автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка установки для определения главных напряжений с повышенным пространственным разрешением в плоских прозрачных изделиях

ИУ4Ы700?

На правах рукописи

Киселёв Михаил Михайлович

РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИИ С ПОВЫШЕННЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ В ПЛОСКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Специальность: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ижевск 2010

- 9 ДЕК 2010

004617007

Работа выполнена на кафедре «ТМСМ» в ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Михеев Геннадий Михайлович

Ведущая организация: «Институт машиноведения» УрО РАН (г. Екатеринбург)

Защита диссертации состоится 20 декабря 2010г. в И00 часов на заседании ученого совета ДМ 004.013.02 при Институте прикладной механики УрО РАН по адресу: 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34, тел. (3412) 50-82-00

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью,

просим направлять по адресу:

426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПМ УрО РАН Автореферат разослан 18 ноября 2010 г.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Беркутов Василий Павлович

доктор технических наук, профессор Галиев Анвар Лутфрахманович

Ученый секретарь диссертационного с доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена разработке методов и установки измерений главных напряжений с повышенной разрешающей способностью в плоских прозрачных изделиях, деталях машин и механизмов или их моделях, изготовленных из оптически малочувствительного материала.

Объектом исследований является установка с повышенной разрешающей способностью для измерения напряжений и определения их направлений в плоских прозрачных изделиях.

Предметом исследований являются методы и средства определения напряжений и повышения пространственной разрешающей способности в плоских прозрачных изделиях, изготовленных из оптически малочувствительных материалов.

Актуальность темы. Экспериментальные методы играют существенную роль при определении напряжений и их направлений или деформаций в деталях машин и механизмов. В одних случаях они используются для проверки результатов теоретических расчетов или уточнения принятых математических моделей, а в других — как единственно возможный способ исследования напряженно-деформированного состояния (НДС). В настоящее время разработан ряд экспериментальных методов исследования НДС, в том числе для плоских изделий, изготовленных из прозрачных материалов.

Наиболее широко используется поляризационно-оптический метод, в основе которого лежит свойство большинства прозрачных изотропных материалов приобретать под действием механических напряжений (деформаций) способность к двойному лучепреломлению (оптической анизотропии). Такие материалы называются оптически чувствительными. Величина оптической разности хода лучей при двойном лучепреломлении пропорциональна разности главных нормальных напряжений о\ - а г- Плоское напряженное состояние характеризуется двумя взаимно перпендикулярными главными нормальными напряжениями и углом <р, определяющим направление главных площадок, Напряжения действуют перпендикулярно главным площадкам. Оптическая разность хода может быть измерена оптическим методом при просвечивании модели поляризованным светом. Кроме разности напряжений ах - а% метод позволяет определить их направления.

Существенной проблемой является получение в отдельности главных напряжений ст, и <т2. Для этого применяются математические методы с проведением дополнительных трудоемких экспериментов. Они приводят к дополнительным погрешностям. Кроме того, поляризационно-оптический метод не обеспечивает достаточное пространственное разрешение в областях изделия с высоким градиентом напряжений.

Применение голографической интерферометрии позволяет определять поля перемещений и деформаций поверхности изделия или элемента конструкции. Однако её практическая реализация требует наличия дорогостоящего оборудования и связана с технологией получения и проявления изображений на специальных фотопластинах или ПЗС-матрице с высоким разрешением. Метод

спекл-интерферометрии с применением современных цифровых фотокамдэ и компьютерных технологий позволяет оперативно получать нужную информацию, однако он не обеспечивает необходимое разрешение. Другие экспериментальные методы, такие как тензометрия, муар и др., имеют малое пространственное разрешение и трудоёмки в исполнении. В связи с этим весьма актуален вопрос разработки новых приборов и методик для исследования НДС в плоских прозрачных изделиях с целью повышения пространственной разрешающей способности, упрощения конструкции, а также уменьшения трудоёмкости измерений и вычислений.

Цель работы - разработка установки и методик определения главных нормальных напряжений и их направлений с повышенной пространственной разрешающей способностью в плоских прозрачных изделиях (деталей машин и механизмов) или их моделей, изготовленных из оптически малочувствительного материала в областях с высоким градиентом напряжений и высокой их концентрацией.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработка и создание установки, состоящей из нагрузочного устройства, комбинированного оптико-механического прибора, а также блока управления и питания для измерения главных напряжений <т\ и а2 и определение их направлений в изделиях, находящихся под нагрузкой.

2. Совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном комбинированном оптико-механическом приборе (КОМП), включающем в себя интерферометр, полярископ и двухкоординатный стол для измерений суммы и разности главных напряжений. Разработка и создание КОМП.

3. Увеличение чувствительности полярископа КОМП для работы в диапазоне от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) при определении разности главных напряжений в изделиях, изготовленных из оптически малочувствительного материала.

4. Разработка методики повышения пространственной разрешающей способности КОМП (не хуже 0.1 мм) для измерения распределения напряжений в областях с высоким их градиентом.

Методы исследования. В диссертации использован комплексный метод, включающий экспериментальные исследования и теоретическое обоснование методики измерения. Работа выполнялась с применением теоретических основ поляризационно-оптического метода и интерферометрии. В экспериментальных исследованиях применялись теория измерений и стандартные компьютерные программы для вычисления приборной погрешности.

Достоверность результатов исследований и работоспособность прибора подтверждена серией экспериментов на плоских прозрачных изделиях или их моделях, для которых имеется теоретическое решение задачи теории упругости (нахождение напряжений и их направлений).

Научная новизна

1. Новым является совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном КОМП для измерений суммы и разности главных напряжений без изменений в оптической схеме.

2. Впервые создан оптический прибор и разработана методика, позволяющие производить измерения разности главных напряжений в диапазоне от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) для изделий или их моделей, изготовленных из оптически малочувствительного материала без применения компенсаторов.

3. Новой является оптическая схема КОМП, позволяющая получить пространственную разрешающую способность не хуже ОД мм и проводить измерения в областях изделия с большим градиентом напряжений.

4. Разработанная методика математической линеаризации фотометрической характеристики (тарировочной кривой) в пределах от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы и полученные расчетные формулы для определения главных напряжений и «г2) и их направлений в плоских прозрачных изделиях или их моделях, изготовленных из материалов с низкой оптической чувствительностью, являются новыми.

5. Разработан метод определения дробного порядка ширины интерференционной полосы отраженных пучков света.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный прибор может быть использован для исследования НДС в плоских прозрачных изделиях или их моделях, изготовленных из оптически малочувствительных материалов, в областях с высоким градиентом напряжений. Результаты диссертационной работы используются в ООО «Инновационно - коммерческая фирма «ГЕФЕСТ» (г. Ижевск).

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанная и созданная оригинальная установка, состоящая из КОМП, нагрузочного устройства, блока управления и питания, позволяет измерять главные напряжения и их направления с повышенным пространственным разрешением.

2. Совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном оптическом приборе позволяет проводить измерения суммы и разности главных напряжений без изменения оптической схемы.

3. Разработанная методика математической линеаризации тарировочной кривой позволяет определять разности главных напряжений и их направлений в диапазоне от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) на материалах с низкой оптической чувствительностью. Полученные расчетные формулы позволяют определять главные напряжения <Т1 и а2.

4. Уменьшение погрешности измерений поперечной деформации исследуемых изделий достигается применением методики определения дробной частя интерференционной полосы отраженных пучков за счет изменения длины волны полупроводникового лазера путем изменения тока инжекции.

5. Разработанная оптическая схема зондирования изделия и применение материала с низкой оптической чувствительностью (органическое стекло) для изготовления изделия позволяют исследовать напряженно-деформированные состояния изделий с пространственным разрешением не хуже 0,1 мм.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня, в том числе Всесоюзной конференции «Эксплуатационная надёжность машин, роботов и модулей гибких производственных систем» (Свердловск, 1987); республиканской научно-технической конференции «Совершенствование методов расчёта, конструирования и технологии производства спироидных, гипоидных и червячных передач и редукторов» в Устиновском механическом институте (Устинов, 1986); зональном научно-техническом семинаре «Применение лазеров в промышленности и научных исследованиях» в Челябинском политехническом институте (Челябинск, 1988); Уральском семинаре «Проблемы проектирования конструкций», Уральское отделение АН СССР (Миасс, 1991); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы аграрной науки и пути их решения» в Ижевской ГСХА (Ижевск, 2005); двадцать пятой Российской школе по проблемам науки и технологиям (Миасс, 2005); межрегиональной научной конференции «Высшему агрономическому образованию в Удмуртии -50 лет» (Ижевск, 2005); конференции «Приборостроение в 21 веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2006).

Публикации. Материалы диссертационной работы полностью отражены в 16 научных изданиях, в том числе статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК - 4, тезисы докладов -11, патент РФ на изобретение -1, авторское свидетельство на изобретение -1.

