автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Разработка технологии диагностики состояния лопаток ГТД резонансным акустическим методом

ео<*ыб590

На правах рукописи

Кузнецов Денис Александрович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЛОПАТОК ГТД РЕЗОНАНСНЫМ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 3 ЛЕН 2010

Рыбинск-2010

004616590

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьёва»

Научный руководитель

доктор технических наук, старший научный сотрудник Червонюк Владимир Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Егоров Игорь Васильевич доктор технических наук, профессор,

Букатый Станислав Алексеевич

Ведущая организация

Государственный научный центр Летно-исследовательский институт им. М. М. Громова, г. Жуковский

Защита состоится 23 декабря 2010 г. в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 в ГОУ ВПО «Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьёва» по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославская область, ул. Пушкина, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьёва»

Автореферат разослан «22» ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Конюхов Б. М.

Актуальность темы. В авиационной технике актуальной является проблема оценки степени усталостной повреждённое™ деталей и, в частности, рабочих лопаток ГТД.

В настоящее время эксплуатация ГТД ведётся по его назначенному ресурсу, когда деталь снимается с двигателя после выработки установленного ресурса. Однако экономически целесообразным является эксплуатация деталей ГТД по их фактическому состоянию. Поэтому актуальной является задача разработки новых и усовершенствования существующих методов диагностики текущего технического состояния материала деталей ГТД в процессе их эксплуатации.

Таким образом, актуальность темы обуславливается следующими обстоятельствами:

- важность разработки мероприятий, направленных на необходимость повышения надёжности деталей ГТД на протяжении всего жизненного цикла; экономия материальных средств за счет повторного использования деталей;

- необходимость развития новых и повышение чувствительности существующих методов диагностики состояния материала деталей ГТД - основа перехода к эксплуатации по техническому состоянию.

Цель диссертационной работы - разработать технологию диагностики текущего технического состояния материала деталей ГТД, минимизирующую методические и инструментальные погрешности.

Для достижения поставленной цели необходимо последовательно решить следующие задачи:

- на основание анализа литературных данных выбрать диагностические признаки, наиболее чувствительные к структурным изменениям материала при усталости;

- разработать высокопроизводительную диагностическую установку, для определения величин принятых диагностических признаков, минимизирующую влияние граничных условий;

- провести экспериментальные исследования зависимости выбранных диагностических признаков от степени усталостной поврежденности материала;

- на основе полученных экспериментальных данных выявить общие закономерности в изменении величин диагностических признаков от наработки;

- разработать критерий оценки остаточного ресурса деталей ГТД;

- разработать экспериментально-расчетную методику для определения критических значений диагностических признаков, расширяющую область применения разработанного метода диагностики и минимизирующую материальные затраты на проведение экспериментальных исследований.

Методологическая и теоретическая основа исследования. При решении задач поставленных в диссертационной работе использовались теория колебаний, теория вероятностей с элементами математической статистики, сопротивление материалов, методы математического анализа и моделирования, а также методы численного решения задач статического и модального анализа с использованием прикладных программ, основанных на методе конечных элементов.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением корректных и обоснованных исходных предположений и гипотез, аттестованного

оборудования, сертифицированного программного обеспечения и подтверждается высокой сходимостью расчётных данных с результатами экспериментальных исследований.

Результаты, выносимые на защиту:

- обоснование выбора диагностических признаков для оценки текущего состояния материала - частота собственных колебаний детали (/со^.), внутреннее трение (В) и коэффициент полигармоничности колебательного процесса (Я);

- экспериментальная акустическая установка, для определения величин принятых диагностических признаков;

/«*=/Ж определяемого на начальном этапе усталостной наработки (рис. 5), от ресурса деталей ГТД;

- экспериментально-расчётная методика для определения критерия А/соГк, при достижении которого происходит разрушение материала детали.

Научная новизна работы:

- предложено сочетание схемы подвеса диагностируемой детали и способов ввода-вывода акустического сигнала, минимизирующих влияние граничных условий на величины измеряемых диагностических признаков, и реализованные в оригинальной экспериментальной акустической установке;

- впервые выявлены три ярко выраженные фазы изменения собственной частоты колебаний лопаток по ходу усталостной наработки до разрушения;

- предложен критерий - угол а, который на начальном этапе усталостных испытаний, позволяет прогнозировать остаточный ресурс типовых деталей ГТД;

- предложен критерий А/соб., определяемый экспериментально-расчётным путём, который позволяет диагностировать текущее техническое состояние деталей любой формы и размеров, выполненных из одного материала, и расширяет область применения разработанного метода диагностики.

Практическая ценность. На основе принятых интегрально чувствительных диагностических признаков, которые позволяют получать достоверную информацию о структурных изменениях материала в процессе накопления усталостных повреждений, а также на основе разработанной экспериментальной акустической установки, которая с высокой точностью определяет величины диагностических параметров, разработана комплексная методика диагностики текущего технического состояния материала деталей ГТД.

Реализованный в установке метод резонансных колебаний позволяет достоверно исследовать изменение свойств материала, не увеличивая вибрационную наработку диагностируемой детали.

Выявленная связь угла а с величиной остаточного ресурса позволяет, на начальном этапе усталостных испытаний, спрогнозировать количество циклов знакопеременного нагружения до разрушения материала, при этом сохраняется пригодность детали для дальнейшей эксплуатации. Таким образом, предлагаемый метод диагностики является неразрушающим.

Разработанная экспериментально-расчётная методика позволяет определить величину критерия - изменение частоты собственных колебаний детали (4/сов.)> и

- зависимость критерия в виде

(кривой

значение т кривой усталостной прочности, на основе которых можно оценить её текущее техническое состояние и обоснованно продлить ресурс эксплуатации. Исходное значение частоты собственных колебаний - основной параметр паспорта на деталь перед началом эксплуатации, а её изменение в процессе наработки характеризует генетическую наследственность материала.

Реализация работы. Разработанная резонансная акустическая установка диагностики технического состояния деталей ГТД использована в научно-исследовательских работах в отделе экспериментальной прочности ОАО «НПО «Сатурн». В частности, с её помощью, исследованы изменения собственных амплитудно-частотных параметров лопаток первой и второй ступеней компрессора и второй ступени турбины (унифицированный газогенератор двигателя М70РУ) по мере усталостной наработки до разрушения.

Апробация работы. Отдельные результаты работы:

- докладывались на международной школе-конференции молодых учёных, аспирантов и студентов (Рыбинск, октябрь 2006);

- докладывались на Российской научно-технической конференции (Рыбинск 2007);

- полностью работа докладывалась в Государственном научном центре Летно-исследовательском институте им. М. М. Громова (Жуковский 2010);

- внедрены в учебный процесс на кафедре «Авиационные двигатели» РГАТА им. П. А. Соловьёва и используются при обучении студентов по дисциплинам «Приборы и технические измерения», «Динамика и прочность АД и ЭУ» и при проведении практических занятий;

- внедрены в производственный процесс на ОАО «НПО «Сатурн»;

- полностью работа докладывалась на заседаниях кафедры «Авиационные двигатели» в Рыбинской государственной авиационной технологической академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 5 статей, из которых 2 в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и заключения по работе, списка использованных источников из 89 наименований и 4 приложений. Общий объем - 193 страницы, содержит 61 рисунок, 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы.

В главе 1 на основе многочисленных литературных источников выполнен анализ гипотез усталостного разрушения твёрдого тела и экспериментально-статистических методов определения предела усталости металлов. Выявлены их методологические недостатки, которые обуславливают субъективность получаемых результатов в оценке ресурса деталей ГТД.

