автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Термоэлектрический метод контроля накопленных повреждений в металле при многоцикловой усталости, на примере алюминиевого сплава

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ТУПИКИН Дмитрий Александрович

УДК 621.3.082.6:539.422.24

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ НАКОПЛЕННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В МЕТАЛЛЕ ПРИ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ, НА ПРИМЕРЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

Специальность 05.02.11 - Методы контроля и диагностика в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел, 2003 г.

Работа выполнена на кафедре «Приборостроение, метрология и сертификация» в Орловском государственном техническом университете (ОрелГГУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор КОРНДОРФ Сергей Фердинандович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ШКАТОВ Петр Николаевич кандидат технических наук СЕМИНА Елена Викторовна

Ведущая организация: ОАО «Ливгидромаш», г. Ливны

Защита состоится «18» декабря 2003 г. в 1400 часов на заседании Совета Д 212.182.06 в Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, РФ, г. Орел, Наугорское шоссе, 29 (ауд.212).

Автореферат разослан «17» ноября 2003 г. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу Совета: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, ученому секретарю ДС Д 212.182.06

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета.

2оо5-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Контроль усталости конструкционных материалов и, в частности, алюминиевых сплавов, является одной из важных современных технологических проблем, связанных в первую очередь с безопасностью эксплуатации аэрокосмической техники, а также энергетических установок, трубопроводов, транспортных и других ответственных конструкций, испытывающих при работе циклические нагрузки.

Анализ состояния материала, имеющего определенную степень усталостной деградации является сложной задачей, поскольку процесс усталости многоэтапен. В простейшем случае выделяются два этапа. Первый представляет собой процесс накопления рассеянной поврежденности в виде пластических деформаций на кристаллическом уровне: размножаются и перемещаются вакансии и дислокации, идет их объединение в сплетения, образование ячеистой дислокационной структуры. Начало второго этапа характеризуется переходом ячеистой структуры в полосы скольжения, зарождением в них микротрещин в тех местах, где плотность дислокаций наиболее высока, затем микротрещины развиваются в трещины и происходит разрушение материала. Относительная длительность первого этапа усталостного разрушения увеличивается с уменьшением амплитуды циклических напряжений, действующих в металле, в результате чего на практике, для деталей, не имеющих изначальных технологических дефектов, его длительность составляет от 60 до 90% общей долговечности. Механизмы разрушения на указанных этапах различаются, что вынуждает контролировать их различными методами.

Контроль усталости ответственных деталей, от которых непосредственно зависит безопасность эксплуатации сложных конструкций и механизмов, должен осуществляться с ее первого этапа, причем с использованием неразрушающих методов. Известные методы контроля усталости на первом её этапе либо пригодны только для ферромагнитных металлов, либо позволяют осуществлять контроль изделий только в процессе их эксплуатации.

В связи этим возникает необходимость в разработке неразрушающего метода контроля накопленных усталостных повреждений на первом этапе разрушения, позволяющего контролировать сплавы цветных металлов, причем как в процессе эксплуатации, так и при техническом обслуживании. Метод так же должен сочетать высокую локальность контроля, позволяющую выявлять очаги будущего разрушения, простоту средств контроля и их применения, с целью его использования при технической диагностике до начала трещинообразования.

Целью работы является разработка метода и средства контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений в металле на примере алюминиевого сплава до образования в нем микротрещин.

Основные задачи работы следующие:

• Анализ существующих неразрушающих методов контроля структурных изменений в металлах, сопровождающих начальные этапы усталости, и границ их применимости;

• Выявление взаимосвязи изменения термоэлектрических свойств с процессом на-

копления повреждений на начальном этапе усталости;

• Анализ факторов, влияющих на точность контроля термоэлектрических свойств металлов, и выявление возможностей снижения их влияния;

• Разработка требований к средству контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла и экспериментальной установки обеспечивающей их выполнение;

• Разработка методики экспериментального определения функциональной связи между уровнем накопленных усталостных повреждений и изменениями термоэлектрических свойств металла на примере алюминиевого сплава при многоцикловой усталости;

Методы и средства исследования.

При выполнении работы применялись аналитические методы, методы корреляционного и регрессионного анализа, математической статистики и теории точности.

Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных стендах с помощью универсальных электроизмерительных приборов. Обработка экспериментальных данных проводилась в программных пакетах Microsoft Excel, Mathsoft MathCAD, Jandel Scientific Software Table Curve 3D.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Установлена зависимость изменения термоэлектрической способности металлов, на примере алюминиевого сплава, от относительного уровня накопленных усталостных повреждений при циклическом нагружении.

• Установлено, что при циклическом нагружении сплава Д16Т его термоэлектрическая способность возрастает, причем наиболее сильно она изменяется при относительном уровне накопленных повреждений от 40 до 70%, а при бблылих и меньших значениях уровня повреждений её изменения незначительны.

• Показано, что изменение термоэлектрической способности сплава Д16Т, соответствующее его усталостному разрушению, прямо пропорционально амплитуде действующих циклических напряжений.

• Получена расчетная зависимость позволяющая снизить погрешность определения термоэлектрической способности поверхности металла за счет учета термоэлектрических свойств электродов контрольных термопар.

Практическую ценность представляет:

• Метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

• Экспериментальная установка для контроля термоэлектрической способности поверхностного слоя металлов и рекомендации для конструктивной разработки средства контроля, реализующего разработанный метод.

• Методика экспериментального определения функциональной связи между уровнем накопленных усталостных повреждений и изменениями термоэлектрических свойств металла.

Апробация работы. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на восьми научно-технических конференциях:

- Международная научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» - Орёл: Орёл ГТУ, 2001,2002, 2003.

- Международная научно-практическая конференция «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» - Новочеркасск: Южно-Российский ГТУ (НПИ), 2001, 2002.

- 7-е Всероссийское научно-техническое совещание-семинар «Инженерно-физические проблемы новой техники» - Москва: НУК МТ МГТУ им. Н.Э. Баумана и МГУ им. М.В. Ломоносова, 20-22 мая, 2003 г.

- Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения» - Махачкала: Дагестанский ГТУ, 21-24 октября 2003 г.

- Региональная научно-техническая конференция «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» - Воронеж: Воронежский ГТУ, 23-25 апреля 2002 г

По материалам диссертационного исследования опубликовано 10 печатных работ, подано две заявки на изобретения.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

2. Эмпирические зависимости между изменениями термоэлектрической способности поверхности алюминиевого сплава Д16Т и относительным уровнем накопленных усталостных повреждений при многоцикловой усталости.

3. Модифицированный способ контроля термоэлектрической способности поверхности металлов.

4. Экспериментальная установка для контроля термоэлектрической способности поверхностного слоя металлов и рекомендации для конструктивной разработки средства контроля, реализующего разработанный метод.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определена ее цель, а также раскрыто научное и практическое значение работы.

В первой главе обоснована необходимость разработки нового неразру-шакнцего метода контроля начальных этапов усталости. Из анализа существующих способов обеспечения надежности при усталости сделан вывод о необходимости контроля величины накопленных повреждений отдельных ответственных деталей, как непосредственно в процессе эксплуатации, так и при техническом обслуживании, для чего необходимо использование неразрушающих методов.

Проведенный анализ существующих неразрушающих методов контроля структурных изменений в металлах, сопровождающих начальные этапы усталости, таких как теплорадиационный (Г.А.Куриленко, Л.М.Школьник и др.), акустической эмиссии (Л.Г. Меркулов, А.В.Харитонов, и др.) и экзоэлектронной эмиссии

(Р.И. Минц, B.C. Кортов и др.), электромагнитные (Г.А.Касимов, А.А.Дубов, В.М. Матюнин и др.), проникающих излучений (Н.В.Чириков, Н.П.Валуев, Р.П.Озеров и др.) показал, что для указанных выше условий, а так же по критериям локальности, эксггрессности, простоты реализации средств контроля и применения наиболее подходящим является термоэлектрический метод.

Во второй главе проведен теоретический обзор физической сущности термоэлектрических свойств металлов и рассмотрены причины влияния структурных изменений, сопутствующих усталости, на термоэлектрическую способность металлов.

Термоэлектрические свойства в высокой степени чувствительны к структуре и к малейшим изменениям в электронном энергетическом спектре металлов, а наличие структурных неоднородностей, таких как дефекты кристаллической решетки, примеси, остаточные напряжения оказывают сильное влияние на физические, технологические и эксплуатационные свойства металлов и сплавов.

