссионных характеристик МШ от технологических факторов и параметров ГТГТД образцов из стали 30ХГСН2А, позволяющие разработать методику контроля режимов и параметров упрочнения изделий статическими и динамическими методами ПЦЦ.

3. Методика оценки степени усталостных повреждений в поверхностном. слое стоек шасси летательных аппаратов.'

4. Влияние интервала усреднения на точность измерения текущих энергетических и эмиссионных характеристик МШ.

5. Схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора обработки параметров сигналов магнитошумового контроля, алгоритмические и программные средства, обеспечивающие повышение достоверности контроля.

Практическая значимость и реализация результатов работы: -

1. Теоретические и экспериментальные исследования энергетических и эмиссионных характеристик МШ при нагружении образцов из высокопрочной стали 30ХГСН2А позволили предложить новые информативные параметры, повышающие достоверность и чувствительность контроля.

2. Разработана методика контроля режимов и параметров упрочнения изделий статическими и динамическими методами ППД.

• 3. Разработана методика оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов.

4. Разработаны схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, предназначенный для контроля механических напряжений в поверхностных слоях изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

Апробация работы. Основные результаты работы отражены в отчете о НИР ТИ-725 — «Разработка и создание системы магнито- и магнитоакустиче-ского шумового контроля физико-механических свойств стали» (номер гос. регистрации 01.200312286; работа выполнена в МГУПИ по договору с ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр» в 2003 году), докладывались и обсуждались на 4 Международных конференциях: «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права», г. Сочи — 2003; «Нераз-рушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», г. Москва — 2004; «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления», г. Ижевск — 2004; «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Екатеринбург — 2005.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит б таблиц, 57 рисунков, список литературы из 124 наименований и приложения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик МШ, макропараметры которой определяют принципы построения средств и методик контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

2. Методика магнитошумового контроля режимов и параметров упрочнения изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А статическими и динамическими методами 1ШД.

3. Методика оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов, на основе метода МШ.

4. Схемотехнические решения, алгоритмы и программные средства, обеспечивающие разработку прибора (индикатора механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, для контроля ОН в стойках шасси летательных аппаратов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель исследования и решаемые задачи, указаны наиболее важные результаты и приведены основные положения, представляемые к защите.

В первой главе рассмотрены проблемы и перспективы применения метода МШ для контроля ОН в изделиях авиационной техники.

Повышение надежности и долговечности работы изделий авиационной техники связано с возможностью управления ОН на всех этапах технологического процесса их производства и эксплуатации.

Связывающим воедино всю систему управления ОН звеном, является проблема контроля ОН, по результатам которого проводится корректировка технологии изготовления изделия на этапе ее разработки, отбраковка изделий с недопустимым уровнем напряжений в процессе производства, диагностика состояния металлоконструкций в процессе их эксплуатации и хранения.

Анализ показал, что в подавляющем большинстве случаев технологической пооперационной металлообработки сопутствующие изменения свойств возникают в поверхностных слоях глубиной до 300 мкм, при этом ОН могут достигать величины до 1 ГПа.

В таких условиях, одной из ключевых задач оценки технологических ОН в поверхностном слое металлоизделий является использование метода НК избирательно чувствительного к изменению физико-механических свойств в тонких слоях. Таким методом является метод МШ. Энергетические и эмиссионные

характеристики Mili определяются перестройкой магнитной текстуры поверхностного слоя ферромагнетика скачками Баркгаузена (СБ) при его циклическом перемагничивании и зависят от уровня ОН, порождаемых тепловым воздействием, структурно-фазовыми изменениями и пластической деформацией, в ходе технологического процесса металлообработки.

Анализ информативных параметров MITI позволил выделить основные области применения метода МШ в НК:

• контроль структурного состояния, размера зерна;

• контроль физико-механических свойств;

• контроль остаточных и приложенных напряжений;

• контроль параметров ППД;

• контроль усталостной повреждаемости, циклической долговечности.

Проведен анализ существующих приборов, основанных на ЭБ, регистрируемых ими параметров МШ, их достоинств и недостатков, а также областей их применения.

Показано, что вопросы теоретического описания параметров МШ находятся в отрыве от практики НК и требуют проведения дальнейших исследований, целью которых должна стать разработка физической модели, связывающей параметры МШ с уровнем микро- и макронапряжений в поликристаллическом ферромагнетике. Эта модель должна обеспечить упрощение соответствующих математических выражений, возможность их использования в инженерных расчетах и разработку, на этой основе, новых алгоритмов и средств контроля ОН в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

На основании данных анализа по определению ОН в изделиях авиационной техники сформулированы цель исследования и решаемые задачи, намечены пути их решения.

Во второй главе проведена аналитическая и экспериментальная оценка взаимосвязи параметров МШ с уровнем микро- и макронапряжений в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

В рамках потенциально-энергетической теории ЭБ рассмотрена статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик МШ, основанная на выводе о том, что форма огибающей МШ при перемагничивании определяются функцией распределения критических полей старта доменных границ в поликристаллическом ферромагнетике.

Энергетические характеристики МШ. Функция В(Н) огибающей МШ, для случая анизотропной среды, когда направление действия макронапряжений совпадает с направлением перемагничивания, будет иметь вид:

Я(Я) = С0ехР^Р-о

\ / ч У

где Со, Ь, а — размерные коэффициенты;

Кзф = К + Х-Оо — эффективная кристаллографическая анизотропия;

К — константа кристаллографической анизотропии;

эф

Ха-,

Н2 ехр

н^к,

аЛех,

X - константа магнитострикции;

Сто — уровень макронапряжений;

стх — уровень микронапряжений;

Н - напряженность поля перемагничивания.

Необходимо отметить условия, при которых возможно использовать выражение (I)1 для анализа параметров огибающей МШ:

1. Линейный характер изменения напряженности поля перемагничивания (на практике обеспечивается треугольной формой тока перемагничивания);

2. Одноосное нагружение исследуемого материала (обеспечивается соответствующей схемой нагружения);

3. Параллельность векторов напряженности поля перемагничивания и приложенной нагрузки (обеспечивается режимом намагничивания).

Соотношение (1) связывает параметры функции В(Н) с уровнем микропараметр ах) и макронапряжений (параметр с?о) в ферромагнитном материале. По своей сущности В(Н) отражает энергетические характеристики МШ.

Для однозначного определения двух характеристик материала (уровня микро- и макронапряжений) по выражению (1) необходимо и достаточно знание двух каких-либо параметров функции В(Н), Наиболее перспективным, как с позиций математического описания характера изменений, так и возможностей аппаратной реализации измерений, представляется использование положения максимума огибающей МШ в координатах амплитуда - напряженность магнитного поля.

Выражения для максимальной амплитуды Вм и напряженности поля максимума Нм, полученные из условия = 0, примут вид:

На рис. 1 и 2 приведены графики зависимости максимальной амплитуды Вм и напряженности поля максимума Нм от уровня микро- (параметр стх) и макронапряжений (параметр Сто).

В расчетах были приняты следующие численные значения, входящих в выражение (1) параметров:

X = 2-10"5 — константа магнитострикции для железа;

К = 5-103 Дж/м3 — константа кристаллографической анизотропии для железа; Н — напряженность поля перемагничивания, изменяется от 0 до значения поля насыщения (в расчетах Н задается в условных единицах от 0 до 1).

1 Формула получена А.В. Вагиным, В.В. Филиновым.

(2)

Из приведенных на рис. 1 графиков видно, что уменьшение микронапряжений (параметр стх) приводит к увеличению максимальной амплитуды огибающей МШ и смещению ее в область меньших значений напряженности магнитного поля.

Увеличение растягивающих напряжений приводит к увеличению максимальной амплитуды огибающей МШ и смещению ее в область меньших значений напряженности магнитного поля (рис. 2). Действие сжимающих напряжений наоборот уменьшает амплитуду максимума огибающей МШ и смещает ее в область больших значений напряженности магнитного поля (рис. 2).

ем, Им,

вм, им усл. ед.

St МПа

0,8 0,5 0,4 0,2 О

-200

200 400 бч МП а

Рис. 1. Зависимости максимальной амплитуды Вм и напряженности поля максимума Нм от уровня микронапряжений бх (<т0 = 0).

Рис. 2. Зависимости максимальной амплитуды Вм и напряженности поля максимума Н„ от уровня макронапряжений сг0 (<ух = 500 МПа).