Представлена классификация методов неразрушающего контроля, определена их область применения. Проведен обзор диагностических признаков, основных видов и методов неразрушающего контроля, рассмотрены примеры практической реализации электромагнитного и акустического методов

диагностики технического состояния деталей и узлов ГТД, показаны их достоинства и недостатки.

Целью проведённой аналитической работы является обоснование наиболее информативных диагностических признаков состояния материалов и оценки остаточного ресурса деталей ГТД, а также пути устранения недостатков существующих методов диагностики.

В главе 2 представлено обоснование выбора частоты собственных колебаний детали в качестве диагностического признака состояния материала, как параметра, зависящего от модуля Юнга - характеристики упругих свойств материала. Связь модуля Юнга материала и частоты собственных колебаний можно записать выражением (1):

(1)

где Е - модуль Юнга материала, кг/мм2;

Г(а, //) - коэффициент формы, зависящий от геометрических параметров тела и коэффициента Пуассона.

/еаС - частота собственных продольных колебаний, Гц. Для элементарного осциллятора (без учёта сил трения) зависимость приобретает вид выражения (2):

(2)

2я V .ш

где /сое. - частота собственных продольных колебаний, Гц;

К„р - жёсткость пружины осциллятора или коэффициент упругости (по аналогии с законом Гука эквивалент модуля Юнга), кг/мм; т - масса груза, кг. Представлено обоснование выбора параметра В, как меры внутреннего трения (3):

(3)

где <2~' - внутреннее трение;

В - отношение ширины резонансного пика на половине его амплитуды к частоте собственных колебаний. Величина параметра В рассчитываете я как (4):

В = £///„,, (4)

где д/ - ширина резонансного пика на половине его амплитуды, Гц; /сс6 - частота собственных колебаний детали, Гц.

Обосновано применение параметра К полигармоничности колебательного процесса в качестве диагностического признака для оценки состояния материала, выражение (5):

к^, (5)

где К - параметр полигармоничности колебательного процесса;

А/а> - амплитуда резонансных колебаний детали по собственной частоте, мВ;

А1/м - амплитуда вынужденных колебаний детали по удвоенной собственной частоте, мВ.

В главе 3 представлена принципиальная схема применяемого метода вынужденных колебаний, показаны его преимущества над описанными ранее электромагнитными и акустическими методами. Описана разработанная

Рис. 1. Экспериментальная акустическая установка:

1 - низкочастотный прецизионный генератор электрических импульсов (13122);

2 - электромагнитный преобразователь (4М); 3 - крюк; 4 - «невесомая» нить;

5 - объект диагностики;

6 - электроакустический преобразователь микрофонного

типа (<1=10мм); 7 - источник постоянного тока (Б5-А4); 8 - вольтметр (В7-40/5);

Принцип работы установки (рис. 1) следующий. Источник возбуждения -низкочастотный прецизионный генератор электрических импульсов (ГЗ-122) 1 (рис. 1) передаёт сигнал с резонансной для свободно подвешенной диагностируемой детали 5 частотой на электромагнитный преобразователь (4М) 2, который возбуждает механические колебания той же частоты. Акустический контакт диагностируемой детали с преобразователем осуществляется с помощью «невесомой» нити 4, которая закреплена на крюке 3 преобразователя. Нить считается «невесомой», когда её массой по сравнению с массой диагностируемой детали можно пренебречь. Выходные параметры диагностируемой детали в виде амплитудно-частотных характеристик воспринимаются электроакустическим преобразователем микрофонного типа 6 (ё=10мм), который питается от источника постоянного тока 7 (Б5-А4). С микрофона электрические импульсы передаются на вольтметр 8 (В7-40/5) для измерения амплитуды и осциллограф 9 (С 1-83) для визуализации амплитудно-частотного сигнала.

Проведена апробация установки на гтримере лопаток первой ступени КВД и второй ступени ТВД, на предмет влияния места регистрации акустического сигнала, величины возмущающей силы, способа закрепления, длины подвеса лопатки на величины измеряемых диагностических признаков. Рассчитаны значения возможных погрешностей измерения диагностических признаков. Определено, что погрешности измерения находятся, для частоты собственных колебаний в пределах основной погрешности измерения прецизионного генератора ГЗ-122 (тр0,16 Гц), для величины внутреннего трения в районе 3%, для коэффициента полигармоничности в районе 1%.

В главе 4 описана методика исследования влияния вибрационной наработки на изменение диагностических параметров, представлены результаты этих экспериментальных исследований в виде набора точечных данных, на основе

экспериментальная установка (рис. 1).

—_____________ .

которых построены графические зависимости изменения диагностических параметров от наработки. Величины диагностических признаков определялись для вторых собственных форм колебаний, закреплённых на нити лопаток.

На рис. 2, 3 и 4 показано изменение отношения текущего значения частот собственных колебаний лопаток (/со6 ) к их исходным (без наработки) величинам (/ссб„а)в зависимости от наработки.

О 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Наработка 10"с Рис. 2. Относительное изменение собственной частоты колебаний лопаток первой ступени КВД от наработки

Наработка 10°

Рис. 3. Относительное изменение собственной частоты колебаний лопаток второй ступени КВД от наработки

Наработка 10'

30 40 50 ео

Наработка 10"°

Рис. 4. Относительное изменение собственной частоты колебаний лопаток второй ступени ТВД от наработки: а-для лопаток №1 и №2; б-для лопаток№39 и №44

Представленные на (рис. 2, 3 и 4) данные имеют общую для всех лопаток тенденцию, а именно, резкое снижение частоты собственных колебаний на начальном этапе испытаний. Причём скорость изменения относительной частоты собственных колебаний - -гене угла «) однотипных лопаток

неодинакова (рис. 5, 7 и 9), большему углу а соответствует больший ресурс до разрушения, при идентичных условиях испытаний (рис. 6, 8 и 10). а - угол между осью абсцисс и линейным участком изменения диагностического параметра на начальном этапе испытаний (схематично представлен на рис. 5), который характеризует способность материала приспосабливаться к действующей на него нагрузке.

Наработка 10' Рис. 5. Изменение частоты собственных колебаний лопаток первой ступени КВД (/соб) от наработки

Рис. 6. Зависимость угла а лопаток первой ступени КВД от наработки до разрушения

Наработка 10"

Рис. 7. Изменение частоты собственных колебаний лопаток второй ступени КВД (/соб.) от наработки

Л,

Рис. 8. Зависимость угла а лопаток второй ступени КВД от наработки до разрушения

К л- ГНИ второй стумни^ГНД

1 -»-Помпа №11

\ \ | н»- Яогвпг» К92 |

\4

\ \

\

""М--^ * 11 Лопати.^ -

у 0,9995

\ \ Лол тки второй с1упеми ТВД

\ ч. -*- Лопатка N<33 -в-Палат** N«44

\

\ \

\ --------

Г [к

; ЛоштаХе!

Рис. 10. Зависимость угла а лопаток второй ступени ТВД от наработки до разрушения

Рис. 9. Изменение частоты собственных колебаний лопаток второй ступени ТВД (/СОб) от наработки

Перед началом усталостных испытаний лопатки второй ступени ТВД были разбиты на две группы по две лопатки в каждой. Первая группа лопаток (№1 и №2) испытывалась при амплитуде колебаний контрольной точки равной 0,928мм, вторая группа (№39 и №44) при амплитуде 0,812мм. При испытаниях лопаток второй группы резко увеличилась наработка до образования трещины. Отмечено изменение темпа снижения частоты собственных колебаний лопаток на начальном этапе испытаний, в результате чего зависимости углов а от наработки до образования трещины для первой и второй групп лопаток стали различными (рис. 10).