Следствием высокой чувствительности термоэлектрической способности к структурным характеристикам металлов является её сильная взаимосвязь с такими параметрами, как поверхностная микротвердость, исследованная Ю.И. Нестеро-вичем, и величина относительной пластической деформации, исследованная А.А.Лухвичем и Н.С.Акуловым. На основе закона кинетики дислокаций Акулова ими была получена теоретическая зависимость изменения термоэлектрической способности от степени относительной пластической деформации, которая имеет вид:

где ДУ - изменение ТЭС; - исходная ТЭС; Ае - приращение относительной пластической деформации; а - постоянная, связанная с вероятностью возникновения дислокаций; а = Nm/N0 -1 - относительное приращение плотности дислокаций в резуль-

- плотность дислокаций после деформации;

N0 - начальная плотность дислокаций до деформации.

В то же время на начальных этапах усталости процесс накопления повреждений представляет собой появление локальных микропластических деформаций внутри отдельных зерен. При этом видимые макропластические деформации в образце малозначительны или отсутствуют, из-за чего в качестве меры возникающих в зернах микропластических деформаций при физических экспериментах используется энергия, неупруго рассеиваемая за цикл, то есть разность между произведенной над образцом работой и энергией, рассеянной на его нагрев. Исследования, проведенные В.Т.Трощенко (рис.1) для ряда металлов, в частности для сплава Д16Т, показывают, что при многоцикловой усталости изменение его пластической деформации за цикл не зависит от числа циклов нагружения, следовательно, возможно предположить линейную взаимосвязь между уровнем накопленных повреждений и относительной пластической деформацией.

(1)

тате деформации;

Также ряд исследователей (В.И.Беляев, О.И.Гуща, А.Иманкулов, В.А.Козаков) указывают на сильную зависимость поверхностной микротвердости металлов и сплавов от процессов накопления микроструктурных повреждений при усталостном разрушении.

Таким образом, имеются все основания предположить наличие взаимосвязи изменений термо-■> электрических свойств с процессами, протекающи-

ми в металле на начальных этапах усталости и, как следствие, возможность применения термоэлектри-г ческого метода для контроля указанных этапов, од-

нако точный вид указанной взаимосвязи может быть установлен только экспериментально. Однако анализ существующих способов и устройств для контроля термоэлектрических свойств показал, что обеспечиваемая ими точность недостаточна для контроля накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

В простейшем виде метод контроля термоэлектрической способности (рис.2) реализуется посредством установки на контролируемую поверхность тела 1, двух электродов. Один из них (поз.2) имеет температуру, близкую к температуре контролируемого объекта и окружающей среды, а другой (поз.З) - температуру, значительно отличающуюся от температуры первого. В результате этого в теле возникает градиент температур, а между электродами - термо-ЭДС, измеряемая милливольтметром (поз.5) и являющаяся интегральной характеристикой зоны, охваченной градиентом температур. Перепад температур между электродами создается и поддерживается постоянным посредством нагревателя (поз.4) установленного на электроде. Термоэлектрическая способность при этом определяется как отношение генерируемой термо-ЭДС к перепаду температур между горячим и холодным электродами.

В зависимости от состояния каждого отдельного локального участка, термоэлектрическая способность (ГЭС) поверхности металла имеет различные значения, случайным образом рассеянные относительно некоторой средней ТЭС металла, зависящей, в основном, от его химического состава. Упрощенно это можно представить как наличие в исследуемой локальной зоне контакта «горячего» электрода 3 с контролируемой поверхностью резко ограниченного участка, с ТЭС, отличающейся на некоторую величину от средней по исследуемому телу. Этот участок образует с остальным материалом термопару, термо-ЭДС которой зависит

Рисунок 1 - Изменение пластической деформации за цикл в зависимости от числа циклов нагруже-ния для сплава Д16Т:

1 - ог„=270МПа;ЛГр=3,8'104;

2 - а„=250 МПа; Л^=3,3 • 104;

3 - сг„=200 МПа; Л^=9,85-104;

4 - сто=120 МПа;Л^=3,5'106

ских свойств способом контактирующих электродов.

от степени отличия его ТЭС от средней и от величины температуры на границе раздела между ним и остальным металлом. В реальном металле граница термоэлектрической неоднородности размыта и ТЭС изменяется плавно, а не скачком, образуя при этом цепь последовательно соединенных термопар, работающих при различных температурах. Эта цепь может быть условно заменена эквивалентной термопарой, генерирующей при тех же условиях такую же термо-ЭДС.