Следует отметить, что, несмотря на условность рассмотренной модели, качественный характер оценок изменений полученных из соотношения (1) параметров огибающей МШ, не противоречит известным результатам экспериментальных исследований зависимостей В(Н) от структурного и напряженного состояния поликристаллических ферромагнетиков.

Из соотношений (2) и их графического анализа (рис. 2) следует, что всякое изменение уровня макронапряжений должно приводить к взаимно противоположным изменениям параметров Вм и Нм. Такой характер взаимосвязи этих величин позволяет предложить в качестве информативного параметра, повышающего чувствительность метода МШ к упругим напряжениям, параметр R, пропорциональный отношению Вм и Нм.

Вторым важным следствием, вытекающим из анализа соотношений (2), является постоянство произведения величин Вм и Нм независимо от уровня микронапряжений (параметр стх). Это позволяет предложить параметр Р, пропорциональный произведению В„ и Нм, в качестве информативного параметра, повышающего достоверность оценки макронапряжений, в случае, когда структурное состояние контролируемого материала не стабильно.

Эмиссионные характеристики МШ. Используя аппроксимацию формы среднестатистического импульса ЭДС СБ в виде суммы двух экспоненциальных функций:

F(0 = А{е

-ßt

где а > О, р>0,р>а — коэффициенты аппроксимации, зависящие от свойств ферромагнетика; А — амплитуда импульса ЭДС СБ, выражение для текущего числа выбросов МШ можно представить в виде:

JV(C\0=

^ар+2{а + P)v(t)

2л

•ехр

af]{a + р) ' {a-pf '

»> Л

с

vit)

(3)

где

С'=С/

/д i ^ — уровень селекции; v(t) — интенсивность потока импульсов,

определяющая нестационарность ЭДС СБ по петле гистерезиса.

Текущая частота выбросов МШ определяется уровнем селекции С, формой и амплитудой импульсов ЭДС СБ, и неоднородностью интенсивности потока импульсов ЭДС СБ v(t) по петле гистерезиса.

При линейном перемагничивании, как это принято на практике, распределение СБ по полю перемагничивания равносильно распределению СБ по времени В(Н) ~ B(t) = v(t).

Прямая подстановка (1) в (3) позволяет проанализировать влияние микро-и макронапряжений на текущее число выбросов МШ. Как следует из (3) максимальной амплитуде Вм соответствует максимальное значение NM - максимум числа выбросов МШ, при значении напряженности поля перемагничивания Нм. Изменение Вм в диапазоне 0,2...0,8 (рис. 3) приводит к изменению NM в диапазоне 0,1. .. 0,9, что позволяет утверждать о большей чувствительности числа выбросов МШ к микро- и макронапряжениям, что не противоречит известным результатам экспериментальных исследований.

NM. yen.В а.

о 0,6 0,4 0,2 0

/

/ 1

J 1

0,2 0,4 0,6 0,8 Su, yen.вв.

С* = 0,2; а = 104 с'; Р = 101 с'

Рис. 3. Зависимость максимума m выбросов NM от максимума Вм.

Экспериментальные исследования: При экспериментальном исследовании были использованы образы углеродистой легированной стали 30ХГСН2А.

Разный уровень микронапряжений и, соответственно, прочностных свойств задавали посредством изменения температуры отпуска образцов. Температуры отпуска и число групп образцов стали выбирали таким образом, чтобы степень изменения механических свойств между группами образцов составляла 5...15%, а весь диапазон изменения охватывал наиболее часто встречающиеся в машиностроении режимы термообработки деталей из этой стали.

После термообработки на трех образцах-свидетелях из каждой группы определяли механические характеристики (ст0,г и твердость в единицах НВ), исследовали их микроструктуру.

При определении механических характеристик использованы разрывные образцы по ГОСТ 1497-84, ударные по ГОСТ 9454-78 и стандартные методики испытаний. Микроструктуру образцов устанавливали посредством металлографического анализа.

Для исследований параметров МШ использованы плоские разрывные образцы с отверстиями под шпильки, площадь сечения рабочей части 2x16 мм. Рабочие части образцов шлифовали до шероховатости поверхности 11г = 2,5 мкм. Шлифование проводили с обильным охлаждением для предотвращения разогрева.

Нагружение образцов осуществляли с помощью разрывной машины Р-10, позволяющей создавать усилия до 105 Ни регистрировать диаграмму нагруже-ния.

Параметры МШ регистрировались прибором АФС-3 с накладным преобразователем П-образного типа (режимы работы прибора: частота тока перемаг-ничивания - 10 Гц; его амплитуда - 0,6 А; интервал усреднения - 0,025-Тп, где Тп — периода перемагничивания).

г (t),nB

0,25 i 0,50 Ч Г«

ал5 t/r„

На рис. 4 показаны огибающие МШ для образцов из стали 30ХГСН2А с различной термообработкой. Из рис. 4 видно, что с повышением температуры отпуска и снижением уровня микронапряжений в стали максимум огибающей МШ увеличивается, а его положение на периоде перемагничивания смещается в область меньших полей старта СБ. Такая закономерность изменений параметров огибающей МШ соответствует теоретическим положениям и рис. 1.

Экспериментальные исследования образцов углеродистой легированной стали показали возможность выбора такого режима регистрации и об-

Рис. 4. Огибающие МШ для образце ta стали 30ХГСН2А после закалки при 900 °С (1), после закалки и отпуска при 180 (2), 360 (3) и 540 °С (4).

работки параметров огибающей МШ, который обеспечивает постоянство пара метра Р практически для любого структурного состояния образца в пределах марки стали, что подтверждает результаты теоретических исследований.

Исследование зависимости параметров МШ от уровня макронапряжений при упруго-пластическом деформировании проводилось по схеме нагружения образцов с последовательно возрастающей растягивающей (сжимающей) нагрузкой. Направление перемагничивания совпадало с направлением приложения нагрузки, тем самым обеспечивалась наибольшая чувствительность к приложенным напряжениям.

Типичные огибающие МШ имеют один максимум, который при увеличении растягивающих напряжений возрастает, а его положение смещается в область меньших полей старта СБ. Среднее квадратическое значение МШ однозначно возрастает от сжимающих до растягивающих приложенных напряжений.

На рис. 5 приведены зависимости параметров Е и 1р (1р — сила тока размагничивания при измерении коэрцитиметром, пропорциональна напряженности поля максимума огибающей МШ) от растягивающих напряжений для образцов из стали 30ХГСН2А с разной твердостью.

Е,нд

soo т пва

Рис. 5. Зависимости параметров Е и 1В от растягивающих напряжений для образцов из стали 30ХГСН2А с разной твердостью: 1-НВ = 209; 2-НВ = 348; 3 — НВ — 467.

с последовательным увеличением растягивающей нагрузки и обработкой образцов ППД.

На рис. 6 показаны характерные зависимости параметров Е, 1р и остаточной деформации Д1ост, измеренных при о = 0 после воздействия предварительных растягивающих напряжений ст0, на примере образцов из стали 30ХГСН2А.

Зависимости на рис. 5 в области упругих напряжений имеют общий характер для всех рассмотренных групп образцов, независимо от их микроструктуры. Полученные экспериментальные результаты подтверждают теоретические исследования.

На рис. 5 показано, что зависимости параметров Е и 1р от растягивающих напряжений ведут себя противоположным образом, так что параметр Р, имеющий малую чувствительность к изменению микронапряжений, может быть использован для контроля макронапряжений по единой, в пределах данной марки стали, зависимости.

Исследование зависимости параметров МШ от остаточных деформаций проводилось при нагружении по схеме нагрузка-разгрузка образцов

1р.» А

Al,

ВО 60 Е,м В 25 15

b

В

О 0,г ОЛ 0,6 0,8 1,0 б0/б0,г

Рис. б. Зависимости параметров Е, 1„ и остаточной деформации Л1ост от предварительной нагрузки для образцов из стали 30ХГСН2А.

Приведенные зависимости показывают, что для исследованных образцов предварительное нагружение сказывается начиная с напряжений 0,8-ст0,2.

Исследования показали, что с увеличением пластической деформации при ППД максимум огибающей МШ : возрастает, а его положение смещается в область меньших полей старта СБ. Такой характер изменения параметров МШ совпадает с поведением кривых на рис. 6. Можно предположить, что процессы при ППД подобны процессам при пластической деформации сталей по схеме нагрузка-разгрузка.

f (t),nB

На рис. 7 приведены огибающие МШ при изменении степени деформации ППД (обработка дробью). Энергетические характеристики МШ в зависимости от степени деформации изменяются неоднозначно. Это противоречит результатам исследований (рис. 6), согласно которым огибающие МШ должны однозначно убывать (возрастать).