В соответствии с дислокационной теорией на начальном этапе усталостного разрушения, резкое снижение частоты обусловлено «стоком» дефектов кристаллической решётки в места концентрации напряжений. Увеличение плотности дислокаций в местах их скопления приводит к искажению кристаллической решётки и ослаблению межатомных связей, в результате чего происходит снижение модуля Юнга, а значит и частоты собственных колебаний детали.

Изменение отношения текущего значения внутреннего трения лопаток (В) к их исходным (без наработки) величинам (Д/Сг.) в зависимости от величины наработки представлены на (рис. 11,12 и 13).

Рис. 11. Относительное изменение внутреннего рИс. 12. Относительное изменение трения лопаток первой ступени КВД от внутреннего трения лопаток второй

наработки ступени КВД от наработки

Рис. 13. Относительное изменение внутреннего трения лопаток второй ступени ТВД от наработки: а - для логгаток № 1 и №2; б - для лопаток №39 и №44

В отличие от частоты собственных колебаний лопаток (рис. 2, 3 и 4) внутреннее трение (рис. 11, 12 и 13), на начальном этапе испытаний, изменяется несущественно, что говорит о большей чувствительности собственной частоты к структурным изменениям материала.

Статистический разброс данных (рис. 2, 3, 4, 11, 12 и 13), который наблюдается после завершения начального этапа испытаний, обусловлен поочерёдной сменой процессов роста плотности дислокаций и дальнейшего увеличения количества и длины существующих микротрещин.

Для повышения чувствительности метода диагностики на втором этапе

усталостных испытаний принят комплексный параметр (1, который

позволяет увеличить тенденцию линейного тренда к понижению (рис. 14, 15 и 16).

/., Д. /.А.

Рис. 14. Изменение комплексного Рис. 15. Изменение комплексного

параметра лопаток первой ступени параметра лопаток второй ступени КВД

КВД от наработки от наработки

^чех.

Рис. 16. Изменение комплексного параметра лопаток второй ступени ТВД от наработки: а - для лопаток №1 и №2; б - для лопаток №39 и №44

Коэффициент полигармоничности колебательного процесса (К) удалось определить лишь для лопаток первой ступени КВД (рис. 17), на остальных лопатках, в ходе всего эксперимента, субгармонические колебания не возбуждались. Изменение величины коэффициента полигармоничности в процессе циклической наработки, это результат анизотропии свойств материала, по всему объёму детали, которая обусловлена движением дислокаций, вызывающих искажение кристаллической решётки. На рис. 17 показано изменение отношения текущего значения коэффициента полигармоничности лопаток (К) к его исходным (без наработки) величинам (К„а) в зависимости от величины наработки.

Рис. 17. Изменение коэффициента полигармоничности лопаток первой ступени КВД от наработки

В главе 5 представлено обоснование разработанной экспериментально-расчётной методики, для определения критерия наступления предельного состояния материала детали, и её апробация.

В основе методики лежат экспериментальные исследования (Драпкина, Безъязычного, Кононенко) модуля Юнга в предельном состоянии материала, исследования повреждёнпости материала от уровня действующих в нём напряжений, а также моделирование методом конечных элементов с использованием программного комплекса АШУЭ, для определения частот собственных колебаний деталей.

Исходными данными для реализации методики являются данные экспериментальных исследований в виде изменения собственной частоты колебаний {А/со5) однотипных деталей, выполненных из одного материала. Собственные частоты измерялись с помощью разработанной экспериментальной акустической установки. На основе этих данных методика позволяет рассчитать критерий наступления предельного состояния (/!/„„) для любой другой по форме и размерам детали, выполненной из аналогичного исходным данным материала.

Таким образом, методика, с помощью разработанной акустической установки, позволила связать усталостную прочность деталей произвольной формы и размеров, выполненных из одного материала, с используемым для их диагностики интегральным параметром - частотой собственных колебаний/соб.

В основу методики положены следующие гипотезы:

- Величина модуля Юнга материала, находящегося в предельном состоянии, снижается , на 30 % по сравнению с модулем Юнга материала новой детали (£предел.=0,7£цсх.). Предельное состояние материала характеризуется началом распространения магистральной усталостной трещины;

- Модуль Юнга материала новой детали, при проведении статических и динамических расчётов на математической модели, принят изотропным, то есть постоянным по всему объёму материала. Величина модуля Юнга материала новой детали принята по средним свойствам в соответствии со справочными данными;

- В любой отдельно взятой точке (х, у и т.д.) объёма детали, каждый цикл нагружения увеличивает повреждённость материала на одну и туже величину, то есть приводит к одинаковому изменению величины модуля Юнга, выражение (6):

АЕ„ = ЪЬЕХ, (б)

1

где ЛЕХ - изменение модуля Юнга материала в точке «х» за один цикл нагружения, кг/мм2;

АЕх1 - изменение модуля Юнга материала в точке <«» за / циклов нагружения, кг/мм2;

Ыртр - количество циклов нагружения до разрушения материала; Таким образом, выражение (7)

Ы ллг,

где о> и ау- амплитуды напряжений в цикле для точек х и у, кг/мм2; Л* и IVу - числа циклов до разрушения материала в точках х и у, т- материальная константа, зависящая от свойств материала, температуры испытаний и окружающей среды, можно записать в виде выражения (8);

= (8)

ДЕ„

где ах и (Ту - амплитуды напряжений в цикле для точек «х» и «у», кг/мм2;

т— материальная константа, зависящая от свойств материала, температуры испытаний и окружающей среды;

АЕу, - изменение модуля Юнга в точке «_>>» в предельном состоянии материала (i=Nypav), кг/мм2;

АЕХ-, - изменение модуля Юнга материала в точке «х» в предельном состоянии материала (1=Мхразр), кг/мм2. Апробация методики проведена на примере четырёх лопаток второй ступени ТВД и трёх стандартных плоских образцов из материала ЖСб-У, а также двух лопаток первой ступени КВД и трёх лопаток второй ступеней КВД из материала ВТ-8.

(7)

Алгоритм методики включает в себя следующие этапы:

- На примере лопаток первой ступени КВД и второй ступени ТВД расчётно-экспериментальным методом определяются константы материалов твт_8 и тЖС6_у (угол наклона кривой усталости);

На основе значений констант тВТ_8 и тЖС6_у, напряжённо-деформированного состояния детали, функциональной зависимости повреждённое™ материала от уровня действующего напряжения и макроса определяются распределения модуля Юнга по объёму лопатки второй ступени КВД и образца, находящихся в предельном состоянии (рис. 18), рассчитываются величины критериев (Л/со6) для каждого типа деталей;

- Экспериментальное подтверждение расчётных данных.