Личный вклад. Результаты, изложенные в диссертации, получены лично соискателем. Постановка задач исследований, определение методов их решения и интерпретация результатов экспериментов выполнены совместно с соавторами опубликованных работ при непосредственном участии соискателя.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка, включающего 123 источников. Работа изложена на 136 страницах, содержит 82 рисунка и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение включает обоснование актуальности темы исследования, формулировку целей и задач, раскрывает структуру работы.

В первой главе «Методы исследования напряженно-деформированного состояния в плоских прозрачных изделиях (обзор)» выполнен обзор

существующих конструкций и методик определения напряжённо-деформированного состояния в плоских прозрачных изделиях или их моделях.

Изучены следующие методы: а) поляризационно-оптический метод; б) топографические двухэкспозиционные методы и голографическая фотоупругость; в) спекл-интерферометрия, тензометрия, муар. Рассмотрены различные схемы интерферометров для определения поперечной деформации модели. Обсуждены особенности методов. Отмечено, что основным недостатком имеющихся методов является низкое пространственное разрешение, что обуславливает необходимость разработки новых методов и технического исполнения приборов для исследования НДС в плоских прозрачных изделиях или моделях деталей машин и механизмов, лишенных этих недостатков.

На основе сделанного обзора поставлена задача разработки установки для исследования НДС с повышенным пространственным разрешением в плоских прозрачных изделиях, включающей в себя следующие основные узлы: 1) нагрузочное устройство; 2) комбинированный оптико-механический прибор, совмещающий полярископ и интерферометр; 3) блок управления и питания.

Во второй главе «Разработка оптической схемы комбинированного оптико-механического прибора и методов определения главных напряжений в плоских прозрачных изделиях» разработана схема комбинированного оптико-механического прибора, включающая в себя интерферометр, полярископ и двухкоординатный стол, а также изложена методика определения главных напряжений и их направлений в плоских прозрачных изделиях. Определена приборная погрешность измерений. Показано, что предложенная оптическая схема прибора может обеспечивать повышенную разрешающую способность (не хуже 0,1 мм).

На рис.1 показана оптическая схема КОМП. Прибор работает следующим образом. Пучок света лазера, сфокусированный на серединную поверхность модели 5, отражается от ее задней и передней поверхностей. Далее он отражается от зеркала 13 и попадает в видеокамеру 12, где на поверхности ПЗС-матрицы видеокамеры возникает интерференционная картинка (режим интерферометра).

При постепенном нагружении модели проводят подсчет количества интерференционных полос т, которые пересекают заранее выбранную точку (реперная точка в центре перекрестия) на интерферограмме (рис.2.) Дробную часть полосы (если реперная точка оказалась между интерференционными полосами после завершения нагружения) определяют изменением тока инжекции лазера, смещая интерференционную картину в обратную сторону до совмещения реперной точки с серединой полосы.

Таким способом по изменению тока лазера можно определить дробную часть полосы с точностью до 0,1 ширины полосы.

Дробную долю полосы определяют:

1) Для уменьшения погрешности измерений при малых поперечных деформациях и, как следствие, малом значении т. Количество полос т пропорционально сумме главных напряжений tr, + <т2-

2) Для определения поперечной деформации модели с чувствительностью 65 ям.

Обязательным условием измерений является ориентирование плоскости поляризации поляризатора 3 в направлении одного из главных напряжений - угол (р. В противном случае сказывается влияние двойного лучепреломления, вплоть до полного исчезновения интерференционной картины.

14 -1

Рис.1. Оптическая схема прибора: / - полупроводниковый лазер мощностью 5 мВт и длиной волны излучения А = 655 нм; 2 - фокусирующее устройство; 5 - поляризатор; 4 - пучок света лазера;

5 - модель, нагруженная силой Р\

6 - светофильтр; 7 - анализатор; 8 - диффузор; Р - фотоприёмник ФД-24К; 10 - согласующий блок; 11 - компьютер; 12 - видеокамера; 13 - зеркало; 14 - стабилизированный источник напряжения

При определении разности главных напряжений (режим полярископа) используют прошедший через модель 5 пучок и измеряют напряжение на фотоприемнике 9 милливольтметром 10 (согласующий блок), величина которого в первом приближении пропорциональна разности главных напряжений <Т\ - соизмерения проводят в области от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы). Для уменьшения погрешности измерений используется математическая линеаризация фотометрической характеристики. Сигналы от видеокамеры и от фотоприемника (через согласующее устройство 10) подаются на компьютер 11, где обрабатываются, и выдается результат измерений в виде таблиц и графиков.

Методика измерений включает в себя следующие процедуры:

1. Калибровка фотоприемника

Она проводится следующим образом. В режиме интерферометра устанавливают ток инжекции 10 лазера, соответствующий максимальному контрасту интерференционной картины. Далее при параллельном положении

. 'а,

полученная в режиме интерферометра на экране монитора компьютера при измерениях поперечной деформации

плоскости поляризации поляризатора и анализатора устанавливают напряжение на фотоприемнике и = <2= 100 мВ путем регулировки шунтирующего фотодиод резистора.

2. Определение параметра изоклины

Нагружают модель нагрузкой Р. При скрещенных плоскостях поляризации поляризатора и анализатора синхронным их поворотом находят угол <р, при котором напряжение на фотоприемнике минимально. Этот угол является параметром изоклины точки измерения, он определяет угол наклона главных площадок.

3. Определение количества интерференционных полос т

В режиме интерферометра медленным нагружением модели проводят подсчет количества интерференционных целых полос т и изменением тока инжекции - дробных значений полосы. Количество полос т пропорционально сумме главных напряжений <71 + аг.

4. Определение порядка интерференционной полосы изохромы

В режиме полярископа при токе инжекции равном 10 поворачивают синхронно поляризатор и анализатор от угла <р на 45° и определяют напряжение на фотоприемнике I), которые пропорциональны доле ширины интерференционной полосы. Значение нагрузки на модель определяют из условия - доля ширины интерференционной полосы не должна превышать значения 0,5 в любой точке модели. В этом случае модель заведомо работает в линейной области (выполняется закон Гука), что проверено с помощью экспериментов.

Главные нормальные напряжения и и2 находят согласно выражениям [1]:

8Р0 . Щ 2Р0т 8 Р0 . (й 2 Рвт

а, =-~-агс81п---—02=—Г^Г^ы^Ь:--^Т—, (1)

где Q - максимальное значение С/; Р0 - значение нагрузки, при которой и принимает значение (); Р - текущее значение силы; т - число интерференционных полос; тх - количество интерференционных полос, полученных при тарировке при нагрузке Р0; О и А - диаметр и толщина тарировочного диска. На этом измерения в данной точке модели завершаются.

Разработана методика определения направлений главных площадок, определяющих главные напряжения.

Пространственная разрешающая способность прибора

Под пространственной разрешающей способностью в данном случае понимается минимальное расстояние между двумя пятнами пучка лазера на изделии, при котором возможны два независимых измерения, то есть пространственная разрешающая способность определяется диаметром пятна пучка лазера на поверхности изделия.

Повышенная пространственная разрешающая способность достигается минимально возможным углом падения сфокусированного пучка излучения

лазера на исследуемое изделие и конструктивными особенностями прибора и выбором материала изготовления модели.

Для обеспечения пространственной разрешающей способности интерферометра 0,1 мм рассчитаны следующие конструктивные параметры: расстояние между серединной поверхностью модели и фокусирующей системой / = 298 мм; толщина модели А = 7.5 мм; диаметр пучка, выходящего из фокусирующей линзы ¿=2 мм.

На рисЗ показан оптимальный ход лучей при просвечивании модели для достижения разрешающей способности 0,025 мм в режиме полярископа. За малостью углов падения углы преломления на рисунке не показаны. Угол между направлениями 1 и 2 обозначим а. При этом граница пучка 2 перпендикулярна поверхности модели. Для исключения попадания отраженного луча в активную зону лазера зеркало внедряется в пучок 1-2 на сотые доли миллиметра.

Сфокусированный линзой пучок излучения лазера падает на переднюю поверхность модели под углом а/2. Часть пучка отражается, а часть проходит модель и попадает на ее заднюю поверхность, где делится на два пучка. Один пучок отражается, другой проходит дальше и попадает на фотоприемник. Отраженные пучки от обеих поверхностей модели после отражения от зеркала интерферируют на экране или на ГОС-матрице видеокамеры.

пространственной разрешающей способности:

1, 2 - границы сфокусированного на серединной плоскости модели пучка излучения лазера; 3 • пучок излучения, прошедший через модель и попавший на фотоприемник 6; 2 и 4- границы пучка, отраженного от передней поверхности модели; 2 и 5 - границы пучка, отраженного от задней поверхности модели; Р - нагрузка; с1\ - диаметр падающего пучка на переднюю

поверхность модели; d¿ - диаметр пучка на передней поверхности модели, отражеплого.от задней ее поверхности

При фокусировке пучка на серединной плоскости модели не трудно показать, что при заданных значениях di + í/2 = 0,1 мм получим d\ = 0,025 мм, d2 = 0,075 мм угол а = 0,38° (рис.4). Следовательно, интерферометр, работающий в режиме полярископа при нахождении разности главных напряжений, имеет пространственное разрешение не хуже 0,025 мм, а в режиме интерферометра 0,075 мм.