Можно предположить, что такой результат связан с предварительной подготовкой поверхности образцов. Образцы для исследований (рис. 6) готовились в щадящем режиме шлифования (малые скорости, интенсивное охлаждение). Подготовка поверхности образцов для исследований (рис. 7) соответствовала реальной технологии изготовления стоек шасси летательных аппаратов.

Особенностью процесса шлифования является огромная удельная работа резания и высокий локальный нагрев металла в зоне резания. Воздействие этих факторов приводит к интенсивному наклепу обработанной поверхности с образованием больших растягивающих ОН (до 600... 1200 МПа), появлению местных трещин,

t/r„

Рис. 7. Огибающие МШ до ППД (штриховая линия) и после упрочнения дробью (сплошн ые линии):

1 -р = 0,1 МПа, т = 1 мин; 2—р — 0,2 МПа, т = 2мин; 3 -р = 0,3 МПа, т = 3 мин.

прижогов, самоотпуска материала, т.е. тех явлений, которые приводят к ухудшению эксплуатационных характеристик деталей. При ППД шлифованных поверхностей сначала напряжения компенсируются, что приводит к снижению энергетических параметров МШ, а затем начинают превалировать процессы упрочнения, вызывающие рост энергетических параметров МШ. Последнее подтверждается тем, что удаление шлифованного слоя (обработка абразивными шкурками, электролитическое травление) на толщину 0,1...0,4 мм восстанавливает закономерность изменения параметров МШ при упрочнении ППД.

Сложный характер изменения характеристик МШ не позволяет использовать для контроля ППД средние параметры МШ. В то же время на каждом из вышеприведенных рисунков можно выбрать интервал (рис. 7), на котором измеряемый параметр с увеличением степени деформации изменяется монотонно. Это подтверждает целесообразность использования в качестве информативных параметров текущих характеристик МШ. Методика построения градуи-ровочной зависимости, в этом случае, сводится к выбору оптимального положения слроб-импульса которое в дальнейшем при контроле однотипных изделий остается неизменным. Поиск оптимального значения ^ и построение гра-дуировочных зависимостей осуществляли с использованием аппарата корреляционного и регрессионного анализа.

В третьей главе проведены исследования по применению метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений и усталостных повреждений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А, используемой при производстве стоек шасси летательных аппаратов.

Проведена оценка остаточных напряжений при ППД. Показано, что теоретическая оценка этих напряжений затруднена, поэтому использование методов НК, например, метода МШ, позволяет расширить технологические возможности ППД.

Результаты исследований главы 2 показали, что естественная избирательная чувствительность параметров МШ к изменению физико-механических свойств в поверхностных слоях делает метод МШ перспективным при контроле режимов и параметров ППД.

Режимы упрочнения при ППД в зависимости от требуемых эксплуатационных свойств изделий можно варьировать в широких пределах. Установление связи параметров МШ с технологическими факторами упрочнения позволило бы по результатам НК проводить корректировку режимов упрочнения и тем самым активно воздействовать на процесс изготовления изделий.

При упрочнении дробью целесообразно контролировать: давление воздуха в упрочняющем устройстве — р, диаметр дроби — D, количество дроби — пи продолжительность упрочнения — т. Эти параметры определяют значение контактного давления и число повторных деформаций.

Для прогнозирования эпюры ОН проводился регрессионный эксперимент. Рассматривался процесс двухэтапной обработки образцов дробью с помощью пневмодинамического устройства. Остаточные напряжения измерялись методом непрерывного травления.

Обработка результатов эксперимента позволила получить следующую зависимость ОН от технологических факторов обработки поверхности дробью: = -1,4440 + 4,8380р2 - 0,0001-h2 + 0,5273-DfPt + 0,0037-D2-h + 0,0880D2p2 + 0,0022-Di-h - 0,0120-h - 0,4170-Di-Pl - 0,5390-prD2 + 0,0108-pi-h - 7,2500pi-p2 -0,0909-D]-D2 + 0,2440-D2 + 2,5870p, + 0,5250 Db ГПа, где pi, p2 — давление воздуха на первом и втором этапах обработки соответственно, МПа; D], D2 — диаметр дроби на первом и втором этапах обработки соответственно, мм; h — глубина, мкм.

Разработанная модель достаточно информативна и адекватна экспериментальным данным при 95% уровне доверительной вероятности.

Сопоставление, эпюр полученных экспериментальным и теоретическим методами показало их высокую степень сходимости. Ошибка оценки ОН в поверхностном слое на расстоянии 80... 100 мкм от поверхности составляет не более 20%.

Применение метода МШ для контроля ОН позволяет создать инструмент для отладки технологии производства стоек шасси летательных аппаратов с применением ППД.

Во второй главе установлено, что зависимость средних характеристик МШ от степени деформации не является однозначной. Переход к текущим ха-

рактеристикам позволяет получить монотонные зависимости информативных параметров МШ от факторов ППД. Получены регрессионные зависимости ряда параметров МШ от технологических факторов ППД:

е(1:/Гп = 0,6) = 44,2300 - 90,9800-р - 4,8700-т - 0,0057-0-п + 25,3800-р-т + 0,0360-р-п + 0,5800-Бг - 2,0500-0-т;

ЫО/Гп = 0,6) = 276,8200 - 0,5600'р-п + 64,9500-р-х + 7,4200-Б2 + 0,1300-п -28,2200-т - 104,5700-р-В + 722,6000-рг. Они показывают, что контроль режимов упрочнения возможен по текущим параметрам как энергетических, так и эмиссионных характеристик МШ.

Методика контроля режимов упрочнения с помощью регрессионных моделей предполагает решение обратной задачи, т.е. получение зависимостей контролируемого технологического параметра, например, р[Б, п, т, е(0] и т.п. Коэффициенты корреляции и корреляционные отношения полученных зависимостей находятся в пределах 0,65...0,97, поэтому их можно применить в качестве градуировочных при организации НК режимов упрочнения стоек шасси летательных аппаратов.

Формирование уровня остаточных сжимающих напряжений в поверхностном слое изделий определяется взаимным сочетанием технологических факторов ППД.

Для установления корреляции параметров МШ с элементами эпюры ОН (значение ОН на поверхности ст0, максимальное значение ОН ошах, глубина упрочнения по напряжениям Ьн и глубина залегания максимальных ОН Ь^ пшх) проведены исследования, по результатам которых получены регрессионные уравнения. Значения коэффициентов корреляции и корреляционных отношений находятся в пределах 0,69...0,98, что определяет возможность НК параметров поверхностных слоев стоек шасси летательных аппаратов. Регрессионные зависимости при этом можно использовать в качестве градуировочных.

Представляет интерес восстановление с помощью параметров МШ полной эпюры ОН. Решение этой задачи позволило бы с большей достоверностью прогнозировать свойства поверхностных слоев металла. Регрессионный анализ экспериментальных данных позволил разработать модель зависимости ОН от глубины поверхностного слоя и параметров МШ. Для достижения высокой адекватности модели экспериментальным данным в качестве аргументов приняты значения числа выбросов N(0, на двух участках усреднения 1/Гп = 0,45 и ^/Тп = 0,85:

а = 185,86 - (4,68 - 0,04-Ы- 0,03-Ы045 - 0,05-К0 85)-Ь - (16,66 - 0,12-ЫО45 + 0,03-М0,83)^Т0,33 - 0,06-Ы0,452. (4)

Графическое отображение модели (4) представлено на рис. 8. Видно, что результаты регрессионного моделирования могут быть использованы для оценки распределения ОН по глубине и не противоречат результатам теоретических исследований.

Оценка степени усталостных повреждений в стойках шасси летательных аппаратов, возникающих под действием циклически изменяющихся напряже-

ний, более низких, чем предел прочности, является важной задачей контроля их работоспособности.

б, та.

ПО Л.мям

Рис. 8. Эпюры остаточных напряжений: 1 —р = 0,1 МПа, х = 0,5 мин, О ~ 3 мм, п = 400;

2—р = 0,1 МПа, х = 1,0мин, £> = 3 мм, п = 400;

3—р = 0,3 МПа, х = 1,5 мин, £> = 2 мм, п = 740.