70 76.667 ВЗ^ЗЗЗ 90 96.667

73.333 30 86.667 93.333 100%

Рис. 18. Распределение модуля Юнга (в процентах относительно исходного) но объёму лопатки второй ступени КВД и образца, материал которых находится в предельном состоянии

В приложениях представлены: макрос для автоматизированного распределения модуля Юнга по объёму математической модели детали; свидетельство на макрос «Конвертор свойств материала»; акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе проведённого анализа массовых литературных источников, приняты два фундаментальных, интегрально чувствительных к структурным изменениям материала любой детали параметра - частота собственных колебаний (/„„-,.) и внутреннее трение (В), как наиболее подходящие для практической диагностики состояния материала (фазы полного исчерпания прочности). В качестве третьего диагностического признака оценки состояния материала принят, предлагаемый в ряде работ, коэффициент полигармоничности колебательного процесса (К), с целью его дальнейшего изучения;

2. Разработана резонансная акустическая установка вынужденных колебаний, в которой впервые были одновременно реализованы схема свободного подвеса, а также схема ввода-вывода акустического сигнала, минимизирующие влияние граничных условий, а используемые прецизионные средства измерения, позволяют с требуемой для практики точностью, измерять величины диагностических признаков (погрешность измерения /СОб~0,1 б Гц, В~ 3%, К~\%). Установка позволяет диагностировать текущее техническое состояние материала детали без увеличения её эксплуатационной наработки;

3. Анализ данных проведённых экспериментальных исследований позволил выявить две особо важные для оценки состояния материала фазы - начальную (резкое падение величин диагностических параметров, после которого наступает стабилизация или более медленное его изменение) и конечную (резкое падение величин диагностических параметров, которое продолжается до разрушения детали) в изменении диагностических параметров /а,Г). и В от наработки; Между начальной и конечной фазами наблюдается самая продолжительная фаза - фаза статистического разброса, иногда значительного, величин параметров от наработки, которая, для некоторых лопаток, имеет линейный тренд к понижению для /а,о. и к повышению для В. Для повышения чувствительности метода диагностики усталости материала между начальной и конечной фазами

рекомендуется использовать комплексный параметр (1 который позволяет

I/—

повысить вероятность обнаружения тренда свойств материала по наработке;

4. Параметр К мало эффективен для оценки состояния материала на стадиях предшествующих образованию магистральной трещины, так как возбуждение детали на частоте 2/а,6 возможно лишь в редких случаях, когда дислокации в объёме материала выстраиваются определённым образом, то есть когда материал обладает анизотропией прочностных свойств. После образования магистральной усталостной трещины величина параметра К резко возрастает, что обусловлено увеличением нелинейности колебательной системы по мере увеличения размера трещины. Таким образом, параметр К является эффективным лишь при диагностике существующих усталостных трещин;

5. Разработан критерий в виде угла который по

скорости изменения частоты собственных колебаний детали, на начальном этапе усталостных испытаний, позволяет прогнозировать её остаточной ресурс, сохраняя её пригодность для дальнейшей эксплуатации;

6. Разработанная экспериментально-расчётная методика позволяет определить константу материала т шдгб-у==5,35) и рассчитать величину критерия наступления предельного состояния материала детали (изменение частоты собственных колебаний 4/аю.)- Максимальная погрешность между расчётными и экспериментальными данными не превышает 15%. При экспериментальных исследованиях расчётная величина изменения частоты собственных колебаний детали Д/со3. - разность между исходным и предельным значениями частоты, позволяет диагностировать текущее техническое состояние материала детали и прогнозировать остаточный ресурс ее работы без затрат больших материальных средств на экспериментальные исследования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузнецов, Д. А. Особенности проектирования бандажных полок рабочих лопаток ГТД [Текст] / Д. А. Кузнецов, В. В. Кучин // Международная школа-конференция молодых учёных, аспирантов и студентов им. П. А. Соловьёва и В.Н. Кондратьева «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений» - Т. 3. - Рыбинск: РГАТА, 2006. -

С. 175-179.

2. Кузнецов, Д. А. Экспресс диагностика долговечности рабочих лопаток турбомашин методами распознавания образов [Текст] / Д. А. Кузнецов, В. Ф. Безъязычный, О. В. Виноградова, Ю. И. Иванов, В. В. Червонюк, В. Н. Шишкин // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьёва: Сборник научных трудов. - № 1(11). - Рыбинск: РГАТА, 2007.-С. 382-387.

3. Кузнецов, Д. Л. Использование акустического метода неразрушающего контроля для оценки состояния металла в условиях усталости [Текст] / Д. А. Кузнецов, Ю. Н. Иванов // Новые материалы, прогрессивные технологические процессы и управление качеством в заготовительном производстве: Тезисы докладов Российской научно-технической конференции. Т. 2. Рыбинск: РГАТА, 2007.-С. 268-271.

4. Кузнецов, Д. А. Обоснование критерия усталости на основе расчёта объёмного напряжённо-деформированного состояния объекта [Текст] / Д. А. Кузнецов, Ю. Н. Иванов // Справочник. Инженерный журнал. - М.: изд-во машиностроение. - №5 (146). - 2009. - С. 22-26.

5. Кузнецов, Д. А. Акустическая резонансная установка неразрушающего контроля [Текст] / Д. А. Кузнецов, Ю. Н. Иванов // Контроль. Диагностика. - М.: изд-во машиностроение. - №10 (136). - 2009. - С. 25-29.

6. Свидетельство 2009610826 Российская Федерация. Конвертор свойств материала [Текст] / Д. А. Кузнецов, Д. В. Габов.; заявитель и патентообладатель ОАО «НПО «Сатурн». - № 2008615941; заявл. 15.12.2008; опубл. 6.02.2009.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 22.11.2010 г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ 147.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева (РГАТА имени П. А. Соловьева) 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА имени П. А. Соловьева 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

ВВЕДЕНИЕ.:.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ ГТД.

1.1 Гипотезы усталостного разрушения твёрдого тела.

1.2 Классификация методов неразрушающего контроля.

1.3 Диагностические признаки усталости материала.

1.4 Методы диагностики усталости материала.

1.4.1 Электромагнитный (вихретоковый) метод.

1.4:2 Ультразвуковой метод.:.

1.4.3 Метод исследования свободных колебаний детали возбуждаемой ударом.

1.4.4 Метод исследования спектральных характеристик детали в процессе эксплуатации.•.

1.5 Выводы по главе

2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ОСТАТОЧНОЙ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЛОПАТОК ГТД.

2.1 Частота собственных колебаний лопаток (/соб).

2.2 Параметр В, как мера внутреннего трения.

2.3 Коэффициент искажения моногармоничности колебательного процесса при супергармоническом резонансе (К).

2.4 Выводы по главе 2.

3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК ГТД.

3.1 Диагностика-усталости лопаток ГТД на основе метода вынужденных колебаний :.

3.2 Описание экспериментальной установки для диагностики усталости лопаток ГТД.

3.3 Апробация установки на примере лопаток ГТД.

3.3.1 Влияние места регистрации акустического сигнала.

3.3.2 Влияние величины возмущающей силы.

3.3.3 Влияние способа закрепления-лопатки.

3.3.4 Влияние длины подвеса лопатки.

3.4 Выводы по главе 3.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА И ТУРБИНЫ ГТД РЕЗОНАНСНЫМ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.

4. Г Экспериментальный вибрационный электродинамический стенд и отработка методики проведения усталостных испытаний лопаток ГТД.

4.2 Данные диагностических исследований усталости лопаток ГТД .111 , 4.3 Выводы по главе 4.

5 РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ ОБЪЕМНОГО

МАТЕМАТИЧЕСКОГО КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. 135>

5.1 Модуль Юнга материала в предельном состоянии.

5.2 Повреждаемость материала от уровня действующих напряжений

5.3 Экспериментально-расчётная методика для определения критерия наступления предельного состояния материала детали.

5.4 Выводы по главе 5.

В настоящее время в России и за рубежом, для определения и подтверждения характеристик усталости материалов, в целях обеспечения безопасной эксплуатации деталей и машин, проводится огромное количество длительных и дорогостоящих экспериментальных исследований. Однако, несмотря на это, мировые финансовые потери из-за отзывов авиационной техники в эксплуатации, связанных с усталостью материалов, составляют сотни миллиардов долларов ежегодно [1]. Обратная'сторона проблемы заключается в том, что1 по причине применения несовершенных средств диагностики технического состояния Iматериалов, огромное количество деталей снимается с эксплуатации задолго1 до выработки своего ресурса, в частности, это относится к таким массовым деталям ГТД, как лопатки компрессора. Поэтому вопросы повышения!усталостной надёжности деталей за счёт своевременного выявления дефектов и их предупреждения, а также развитие методов диагностики, как составной части технологий эксплуатации деталей по их текущему техническому состоянию актуальны и особенно остро стоят в условиях разразившегося глобального экономического кризиса.