Температура на границе раздела «неоднородность-основной металл», при отсутствии в металле внутренних источников тепла и стационарном тепловом поле, описывается выражением (TrT0)/(TrTo)=Fгде F - параметр, определяющий распределение температур в исследуемой области. Термо-ЭДС в цепи «электрод -неоднородность - основной металл» (рис.2) описывается уравнением:

Еънм '--SjTo-SjTI +ScpTrScpTo, (2)

где S3 - термоэлектрическая способность «горячего» электрода 3;

S„ - термоэлектрическая способность неоднородности;

Sep - средняя термоэлектрическая способность поверхностного слоя металла;

То - температура окружающей среды, «холодного» электрода и холодного конца нагретого электрода;

Г/ - температура точки контакта нагретого электрода с исследуемым участком;

Т2=Т0+(Тi-Tq)F-температура на границе раздела «неоднородность-основной металл».

Преобразуя (2), получим:

Е,ым-(Ti-Ta) (fS„+(Scp-SJFJ-SJ. (3)

Значение в квадратных скобках представляет собой абсолютную термоэлектрическую способность исследуемой точки объекта. Обозначим:

S^+fS^-SJF^+fS.-SJO-F). (4)

Откуда:

S = Е™~ +S . (5)

и тт ~ 'о

Поскольку очевидно, что основным фактором, влияющим на точность определения термоэлектрической способности, является погрешность, с которой определяется перепад температур между точками контакта «горячего» и «холодного» электродов с исследуемым телом, то разработанный способ контроля ТЭС реализован на основе схемы (рис.3), использующей в качестве наконечников электродов спаи контрольных термопар. На рисунке представлены: 1 - контролируемый объект; 2, 3, 4, 5 - электроды термопар; 6 - нагреватель; 7 - контактная коробка холодных концов термопар; 8, 9, 10 - вольтметры. Данная схема позволяет контролировать температуру в точках контакта электродов с исследуемой поверхностью.

Зависимость для определения термоэлектрической способности с использованием предложенной схемы получена аналогично (2) и (3):

Fjhm

=(ТI-Tq)(Suo-SC)+(S2-SQ)(TО-Тхк) (6)

где S0 и S/ - термоэлектрические способности электродов термопары нагреваемого электрода;

5г и S3 - термоэлектрические способности электродов термопары точки подключения к исследуемому объекту;

Тхк - температура холодных концов термопар.

Термо-ЭДС контрольных термопар описываются зависимостями:

EMp=(SrSa>(TrTxJ -(Si-SQ)[(T¡-TQ)-(Tg-TXK)J (7)

Exo„=(SrSJ(TrTJ (8)

С учетом (7) и (8) выражение для определения относительного коэффициента термоэлектрической способности контролируемой точки имеет вид:

S = = эш ~ ^ (9)

501 Егор - К /S13

Этот относительный коэффициент используется далее в работе для оценки ТЭС, поскольку значения S0 и Soi постоянны. Полученная расчетная зависимость (9) более полно, в сравнении с ранее известными зависимостями других авторов, применявших аналогичные схемы, учитывает компоненты термоэлектрической цепи, что позволяет снизить погрешность определения ТЭС на 2-27%. Для ее использования необходимо экспериментально определить значения отношений в квадратных скобках, которые зависят от термоэлектрических свойств электродов контрольных термопар.

В третьей главе сформулированы основные требования к средству контроля термоэлектрической способности и на их основе разработана экспериментальная установка, реализующей модифицированный способ контроля термоэлектрической способности. Экспериментально определены термоэлектрические параметры контрольных термопар и время установления стационарного теплового режима при контроле.

Хотя использование термо-л пар в качестве электродов позволяет повысить точность определения температур,

в любом случае сохраняется ошибка, возникающая из за того, что контрольная термопара генерирует ЭДС, соответствующую не точке контакта, а некоторой , температуре внутри спая. Указанная разность температур зависит от величин теп-

ловых сопротивлений спая и исследуемого тела,, при чем сопротивление спая t включает и контактное тепловое сопротивление между спаем и исследуемой по-

* верхностью. Устранить эту ошибку нельзя, однако для целей проведенного иссле-

дования достаточно обеспечить ее постоянство. Ввиду наличия микронеровностей * на контактирующих поверхностях площадь их контакта, а следовательно и кон-

тактное сопротивление зависит от усилия, прижимающего электрод к исследуемой

поверхности. Влияние усилия прижатия горячего электрода к исследуемой поверхности на результаты термоэлектрического контроля исследовано экспериментально.