Определение погрешностей

Относительная погрешность измерения • напряжений е определялась по формуле

£ = 100.

дР„ ) 0 1 BD ) \ dh )

.,2 ~{dln<т)2. 2 Ah + 2 ■ 1 A -2

'[ 8m ) ^ "4 SU )

dlncrV

AU

где ДИ = 0,01 мм, АО = 0,01 мм, Дт = 0,1, ДР0-0,5 Н, АЦ = 1 мВ, а подставляем по формуле (1).

На рис.4 показана зависимость относительной погрешности измерений напряжений для центра диска от текущего значения показаний милливольтметра

и.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

и, МВ

Рис.4. Зависимость приборной относительной погрешности е напряжений от текущего значения показаний милливольтметра II.

Согласно кривой на рис.4, можно сделать вывод - относительное отклонение результатов эксперимента от теории не превышает 5 % в пределах значений II от 8 до 97 мВ. Многочисленные эксперименты на балках в условиях чистого изгиба и на дисках показали, что относительная погрешность не превышает е=5 %.

В третьей главе «Конструкции установки и ее компонентов»

представлено описание разработанной и созданной установки и ее компонентов для определения главных напряжений в плоских прозрачных изделиях или в их моделях. На рис.5 показан общий вид установки и ее основные узлы.

Рис.5. Общий вид установки: I - устройство управления прибором; 2 - КОМП; 3 -верхняя подвижная плита нагрузочного устройства; 4 - нагрузочное устройство; 5 - чашки для укладки гирь; 6 - рычаг для плавного нагружения изделия

Установка включает: I - устройство управления, которое содержит блоки стабилизированного питания для лазерного модуля, одновибраторы для управления шаговыми двигателями, переменные резисторы для управления длиной волны лазера и для регулировки чувствительности фотоприемника; 2 -КОМП закреплен на нижней подвижной плите нагрузочного устройства; 3 -верхняя подвижная плита нагрузочного устройства; 4 - нагрузочное устройство

от поляризационно-оптической установки ППУ - 7; 5 - чашки для гирь от 0,1 кг до 10 кг, что соответствует сжимающей силе между верхней и нижней плитами от 50 Н до 5 кН; 6 - рычаг для плавного нагружения изделия.

Основным узлом установки является комбинированный оптико-механический прибор, внешний вид которого показан на рис.6, построен по оптической схеме (рисЛ.) Оптический прибор содержит следующие компоненты: 1 - координатный стол, позволяющий перемещать интерферометр относительно модели по двум координатам; 2 - шаговые двигатели, поворачивающие синхронно лазерный модуль 3 с поляризатором и узел фотоприемника 7 с анализатором; 4 - зеркало, направляющее отраженный пучок света от модели; 5 -! линза; 6 - видеокамера, на ПЗС-матрице которой интерферирует отраженный от зеркала пучок света.

Для выбора источника когерентного излучения изучены различные модели полупроводниковых лазерных модулей и лазерных диодов видимого диапазона. По требуемым характеристикам могли быть применены лазерные модули марок Н1£>РМ12-655-3 + НЫ)РМ12-655-25. Эти лазеры имеют мощность от 3 до 25 мВт, длину волны излучения 655 нм и имеют встроенный стабилизатор мощности излучения.

Рис.6. Общий видКОМП: 1 - регуляторы координатного устройства; 2 - шаговые двигатели; 3 - блок лазера с устройством вращения плоскости поляризации излучения лазера и шкала отсчёта направления поляризации; 4 - видеокамера; 5 - объектив; 6 -зеркало; 7 - луч лазера; 8 - узел анализатора и фотоприёмника; 9 - модель; 10 - разъем для подключения прибора к блоку управления

Исследована временная стабильность мощности излучения при питании лазерного модуля от стабилизированного источника напряжения. Установлено, что после времени прогрева 20 мин., нестабильность мощности излучения была менее 0,3 %, что является допустимым для схемы фотометрирования.

Схема стабилизатора мощности излучения была доработана с целью регулировки тока инжекции в небольших пределах, что позволяет изменять в небольших пределах длину волны излучения.

Узел анализатора и фотоприемника выполнен в виде единого блока и состоит из анализатора, представляющего собой поляроид, о слабительного оптического фильтра, диффузора, а также фотодиода марки ФД-24К с большой апертурой. Диффузор предназначен для устранения насыщения фотодиода сфокусированным пучком излучения лазера. Фотодиод зашунтирован переменным резистором для регулировки чувствительности фотоприемника.

В третьей главе также представлены результаты исследования оптико-механических свойств органического стекла как материала для изготовления изделий или моделей.

Органическое стекло выбрано по следующим причинам:

1. Модели из материалов с большой оптической чувствительностью -эпоксидная смола в областях с высокой концентрацией напряжений - имеют большую пространственную частоту полос интерференции (изохром), что приводит к большим погрешностям в подсчете количества полос и даже может привести к нарушению интерференционной картины. Модели из такого материала трудоемки в изготовлении и имеют низкие оптические свойства.

2. Органическое стекло имеет высокие оптические свойства -прозрачность, чистоту поверхности, что позволяет получать качественные интерференционные картины при измерениях поперечной деформации. Низкая оптическая чувствительность идеально подходит для измерений в диапазоне от 0 до 0,5 ширины полосы (изохромы). Материал легко поддается механической обработке. Эти свойства и предложенная оптическая схема позволяют получить высокую пространственную разрешающую способность прибора.

Определены оптическая и механическая ползучести при различных нагрузках, а также модуль упругости. Оптическая ползучесть органического стекла определялась в центре диска на разработанном приборе в режиме полярископа.

На рис.7 показаны зависимости напряжения на фотоприемнике (режим полярископа) от времени при наложении нагрузки (а) и при снятии нагрузки (б).

Анализ кривых на рис.7а показывает, что исследуемый материал является вязкоупругим, т. е. таким, свойства которого зависят от времени. Скорость ползучести в первые 50 секунд сравнительно велика, после скорость ползучести резко уменьшается и остается малой в течение десятков часов. Время релаксации искусственного двойного лучепреломления после снятия нагрузки (рис.7б) также равно 50 секундам.

ео-}-,-,-,-,-; и-)-----1

О 50 100 150 200 250 0 50 1 00 ' 150

(, с г, с

а б

Рис.7. Оптическая ползучесть для тестового образца в виде диска: и напряжение на фотоприемнике, а - под нагрузкой, б - после снятия нагрузки 2000 Н

На рис.8 показана зависимость количества интерференционных полос (режим интерферометра), т от времени нагружения. Поперечная деформация пропорциональна числу интерференционных полос. Быстрая фаза ползучести поперечной деформации также равна 50 секундам.

т

25 л................................-..............-.....................................................................-...............................

О I-1-■-1-1-1-1

О 50 100 150 200 250 300 350 '»С Рис.8. Зависимость количества интерференционных полос от времени в центре тарировочнош диска при нагрузке 1500 Н, где т - количество полос интерференции, полученных в режиме интерферометра

Анализ кривых (рис.7 и рис.8) показывает, что для получения более точных результатов все измерения, как при тестовых исследованиях, так и при измерениях на изделиях, следует проводить через 50 секунд после нагружения.

В четвёртой главе "Применение разработанной установки для исследования и контроля напряженно-деформированного состояния в плоских прозрачных образцах изделий" экспериментально получена тарировочная кривая для центра диска и определены константы для расчетных

формул (1). Экспериментально решены задачи: «Измерение максимальных касательных напряжений гтах при воздействии цилиндрическим индентором на полуплоскость (полосу) вблизи йндентора», «Взаимодействие штампа с упругой полубесконечной полосой», «Взаимодействие жесткого штампа с упругой полосой», «Измерение напряжений в плоском прозрачном изделии вблизи малого отверстия».

1. Снятие тарировочной кривой для центра диска и определение констант

Тарировочные измерения проводят на моделях, для которых решена задача по определению напряжений и их направлений. В данном случае выбран диск, нагруженный вдоль диаметра. На рис.9 показана тарировочная кривая, по которой определяем константы, которые подставляются в расчетные формулы для вычисления напряжений (1). Диаметр диска £> = 75 мм, толщина А = 7,5 мм. По тарировочной кривой определены константы = 100 мВ, Р0 = 2750 Н, т\ = 51,5.

Рис.9. Тарировочная кривая С- напряжение на фотоприемнике, Р -нагрузка на модель, Р0 - нагрузка при которой и принимает максимальное значение

е

Рис.10. Относительное отклонение экспериментальной кривой рис.9 от теоретической

Относительное отклонение экспериментальной кривой рис.9 от теоретической показано на рис.10 и не превышает 0,11%, следовательно, при тщательно проведенных тарировочных испытаниях можно получить константы с низкой относительной погрешностью. Кроме того, малая относительная погрешность е подтверждает линейность фотоприемника.