Усталость - способность материала накапливать повреждения под действием переменных напряжений, что приводит к деградации его свойств, образованию и развитию трещин и последующему разрушению [2].

Применительно к авиационному двигателестроению чрезвычайно важным является решение вопроса обеспечения усталостной надёжности основных его деталей и, прежде всего, рабочих лопаток. Отказы, связанные с усталостью материала рабочих лопаток, встречаются на всех типах двигателей [3] и могут стать причиной досрочного снятия машины с эксплуатации или привести к катастрофическим последствиям.

6 ' '■'По статистике в 60,5% случаев повреждения и отказы основных узлов газотурбинных двигателей (ГТД) приводят к изменению режима полёта самолёта. Из них в числе основных повреждений приходится: 3,5% - на вентилятор, 32,5% - на компрессор высокого давления, 1,5% - на турбину высокого давления, 8% - на турбину низкого давления [4].

На отказы связанные с образованием усталостных трещин или с обрывом рабочих лопаток на компрессор высокого давления приходится 15%, на турбины 1,5% от общего числа повреждений [4].

Причинами усталостного разрушения материала являются несовершенные технологические процессы получения заготовок и деталей, что приводит . к образованию дефектов, в его.) структуре. Под длительным; воздействием эксплуатационных нагрузок, с их определённого уровня, дефекты материала? превращаются в микротрещины,- которые увеличиваются в размерах до тех пор, пока,не произойдёт разрушение детали.

Неразрушающий контроль и диагностика - начинающие и; определяющие составные части в решении проблемы обеспечения безопасности; деталей, машин; оборудования и т.д. Разработка новых и развитие сущее твующих методов неразрутающего контроля и диагностики* - путь к обеспечению всё' возрастающих требованишнадёжности; предъявляемых к деталямшвиационных двигателей.

Контроль — проверка, соответствия? параметров объекта; установленным; техническим требованиям. Обнаружение и поиск дефектов, являются; процессами» определения технического состояния объекта и объединяются* термином диагностирование [1].

Состояние объекта контроля определяется^ по некоторым признакам состояния (параметрам, характеристикам, показателям). Прямые признаки состояния при диагностике обычно- недоступны для непосредственного измерения; поэтому измеряют связанные с ними косвенные параметры. Прямые или косвенные параметры, используемые при диагностике; называются диагностическими признаками; а процессы, несущие эти признаки, -диагностическими сигналами

При разработке диагностической установки первоочередной задачей; становится выбор таких чувствительных .диагностических признаков, которые позволят однозначно и достоверно оценить состояние' материала: диагностируемой детали. , • ,

Для? изучения процессов; усталости; наиболее информативными являются-диагностические: признаки для. оценки упругих (модуль. Юнга)? и неупругих (внутреннее трение) свойств ¡материала;

Модуль Юнга;- одна из .основных физических характеристик материала,, которая; позволяет судить: о силах, междуатомного взаимодействия? и фазовых: превращениях , вещества; Величина? модуля? Юнга определяется« при упругой? деформации твёрдого тела, когда; отклонения' атомов- от равновесных положений пропорциональны действующимшежду атомами силам*[5];

В действительности твёрдые тела обладают, даже при? малых напряжениях,, неупругостью - в том смысле, что при циклическом с деформировании деформация; отстаёт по фазе от напряжения ■ в результате чего? часть упругой энергии5 будет постоянно превращаться- в тепло [5]. Свойство твёрдых тел необратимо превращать механическую? энергию^, сообщённую при деформации, в тепловую энергию, объединено общим названием - внутреннее трение [6].

К, настоящему времени на; основе многочисленных данных; экспериментальных исследований накоплен большой^ объём; информации: о различных аспектах усталостной; прочности материалов. В последние годы ; достаточно большое распространение получили разработки теорий подобия: (деформационного; энергетического и т.д.), которые позволяют определять характеристики усталости^ материалов ускоренными методами без испытаний? [7]. Однако до ; сих пор, целостного представления о природе и кинетике развития усталостного процесса, как и окончательной теории усталости, ещё не сложилось.

Экспериментальным исследованиям ровно, как; и теориям подобия, присущи; недостатки, такие как условность и субъективность получаемых, результатов: Это в значительной мере связано с многофакторностью протекания процесса усталости- при, циклическом? деформировании;, и с уникальностью* структуры материала каждой детали; которая« характеризуется присущим только ей набором физико-механических свойств.

Таким? образом, о характеристиках усталости отдельно взятой: детали нельзя? достоверно судить по испытаниям1 других подобных деталей; или по расчётам«на основе теориишодобия, которая учитывает некоторые осреднённые физико-механические свойства материала: ,

Для изучения« усталости материалов, необходимо создать-, неразрушающую диагностическую установку," которая5 позволит с высокой; точностью; измерять значения принятых диагностических, параметров' на различных этапах испытаний или эксплуатации детали: Это позволит экспериментальным путём построить зависимости значений; диагностически»; параметров от величины циклической! наработки, которые будут являться? основой создания критериев годности типовых деталей, на основе их исходных (без наработки) значений1 диагностических параметров или динамики -изменения? значений' этих параметров ^ на ранних стадиях наработки, без проведения длительных дорогостоящих испытаний:

Такая установка позволила бы подвергать - процедуре диагностики* все детали; без исключения и получать информацию о физико-механических^ свойствах материала каждой из них. Это устранит такие недостатки выше упомянутых методов, как условность и, субъективность получаемых результатов.

Актуальность темы. В авиационной технике актуальной является проблема оценки степени усталостной повреждённости деталей и, в частности* рабочих лопаток ГТД.

В настоящее время эксплуатация ГТД ведётся по его назначенному ресурсу, когда деталь снимается с двигателя после выработки установленного ' • ресурса. Однако экономически целесообразным является-- эксплуатация ¡деталей ГТД по их фактическому состоянию. Поэтому актуальной является задача разработки новых и усовершенствования существующих методов диагностики текущего "технического состояния материала деталей ГТД в процессе их эксплуатации.

Таким образом, актуальность темы обуславливается следующими обстоятельствами:

- важность разработки мероприятий, направленных на необходимость повышения надёжности деталей ГТД на протяжении всего жизненного цикла; экономия материальных средств за счет повторного использования деталей;

- необходимость развития новых и повышение чувствительности существующих методов диагностики состояния материала деталей ГТД" — основа-перехода к эксплуатации по техническому состоянию.

Цель диссертационной работы - разработать технологию диагностики текущего технического состояния1 материала деталей ГТД, минимизирующую методические и инструментальные погрешности.

Для достижения поставленной цели необходимо последовательно решить следующие задачи:

- на основание анализа литературных данных выбрать диагностические признаки, наиболее чувствительные к структурным изменениям материала при усталости;

- провести экспериментальные исследования зависимости выбранных диагностических признаков от степени усталостной повреждённости материала;

- на основе полученных экспериментальных данных выявить общие закономерности в изменении величин диагностических признаков от наработки;

- разработать критерий оценки остаточного ресурса деталей ГТД;

- разработать экспериментально-расчетную методику для- определения-критических значений диагностических признаков, расширяющую область применения разработанного метода диагностики и минимизирующую Материальные затраты на проведение экспериментальных исследований.