Учитывая избирательность метода МШ к поверхностным слоям ферромагнитных изделий, целесообразно исследовать влияние усталости на параметры МШ. С этой целью проведены испытания образцов из стали 30ХГСН2А при ротационном изгибе. Испытания осуществлены на машине МУИ-6000 с частотой нагружения 6000 цикл/мин на базе Ю7 циклов нагружения.

Из рис. 9 видно, что зависимости как интенсивности МШ, так и числа выбросов МШ имеют сходный характер: после участка неоднозначности наблюдается монотонное увеличение, что отражает превалирующее влияние макроскопического разупрочнения, определяемого накоплением необратимых усталостных повреждений.

Сопоставление кривых 2 и 3 на рис. 9 показывает, что с увеличением уровня селекции С чувствительность к структурным изменениям металла при Нагружении повышается. Получение достаточной крутизны кривых на участке общего разупрочнения позволяет уверенно фиксировать накопление необратимых усталостных повреждений по превышению регистрируемого сигнала относительно его значения для ненагруженного образца.

Стоит заметить, что характер кривых нагружения не меняется при изменении величины нагрузки, приложенной при ротационном изгибе. Величина нагрузки определяет, главным образом, долговечность изделий.

Анализ вышеприведенных результатов показывает, что оценка степени усталостных повреждений методом МШ возможна лишь на стадии общего разупрочнения. На более ранних стадиях нагружения контроль затруднен и требует специальных исследований.

Рассмотрим циклическое нагружение образцов, подвергнутых предварительной пластической деформации. Создание при ППД упрочненного слоя тормозит образование пластических сдвигов, т.к. структурные изменения, сопутствующие циклическому нагружению, в определенной степени реализуется при предварительном упрочнении. Высокий уровень остаточных сжимающих напряжений, их перераспределение и взаимодействие с приложенными напряжениями обуславливают асимметрию цикла нагружения, что приводит к перемещению очага усталостных повреждений под поверхность, т.е. в зону меньших рабочих напряжений. Упрочненный слой в этом случае исполняет роль по-

3,2

2,4

1,6

3 i

(

Т ü

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

z/z.

верхностного каркаса. Немаловажное значение для повышения усталостной прочности имеет также увеличение после ГТПД демпфирующей способности материала и ослабление влияния поверхностных концентраторов.

Упрочнение ППД позволяет су-а/а, щественно продлить долговечность

изделий на стадии их ремонта. Эффективность ремонта упрочнением в значительной мере зависит от величины предварительной наработки. При ее увеличении остаточная долговечность вцелом снижается. Зависимость остаточной долговечности от степени деформации при ремонте предполагает наличие оптимального режима упрочнения. Так, малая степень деформации может оказаться недостаточной для ликвидации усталостных повреждений, а повышенное контактное давление, например, при алмазном выглаживании, обуславливает врезание упрочняющего тела в поверхность изделия, что приводит к образованию опасных концентраторов напряжений.

Проведены исследования на образцах из стали 30ХГСН2А при на-гружении ротационным изгибом с рабочей нагрузкой 0,9 ПТа. Ремонт и предварительное упрочнение проводилось посредством алмазного выглаживания (Р = 0,1 кН, Л = 3 мм, 8 = 0,1 мм/об). На рис. 10 показаны кинетики нагружения образцов, подвергнутых предварительному упрочнению.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о возможности оценки степени усталостных повреждений, как до ремонта изделий, так и после его проведения. Более того, монотонное изменение параметров МШ в ходе послеремонтной эксплуатации открывает возможность определения способности изделий к повторному ремонту.

Рис. 9. Зависимость относительного изменения средних параметров МШ (Ан — значение параметра МШ для непогруженного образца) от относительного числа циклов нагружения (Zp = 32-104 — долговечность): 1 (С = 0,3 В); 3-А = Ncp (С = 1,0 В).

Z*io'

Рис. 10. Влияние ремонта (предварительно упрочненных образцов) на характер кинетик нагружения (С = 0,3 В): 1 — без ремонта; 2, 3 и 4— ремонт при различных значениях предварительной наработки.

В четвертой главе рассмотрено совершенствование средств, на основе эффекта Баркгаузена, для контроля остаточных напряжений в стойках шасси летательных аппаратов.

Использование новых параметров МЩ для контроля ОН и усталостных повреждений в стойках шасси летательных аппаратов, обоснование и исследование которых проведено в главах 2 и 3, требует создание аппаратуры способной регистрировать и обрабатывать рассмотренные выше параметры.

Экспериментальные исследования различных схемотехнических решений, позволили создать прибор (индикатор механических напряжений — ИМН), блок-схема которого представлена на рис. 11.

Начало расчета параметров МШ

Расчет огибающей МШ - е^)

Расчет параметров огибающей МШ: Бош

Р * £цщ * Тдщ Я в Ещц / Хдих

Расчсг числа выбросов МШ за уровень селекции С:

Расчет спектра МШ -

Конец расчета параметров МШ

Рис. 11. Блок-схема индикатора механических на- Рис. 12. Блок-схема алгоритма пряжений, , расчета параметров МШ.

Основным элементом ИМН является микроконтроллер (цифровой сигнальный процессор), использование которого позволило:

1. Значительно упростить принципиальную схему, увеличить надежность, уменьшить массогабаритные характеристики и потребляемую мощность, снизить стоимость прибора;

ИНДИКАТОГ МУ.ХАНИЧКСКИХ НАДГЯЖДНЫЙ

Блок шггвкня

Индикатор

~1Г~

Клавиатура

Ж

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР <РС)

Программная Оперативная Последовательный ин-

память (РМ) память (КАМ) терфейс (К2-232С)

Мжкрокон 1 ридлср (цифровой сшгш иаы шй ярммеор - ТСР)

Центральный процессорный элемент (СР1Г)

Последовательный пери» | Таймер 1 1 Аналого-цифровой

феркйыый интерфейс преобразователь

(ЭР!) | Таймер 2 1 (АЕ>С)

Цифро аналоговый преобразователь (ЛАС) 1

Усилитель МОЩНОСТИ

и

Предварительный усилитель

Отрнквтедь-ниобрктш

Шрагаый ■рсобрвзомтеяь

Перемагаотиватощея обмотка

Измерительная обмотка

ОБЪЕКТ КОНТРОЛЯ

2. значительно расширить число одновременно измеряемых параметров МШ, уменьшить время, повысить точность и достоверность оценки ОН в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А;

3. передавать измеренные параметры МШ в персональный компьютер в реальном масштабе времени для проведения различных исследований.

Разработаны алгоритмические и программные средства обработки параметров сигналов магнитошумового контроля повышающие точность их измерения. Для примера на рис. 12 приведена блок-схема алгоритма расчета параметров МШ.

Проведены исследования по выбору оптимального интервала усреднения текущих энергетических: и эмиссионных параметров МШ. Показана возможность снижения суммарной погрешности при увеличении числа циклов усреднения п. Правомерность такого подхода обоснована эргодичностью МШ. С использованием результатов главы 2 получены выражения, позволяющие с достаточной для инженерной практики точностью рассчитывать оптимальный интервал усреднения вн и суммарную погрешность усреднения при измерении текущих энергетических параметров МШ:

\FX\-Sf)

1-3,

тг +1

и при измерении текущих эмиссионных параметров МШ:

П , . . „ \1_5 , ,, . /

вн=1,2

= 1,8

<5р(1 — 5г)2(2тг +1)г

0.2

где 5е, ш, Бу и ^ — экспериментальные параметры; п - число циклов усреднения.

Расчет в а для исследуемых при выполнении данной работы ферромагнитных изделий и используемой аппаратуры контроля показал, что интервал усреднения должен составлять величину порядка 0,02..,0,03 периода перемаг-ничивания. В этом случае погрешность усреднения не превышает 1% при измерении по одной реализации ЭДС СБ (п = 1).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проблема повышения надежности и долговечности деталей современной авиационной техники, таких как стойки шасси летательных аппаратов, испытывающих в процессе эксплуатации высокие, статические и динамические знакопеременные нагрузки, требует применения методов неразрушающего контроля; как на этапе отработки технологии производства, так и в процессе изготовления и эксплуатации. Одним из наиболее перспективных методов неразрушающего контроля механических напряжений в металлоизделиях из высоко-

прочной конструкционной стали является метод МШ, обладающий естественной чувствительностью к изменению физико-механических свойств поверхно-. стных слоев ферромагнетиков.