2. Измерение максимальных касательных напряжений Гшах при воздействии цилиндрическим индентором на полуплоскость (полосу) вблизи индентора

На рнс.11 показаны результаты измерений максимальных касательных

напряжений Лпах при воздействии цилиндрическим индентором на полуплоскость (полосу) вблизи индентора, которое характерно большим градиентом напряжений, сопоставимым с градиентом напряжений в областях с высокой концентрацией напряжений.

Ттах, МПа

X, мм

Рис.11. Эпюры максимальных касательных напряжений Тщ^. Экспериментальные кривые, полученные при диаметре пятна лазера 0,05 мм (д), 0,75 мм (о) и теоретическая кривая

На рис.11 показано хорошее совпадение кривых теоретического расчёта и экспериментальной кривой, полученной с помощью лазерного пучка с диаметром пятна на модели 0,05 мм (отклонение экспериментальной кривой от теоретической не превышает 5 %). Измерения проводились с шагом 0,1 мм. Это означает, что разрешение позволяет проводить измерения при данном градиенте Гтах. При диаметре пятна 0,75 мм наблюдается несоответствие теории и эксперимента, следовательно, прибор не разрешает данный градиент тшах.

3. Взаимодействие штампа с упругой полубесконечной полосой Определение контактных напряжений на границе штампа и упругой полосы является аиуальной проблемой. Подобная задача может характеризовать взаимодействие различных сопряжений между деталями машин и механизмов, таких, например, как шпоночные и шлицевые соединения, детали зубчатых зацеплений, а также взаимодействие различного рода клиньев с хвостовиками штампов. Закон изменения контактного давления по линии контакта позволяет затем сформулировать граничные условия в напряжениях на поверхности тел и решить задачу расчета напряженно-деформированного состояния внутри полосы конечных размеров, в частности, в её приконтактной области.

На рис.12 показано взаимодействие жесткого штампа с краем упругой полуполосы и эпюры напряжений для приконтактной области. В точке С на рис.12 наблюдается максимум напряжений аг. В реальных конструкциях при таком взаимодействии в точке С в полуполосе могут возникать трещины.

Р

..]-1 .1. ,1, ,114

■^г--;.'.................г:........1........./ .................................! К мм

1 1 /

I

I

I

)

Рис.12. Схема взаимодействия штампа с краем полуполосы и эпюры напряжений в приконтактной области

р

напряжений в приконтактной области

На рис.13 показано взаимодействие штампа с радиусом основания Я и краем упругой полуполосы. Максимум напряжений <т2 имеет на 30 % меньшую величину, меньший градиент и максимум напряжений смещен в точку Д что значительно уменьшает вероятность появления трещины.

Экспериментально найден оптимальный радиус = 500-600 мм при длине штампа 22 мм.

По данным этих экспериментов была предложена конструкция узла крепления молотового штампа и получен патент от 27.04.10. Пат. №2387519 РФ, МПКВ2И 13/02

4. Взаимодействие жесткого штампа с упругой полосой

На рис. 14 показана схема взаимодействия штампа с упругой полосой.

Р

X

г

Рис.14. Схема взаимодействия жесткого штампа с упругой полосой На рисунках 15, 16 и 17 показаны эпюры главных напряжений и аг и график зависимости угла наклона главных площадок <р от координаты X ддя 2=1 мм и 2=10 мм. Теоретическое решение такой задачи в зоне контакта дает бесконечные значения напряжений под углами штампа.

Р, МЛа

Рис.15. Эпюры главных напряжений при 2 =1 мм

Р, МПа

<Р°

50-

X, ММ

.4

-50'

Рис. 17. График зависимости угла наклона <р главных площадок от координаты х

Необходимо отметить, что максимум угла <р наклона главной площадки и максимум напряжения аг не совпадают. Эта максимумы по оси х находятся на расстоянии 0,5 мм друг от друга.

5. Измерение напряжений в плоском прозрачном изделии вблизи малого отверстия

Напряжения вблизи малого отверстия отличаются исключительно высоким их градиентом, а также высокой их концентрацией. На рис. 18 показана схема изделия с отверстием.

р

11 ■ Л 11

\ ] ч г И

Рис.18. Схема изделия с отверстием под нагрузкой

Теоретическое значение напряжений аг вдоль оси х находят по известной формуле

,2 =-^(2+^ + 3-

Р.

2 х" х"

где (¡з = 1 мм - диаметр отверстия, х — координата, Р — распределенная нагрузка.

На рис.19 показаны экспериментальные и теоретические зависимости напряжений аг от координаты

На рис.20 показана зависимость относительной погрешности е от координаты х.

Анализ кривых рис.19 и рис.20 показывает, что теоретическая и экспериментальная кривые практически совпадают в пределах относительной погрешности 5 %. Вблизи отверстия, то есть в диапазоне от 0,5^ до 0,7<13, имеем большие расхождения эксперимента с теорией (при х = 0,7расхождение составляет 42 %) - это говорит о том, что возле концентратора напряжений появляются пластические деформации и истинные напряжения ограничены пределом текучести, а теоретические напряжения рассчитываются для упругой зоны нагружения, которые возле отверстия имеют коэффициент концентрации *=27.

(х - 0,5), мм

-2 -4

я-8 5-Ю ь-12 -14

40--20-25

Г*

-Экой -Теор.1

Рис.19. Зависимость напряжений ог от Рис.20.

координаты х (теоретическая экспериментальная кривые)

10 X. мм

Относительное отклонение е

и экспериментальных теоретических

значений п от

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы:

1. Разработана и создана оригинальная установка для измерения главных напряжений <7\ и гг2 и их направлений в изделиях, находящихся под нагрузкой. Установка состоит из нагрузочного устройства, комбинированного оптико-механического прибора, совмещающего полярископ и ингереферометр, а также блока управления и питания. Она позволяет измерять поперечную деформацию изделия с чувствительностью до 65 нм, а также модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие или его модель.

2. Разработана схема комбинированного оптико-механическо прибора, совмещающего в себе два устройства - интерферометр, определяют! поперечную деформацию модел'и под нагрузкой, и полярископ, определяюнц разность хода лучей, возникающих при двойном лучепреломлении. Созданнь комбинированный оптико-механический прибор позволяет проводить измерен! без изменений в оптической схеме, обеспечивает пространственна разрешающую способность измерений напряжений не хуже 0,1 мм.

3. Для уменьшения погрешности измерений созданного устройст разработана методика определения дробной доли ширины интерференционш полосы отраженных пучков за счет изменения длины волны полупроводниково лазера путем изменения тока инжекции.

4. Показано, что совокупность конструктивных и оптичесю особенностей созданного устройства, а так же использование органическо стекла в качестве материала моделируемого изделия, позволяет проводи измерения в областях с большим градиентом напряжений.

5. Для исследования напряженно-деформированного состояния издел) и их моделей, изготовленных из оптически малочувствительных материале разработан метод определения разности главных напряжений в пределах О ширины интерференционной полосы (изохромы) в режиме поляриског Получены расчетные формулы для определения главных нормалып напряжений at и <тг и их направлений с относительной погрешностью не бол 5%.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Киселев, М.М. Интерферометр Для определения нормальных напряжений плоских прозрачных моделях / ММ. Киселев, В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П, Дородов // Датчики и системы - 2009. - №2. - С. 26-28.

2. Киселев, М.М. Полярископ для определения разности главных напряжен] в плоских моделях, изготовленных из оптически малочувствительщ прозрачных материалов./ М.М Киселев, В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дород // Вестник ИжГТУ - 2008. - №4. - С. 108-110.

3. Беркутов, В .П. Исследование контактных напряжений при взаимодейств] жесткого штампа с упругой полубесконечной полосой / В.П. Беркутов, П. Дородов, М.М. Киселев // Механизация и электрификация сельского хозяйства 2009.- №6 -С. 14-15.

4. Киселев, М.М Устройство для бесконтактного определения мощности СЕ излучения. / М.М Киселев, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Механизация электрификация сельского хозяйства - 2009. - №6 - С. 32-33.

5. Киселев, М.М. Разработка и обоснование метода исследования НДС областях с высокой концентрацией напряжений на плоских моделях. / M.I Киселев, В.П. Беркутов // XXV Российская школа по проблемам науки технологий, посвященная 60-летию Победы. Тезисы докладов. - Миасс, 2005. С.24.

6. Беркутов, В.П. О совместном влиянии макро- и микро-концентраторов напряжений на прочность зубчатых передач / В.П. Беркутов, ЮЛ. Васильченко, М.М. Киселев // В сборнике тезисов докладов Республиканской научно-технической конференции. - НТО Машпром. - Устинов, 1986. - С. 77.

7. Киселев, М.М. Лазерный счетчик порядка интерференционных полос в зонах концентраций напряжений зубчатых передач. / М.М. Киселев, В.П. Беркутов // НТО Машпром. - Устинов, 1986. - С. 78.

8. Беркутов, В.П. Влияние микроконцентраторов напряжений на долговечность элементов механических систем. / В.П. Беркутов, Ю.Л. Васильченко, М.М. Киселев // Эксплуатационная надежность машин, роботов и модулей гибких производственных систем. Тезисы докладов Всесоюзной научно -технической конференции. УФИМАШ АН СССР.- Свердловск, 1987. - С. 18-20.