Методологическая и теоретическая основа исследования. При решении задач поставленных в диссертационной работе использовались теория -колебаний, теория вероятностей с элементами математической, статистики, сопротивление материалов, методы математического-анализа и моделирования, а также методь1 численного решения задач статического и модального анализа с использованием прикладных программ, основанных на методе конечных элементов.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением корректных и обоснованных исходных предположений и гипотез, аттестованного оборудования, сертифицированного программного обеспечения и подтверждается высокой сходимостью расчётных данных с результатами экспериментальных исследований.

Результаты, выносимые на защиту:

- обоснование выбора диагностических признаков для оценки текущего состояния материала - частота собственных колебаний детали (/СОб), внутреннее трение (В) и коэффициент полигармоничности колебательного процесса (К);

- зависимость критерия в виде угла а=аг^(I/соВ/ ^/¿/дЛ (кривой

V V / ^СобиСХ ) )

Соб=Р(Ы)\ определяемого на начальном этапе усталостной наработки, от ресурса деталей ГТД;

- экспериментально-расчётная методика для определения критерия Л/соб, при достижении которого происходит разрушение материала детали.

Научная новизна работы:

- впервые выявлены три ярко выраженные фазы изменения собственной частоты колебаний лопаток по ходу усталостной наработки до разрушения;

- предложен критерий - угол а, который на начальном этапе усталостных испытаний, позволяет прогнозировать остаточный ресурс типовых деталей ГТД;

- предложен критерий А/С0о, определяемый экспериментально-расчётным путём, который позволяет диагностировать текущее техническое состояние деталей любой формы и размеров, выполненных из одного материала, и расширяет область примененияфазработанного метода диагностики.

Практическая ценность. На основе принятых интегрально чувствительных диагностических признаков, которые позволяют получать достоверную информацию о структурных изменениях материала в процессе накопления усталостных повреждений^ а также на основе использования' экспериментальной акустической установки, которая! с высокой точностью определяет величины диагностических параметров, разработана комплексная методика диагностики текущего технического состояния материала деталей ГТД.

Реализованный в установке метод резонансных колебаний позволяет достоверно^ исследовать изменение свойств материала, не увеличивая вибрационную наработку диагностируемой детали.

Выявленная связь угла а с величиной остаточного ресурса позволяет, на начальном этапе усталостных испытаний, спрогнозировать количество циклов знакопеременного нагружения до разрушения материала, при этом сохраняется пригодность детали для дальнейшей эксплуатации. Таким образом, предлагаемый метод диагностики является неразрушающим.

Разработанная экспериментально-расчётная методика позволяет определить величину критерия - изменение частоты собственных колебаний детали {Л/соГ)), и значение т кривой усталостной прочности, на основе которых

12 . можно оценить её текущее техническое состояние и обоснованно продлить ресурс эксплуатации. Исходное: значение частоты собственных колебаний -основной- параметр паспорта на деталь перед началом эксплуатации; а её изменение в процессе наработки характеризует генетическую наследственность материала.

Реализации работы. С помощью резонансной акустическошустановки, в отделе- экспериментальной; прочности ОАО' «НПО «Сатурн», исследованы изменения' собственных амплитудно-частотных параметров лопаток, первой и второй- ступеней компрессора и второй? ступени турбины (унифицированный газогенератор двигателя М70РУ) по мере усталостной наработки до разрушения, что позволило обосновать, целесообразность её использования для широкой номенклатуры деталей ГТД. •

Апробация работы. Отдельные результаты работы:

- докладывались на: международной школе-конференции молодых учёных, аспирантов и студентов;(Рыбинск, октябрь 2006);

- докладывались, на Российской- научно-технической конференции (Рыбинск 2007);

- полностью а работа докладывалась в Государственном научном центре Летно-исследовательском институте им. М. М. Громова (Жуковский 2010);

- внедрены» в; учебный процесс на кафедре «Авиационные* двигатели» РГАТА им. П. А. Соловьёва и используются,- при обучении студентов по дисциплинам «Приборы и> технические измерения», «Динамика и прочность АД и ЭУ» и при проведении практических занятий;

- внедрены в производственный процесс на ОАО «НПО «Сатурн»;

- полностью работа докладывалась на заседаниях кафедры «Авиационные двигатели» в Рыбинской государственной авиационной технологической академии.

Публикации; По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 5 статей, из которых 2 в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 свидетельство о государственной регистрации программы;для ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и?заю1ючения п0 работе, списка использованных источников из 89 наименований п 4 приложений:. Общий; объем - 193 страницы, содержит 61 рисунок, 10 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ г— ь'

- на основе проведённого анализа массовых литературных источников, приняты два фундаментальных, интегрально чувствительных к структурным изменениям материала любой детали параметра - частота собственных колебаний (/соб) и внутреннее трение (В), как наиболее подходящие для практической диагностики, состояния материала (фазы полного- исчерпания прочности). В качестве третьего диагностического признака оценки состояния ( материала принят, предлагаемый в , ряде работ, коэффициент полигармоничности колебательного процесса (К), с целью его дальнейшего изучения;

- используемая1 резонансная^ акустическая установка вынужденных колебаний, за счёт применения прецизионных средств измерения, позволяет минимизировать* влияние граничных условий и с требуемой для- практики« точностью, измерять' величины диагностических признаков (погрешность измерения /соб~0,16Гц, В~3%, К~ 1%). Установка позволяет диагностировать текущее техническое состояние материала детали без увеличения её эксплуатационной наработки;

- анализ данных проведённых экспериментальных исследований позволил выявить две особо важные для оценки состояния материала фазы - начальную (резкое падение величин диагностических параметров, после которого наступает стабилизация или более медленное его изменение) и конечную (резкое падение величин диагностических параметров, которое продолжается до разрушения детали) в изменении диагностических параметров и В от наработки; Между начальной и конечной фазами наблюдается самая продолжительная фаза - фаза статистического разброса; иногда значительного, величин параметров от наработки, которая, для» некоторых лопаток, имеет линейный тренд к понижению для /сой и к повышению для В. Для повышения чувствительности метода диагностики усталости материала между начальной и конечной фазами*1' рекомендуется использовать комплексный параметр

Ч.в Л сой исх который позволяет повысить вероятность обнаружения, тренда в., сой исх. У свойств материала по наработке;

- параметр К мало эффективен для оценки состояния- материала на стадиях предшествующих образованию магистральной трещины, так как возбуждение детали на частоте 2/со& возможно лишь в редких случаях, когда дислокации в объёме материала выстраиваются определённым образом, то есть когда материал обладает анизотропией прочностных свойств. После образования магистральной« усталостной^ трещины- величина параметра К резко возрастает, что обусловлено увеличением* нелинейности колебательной системы по мере увеличения размера трещины. Таким образом; параметр К является эффективным лишь при диагностике существующих усталостных трещин;

- разработан критерий в виде угла а=аг^\ А £соб / 11 ¿¿дг 15 который по Ч / •/ соб исх / у скорости изменения» частоты собственных колебаний детали, на начальном этапе усталостных испытаний, позволяем прогнозировать её остаточной ресурс, сохраняя её пригодность для дальнейшей эксплуатации;

- разработанная экспериментально-расчётная методика позволяет определить константу материала т (тВТ&=1 тЖСб-у=5,35) и рассчитать величину критерия наступления предельного состояния материала детали (изменение частоты собственных колебаний Д/соб)- Максимальная погрешность между расчётными и экспериментальными данными не превышает 15%. При экспериментальных исследованиях расчётная величина изменения частоты собственных колебаний детали А/соб — разность между исходным и предельным значениями частоты, позволяет диагностировать текущее техническое состояние материала детали и прогнозировать остаточный ресурс ее работы без затрат больших материальных средств на экспериментальные исследования.