Наконечник «горячего» электрода, представляющий собой спай стандартной термопары «хромель-копе ль» с радиусом кривизны N=0,75 мм, прижимался к поверхности (На 0,16) пластины из сплава Д16Т (предел текучести ат=176,3 МПа). При проведении эксперимента усилие прижатия ступенчато увеличивалось с возвратом после каждой ступени к минимальной нагрузке. Как видно из графика (рис.4) изменения коэффициента ТЭС от нагрузки, после приложения усилия 0,909 Н и снятия его произошло значительное изменение коэффициента ТЭС исследуемой точки по сравнению с предыдущими аналогичными значениями, что говорит о необратимом изменении ее свойств. Проведенное исследование так же показало, что с ростом усилия прижатия уменьшается дисперсия результатов измерения ТЭС, поскольку при этом микронеровности поверхностей сминаются и условия контакта стремятся к идеальным.

На основании результатов работы Л.Н. Воронцова по теоретическому исследованию внедрения наконечников устройств контроля в тело изделий предложена зависимость для определения усилия прижатия:

где стт - предел текучести контролируемого материала: к- коэффициент запаса (рекомендуется £=1,05); Я - радиус кривизны наконечника горячего электрода; Яа - параметр шероховатости исследуемой поверхности. Определенное посредством зависимости (10) значение составило /<=0,82 Н, что соответствует результатам эксперимента и позволяет рекомендовать эту зависимость для определения усилия прижатия при других условиях контроля.

На основании известных конструкций установок для контроля ТЭС и анализа факторов, влияющих на точность результатов ее контроля выявлено, что к средству контроля величины накопленных усталостных повреждений по изменению ТЭС необходимо предъявлять ряд требований, в частности:

1. Конструкция должна обеспечивать возможность непосредственного контроля температур электродов, для чего необходимо использовать в качестве наконечников горячего и холодного электродов контрольные термопары.

0,225

0,205

0,418 0,516 0,614 0,712 0,811 0,909 ЕЗ 8 под нагрузкой 5 8 после снятия нагрузки

Рисунок 4-Влияние усилия прижатия на величину ТЭС

2. Температура горячего электрода, не должна превышать значений, при которых в исследуемом материале начинаются процессы структурных изменений (~100°С) и, в то же время, необходимо обеспечить значительный (не менее 50°С) перепад температур между горячим и холодным электродами. В связи с необходимостью обеспечения стационарного теплового режима необходимо также стабилизировать температуру горячего электрода.

3. Усилие прижатия горячего электрода к исследуемой поверхности должно иметь значение, которое, с одной стороны, приводит к смятию микронеровностей исследуемой поверхности, но, с другой стороны, создает механические напряжения в контакте не превышающие значений, при которых происходит внедрение электрода в исследуемую поверхность и ее повреждение. Для разработанной установки это значение определено выше и составило К=0,82 Н

Оценка погрешности определения коэффициента ТЭС на разработанной установке проводилась экспериментально, посредством анализа результатов многократных измерений в одной и той же точке и определения дисперсии и стандартного отклонения результатов измерения. Измерения проводились на том же материале в тех же условиях. Выявлено, что, при оптимальном усилии прижатия, многократные установы электрода в одну и ту же точку не приводят к статистически значимым изменениям ее свойств. Доверительный интервал результата единичного измерения коэффициента ТЭС (при термо-ЭДС «горячей» контрольной термопары 3400+3900 мкВ) составил ±0,00236 с вероятностью р=0,95. Проведенная теоретическая оценка погрешности разработанного способа контроля ТЭС показала, что разность между теоретическим и экспериментальным значениями погрешности является статистически незначимой.

В четвертой главе приведены описание оборудования и результаты экспериментального исследования разработанного метода контроля.

Исследование проводилось на плоских пластинах из дюралюминиевого сплава Д16Т ГОСТ 4784-97. Пластины циклически нагружались консольным изгибом на специально разработанном стенде. Амплитуды циклических напряжений, действующих на исследуемые пластины, выбраны в окрестности напряжения, соответствующего справочному значению предела усталости а.1 исследуемого материала при симметричном нагружении. Использовалось пять уровней амплитуд напряжения, которые соответственно составили 80, 90, 100, 110 и 120 % от величины а.\. При этом расчетные минимальные и максимальные ожидаемые значения долговечности при крайних значениях указанных амплитуд напряжений составляют соответственно 7x105 и 6x10б циклов, что практически полностью охватывает диапазон долговечностей, соответствующий многоцикловой усталости.