9. Киселев, М.М Разработка и обоснование способа и устройства автоматического полярископа для решения плоских задач теории упругости / М.М Киселев, В.П. Беркутов // Проблемы проектирования конструкций. Уральское отделение АН СССР - Миасс, 1991. - С. 125-130.

10. Беркутов, В.П. Решение контактной задачи о взаимодействии штампа-индентора с четвертьплоскостью / ВЛ. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов, М.М. Киселев // Всероссийская научно-практическая конференция ИжГСХА Сборник тезисов докладов. - Ижевск, 2009. - С. 58.

11. Киселев, М.М. К вопросу о пространственной разрешающей способности полярископа / М.М. Киселев, В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В, Дородов // Всероссийская научно-практическая конференция ИжГСХА: Сборник тезисов докладов. - Ижевск, 2009. - С. 59.

12. Киселев, М.М. Бесконтактный метод определения температуры в оптически прозрачных средах / М.М. Киселев, В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Всероссийская научно-практическая конференция ИжГСХА: Сборник тезисов докладов. - Ижевск, 2009. - С. 60.

13. Киселев, М.М. Разработка автоматического полярископа для исследования напряженного состояния в зонах с высоким градиентом напряжений / М.М. Киселев, В.П. Беркутов, Н.В. Гусева // Сборнике трудов ИжГСХА-2004.-С. 78-79

14. Беркутов, В.П. Решение контактной задачи о взаимодействии штампа-индентора и четвертьплоскостью. / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов, М.М.Киселев // Сборнике трудов ИжГСХА - 2009. - С. 74.

15. Беркутов, В.П. Обоснование методики исследования напряжений в зонах концентрации / В.П. Беркутов, М.М. Киселев // Наука и технологии. Труды XXIX Российской школы, посвященной 85-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. - М., 2009. - С. 190-192.

16. Патент №2387519 РФ, МПК В2и 13/02. Узел крепления штампа к молоту / Беркутов В.П., Гусева Н.В., Дородов П.В., Киселев М.М.. Заявлено 25.08.08, зарегистрировано 27.04.10.

17. Авторское свидетельство на изобретение «Узел крепления молотового штампа» №1493375. Авторы: Беркутов В.П., Демидов Л.Д., Киселев М.М., Сивков И.Г., Баранов Н.Ф.

Подписано в печать 08.11.2010 Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,4 Уч.-изд. Л. 1,2 Тираж 100 экз. Заказ № 121 ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ПЛОСКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ (ОБЗОР).

1.1. Поляризационно оптический метод.

1.1.1. Оптика полярископа.

1.1.2. Оптика кругового полярископа. Темное поле полярископа.

1.1.3. Разделение главных напряжений.

1.1.4. Метод Файлона.

1.1.5 Метод конечных разностей.

1.2. Разделение напряжений с использованием данных экспериментальных методов.

1.2.1 Интерферометрические методы определения поперечных деформаций.

1.2.2 Измерение поперечных перемещений точек поверхности модели

1.2.3.Интерферометр Поста.

1.2.4. Измерение абсолютных разностей хода.

1.3. Голографические методы определение деформаций.

1.4. Голографические методы фотоупругости.

1.5. Электронная цифровая корреляционная спекл-интерферометрия.

1.6. Хрупкие покрытия.

1.7. Тензометры.

1.8. Метод муаровых полос.

1.9. Измерение поперечных деформаций механическим способом.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОМБИНИРОВАННОГО ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИБОРА И МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПЛОСКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ.

2.1. Исследование оптических схем интерферометров.

2.1.1. Устройства на основе интерферометра Майкелъсона.

2.2. Оптическая схема комбинированного оптико-механического прибора (КОМП).

2.3. Вывод расчетных формул главных нормальных напряжений.

2.4. Методика измерений.

2.5. Определение направлений нормальных напряжений.

2.6. Пространственная разрешающая способность КОМП.

2.7. Обоснование оптимальной фокусировки луча лазера на модель.

2.8. Определение погрешностей измерений.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ И ЕЕ КОМПОНЕНТОВ.

3.1. Конструкция установки.

3.2. Исследование оптико-механических свойств орг. стекла (ОС).

3.2.1 Механическая и оптическая ползучесть ОС.

3.2.2. Определение модуля упругости ОС.

3.2.3. Определение коэффициента пропускания света ОС.

3.3. Определение оптимального режима работы полупроводникового лазера.

3.4. Доработка лазерного модуля.

3.5. Доработка видеокамеры.

Выводы к главе 3. 101 ■

ГЛАВА 4. ПРМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ПЛОСКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ОБРАЗЦАХ ИЗДЕЛИЙ.

4.1. Снятие тарировочной кривой для центра диска и определения констант.

4.2. Определение линейности зависимости суммы главных напряжений от нагрузки.

4.3. Взаимодействие цилиндрического индентора с упругой полосой.

4.4. Взаимодействие жесткого штампа с упругой полубесконечной полосой.

4.5. Модель взаимодействия хвостовика молотового штампа и клина.

4.6. Взаимодействие жесткого штампа с упругой полуплоскостью.

4.7. Измерение напряжений в модели вблизи малого отверстия.

4.8. Измерение напряжений вблизи тонкого разреза.

Выводы к главе 4.

Диссертационная работа посвящена разработке методов и установки для определения напряженно-деформированного состояния (НДС) с повышенной разрешающей способностью в плоских прозрачных изделиях, деталях машин и механизмов или их моделях, изготовленных из оптически малочувствительного материала. Повышенная разрешающая способность необходима для определения НДС в областях изделия с высоким градиентом напряжений.

Объектом исследований является установка с повышенной разрешающей способностью для измерения напряжений и определения их направлений в плоских прозрачных изделиях.

Предметом исследований является методы и средства определения величин напряжений, их направлений и повышение пространственной разрешающей способности в плоских прозрачных моделях, изготовленных из оптически малочувствительных материалов.

Актуальность темы

Экспериментальные методы играют существенную роль при определении напряжений и их направлений или деформаций в деталях машин и механизмов. В одних случаях они используются для проверки результатов теоретических расчетов или уточнения принятых математических моделей, а в других — как единственно возможный способ исследования напряженно-деформированного состояния (НДС). В настоящее время разработан ряд экспериментальных методов исследования НДС, в том числе для плоских изделий, изготовленных из прозрачных материалов.

Наиболее широко используется поляризационно-оптический метод, в основе которого лежит свойство большинства прозрачных изотропных материалов приобретать под действием механических напряжений (деформаций) способность к двойному лучепреломлению (оптической анизотропии). Такие материалы называются оптически чувствительными. Величина оптической разности хода лучей при двойном лучепреломлении пропорциональна разности главных нормальных напряжений а\ - о г-Плоское напряженное состояние характеризуется двумя взаимно перпендикулярными главными нормальными напряжениями и углом (р, определяющим направление главных площадок. Напряжения действуют перпендикулярно главным площадкам. Оптическая разность хода может быть измерена оптическим методом при просвечивании модели поляризованным светом. Кроме разности напряжений о-! - сг2 метод позволяет определить их направления. Существенной проблемой является получение в отдельности главных напряжений о\ и сг2. Для этого применяются математические методы с проведением дополнительных трудоемких экспериментов. Они приводят к дополнительным погрешностям. Кроме того, поляризационно-оптический метод не обеспечивает достаточное пространственное разрешение в областях изделия с высоким градиентом напряжений.

Применение голографической интерферометрии позволяет определять поля перемещений и деформаций поверхности образца или элемента конструкции. Однако её практическая реализация требует наличия дорогостоящего оборудования и связана с технологией получения и проявления изображений на специальных фотопластинах или ПЗС-матрице с высоким разрешением. Метод спекл-интерферометрии с применением современных цифровых фотокамер и компьютерных технологий позволяет оперативно получать нужную информацию, однако он не обеспечивает необходимое разрешение. Другие экспериментальные методы, такие как тензометрия, муар и др., имеют малое пространственное разрешение и трудоёмки в исполнении.

В связи с этим весьма актуален вопрос разработки новых приборов и методик для определения главных напряжений и их направлений в плоских прозрачных изделиях с целью повышения пространственной разрешающей способности, упрощения конструкции, а также уменьшения трудоёмкости измерений и вычислений.

Цель работы - разработка установки и методик определения главных нормальных напряжений с повышенной пространственной разрешающей способностью в плоских прозрачных изделиях (деталей машин и механизмов) или их моделей, изготовленных из оптически малочувствительного материала в областях с высоким градиентом напряжений и высокой их концентрацией

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработка и создание установки, состоящей из нагрузочного устройства, комбинированного оптико-механического прибора, а также блока управления и питания для измерения главных напряжений о\ и <т2 и определение их направлений в изделиях, находящихся под нагрузкой.

2. Совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном комбинированном оптико-механическом приборе, включающем в себя интерферометр, полярископ и двухкоординатный стол для измерений суммы и разности главных напряжений. Разработка и создание КОМП.