178

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе принятых фундаментальных, интегральных диагностических признаков и используемой экспериментальной акустической установки разработана технология диагностики усталости материала деталей ГТД, минимизирующая методические и инструментальные погрешности. Внедрение такой технологии в современное машиностроение и авиационное двигателестроение позволит объективно оценивать степень поврежденности материала деталей ГТД, то есть их текущее техническое состояние и принимать обоснованное решение о' продолжении эксплуатации. Используемая акустическая установка позволяет реализовать предельные возможности метода вынужденных колебаний в диагностике усталости материалов.

Разработанная экспериментально-расчётная методика объёмного математического конечно-элементного моделирования значительно расширяет область применения практической диагностики. Методика может быть внедрена как на стадии проектирования деталей, так и стадиях их доводки и эксплуатации.

Все достигнутые в диссертационной работе результаты направлены на выявление дефектов усталости, на прогнозирование их возможного появления, а значит, на повышение надёжности деталей ГТД на протяжении всего жизненного цикла.

1. Клюев, В. В. Неразрушающий контроль и диагностика Текст.: справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; Под ред. В. В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. -М.: Машиностроение, 2003. 656 е., ил.

2. Терентьев, В. Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов Текст.: -М.: Интермет Инжиниринг, 2002. 288 е., ил.

3. Акимов, В. М: Основы надёжности газотурбинных двигателей Текст.: М.: Машиностроение, 1981. 207с.

4. Лившиц, Б. Г. Физические свойства металлов и сплавов Текст.: Государственное научно-техническое .издательство машиностроительной литературы. Москва, 1956. — 352с.

5. Постников, В. С. Внутреннее трение в металлах Текст.: 2-е изд. М., «Металлургия», 1974. - 352 с.

6. Богуслаев, В. А. Технологическое обеспечение и прогнозирование несущей способности деталей ГТД Текст.: / В. А. Богуслаев, В. К. Яценко, В. Ф. Притченко // Запорожье, изд. ОАО «Мотор Сич», 2006. 335 с.

7. Работнов, Ю. Н. Сопротивление материалов Текст. Государственное издательство физико-математической литературы. Москва, 1962. - 456 с.

8. Ужик, Г. В. Усталость металлов Текст. Сборник статей. / Перев. с англ. д.т.н. В. К. Житомирского. Под ред. Г. В. Ужика. // Издательство иностранной литературы. Москва, 1961. - 378 е., ил.

9. Гневко, А. И. Синергетическая модель замедленного разрушения твёрдых тел Текст. Известия РАН. Металлы. 1992. №2. - С. 21-28.

10. Алёшин, Н. П. Радиационная, ультразвуковая и магнитная*дефектоскопия металлоизделий Текст.: / Алёшин Н. П., Щербинский В. Г.•// Учеб. для ПТУ. М.: Высш. шк., 1991. - 271 е., ил.

11. Трощенко, В. Т. Сопровтивление металлов деформированию и разрушению Текст. Справочное пособие. Часть 2. - Киев наукова думка, 1994.

12. Дударев, Е. Ф. Микропластическая деформация и предел текучести микрокристаллов Текст. Томск: Изд-во Томского университета, 1988. 256 с.

13. Владимиров, И. В: Физическая природа разрушения металлов Текст. М.: Металлургия, 1984. — 280 с.

14. Ботвин, JI. Р. Общие закономерности в процессах разрушения и кристаллизации Текст. МиТОМ. 1994. №8. - С. 2-9.

15. Панин, В. Е. Структурный»уровень деформации и разрушения Текст. / Панин В. Е., Гриняев Ю. В., Данилов В. И. и др. // Новосибирск: Наука, 1990.

16. Панин, В. Е. Поверхностные слои как синергетический активатор пластического течения нагруженного твёрдого тела. Текст. МиТОМ. 2005. -№7. С. 62-68.

17. Либовиц, Г. М. Разрушение Текст.: Т. 1-7 / Под. ред. Г. М. Либовица // М.: Мир, 1973.

18. Щукин, К. Д. Чувствительность механических свойств к действию среды Текст. / Под. ред. К.Д. Щукина // М.: Мир, 1969.

19. Василенко, И. И. Коррозионное растрескивание сталей Текст. / Василенко И. И., Мелехов Р. К. // Киев: Наукова думка, 1977. - 264 с.

20. Ботвин, Л. Р. Стадийность множественного разрушения низколегированных сталей в среде сероводорода Текст. / Ботвина Л. Р., Тетюева Т. В., Иоффе А. В. // МиТОМ. 1998. №2. - С. 14-22.

21. Терентьев, Д. Ф. Усталость металлических материалов Текст. М.: Наука, 2003. - 354 с.

22. Иванова, В. С. Синергетика Текст.: прочность и разрушение1металлических материалов М.: Наука, 1992. - 159 с.

23. Кабалдин, Ю. Г. Информационные модели структурообразования и усталостного разрушения металлических материалов Текст. / Ю: Г. Кабалдин, С. Н: Муравьёв // Вестник машиностроения. Вып. 8. - 2007.

24. Гневно, А. И. О5 природе разрушения металлов и его аналогиях в поведении других видов*материи*Текст. МиТОМ. 2008. №4. - С. 3-19.

25. Бовенко, В; Н. Закономерности автоакустической эмиссии при деформировании^ металлических кристаллов Текст. Известия» АН СССР. Металлы. 1984. №1. - С. 129.

26. Журков, С. Н. Физика прочности и-пластичности Текст. / Под ред. С.Н. Журкова // Л.: Наука, 1988.

27. Ветгегрень, В. И. Физические основы кинетики разрушения материалов Текст. / Веттегрень В'. И., Лазарев С.О., Петрова В.А. // Л.: ФТИ, 1989.

28. Горюнов, Ю. В. Эффект Ребиндера Текст. / Горюнов Ю.В., Перцев Н.В., Сумм Б.Д. // М.: Наука, 1966

29. Иванова, В. С. Перспективы использования синергетического подхода в решении проблем материаловедения Текст. МиТОМ. 2005. №7. - С. 55-61.

30. Форрест, П. Усталость металлов Текст. / Перевод с англ. под ред. академика АН УССР C.B. Серенсена // М. Машиностроение. 1968. - 352 с.

31. Сорокин, Г. М. О1 природе усталостных разрушений Текст. / Г. М. Сорокин, Ю. В. Кривошеев// РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. Вестник машиностроения — Вып. 6. - 2004.

32. Клюев, В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов-и изделий Текст. Справочник: В 2х кн. / Под ред. Клюева В. В. // Кн. 1.2. - М.: Машиностроение, 1976.

33. Дорофеев, А. Л. Электроиндуктивная дефектоскопия Текст. / А. Л. Дорофеев, Юг Н. Казаманов // М.: Машиностроение, 1980.j - 212 с.

34. Сухорукое, В. В. Неразрушающий контроль Текст. / Под ред. В. В.• I

35. Сухорукова // Книга 1. Общие вопросы. Контроль проникающими веществами.- М3.: Высшая школа, 1992. 246с.

36. Самойлович, Г. С. Неразрушающий контроль металлов и изделий Текст.: Справочник / Под ред. Самойловича Г. С. // — М:: Машиностроение, 1976.-456 с.

37. Денель, А. К. Дефектоскопия металлов Текст. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1972. - 304 с.

38. Сапунов, В. М. Вихретоковой контроль лопаток турбин газотурбинных двигателей Текст. / Сапунов В. М., Беда П. И. // Техника и вооружение. 1985. №5. - С.30-31.