Термоэлектрическая способность контролировалась вдоль пластин, то есть исследовались сечения, подвергавшиеся различным амплитудам напряжений, но « испытавшим равное число циклов нагружения.

В литературе зависимость накопленной поврежденности от числа циклов оценивается относительной величиной повреждений. Эта зависимость для оценки , величины накопленных повреждений в исследуемой точке получена на основе

уравнения кривой усталости и гипотезы о линейности процесса накопления по-

вреждений и имеет вид:

т

где п - текущее число циклов нагружения, цикл.

о - амплитуда циклических нагрузок, МПа;

стл - максимальная амплитуда напряжений, при которой еще не происходит усталостное разрушение, МПа;

Иа - циклическая долговечность при напряжении ая, цикл;

т - эмпирический коэффициент.

Считается, что \|/ принимает значения от 0 до 1. При этом значение у = О соответствует случаю, когда повреждения отсутствуют, значение у = 1 - уровню повреждений, при котором деталь достигла предельного состояния. Для исследуемой пластины, после циклического нагружения, значение = 1 соответствует сечению с максимальной амплитудой циклических напряжений, то есть линии зажима, а значение у = 0 - точке приложения нагрузки.

Уравнение для оценки распределения поврежденности по длине пластины на основе (11) имеет вид:

где х - расстояние от линии зажима до сечения;

Ь - длина рабочей части пластины;

ст(лс) - амплитуда циклических напряжений, действовавших в сечении х;

(!„„ - максимальная амплитуда циклических напряжений.

Для исследуемого материала параметр т определен экспериментально и имеет значение т = 5,14.

Полученные данные показывают, что термоэлектрическая способность, при накоплении усталостных повреждений, монотонно возрастает. Значимость результатов эксперимента подтверждается тем, что максимальное изменение коэффициента ТЭС превосходит ширину доверительного интервала определения значений коэффициента ТЭС в 3,3-4,9 раз.

Уравнение для регрессии экспериментальных данных получено на основе теоретической зависимости изменения термоэлектрической способности от степени относительной пластической деформации (1), предполагая, линейность зависимости между накопленными повреждениями и относительной пластической деформацией, а также допуская, что относительное приращение плотности дислокаций имеет значение много больше единицы. В результате регрессионная зависимость принимает вид:

(12)

где А - коэффициент, зависящий от максимального изменения ТЭС;

В - коэффициент, связывающий относительную пластическую деформацию с величиной накопленных повреждений;

С - коэффициент, зависящий от относительного приращения плотности дислокаций в металле.

Предварительный анализ результатов регрессии (рис.5) показывает, что в области изменения \|/ можно выделить три подобласти:

- в первой, соответствующей уровню повреждений менее ~0.4, протекающие в металле процессы практически не оказывают влияния на ТЭС, при чем, с уменьшением действующих напряжений протяженность этой области увеличивается;

- во второй, при уровне повреждений от ~0.4 до ~0.8, наблюдается резкий рост термоэлектрической способности, что может быть объяснено увеличением концентрации кристаллических дефектов в металле;

- в третьей области величина ТЭС стремится к постоянному значению, что соответствует достижению концентрацией дефектов предельной величины и переходу процессов усталостного разрушения на качественно новый уровень - развития микротрещин.

Уточненный анализ позволяет определить, что, для всего диапазона исследованных амплитуд напряжений, полученные зависимости могут быть применены в диапазоне от 0,40 до 0,70 накопленной поврежденное™. За пределами указанной области изменение ТЭС, вызванное циклическими нагрузками, не выходит за пределы доверительного интервала определения ТЭС, а следовательно оно не может быть достоверно определено.

Из полученных результатов следует, что величина максимального изменения ТЭС, соответствующая переходу процесса усталостного разрушения на каче-

0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 96 МПа -"-108 МПа -*-120МПа -*-132МПа -*-144МПа

Рисунок 5 - Зависимости изменения ТЭС от относительного уровня накопленных повреждений при различных максимальных амплитудах циклических напряжений

ственно новый уровень (возникновение и развитие микротрещин) возрастает с ростом амплитуды циклических нагрузок(рис.б), что указывает на различность протекания процесса накопления повреждений при малых и больших нагрузках.