3. Увеличение чувствительности полярископа КОМП для работы в диапазоне от 0 до 0,5 ширины полосы изохромы при определении разности главных напряжений в изделиях, изготовленных из оптически малочувствительного материала.

4. Разработка методики повышения пространственной разрешающей способности КОМП (не хуже 0.1 мм) для измерения распределения напряжений в областях с высоким их градиентом.

Методы исследования. В диссертации использован комплексный метод, включающий экспериментальные исследования и теоретическое обоснование методики измерения. Работа выполнялась с применением теоретических основ поляризационно-оптического метода и интерферометрии. В экспериментальных исследованиях применялись теория измерений и стандартные компьютерные программы для вычисления приборной погрешности.

Достоверность результатов исследований и работоспособность интерферометра подтверждена серией экспериментов на плоских прозрачных изделиях или их моделях, для которых имеется теоретическое решение задачи теории упругости.

Научная новизна

1. Новым является совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном КОМП для измерений суммы и разности главных напряжений без изменений в оптической схеме.

2. Впервые создан оптический прибор и разработана методика, позволяющие производить измерения разности главных напряжений в диапазоне от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) для изделий или их моделей, изготовленных из оптически малочувствительного материала без применения компенсаторов.

3. Новой является оптическая схема КОМП, позволяющая получить пространственную разрешающую способность не хуже 0,1 мм и проводить измерения в областях изделия с большим градиентом напряжений.

4. Разработанная методика математической линеаризации фотометрической характеристики (тарировочной кривой) в пределах от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) и полученные расчетные формулы для определения главных напряжений и <т2) и их направлений в плоских прозрачных изделиях или их моделях, изготовленных из материалов с низкой оптической чувствительностью, являются новыми.

5. Разработан метод определения дробного порядка ширины интерференционной полосы отраженных пучков света.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный прибор может быть использован для исследования НДС в плоских прозрачных изделиях или их моделях, изготовленных из оптически малочувствительных материалов, в областях с высоким градиентом напряжений. Результаты диссертационной работы используются в ООО Инновационно - коммерческая фирма «ГЕФЕСТ» (г. Ижевск).

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанная и созданная оригинальная установка, состоящая из КОМП, нагрузочного устройства, блока управления и питания, позволяет измерять главные напряжения и их направления с повышенным пространственным разрешением.

2. Совмещение оптических схем интерферометра и полярископа в одном оптическом приборе позволяет проводить измерения суммы и разности главных напряжений без изменения оптической схемы.

3. Разработанная методика математической линеаризации тарировочной кривой позволяет определять разности главных напряжений и их направлений в диапазоне от 0 до 0,5 ширины интерференционной полосы (изохромы) на материалах с низкой оптической чувствительностью. Полученные расчетные формулы позволяют определять главные напряжения о\ и ег2.

4. Уменьшение погрешности измерений поперечной деформации исследуемых изделий достигается применением методики определения дробной части интерференционной полосы отраженных пучков за счет изменения длины волны полупроводникового лазера путем изменения тока инжекции.

5. Разработанная оптическая схема зондирования изделия и применение материала с низкой оптической чувствительностью (органическое стекло) для изготовления изделия позволяют исследовать напряженно-деформированные состояния изделий с пространственным разрешением не хуже 0,1 мм.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня, в том числе Всесоюзной конференции «Эксплуатационная надёжность машин, роботов и модулей гибких производственных систем» (Свердловск, 1987); республиканской научно-технической конференции «Совершенствование методов расчёта, конструирования и технологии производства спироидных, гипоидных и червячных передач и редукторов» в Устиновском механическом институте (Устинов, 1986); зональном научно-техническом семинаре «Применение лазеров в промышленности и научных исследованиях» в Челябинском политехническом институте (Челябинск, 1988); Уральском семинаре «Проблемы проектирования конструкций», Уральское отделение АН СССР (Миасс, 1991); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы аграрной науки и пути их решения» в Ижевской ГСХА (Ижевск, 2005); двадцать пятой Российской школе по проблемам науки и технологиям (Миасс, 2005); межрегиональной научной конференции «Высшему агрономическому образованию в Удмуртии - 50 лет» (Ижевск, 2005); конференции «Приборостроение в 21 веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2006).

Публикации. Материалы диссертационной работы полностью отражены в 15 научных изданиях, в том числе статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК - 4, тезисы докладов - 11, патент РФ на изобретение - 2.

Личный вклад. Результаты, изложенные в диссертации, получены лично соискателем. Постановка задач исследований, определение методов их решения и интерпретация результатов экспериментов выполнены совместно с соавторами опубликованных работ при непосредственном участии соискателя.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка, включающего 123 источников. Работа изложена на 137 страницах, содержит 82 рисунка и 2 таблицы.

Выводы к главе 4

Измерения напряжений на моделях с помощью прибора показали хорошее совпадение экспериментальных значений с теорией в упругой зоне. Отклонение эксперимента от теории не превышает 5%. В пластической зоне эти отклонения могут достигать 30% и более. Это связано с тем, что теоретические расчеты проводятся для идеальных условий и не учитывают, что в некоторых областях модели напряжения достигают значений, при которых появляются пластические деформации. Некоторое отклонение теоретических кривых от экспериментальных можно объяснить неидеальностью форм и нагружения модели.

Прибор позволяет проводить измерения в областях модели с высоким градиентом напряжений это области модели вблизи угла штампа, вблизи отверстия и разреза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и создана оригинальная установка для измерения главных напряжений (7\ и а2 и их направлений в изделиях, находящихся под нагрузкой. Установка состоит из нагрузочного устройства, комбинированного оптико-механического прибора, совмещающего полярископ и интерферометр, а также блока управления и питания. Она позволяет измерять поперечную деформацию изделия с точностью до 60 нм, а также модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие или его модель.

2. Разработана схема комбинированного оптико-механического прибора, совмещающего в себе два устройства - интерферометр, определяющий поперечную деформацию модели под нагрузкой, и полярископ, определяющий разность хода лучей, возникающих при двойном лучепреломлении. Созданный комбинированный оптико-механический прибор позволяет производить измерения без изменений в оптической схеме, обеспечивает пространственную разрешающую способность измерений напряжений не хуже 0,1 мм.

3. Для уменьшения погрешности измерений созданного устройства разработана методика определения дробного порядка интерференционной полосы отраженных пучков за счет изменения длины волны полупроводникового лазера путем изменения тока инжекции.

4. Показано, что совокупность конструктивных и оптических особенностей созданного устройства, а также использование органического стекла в качестве материала моделируемого изделия, позволяет производить измерения в областях с большим градиентом напряжений.

5. Для исследования напряженно-деформированного состояния изделий и их моделей, изготовленных из оптически малочувствительных материалов, разработан метод определения разности главных напряжений в пределах 0,5 порядка интерференционной полосы (изохромы) в режиме полярископа. Получены расчетные формулы для определения главных нормальных напряжений о\ и о2 и их направлений с относительной погрешностью не более 5%.

6. На примерах определения главных нормальных напряжений доказана высокая достоверность измерений.

121

1. Александров, А.Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела / А.Я. Александров, М.Х. Ахметзянов - М.: Наука, 1973.-576 с.

2. Ахметзянов, М.Х. Исследование напряженно-деформированного состояния в шейке плоских металлических образцов при растяжении методом фотоупругих покрытий / Г.Н. Албаут, В.Н. Барышников // Заводская лаборатория, 2004. № 8 - Т. 70. - С. 41-50.

3. Ахметзянов, М.Х. Интерференционно-оптические методы механики разрушения / М.Х. Ахметзянов, В.П. Тырин // VII Всесоюзн. съезд по теоретической и прикладной механике. М., 1991. С. 78 - 95.

4. Михеев, Г.М. Получение дифракционных структур при лазерной обработке металлических пленок / Г.М. Михеев, Р.Г. Зонов // Известия Вузов. Приборостроение, 2004. Т. 47 - № 8 - С. 62-66.

5. Ахметзянов, М.Х. Способ измерения деформаций при помощи интерферометрического датчика // Заводская лаборатория, 1969. № 2. -С. 48.

6. Александров, А.Я. О применении лазеров для раздельного определения напряжений при поляризационно-оптических исследованиях / А.Я. Александров, М.Х. Ахметзянов // ПМТФ, 1978. № 5. - С. 79.

7. Ахметзянов, М.Х. Исследование статических задач механики деформируемого тела интерференционно-оптическими методами / М.Х. Ахметзянов, В.А. Жилкин // VI Всесоюзн. съезд по теретич. и прикладн. механике. Ташкент, 1986. - С. 62.

8. Александров, А.Я. Развитие интерференционно-оптических методов механики деформируемого твёрдого тела / М.Х. Ахметзянов, В.А. Жилкин // Экспериментальные методы исследований деформаций и напряжений. Киев, 1983. - С. 11-18.

9. Анциферов, С.С. Общая теория измерений: Уч. Пос. / С.С. Анциферов, Б.И. Голубь, Цод редакцией академика РАН H.H. Евтихеева М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 176 с.