2. В рамках потенциально-энергетической теории эффекта Баркгаузена рассмотрена статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик МШ, макропараметры которой, Вм — максимальная амплитуда огибающей МШ, Нм — положение максимальной амплитуды Вм по полю перемагничивания, а также Ым — максимум числа выбросов МШ, однозначно определяются уровнем микро- и макронапряжений, что позволяет использовать эти параметры для разработки новых алгоритмов контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

3. Экспериментально исследовано влияние действующих и остаточных механических напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А на параметры МШ. Установлено, что при контроле микро- и макронапряжений с большей точностью целесообразно использовать текущие значения энергетических и эмиссионных характеристик МШ с применением аппарата корреляционного и регрессионного анализа.

4. Экспериментально исследовано влияние технологических режимов поверхностного пластического деформирования на формирование остаточных напряжений в поверхностном слое изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А. Получены уравнения регрессии для регистрируемых параметров МШ, что позволило разработать методику контроля режимов упрочнения изделий статическими и динамическими методами поверхностного пластического деформирования, используемых при производстве и ремонте стоек шасси летательных аппаратов.

5. Экспериментально исследовано влияние усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов на параметры МШ. Установлена возможность оценки степени усталостных повреждений материала на стадии общего разупрочнения и ремонта, а также возможность оценки степени микропластической деформации предварительно не упрочненных изделий.

6. Разработаны алгоритмические и программные средства обработки параметров сигналов магнитошумового контроля повышающие точность их измерения. .

7. Обоснован выбор величины интервала усреднения текущих энергетических и эмиссионных характеристик МШ. Показано, что интервал усреднения должен составлять 0,02...0,03 периода перемагничивания. В этом случае погрешность усреднения не превышает 1 %.

8. Разработаны схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, который позволил значительно расширить число одновременно измеряемых параметров МШ, уменьшить время, повысить точность и достоверность оценки остаточных напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Анализ приборов и алгоритмов контроля, основанных на эффекте Баркгау-зена / В.В. Филинов, И.В. Рукавишников, А.К. Кузнецов, В.В. Тронин // Научные труды V Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права»: Книга «Приборостроение»: Дополнения. - М., 2002. - С. 94-101.

2. Филинов В.В. Модернизация прибора АФС, предназначенного для контроля механических напряжений / В.В. Филинов, И.В. Рукавишников // Научные 7руды VI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права»: Книга «Приборостроение». - М., 2003. - С. 207-210.

3. Филинов В.В. Система магнитоакустического контроля механических напряжений / BJB. Филинов, В.Е. Шатерников, И.В. Рукавишников // Программа конференции и тезисы докладов. — 3-я Международная выставка и конференция «Неразру-шающий контроль и техническая диагностика». — М., 17-18 марта 2004. - С. 104.

4. Система магнитоакустического контроля механических напряжений / В.В. Филинов, И.В. Рукавишников, A.M. Народицкий, Д.А. Ковалев // Магнитные явления: Сб. статей. Вып. 2 / Под ред. проф. Г.В. Ломаева. — Ижевск, 2005. - С. 192-198.

5. Применение метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений /В.В. Филинов, В.Е. Шатерников, И.В. Рукавишников, A.M. Народицкий, В.В. Плешаков, ДА. Ковалев // Контроль. Диагностика. - 2005. — № 3. - С. 17-22.

6. Информативные параметры сигналов магнитных шумов и контрольно-измерительная система для оценки механических напряжений / Д.А. Ковалев, A.M. Народицкий, И.В. Рукавишников, A.B. Фшшнова, В.В. Филинов // Приборостроение: Межвузовский сб. научных трудов. — М., 2004. - С. 120-129.

7. Рукавишников И.В. Применение метода магнитных шумов для контроля уровня накопления усталостных повреждений в поверхностном слое деталей / И.В. Рукавишников, В.В, Филинов //Неразрушающий контроль и диагностика: Сб. трудов 17 Российской научно-технической конференции. - Екатеринбург, 5-11 сентября 2005.-С. 300.

8. Рукавишников И.В. Контроль усталостных напряжений методом магнитных шумов // Научные труды VIII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики»: Дополнительный сб. - М., 2005. - С. 31-34.

ЛР № 020418 от 08 октября 1997 г.

Подписано к печати 25.04.2006 г. Формат 60x84.1/16. Объем 1,0 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 78

Московский государственный университет приборостроения и информатики

107996, Москва, ул. Стромынка, 20

ВВЕДЕНИЕ. к 1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА МАГНИТНЫХ ШУМОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕННИЙ В ИЗДЕЛИЯХ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ.

1.1. Анализ причин разрушения изделий авиационной техники и пути повышения ресурсов их работы.

1.2. Эффект Баркгаузена и комплекс технологических проблем повышения эксплуатационных свойств деталей авиационной техники.

1.3. Анализ физических особенностей контроля с использованием магнитных шумов.

1.4. Анализ информативных параметров и проблемы практической реализации метода магнитных шумов для контроля остаточных напряжений.

ВЫВОДЫ.

2. АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ ШУМОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ МИКРО- И МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ.

2.1. Модели магнитного шума.

• 2.1.1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА.

2.1.2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭМИССИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА.

2.2. Прибор АФС для контроля методом магнитных шумов.

2.3. Исследование взаимосвязи параметров магнитных шумов с уровнем микро- и макронапряжений.

2.3.1. ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ.

2.3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ

• МАГНИТНЫХ ШУМОВ ОТ УРОВНЯ МИКРОНАПРЯЖЕНИЙ.

2.3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ ШУМОВ ОТ УРОВНЯ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ.

2.3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ

МАГНИТНЫХ ШУМОВ ОТ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ.

ВЫВОДЫ.

3. КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ.

3.1. Оценка остаточных напряжений при поверхностном пластическом деформировании.

3.2. Контроль режимов и параметров поверхностного пластического деформирования методом магнитных шумов.

3.3. Контроль усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов.

ВЫВОДЫ.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ, НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТОЙКАХ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

4.1. Разработка индикатора механических напряжений.

4.2. Определение оптимального интервала усреднения при

• измерении текущих параметров магнитного шума.

4.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА УСРЕДНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТЕКУЩЕЙ

ИНТЕНСИВНОСТИ МАГНИТНОГО ШУМА.

4.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА УСРЕДНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ТЕКУЩЕГО ЧИСЛА ВЫБРОСОВ МАГНИТНОГО ШУМА.

ВЫВОДЫ.

Актуальность диссертационной работы. Повышение надежности и долговечности работы изделий авиационной техники связано с возможностью управления остаточными напряжениями (ОН) на всех этапах технологического процесса их производства и эксплуатации.

Сжимающие ОН существенную роль играют в технологии производства и эксплуатации высокопрочных изделий, т.к. стойки шасси летательных аппаратов, работающих в тяжелых условиях циклического и повторно-статического нагружения. Их повреждения обусловлены, главным образом, усталостными разрушениями, т.е. недостаточной усталостной прочностью. Это обосновывает выбор вида сталей при их производстве с высоким уровнем прочностных и пластических свойств. К таким материалам относится среднеуглеродистая легированная сталь 30ХГСН2А.

Одним из эффективных методов повышения усталостной прочности при изготовлении и ремонте деталей авиационной техники, работающих в условиях знакопеременных циклических нагрузок, является отделочно-упрочняющая обработка, осуществляемая методом поверхностного пластического деформирования (ППД).

Возникающие при некоторых видах обработки ППД остаточные сжимающие напряжения способствуют повышению малоцикловой выносливости, износостойкости, сопротивления коррозийной усталости, предела выносливости, контактной прочности и других эксплуатационных свойств изделий, при условии выбора в каждом конкретном случае наиболее рационального метода и назначения оптимальных режимов обработки.

Проблема анализа и регулирования ОН в технологиях производства деталей авиационной техники требует применения методов неразрушающего контроля (НК), как на этапе отработки технологии производства, так и в процессе их изготовления, эксплуатации и ремонта.

Наиболее целесообразное решение этой задачи связано как с совершенствованием традиционных методов НК, так и с развитием сравнительно но* вых методов, таких как метод эффекта Баркгаузена (ЭБ), который получил в промышленности название метод магнитных шумов (МШ).