39. Алёшин, Н. П. Методы акустического контроля металлов Текст. / Алёшин Н. П., Белый Е. В., Вопилкин А. X., Вощанов А. К., Ермолов И. Н., Гурвич А. К. // — М:: Машиностроение, 19891 456с.

40. Артболевский, И. И. Введение в акустическую динамику машин Текст. / Артболевский И. И., Бобровницкий Ю. И., Генкин М. Д. // М.: Машиностроение, 1979.— 296с.

41. Бакиров, М. Б.Диагностика состояния и оценка остаточного ресурса элементов машин и конструкций Текст. / М. Б.Бакиров, Д. Г. Рромаковский, А. В. Дынников, И. Д. Ибатуллин, С. В. Колодова // Контроль. Диагностика -№1.-2004.-68 с.

42. Андреев, В. В. Модели, методы и алгоритмы прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов Текст. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук.

43. Нижегородский государственный технический университет. Нижний Новгород 1 2005. 44 с. - ?

44. Драпкин, Б. Н. Свойства сплавов в экстремальном состоянии Текст. / Б. Н. Драпкин, В. К. Кононенко, В. Ф. Безъязычный // М.: Машиностроение, 2004. - 256 е., ил.

45. Глаговский, Б. А. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении Текст. / Б. А. Глаговский, И. Б. Московенко // JL, Машиностроение (Ленингр. Отд-ние), 1977. - 208 е., ил.

46. Бишоп, Р. Колебания Текст.: Пер. с англ. / Под ред. Я. Г. Пановко // -2-е изд., перераб. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, - 160 с.

47. Кристофер, Э. Исследование характеристик выносливости лопаток компрессоров авиационных ГТД электромагнитными методами Текст.184

48. Диссертация1 на соискание учёной степени кандидата технических наук. МГТУ1 .

49. ГА.- Москва -2001.- 25 с. 1

50. Дубов, А. А. Магнитно-механический метод выявления повреждений, металлам лопаток турбин на? ранней стадии Текст. / А. А. Дубов, В. М. Матюнин; А. У. Бекпаганбетов? // ООО? «Энергодиагностика», МЭ№ТУ». Технология металлов, №4. - 2005.

51. Hirao, ML Ultrasonic: attenuation! peak: during* fátigue: off polycrystalline copper. Текст. / Hirao M., Ogi H., Suzuki N. and Ohtani T. // Acta mater., - 2000, -N48, - p. 517- ' •

52. Углов, A. JI. Новая автоматизированная система неразрушающего контроля прочности и надёжности элементов машин и конструкций. Текст. / А. Л. Углов, Bi М: Нопцов?// Машиностроитель. 1993. №11.- С. 2-4.

53. А. И. Потапов, Е. С. Ерилин, С. В. Сорокин, A. JL Фогель // В мире неразрушающего контроля. 426., - 2004.

54. Бурау, Н. И. Частотно-временной и биспектральный анализ виброакустических сигналов для диагностики трещин в лопатках авиационных ГТД Текст. / Н. И. Бурау, С. Р. Игнатович, Ю. В. Сопилка // Вестник двигателестроения №4 - 2004.

55. Карасёв, В. А. Доводка эксплуатируемых машин Текст. / В. А. Карасёв, А. Б. Ройтман // Вибродиагностические методы. — М.: Машиностроение, 1986. 192 е., ил.

56. Кольский, Г. Волны напряжения в твёрдых телах Текст. М., изд-во иностр. лит., 1955. - 181 с.

57. Релей, Д. Теория звука Текст. М., Гостехиздат, 1955, - Т.1 - 503 е., -Т.2 - 475 с.

58. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле Текст. М.,V1. Наука», 1967. 446 с.

59. Тимошенко, С. П. Прочность и колебания элементов конструкции Текст. М., «Наука», 1975.- 704 с.

60. Морз, Ф. Колебания и звук Текст. / Перевод со 2-го английского издания под. ред. проф. С. Н. Ржевкина // Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва 1949.

61. Шахматов, Е. В. Труды международной, научно-технической конференции Текст. / Е. В. Шахматов, А. И. Ермаков, Ф. В. Паровай // Проблемы и перспективы развития двигателестроения. Часть I. - Самара 2003. - 468с.

62. Матвеев, В. В. К анализу эффективности метода спектральной вибродиагностики усталостного повреждения элементов конструкций Текст. /

63. B. В. Матвеев, А. П. Бовсуновский // Сообщение 4. Анализ искажения гармоничности цикла колебаний стержневых элементов при наличии закрывающихся поперечных трещин. Пробл. прочности. -'2000. - №1. — С. 5 -12.

64. Цыфанский, С. JI. Вибродиагностика усталостных трещин в несущих поверхностях летательных аппаратов на основе использования не линейных эффектов Текст. / С. JI. Цыфанский, В. И. Бересневич, М. А. Магоне // Дефектоскопия. 1993. - №2. - С. 87 - 94.

65. Плахтиенко, Н. П. Резонанс второго порядка пластины, содержащей протяжённые дефекты целостности Текст. Пробл. прочности. 2001. - №1.1. C. 105-116.

66. Семухин, Б. С. Материаловедческие основы акустическойдиагностики деталей "и конструкций в процессе их эксплуатации Текст. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. Новосибирск 2001г. - 39 с.

67. Трощенко, В.* Т. Рассеяние характеристик усталости сталей и его* анализ с учётом.циклических неупругих деформаций Текст. / В. Т. Трощенко, Ю. И. Коваль, Е. И. Митченко // Институт проблем прочности им. Г.С. Писаренко HAH Украины, Киев, Украина.

68. Баженов, В. Г. Математическое моделирование и методы идентификации деформационных и прочностных характеристик материалов Текст. НИИ-механики НнГУ им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород. РЖ Механика. - 16Д №5/08 - (08.05-16Д. 168). - С. 91-105.

69. Биргер, И. А. Расчёт на прочность деталей машин Текст.: Справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич // 3-е из., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1979. - 702 е., ил.

70. Таманов, А. Т. Авиационные материалы Текст. Том 5. - Магниевые и титановые сплавы. / Под общей редакцией Заслуженного деятеля- науки и техники РСФСР, чл. - корр. АН СССР А.Т. Таманова.

71. ЦИАМ'Научно-технический отчёт Текст. ДИАМ им. П.И. Баранова -№ 10468. 1986.

72. Свидетельство 2009610826 Российская Федерация. Конвертор свойств материала Текст. / Д. А. Кузнецов, Д. В. Габов.; заявитель и патентообладатель ОАО «НПО «Сатурн». № 2008615941; заявл. 15.12.2008; опубл. 6.02.2009.

73. Кузнецов, Д. А. Акустическая резонансная установка неразрушающего контроля Текст. / Д. А. Кузнецов, Ю. Н. Иванов // Контроль. Диагностика. -М:: изд-во машиностроение. №10 (136). - 2009. - С. 25-29.

74. Тарбеев, Ю. В. Основные термины> в области метрологии Текст. Словарь-справочник / М: Ф. Юдин, Mi Н. Селиванов, О. Ф.Тищенко, А. И. Скороходов // Под-ред. Ю. В. Тарбеева— М.: Издательство стандартов, 1989. — 113 е., ил.

75. Длина, А. М. Математическая- статистика. Текст. Учебник для техникумов / В. М. Иванов, В. Н. Калинин, JI. А. Нешумова, И. О. Решетникова // Под ред. А. М. Длина М.: «Высшая школа», 1975. - 398 е., ил.

76. Гурский, Е. И. Теория- вероятностей с элементами математической статистики Текст. Учеб. пособие для*втузов М.: «Высшая школа», 1971. -328 е., ил.