10. Анурьев, В. И. Справочник. Т. 1. 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001.- 920 с.

11. Астафьев, В.И. Нелинейная механика разрушения. / В.И. Астафьев, Ю.Н. Радаев, JI.B. Степанова — Самара: Самарский университет, 2001. -562 с.

12. Александров, В.М. Введение в механику контактных взаимодействий / В.М. Александров, М.И. Чебаков // Ростов-на-Дону: Изд. ООО «ЦВВР», 2007.-114 с.

13. Бакут, П. А. Оценка минимальной длины когерентности зондирующего оптического излучения в интерферометрии / П. А. Бакут В. И. Мандросов //Квантовая электроника, 2007. -Т.37, № 1.- С.81-84.

14. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. М.: Наука, 1970. - 856 с.

15. Баранов, H.H. Оптически прозрачные полимеры и материалы на их основе / H.H. Баранов, Т.В. Сахно. -М.: Химия, 1992 89 с.

16. Бокштейн, М.Ф. О разрешающей силе поляризационной установки // ЖТФ, 1949. №10 - С. 1103 -1106.

17. Бокпггейн, М.Ф. Геометрический анализ поляризации света при просвечивании моделей из оптически чувствительных материалов. // Сб. Проблемы прочности в машиностроении. М.: Изд. АН СССР, 1962. -С. 102- 105.

18. Бартенев, Г.М. Физика и механика полимеров / Г.М Бартенев, Ю.В. Зеленев М.: Высшая школа, 1983.- 391 с.

19. Валитов, P.A. Радиотехнические измерения / P.A. Валигов, С.Н. Сретенский. М: Радио, 1970. - С. 712.

20. Вашлиевский, A.M. Оптическая электроника / М.А. Кропоткин, В.В. Тихонов. -JI.: Энергоиздат, 1990. 176 с.

21. Ведерников, В.М. Лазерно-интерферометрические системы в промышленных измерениях / В.М. Ведерников, В.П. Кирьянов // Автометрия 1998. - № 5. - С. 85-92.

22. Вест, Ч.М. Голографическая интерферометрия М.: Мир, 1982. - С. 584.

23. Василевский, A.M. Оптическая электроника. JI.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд., 1990. - 176 с.

24. Грановский, В. А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. / В. А. Грановский, Т. Н. Сирая Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 134 с.

25. Гудинов, М.М. Органическое стекло / М.М. Гудинов, Б.В. Петров М.: Химия, 1981.-216 с.

26. Гуль, В.Е. Структура и прочность полимеров. М.: Химия, 1978. - 350 с.

27. Гуль, В.Е. Структура и механические свойства полимеров. / В.Е Гуль, В.Н. Кулезнев М.: Высшая школа, 1979.- 351 с.

28. Джоунс, Р. Топографическая и спекл-интерферометрия. / Р. Джоунс, К. Уайкс М.: Мир, 1986.-328 с.

29. Дюрелли, А. Введение в фотомеханику. / А. Дюрелли, У. Райли М.: Мир, 1970 - 484 с.

30. Елистратов, В.И. Поляризационно-оптический метод в листовой штамповке. / В.И. Елистратов, В.И. Савченко Киев. - Наукова думка, 1983. - 134 с.

31. Жибров, А.Е. Теория погрешностей и обработка результатов измерений физических величин. -М.: МИСИ, 1986. 112 с.

32. Жил кип, В.А. Интерференционно-оптические методы исследования деформированного состояния. // Заводская лаборатория, 1981. № 10 — С. 57-63.

33. Жилкин, В.А.Оптические способы определения малых перемещений и деформаций элементов конструкций. / В.А. Жилкин, JI.A. Борыняк // Голографические измерительные системы Новосибирск: НЭТИ, 1976. -С. 76-79.

34. Жеребцов, И.П. Основы электроники. Л.: Энергоатомиздат, 1990. — 352 с.

35. Жаворонок, И.В. Разделение напряжений в плоских моделях методом голографической интерферометрии. / И.В. Жаворонок, Г.С. Кутаев М.: МИСИ, 1975. - № 125 - С. 14 - 17.

36. Жаворонок, И.В. Применение голографии в методе фотоупругости. // Материалы VIII Всесоюзной конференции по методу фотоупругости. Таллин, 1979.-С. 186-193.

37. Захаров, Ю. Н. Применимость полупроводниковых лазеров в научно-технической и изобразительной голографии // Голография в России и за рубежом. Наука и практика. М.: ООО «Голография-сервис», 2007. - С. 50-54.

38. Зельдович, Я. Б. Элементы прикладной математики. / Я. Б. Зельдович, А. Д. Мышкис М.: Наука, 1965. - 213 с.

39. Золотарёв, В.М. Оптические постоянные природных и технических сред. / В.Н. Морозов, В.Е. Смирнов. Справочник — Л.: Химия, 1984. — 137 с.

40. Зиньковский, А.И. Радиотехнический эксперимент. JL: Энергия, 1964. -120 с.

41. Иванов, В.А. Применение лазеров в приборах точной механики / В.А. Иванов, В.Е. Привалов СПб: Политехника, 1992. - 124 с.

42. Ишанин, Г.Г. Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов. Л.: Машиностороение, 1986. - 175 с.

43. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн М.: Наука - 1978. - 189 с.

44. Киселев, М.М. О совместном влиянии макро и микроконцентраторов напряжений на прочность зубчатых передач. / В.П. Беркутов, Ю.Л.

45. Васильченко // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции. НТО Машпром. - Устинов, 1986. - С. 77.

46. Киселев, М.М Лазерный счетчик порядка интерференционных полос в зонах концентраций напряжений зубчатых передач / М.М. Киселев, В.П. Беркутов // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции. НТО Машпром. - Устинов, 1986. - С.77.

47. Киселёв, В.А. Плоская задача теории упругости. М.: Высшая школа, 1976.-151 с.

48. Киселев, М.М. Решение контактной задачи о взаимодействии штампа-индентора с четвертышоскостью. / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Всероссийская научно-практическая конференция ИжГСХА. Тезисы докладов. — Ижевск, 2009. С. 58.

49. Киселев, М.М. Интерферометр для определения нормальных напряжений в плоских прозрачных моделях. / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Датчики и системы, 2009. № 2. - С. 26.

50. Киселев, М.М. Полярископ для определения разности главных напряжений в плоских моделях, изготовленных из оптически малочувствительных прозрачных материалов. / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Вестник ИжГТУ, 2008 № 4. - С. 108-110.

51. Киселев, М.М К вопросу о пространственной разрешающей способности полярископа. В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Всероссийская научно-практическая конференция. ИжГСХА Тезисы докладов. Ижевск, 2009. - С. 58.

52. Киселев, М.М. Бесконтактный метод определения температуры в оптически прозрачных средах. В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Всероссийская научно-практическая конференция. ИжГСХА Тезисы докладов. — Ижевск, 2009. — С. 58.

53. Киселев, М.М., Разработка автоматического полярископа для исследования напряженного состояния в зонах с высоким градиентом напряжений / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева // Тезисы докладов ИжГСХА, 2004.-С. 38.

54. Киселев, М.М. К вопросу о пространственной разрешающей способности полярископа / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В. Дородов // Тезисы докладов ИжГСХА, 2009. С. 72.

55. Киселев, М.М. Бесконтактный метод определения температуры в оптически прозрачных средах. / Беркутов В.П., Гусева Н.В., Дородов П.В // Тезисы докладов ИжГСХА, 2009. С. 73.

56. Киселев, М.М. Решение контактной задачи о взаимодействии штампа-индентора и четвнртьплоскостью. / В.П. Беркутов, Н.В. Гусева, П.В Дородов // Тезисы докладов ИжГСХА, 2009. С. 74.

57. Киселев, М.М Исследование контактных напряжений при взаимодействии жесткого штампа с упругой полубесконечной полосой.

58. В.П. Беркутов, П.В. Дородов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2009. № 6, С. 14-15.

59. Киселев, М.М Устройство для бесконтактного определения мощности СВЧ излучения / Н.В. Гусева. П.В. Дородов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2009. № 6 - С. 32-33.

60. Коваленко, Г.Д. Измерение напряжений в зубчатых передачах. М.: Машиностроение, 1969. - 100 с.

61. Красюк, Б.А. Световодные датчики. / Б.А. Красюк, О.Г. Семенов и др. -М.: Машиностроение, 1990. 256 с.

62. Кутаев, Г. С. Некоторые особенности голографической регистрации интерференционных картин при поляризационно-оптических исследованиях. М.: МИСИ, 1975. № 104. - С. 11 - 19.

63. Кокер, Э. Оптический метод исследования напряжений / Э. Кокер, JI. Файлон М.: - ОНТИ, 1936. - 634 с.

64. Крылов, К.И. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении / В.Т. Прокопенко, A.C. Митрофанов. Л.: Машиностроение, 1978. - 335 с.

65. Коронкевич, В.П. Современная лазерная интерферометрия. / В.П. Коронкевич, В. А Ханов Новосибирск: Наука, 1985. - 181 с.