Имеются отличительные особенности в физике этого явления от других электромагнитных методов контроля: источником электромагнитного излучения является сам контролируемый объект по причине перестройки его доменной текстуры; большая локальность контроля, обеспеченная малой величиной объема скачкообразно перемагничивающейся области - 10"9.10"5 см3; возможность снимать информацию в аналоговом или цифровом виде даже с

• очень тонких слоев образцов. Это позволяет, используя тесную связь магнитной текстуры со структурой деформированного металла, найти новые пути решение задачи контроля ОН в деталях и разработки новых средств контроля свойств их поверхностных слоев методом МШ.

Большой вклад в становление метода МШ внесли работы Российских ученых: Н.Н. Колачевского, В.М. Рудяка, В.В. Клюева, Э.С. Горкунова, В.Г. Герасимова, Г.В. Ломаева, В.В. Филинова, Н.С. Кузнецова, B.J1. Венгриновича, В.Н. Москвина, а также зарубежных исследователей:

Ц. Гарднера (США), И. Шродера (США), И. Бартона (США), JI. Карьялайнена (США), К. Титто (Финляндия) и др. Вместе с тем, применение метода МШ в промышленности явно не соответствует его возможностям и требует комплексного решения исследовательских, конструкторских и методических задач связанных с технологиями поверхностного пластического упрочнения. К их числу относятся вопросы более глубокого исследования взаимосвязи параметров сигналов МШ с механическими напряжениями и структурными изменениями в высокопрочной конструкционной стали, методическое обеспечение выбора информативных параметров и режимов кон* троля с наибольшей достоверностью результатов измерений, разработка принципов создания надежной контрольно-измерительной аппаратуры и методик контроля, приемлемых для производственных условий.

В связи с этим, работы направленные на создание средств и методик контроля механических напряжений в высокопрочной конструкционной стали на основе метода МШ, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является создание средств и методик контроля остаточных напряжений и усталостных повреждений в стойках шасси летательных аппаратов, методом МШ.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Аналитически и экспериментально оценить взаимосвязи энергетических и эмиссионных параметров МШ с уровнем микро- и макронапряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А, используемой при производстве стоек шасси летательных аппаратов.

2. Экспериментально исследовать влияние технологических факторов и параметров ППД на характеристики МШ в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

3. Экспериментально исследовать влияние усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов на параметры МШ.

4. Разработать методику контроля режимов и параметров упрочнения изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А статическими и динамическими методами ППД.

5. Разработать методику оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов.

6. Разработать алгоритмические, программные и схемотехнические средства обработки сигналов МШ и на их основе новую аппаратуру контроля ОН в стойках шасси летательных аппаратов.

Методы исследования. Выполнение научных исследований проводилось с привлечением методов статистической физики, аппарата корреляционного и регрессионного анализа. Результаты теоретических положений проверялись экспериментально с использованием механических методов испытаний, результатов металлографического и рентгеноструктурного анализа, статистических методов обработки экспериментальных данных.

Новые научные результаты. В работе разработаны и исследованы:

1. Статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик МШ, макропараметры которой,.Вм - максимальная амплитуда огибающей МШ, Нм - положение максимальной амплитуды Вм по полю перемагничивания, а также NM - максимум числа выбросов МШ, однозначно определяются уровнем микро- и макронапряжений, что позволяет использовать эти параметры для разработки новых алгоритмов контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

2. Новые зависимости энергетических и эмиссионных характеристик МШ от технологических факторов и параметров ППД образцов из стали 30ХГСН2А, позволяющие разработать методику контроля режимов и параметров упрочнения изделий статическими и динамическими методами ППД.

3. Методика оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов.

4. Влияние интервала усреднения на точность измерения текущих энергетических и эмиссионных характеристик МШ.

5. Схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора обработки параметров сигналов магнитошумового контроля, алгоритмические и программные средства, обеспечивающие повышение достоверности контроля.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

1. Теоретические и экспериментальные исследования энергетических и эмиссионных характеристик МШ при нагружении образцов из высокопрочной стали 30ХГСН2А позволили предложить новые информативные параметры, повышающие достоверность и чувствительность контроля.

2. Разработана методика контроля режимов и параметров упрочнения изделий статическими и динамическими методами ППД.

3. Разработана методика оценки степени усталостных повреждений в поверхностном слое стоек шасси летательных аппаратов.

4. Разработаны схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, предназначенный для контроля механических напряжений в поверхностных слоях изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

Апробация работы. Основные результаты работы отражены в отчете о НИР ТИ-725 - «Разработка и создание системы магнито- и магнитоакустиче-ского шумового контроля физико-механических свойств стали» (номер гос. регистрации 01.200312286; работа выполнена в МГУПИ по договору с ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр» в 2003 году), докладывались и обсуждались на 4 Международных конференциях: «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права», г. Сочи - 2003; «Не-разрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», г. Москва - 2004; «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления», г. Ижевск - 2004; «Неразрушающий контроль и диагностика», г. Екатеринбург-2005.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Струюура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц, 57 рисунков, список литературы из 124 наименований и приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проблема повышения надежности и долговечности деталей современной авиационной техники, таких как стойки шасси летательных аппаратов, испытывающих в процессе эксплуатации высокие статические и динамические знакопеременные нагрузки, требует применения методов неразру-шающего контроля, как на этапе отработки технологии производства, так и в процессе изготовления и эксплуатации. Одним из наиболее перспективных методов неразрушающего контроля механических напряжений в металлоизделиях из высокопрочной конструкционной стали является метод магнитных шумов, обладающий естественной чувствительностью к изменению физико-механических свойств поверхностных слоев ферромагнетиков.

2. В рамках потенциально-энергетической теории эффекта Баркгаузе-на рассмотрена статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик магнитного шума, макропараметры которой, Вм - максимальная амплитуда огибающей магнитного шума, Нм - положение максимальной амплитуды Вм по полю перемагничивания, а также NM - максимум числа выбросов магнитного шума, однозначно определяются уровнем микро- и макронапряжений, что позволяет использовать эти параметры для разработки новых алгоритмов контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

3. Экспериментально исследовано влияние действующих и остаточных механических напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А на параметры магнитного шума. Установлено, что при контроле микро- и макронапряжений с большей точностью целесообразно использовать текущие значения энергетических и эмиссионных характеристик магнитного шума с применением аппарата корреляционного и регрессионного анализа.

4. Экспериментально исследовано влияние технологических режимов поверхностного пластического деформирования на формирование остаточ

138 ных напряжений в поверхностном слое изделий из высокопрочной стали 30ХГСН2А. Получены уравнения регрессии для регистрируемых параметров магнитного шума, что позволило разработать методику контроля режимов упрочнения изделий статическими и динамическими методами поверхностного пластического деформирования, используемых при производстве и ремонте стоек шасси летательных аппаратов.

5. Экспериментально исследовано влияние усталостных повреждений в поверхностном слое образцов из стоек шасси летательных аппаратов на параметры магнитного шума. Установлена возможность оценки степени усталостных повреждений материала на стадии общего разупрочнения и ремонта, а также возможность оценки степени микропластической деформации предварительно не упрочненных изделий.

6. Разработаны алгоритмические и программные средства обработки параметров сигналов магнитошумового контроля повышающие точность их измерения.

7. Обоснован выбор величины интервала усреднения текущих энергетических и эмиссионных характеристик магнитного шума. Показано, что интервал усреднения должен составлять 0,02.0,03 периода перемагничивания. В этом случае погрешность усреднения не превышает 1%.

8. Разработаны схемотехнические решения и прибор (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, который позволил значительно расширить число одновременно измеряемых параметров магнитного шума, уменьшить время, повысить точность и достоверность оценки остаточных напряжений в изделиях из высокопрочной стали 30ХГСН2А.

1. Далин В.Н. Конструкция вертолетов. М.: Машиностроение, 1971. -270с.

2. Сулима A.M. Деформационное упрочнение и усталостная прочность деталей из сталей и сплавов // Повышение эксплуатационных свойств деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: МДНТП, 1971.-С. 3-15.

3. Рыковский Б.П. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом / Б.П. Рыковский, В.А. Смирнов, Г.М. Щетинин. М.: Машиностроение, 1985.- 151с.

4. Технологические остаточные напряжения / Под ред. А.В. Подзея. М.: Машиностроение, 1973.-216с.

5. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. -327с.

6. Кудрявцев И.В. Методы поверхностного упрочнения машин / И.В. Кудрявцев, М.М. Саверин, А.В. Рябченков. М.: Машгиз, 1949. -222с.

7. Кудрявцев И.В. Современное состояние и перспективы развития методов повышения прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием // Вестник машиностроения. -1970. -№ 1.-С. 9-13; 1972.-№ 1.-С. 35-38.