Погрешность разработанного метода контроля накопленной повреж-денности и оценки оста-

1 От

Рисунок 6 - Зависимость предельного значения термоэлектрической способности от максимальной амплитуды циклических напряжений.

точного ресурса определена как максимальная величина для указанного диапазона применимости (0,40 + 0,70) для значения у=0.58, которое соответствует максимальному рассеянию в указанном диапазоне у. Предположим, что изделие из сплава Д16Т нагружается случайным образом в исследованном диапазоне нагрузок (96-144 МПа), причем амплитуды действующих напряжений имеют равные вероятности воздействия. В этом случае, при измеренном значении изменения ТЭС Д5=0,01, значение относительного уровня накопленных повреждений составит \|/=0,58±0,16.

В случае сужения диапазона действующих нагрузок точность метода может быть повышена, а диапазон применимости - расширен.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1.Для контроля ответственных деталей, как непосредственно в процессе эксплуатации, так и при техническом обслуживании, из всех известных неразрушаю-щих методов контроля структурных изменений в металлах, сопровождающих начальные этапы усталости, по критериям локальности, экспрессности, простоты реализации средств контроля и применения наиболее подходящим является термоэлектрический метод

2. Процесс накопления повреждений на начальном этапе усталости преимущественно представляет собой рост плотности дислокаций и, следовательно, оказывает влияние на термоэлектрические свойства металлов в связи с их высокой чувствительностью к дефектам кристаллической решетки. Однако точность существующих способов и устройств для контроля термоэлектрических свойств недостаточна для контроля накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

3.Экспериментально показано, что при циклическом нагружении сплава Д16Т его термоэлектрическая способность возрастает, причем наиболее сильно она изменяется при относительном уровне накопленных повреждений от 40 до 70%, а при больших и меньших значениях уровня повреждений её изменения незначи-

тельны. Разработан метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

4.Установлена возможность применения термоэлектрического метода для контроля относительного уровня накопленных повреждений и прогнозирования остаточного ресурса в диапазоне от 27-40% до 70-94% полного ресурса изделий из сплава Д16Т в зависимости от значений действующих циклических напряжений.

5.Для сплава Д16Т экспериментально установлено, что изменение термоэлектрической способности, соответствующее его усталостному разрушению, монотонно возрастает с ростом амплитуды действующих циклических напряжений.

6. Аналитически и экспериментально показано, что погрешность контроля термоэлектрических свойств способом контактирующих электродов сильно зависит от погрешности определения перепада температур между электродами и значения усилия прижатия горячего электрода к контролируемой поверхности.

7. Получена расчетная зависимость позволяющая снизить погрешность определения термоэлектрической способности исследуемого материала за счет учета термоэлектрических свойств контрольных термопар,.

8.Экспериментально подтверждена правомочность определения усилия прижатия горячего электрода к контролируемой поверхности, обеспечивающего отсутствие её повреждений и минимальную дисперсию результатов контроля, по значениям радиуса кривизны наконечника горячего электрода, предела текучести и шероховатости контролируемого материала.

9.На основе предлагаемого способа контроля термоэлектрической способности поверхностного слоя металлов разработаны рекомендации для конструктивной реализации средства контроля и экспериментальная установка, реализующая разработанный метод.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Тупикин Д.А. Термоэлектрический метод контроля усталостных явлений в металлах. // Контроль и диагностика. - 2003. - №11.-С.53-61

2.Корндорф С.Ф., Тупикин Д.А. Способ выявления и оценки параметров термоэлектрических неоднородностей в приповерхностном слое металлических изделий. // Известия машиностроения и приборостроения Орел ГТУ. - 2003. - №3-4.-(в печати)

3.Тупикин Д.А. Причины рассеяния срока службы опор качения и путь его уточнения.// Фундаментальные и прикладные, проблемы технологии машиностроения - Технология - 2001. Сборник Научных трудов Междунар. диет, науч,-техн. конф., Орёл, 1 марта - 10 сентября, 2001, Орёл: ОрёлГТУ, 2001. - 313 е., С.282-284