66. Кирьянов, В. П. Лазерные интерферометры перемещений / В. П. Кирьянов, В. П. Коронкевич // Автометрия, 1998. № 5. - С. 65 - 84.

67. Календин, В.В. Нанометрия: проблемы и решения // Автометрия, 2004. № 2 - С. 20-36.

68. Коваленко, B.C. Применение лазеров в машиностроении / В.П. Котляров, В.П. Дятел. Киев: Выща школа, 1988. - 160 с.

69. Ландсберг, Г.С. Оптика. М.: Физматлит, 2003. - 848 с.

70. Лазерные модули фирмы IIUEY JANN

71. Лешковцев, В.Г. Применение поляризационно-оптического методам исследования напряжений в экспериментальной механике. / И.Е. Семенов-Ежов, A.A. Ширшов — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. -С. 49.

72. Ляпунов, A.M. Метрология линейных измерений наноматериалов, нанообъектов и наносистем. / Ю.А. Новиков, A.B. Раков, П.А. Тодуа // Интеграл, 2005. № 1 - С. 14-16.

73. Мироненко, A.B. Фотоэлектрические измерительные системы. М.: Связь, 1967.-300 с.

74. Метод фотоупругости. / Под ред. Г.Л. Хесина М.: Стройиздат, 1975. -Т. I. - 460 с. - Т. И, 367 с. - Т. П1, 312 с.

75. Миненков, Б.В. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. / Б.В. Миненков, И.Е. Семенов-Ежов, Т.В. Бидерман. Методические указания — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. — С. 64.

76. Нильсен, Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. Пер. с англ. П.Г. Бабаевского. -М.: Химия, 1978. 312 с.

77. Налимов, В. В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. - 97 с.

78. Носов, Ю.Р. Огггоэлектроника М.: Радио и связь, 1989. - 360 с.

79. Новиков, Ю.А.Метрология линейных измерений нанометрового диапазона — основа микроэлектроники и нанотехнологии / Ю.А. Новиков, П.А. Тодуа//Мир измерений, 2005. № 8. - С. 4-9.

80. Новицкий, П. В. Оценка погрешностей результатов измерений / П. В Новицкий, А. И. Зограф М.: Энергоатомиздат, 1990. - 94 с.

81. Островский, Ю.И. Голографическая интерферометрия / Ю.И. Островский, М.М. Бутусов, Г.В. Островская М.: Наука, 1977. 257 с.

82. Островский, Ю.И. Голографические интерференционные методы измерения деформаций / В.П. Щепинов, В.В. Яковлев — М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1988. С. 248.

83. Пригоровский, Н. И. Поляризационно-оптический метод исследования распределения напряжений. Справочник машиностроителя. - Т. 3. - М., 1962.-С. 178.

84. Работнов, Ю.И. Механика деформируемого твёрдого тела. М.:Наука. Главная редакция физико математической литературы, 1979. - 744 с.

85. Розеншер, Э. Оптоэлектроника. / Э. Розеншер, Б. Винтер М.: Техносфера, 2004. - 592 с.

86. Разумовский, И.А. Интерференционно-оптические методы механики деформируемого твердого тела. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2007. -240 с.

87. Разумовский, И.А.Методы определения коэффициентов интенсивности напряжений на основе обработки результатов поляризационно-оптических измерений. / И.А. Разумовский, Г.Я. Пановко -Методические указания. М.: МГТУ, 1994. - С. 18

88. Сретенский, P.A. Радиотехнические измерения / Р.А Сретенский, С.Н. Валитов М.: Радио, 1970. - 712 с.

89. Сорокин, B.C. Инжекционные лазеры / В.А. Мошников, В.Н. Разбегаев -СПб, 1999.-95 с.

90. Савельев, И.В. Курс общей физики. К нига 4. Волны. Оптика. М.: Астрель«АСТ, 2004.-256 с.

91. Славин, O.K. Методы фотомеханики в машиностроении. / В.Ф. Тубачев, Н.Д. Тарабасов М.: Машиностроение, 1983 - 269 с.

92. Тодуа, П.А. Российские достижения в нанометрологии. / В.В. Календин, Ю.А. Новиков // Вестник технического регулирования, 2004. № 6. -С. 40-43.

93. Уорд, И. Механические свойства твердых полимеров. Пер. с англ. под ред. А.Я. Малкина. М.: Химия, 1975. 211 с.

94. Удод, В.А. О разрешающей способности // Оптика атмосферы, 1989. -№2.-С. 154.

95. Удод, В.А. Корректное формальное описание критерия пространственной разрешающей способности по Фуко // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2002. Т. 9. - С. 473 - 474.

96. Физика полупроводниковых лазеров / Под ред. X. Такумы. М.: Мир, 1989.-310 с.

97. Финк, К. Измерение напряжений и деформаций. / К. Финк, X. Рорбах -М., Машиностроение, 1961. 535 с.

98. Филоненко Бородин, М.М. Теория упругости. - М., ОГИЗ, 1947. -295 с.100. .Киес, Р.Д. Фотоприемники видимого и ИК диапазона./ П.В. Крузе, Э.Г. Патли и др. М.: Радио и связь, 1985. - 328 с.

99. Ю1.Франсон, М. Оптика спеклов./ М. Франсон; пер. с франц. -М.: Мир, 1980. -172 с.

100. Фундаментальные проблемы теории точности. / Коллектив авторов. Под редакцией В.П. Булатова, И.Г. Фридлендера. СПб.: Наука, 2001. - 504 с.

101. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл М.: Мир, 1998.-704 с.

102. Хесин, Г.Л. Методы поляризационно-оптических измерений / И.В. Жаворонок, Д.И. Омельченко // Метод фотоупругости М., Стройиздат, 1975. - С. 97-135.

103. Хесин, Г.Л. Измерение абсолютной разности хода по полю и в точке с помощью оптического квантового генератора / Г.Л. Хесин, И.В. Жаворонок и др. // Труды всесоюзной конференции по поляризационно-оптическому методу. Таллин, 1971 С. 89 - 96.

104. Хаимова Малькова, Р.И. Методика исследования напряжений поляризационно-оптическим методом. -М.: Наука, 1970. - 116 с.

105. Ярив, А. Введение в оптическую электронику. М.: Высшая школа, 1983.-254 с.

106. Todua Р.А., Zhelkobaev Zh.E., Kalendin V.V. Fast laser two frequency interferometerphasometer // Proc. V IMEKO-TC-74 Symposium on Dimensional Metrology in Production and Quality Control ISMOS-95. Spain, 1995.-P. 111-113.

107. Kalendin V.V., Barash V.Ia., Zhelkobaev Zh. Radiooptical phase comparator of nanometric band // Proc. VIII Intl. Precision Engineering Seminar. France, 1995. - P. 77.

108. Lang R., Kobayshi K. //IEEEJ. QuantumElektron, 1980. V. 16. - P. 374. 112. Cocer, E.G A treatise on photo-elasticity / E.G. Cocer, L.N. Filon1. Cambridge, 1931.-611 p.

109. Patra, A.S. Исследование двулучевого поляризационного гетеродинного интерферометра / A.S. Patra, A. Khore // Оптический журнал, 2005. -№ 12 -С. 25-28.

110. Gernosek, J. On the effect of rotating secondary principal stresses on scaffered-light photoelasticity. Exp. Mtch, 1973. - P. 273-279.

111. Groch, S.P. Photoelastilc studies on progress of separation in interference fits/ S.P. Groch, B. Dattaguru, A.K. Rao. Exp. Mech, 1982. - Vol. 22, - P.8-15.

112. Sciamarella C.A. Strain analysis of a disk subjected to diametral compression by means of holographic interferometry / C.A. Sciamarella, J.A. Gilbert // Appl, 1973. Vol. 12. - P. 1953 - 1956.

113. Frocht, M.M. Photoelasticity. Vol. I, II. New York: Wiley, 1949. - 411 p.

114. Tardy, H.L. Metod pratique d'examen et de mesure de birefringence des verre d'optique, Rev. Opt. Bd., 1929. № 8 - -P. 59-69

115. Francon, M. Modern Applications of Physical Optics Interscience. New York, 1963.- 106 p.

116. Perina J. Coherence of Light. Van Nostrand Reinhold Company. London, -1972.-26 p

117. Патет на изобретение № 2387516 РФ, МПК B21J 13/02. Узел крепления штампа к молоту / Беркутов В.П., Гусева Н.В., Дородов П.В., Киселев М.М.; Опубл. 27.04.10, Бюл. № 12.

118. Авторское свидетельство СССР на изобретение «Узел крепления молотового штампа» № 1493375. Авторы: Беркутов В.П., Демидов Л.Д., Киселев М.М., Сивков И.Г., Баранов Н.Ф.

119. Патент на изобретение № 2029975, МПК 6 в 02 В 6/42. Соединитель световода с фотоприемником / Г.М. Михеев, заявитель и патентообладатель автор, заявл. 07.07.92, опубл. 27.02.95. Бюл. № 6.136