8. Кудрявцев И.В. Новые способы поверхностного пластического деформирования / И.В. Кудрявцев, Р.Е. Грудская // Машиностроитель. -1984.-№7.-С. 28-29.

9. Горкунов Э.С. Взаимодействие доменных границ с дефектами структуры основа магнитной структуроскопии сталей / Э.С. Горкунов, Ю.Н. Драгошанский // Контроль. Диагностика. - 2000. - № 11. - С. 3-5.

10. Анисимова И.В. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов / И.В. Анисимова, Э.М. Радецкая, И.В. Фишеров. М.: ВИАМ, 1971. -207с.

11. Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. М.: Машгиз, 1955. - 312с.

12. Туманов А.Г. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов / А.Г.Туманов, С.И. Кишкина, И.Г. Гринченко. М.: ВИАМ, 1971. -252с.

13. Влияние шероховатости и упрочнения поверхностей на начало их пластического деформирования при контактных деформациях / JI.A. Хво-ростукин и др. // Известия вузов. 1976. - № 5. - С. 9-14.

14. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. - 149с.

15. Кулешин А.В. Повышение усталостной прочности деталей путем ультразвуковой поверхностной обработки / А.В. Кулешин, А.В. Конанов, И.Л. Стебельков // Проблемы прочности. 1981. - № 1. - С. 70-74.

16. Влияние дробеструйного и гидродробеструйного упрочнения на малоцикловую ударную усталость высокопрочной стали / А.Н. Овсеенко и др. // Вестник машиностроения. 1982. - № 6. - С. 35-37.

17. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. М.: Машиностроение, 1977. - 165с.

18. Analysis of low-carbon steel after cold deformation based on Barkhausen noise / J. Grum, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. -Copenhagen, 26-29 May 1998. P. 1156-1163.

19. Estimation of the grain-size distribution in the carbon steels using the ultrasonic and magnetic Barkhausen methods / M. Mihovski, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. Copenhagen, 26-29 May 1998. -P. 990-997.

20. Папшев Д.Д. Эффективность и применение отделочно-упрочняющей обработки для повышения долговечности изделий. Киев: Институт сверхтвердых материалов АН УССР, 1980. - 215с.

21. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978. - 184с.

22. Контроль лазерного упрочнения методом эффекта Баркгаузена / Г.В. Ломаев и др. // Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления: Сб. статей. Ижевск, 1995. - С. 143-153.

23. Сысоева B.C. Высокопрочные торсионные валы гусеничных машин / B.C. Сысоева, Г.А. Чумак. М.: ЦНИИ Информации, 1980. - 152с.

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

25. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. - 280с.

26. Ящерецин П.И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1975. - 384с.

27. Ящерецин П.И. Технологическая и эксплуатационная наследственность и ее влияние на долговечность машин / П.И. Ящерецин, Ю.В. Скоры-нин. Минск: Наука и техника, 1978. - 119с.

28. Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокопрочных деталей машин. М.: Машиностроение, 1975. - 229с.

29. Кудрявцев И.В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин. М.: Машиностроение, 1969. - 100с.

30. Ершов А.А. Технологические возможности и перспективы применения различных методов упрочнения деталей / А.А. Ершов, А.В. Никифоров, В.И. Серебряков. М.: ВНИИТЭМР, 1985. - 48с.

31. Магнитошумовой контроль технологических напряжений / Под ред. В.В. Плешакова. М.: ИнТС, 1995. - 155с.

32. Влияние внешних напряжений на коэрцитивную силу углеродистых сталей / В.А. Захаров и др. // Дефектоскопия. 1992. - № 1. - С. 41-46.

33. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред.

34. B.В. Клюева. Т. 6. М.: Машиностроение, 2004. - 832с.

35. Горкунов Э.С. Эффект Баркгаузена и его использование в структуро-скопии ферромагнитных материалов / Э.С. Горкунов, Ю.Н. Драгошан-ский, М. Миховски // Дефектоскопия. 1999. - № 6. - С. 3-23; № 7.

36. C. 3-32; № 8. С. 3-26; № 12. - С. 3-24; 2000. - № 6. - С. 3-38.

37. Михеев М.Н. Магнитные методы структурного анализа и неразрушаю-щего контроля / М.Н. Михеев, Э.С. Горкунов. М.: Наука, 1993. - 250с.

38. Филинов В.В. Методы и приборы контроля механических напряжений на основе использования магнитно-акустических шумов. М.: Машиностроение, 2000. - 154с.

39. Кулеев В.Г. Механизмы влияния внутренних и внешних напряжений на коэрцитивную силу ферромагнитных сталей / В.Г. Кулеев, Э.С. Горку-нов // Дефектоскопия. 1997. - № 11. - С. 3-18.

40. Попова В.В. Разработка элементов теории, методов и средств, основанных на эффекте Баркгаузена, с целью контроля структурных и физико-механических свойств ферромагнитных изделий машиностроения: Дис. докт. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1991. - 298с.

41. Колачевский Н.Н. Флуктуационные явления в ферромагнитных материалах. -М.: Наука, 1985. 184с.

42. Рудяк В.М. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. М.: Наука, 1986.-248с.

43. Detection of thermal damage in steel components after grinding using the magnetic Barkhausen noise method / A.S. Wojtas, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. Copenhagen, 26-29 May 1998. - P. 287294.

44. Ono K. Magnetomechanical acoustic emission of iron and steel / K. Ono, M. Shibata // Materials evaluation. 1980. - Vol. 38. - № 1. - P. 55-61.

45. Венгринович B.JI. Развитие теории эффекта Баркгаузена и разработка средств неразрушающего контроля и диагностики поверхностных слоев металлических материалов: Дис. докт. техн. наук. Минск, 1990. -440с.

46. Филинов В.В. Принципы построения алгоритмов контроля напряженного состояния металлоизделий на основе регистрации магнитных и магнитоакустических шумов перемагничивания // Контроль. Диагностика. 2000. - № 11.-С. 16-18.

47. Малышев B.C. Исследование эффекта Баркгаузена и разработка метода контроля качества упрочнения поверхностным пластическим деформированием изделий из конструкционных сталей: Дис. канд. техн. наук. -М., 1982.-177с.

48. Вонсовский С.В. Современное учение о ферромагнетизме. М.: ГИТТЛ, 1952.-440с.

49. Pfeffer К.Н. Zur theorie der koerzitivfeldstarke und anfangssuszeptibilitat // Phys. stat. sol. 1967. - H. 21. - № 2. - S. 857-872.

50. Бозорт P. Ферромагнетизм: Пер. с англ. М.: Иностранная литература, 1956.-784с. ■

51. Акулов Н.С. Ферромагнетизм. М.: Гостехиздат, 1939. - 149с.

52. Rautiano R. Coercivity and power spectrum of Barkhausen noises in structural steels / R. Rautiano, L.P. Karjalainen, M. Moilanen // Journal of magnetism and magnetic materials. 1986. - Vol. 61. - P. 183-192.

53. Stierstadt K. Der magnetische Barkhausen effekt // Springer tract in modern physics. Verlag Berlin - Heidelberg - New Jork, 1966. - H. 40. - S. 2106.

54. Ломаев Г.В. Исследование метода эффекта Баркгаузена и его применение в измерениях, автоматике и контроле материалов и окружающей среды: Дис. докт. техн. наук. Ижевск, 1998. - 360с.

55. Решенкин А.С. Прогнозирование места разрушения конструкций // Контроль. Диагностика. 2005. - № 3. - С. 42-45.

56. Штин А.А. Исследование преобразователей, основанных на эффекте Баркгаузена и их применение для контроля усилий: Дис. канд. техн. наук. М., 1983.- 176с.

57. Хамитов В.А. Исследование магнитоупругой акустической эмиссии во взаимосвязи со структурным состоянием ферромагнитных металлов применительно к неразрушающему контролю: Дис. канд. техн. наук. -Ижевск, 1989.- 150с.

58. Иванов А.А. К статической теории скачков намагниченности // Физика металлов и металловедение. 1976. - Т. 38, вып. 2. - С. 203.

59. Родичев A.M. Исследование эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. Красноярск: Институт физики СО АН СССР, 1960.

60. Мерзляков Ю.М. Исследование преобразователей, использующих скачкообразное изменение намагниченности ферромагнетика, и возможностей применения их в контрольно-измерительной технике: Дис. канд. техн. наук. Уфа: УАИ, 1975.

61. Родичев A.M. Динамика скачка Баркгаузена / A.M. Родичев, В.А. Иг-натченко // Физика металлов и металловедение. 1960. - Т. 9, вып. 6. -С. 903.

62. Филинов В.В. Магнитное поле в цилиндрическом ферромагнетике от скачка Баркгаузена при наличии проводящего экрана /В.В. Филинов, И.Г. Лещенко // Элементы и системы автоматического управления. -Томск, 1975.-С. 152-155.

63. Мерзляков Ю.М. К расчету импульса ЭДС от скачка Баркгаузена в экранированном ферромагнитном стержне / Ю.М. Мерзляков, В.В. Филинов // Материалы Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». Ижевск, 1977. - С. 92-94.

64. Рытов С.М. Введение в статистическую радиотехнику. Ч. 1: Случайные процессы. -М.: Наука, 1976. 494с.

65. Karjalainen L.P. Detection of plastic deformation during fatigue of mild steel by the measurement of Barkhausen noise / L.P. Karjalainen, M. Moilanen // International conference on nondestructive testing. 1979. -Vol. 12.-№2.-P. 51-55.

66. Глухов H.A. Электроакустический тракт аппаратуры для метода акустических шумов при перемагничивании / Н.А. Глухов, В.Н. Колмогоров // Материалы III Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его применение в технике». Ижевск, 1989. - С. 149-153.

67. Titto S. In the influence of microstructure on magnetization transitions I I Acta pol. scandinavika. App. physics series. - 1977. - № 119. - P. 80.

68. Лопатин M.B. Разработка методов и средств контроля напряженного состояния конструкционных сталей на основе использования магнитного и акустического проявлений эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. М., 1987. - 150с.

69. Titto К. Solving internal stress measurement problems by a new magneto-elastic method // Nondestractive method of materials property determination. -New York-London, 1984.-P. 105-114.

70. Кузнецов H.C. Применение метода магнитных шумов для определения напряженного состояния ферромагнитных материалов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1992. - № 2. - С. 14-16.

71. Исследование метода эффекта Баркгаузена для контроля напряжений в мартенситностареющих сталях / В.В. Филинов и др. // Материалы III Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его применение в технике». Ижевск, 1989. - С. 97-101.

72. Москвин В.Н. Исследование и разработка неразрушающего метода контроля наводороживания изделий из ферромагнитных металлов: Дис. канд. техн. наук. Томск: ТПИ, 1976. - 168с.

73. Исследование напряженных состояний в конструкционных сталях методом магнитного шума / Б.А. Добнер и др. // Материалы Всесоюзной школы-семинара «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». -Ижевск, 1977.-С. 140-144.

74. Магнитный структуроскоп, основанный на эффекте Баркгаузена / В.В. Филинов и др. // Дефектоскопия. 1985. - № 12. - С. 21-25.

75. B.Е. Шатерников, А.И. Соколик // Дефектоскопия. 1986. - № 6.1. C. 37-40.

76. Карпов А.В. Применение магнитошумового метода для контроля напряженного состояния изделий / А.В. Карпов, В.В. Филинов // Современные физические методы и средства неразрушающего контроля: Сб. М.: МДНТП, 1988. - С. 83-87.

77. Filinov V. Testing of shot blasting regimes and metal product surface hardening parameters by Barkhausen effect method / V. Filinov, V. Shaternikov // 3-d International conference on shot peening. Garmisch - Partenkirchen, Germany, 1987. - P. 407-413.

78. Onboard aircraft weighing system using Barkhausen noise sensors / U. Kehlenbeck, etc. // 7-th European conference on nondestructive testing. -Copenhagen, 26-29 May 1998. P. 251-258.

79. Опыт применения метода эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния деталей из высокопрочной стали /В.В. Филинов и др. // Дефектоскопия. 1992. - № 5. - С. 17-20.

80. Вагин А.В. Контроль макронапряжений в изделиях из высокопрочных конструкционных сталей метом эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. М., 1990. - 210с.

81. Вотруба К. Влияние пластической деформации на эффект Баркгаузена // Известия АН СССР. Сер. Физическая. - 1957. - Т. 21, вып. 9. -С. 1246-1249.

82. Shaternikov V. Barkhausen effekt und kontrolle von parameter der oberflachenverfestigung / V. Shaternikov, V. Filinov // 6-th Inter, conf. rationalisierung im maschinenban durch schlusseltechnologien. Zwickau, Germany, 1989. - S. 91-98.

83. Филинов В.В. Анализатор ферромагнитной структуры АФС-ЗМ для контроля физико-механических свойств металлоизделий // Научно-технические достижения: Сб. М.: ВИМИ, 1988. - С. 43-46.

84. Шатерников В.Е. Магнитные и акустические шумы перемагничивания при деформации ферромагнитных материалов / В.Е. Шатерников, В.В. Филинов, А.В. Карпов // Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по акустической эмиссии. Кишинев, 1987. - С. 8.

85. Плешаков В.В. Оценка уровня накопления усталостных повреждений в поверхностном слое высокопрочных сталей /В.В. Плешаков, В.В. Филинов, А.И. Соколик // Проблемы прочности. 1987. - № 6. - С. 15-19.

86. Соколик А.И. Контроль технологических и эксплуатационных свойств изделий из высокопрочных сталей методом эффекта Баркгаузена: Дис. канд. техн. наук. -М., 1984. 155с.

87. Willmann W. Untersuchungen zur mestechnischen ausnutzung des magnetischen Barkhausen effekt // Metallkunde. 1969. - Bd. 136. - S. 395.

88. Лопатин M.B. Прибор АФС-3 для измерения текущих параметров эффекта Баркгаузена / М.В. Лопатин, В.В. Филинов // Приборы и техника эксперимента. 1987. - № 1. - С. 236.

89. Опыт контроля напряженно-деформированного состояния газопроводов / А.А. Дубов и др. // Контроль. Диагностика. 2002. - № 4. - С. 5356.105. http://www.rkk.ru106. http://www.astresstech.com

90. Кузнецов Н.С. Развитие теории, создание способов, средств и технологии неразрушающего контроля прочности и герметичности изделий на основе регистрации акустических и магнитных шумов: Дис. докт. техн. наук. М., 1998. - 300с.

91. Ломаев Г.В. Эффект Баркгаузена / Г.В. Ломаев, Ю.М. Мерзляков. -Ижевск, 2004. 164с.

92. Ломаев Г.В. Контроль лазерного упрочнения методом эффекта Баркгаузена / Г.В. Ломаев, Е.В. Харанжевский // Дефектоскопия. 2000. -№9.-С. 16-26.

93. Горкунов Э.С. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах / Э.С. Горкунов, Ю.Н. Драгошанский, В.А. Хамитов // Дефектоскопия. 2001. - № 3. - С. 3-23; № 12. - С. 3-30.

94. Горкунов Э.С. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах / Э.С. Горкунов, А.И. Ульянов, В.А. Хамитов // Дефектоскопия.-2002.-№ 5. С. 86-112.

95. Бусько В.Н. Исследование возможности оценки твердости пружин с помощью метода эффекта Баркгаузена / В.Н. Бусько, В.Л. Венгринович // Дефектоскопия. 2001. - № 1. - С. 27-32.

96. Кузнецов Н.С. Оценка напряженного состояния стальных конструкций по магнитным характеристикам ферромагнетиков / Н.С. Кузнецов, А.Н. Кузнецов // Контроль. Диагностика. 2002. - № 1. - С. 23-32.

97. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. - 624с.

98. Мирский Г.Я. Аппаратное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1972. - 456с.

99. Система магнитоакустического контроля механических напряжений / В.В. Филинов, И.В. Рукавишников, A.M. Народицкий, Д.А. Ковалев // Магнитные явления: Сб. статей. Вып. 2 / Под ред. проф. Г.В. Ломаева. Ижевск, 2005. - С. 192-198.

100. Применение метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений / В.В. Филинов, В.Е. Шатерников, И.В. Рукавишников, A.M. Народицкий, В.В. Плешаков, Д.А. Ковалев // Контроль. Диагностика. 2005. - №3. - С. 17-22.

101. Информативные параметры сигналов магнитных шумов и контрольно-измерительная система для оценки механических напряжений /

102. Д.А. Ковалев, A.M. Народицкий, И.В. Рукавишников, А.В. Филинова, В.В. Филинов // Приборостроение: Межвузовский сб. научных трудов. -М., 2004.-С. 120-129.