4.Тупикин Д.А. О необходимости контроля начальных этапов усталости металлов и применяемом для этого методе.// Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы П междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 21 сентября 2001 г.: В 4 ч./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск^! - 4.1. - 79 е., С. 69-70

^-1951* л

"\fS\2T

5.Тупикин Д. А. Термоэлектрический метод контроля усталостных Явлений в металлах и сплавах.// Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы Ш междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 21 сентября 2002 г.: В 4 ч./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск, 2002. - 4.2. -56с.,С.7

6.Тупикин Д.А. Размер информативной зоны при термоэлектрическом контроле / Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения -Технология - 2002. Материалы Междунар. диет, науч.-техн. конф. Орел, 1 марта -10 сентября, 2002. -Орёл 2002. - 424с - С.363-364

7.Тупикин Д.А. Термоэлектрический метод контроля усталостных явлений в металлах // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология -2003. Материалы Междунар. науч.-техн. конф., Орел, 25-27 сентября, 2003. - Орел, 2003 .-613с. - С.437-440

8.Тупикин Д.А. Термоэлектрический метод диагностирования усталостных явлений в металлах // Материалы 7-ого Всеросс. науч.-техн. Совещания-семинара. Москва МВТУ им. Баумана 20-22 мая, 2003./205с - С. 172-173

9.Тупикин Д.А. Термоэлектрический метод контроля усталостных повреждений материалов / Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения. Всероссийская научно-техническая конференция. Дагестанский ГТУ. Махачкала. 21-24 октября 2003 г.

Ю.Тупикин Д.А. Динамический способ контроля поверхностной термоэлектрической неоднородности.// Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды региональн. науч.-техн. конф., г. Воронеж,23-25 апреля 2002 г.: / Воронежский ГТУ. - Воронеж: ВГТУ, 2002 -116 е., 87-88 с.

П.Корндорф С.Ф., Ногачева Т.Н., Тупикин Д.А. Термоэлектрический способ контроля толщины покрытия. Заявка № 2002115184 от 06.06.2002.

12.Тупикин Д.А. Термоэлектрический способ контроля металлических материалов. Заявка №2003103891 от 10.02.03.

я

Подписано к печати «14» ноября 2003 г. Тираж 100 экз. объем 1 п л. Заказ №

Типография Орел ГТУ 302030, г. Орел, ул Московская, 65

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЕЕ

ХАРАКТЕРИСТИК.

1.1 Понятие усталости и обеспечение надежности деталей при их эксплуатации.

1.2. Периоды усталостного разрушения.

1.3 Критерии оценки характеристик усталости.

1.4 Методы контроля усталостных явлений.

Выводы по 1 главе.

ГЛАВА 2 ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И ВОЗМОЖНОСТЬ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТИ.

2.1 Теоретический обзор физической сущности термоэлектрических свойств металлов.

2.2 Пластические деформации при усталости и их влияние на термоэлектрическую способность.

2.3 Способ контроля термоэлектрической способности.

2.4 Факторы, влияющие на контроль термоэлектрической способности методом контактирующих электродов.

Выводы по 2 главе.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПОСОБНОСТИ И ЕГО ИССЛЕДОВАНИЕ.

3.1 Средство контроля термоэлектрической способности металлов.

3.2 Определение времени установления квазистационарного теплового режима при контроле.

3.3 Влияние усилия прижатия на величину термоэлектрической способности.

3.4 Влияние вариаций контактного взаимодействия на результаты контроля.

3.5 Анализ теоретической погрешности результатов измерения термоэлектрической способности.

Выводы по 3 главе. щ

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПОСОБНОСТИ МЕТАЛЛА ОТ

УРОВНЯ НАКОПЛЕННЫХ УСТАЛОСТНЫХ

ПОВРЕЖДЕНИЙ.

4.1 Постановка задачи экспериментального исследования.

4.2 Методика экспериментального определения функциональной связи между уровнем накопленных усталостных повреждений и изменениями термоэлектрических свойств металла.

4.2.1 Выбор материала исследуемого объекта.

4.2.2 Выбор параметров образцов и способа их циклического нагружения.

4.2.3 Стенд для циклического нагружения плоских пластин.

4.2.3 Условия и порядок проведения эксперимента.

4.2.3 Термоэлектрические свойства исследуемых пластин в начальном состоянии и после циклического нагружения до предельного состояния.

I 4 4.2.4 Определение параметров зависимости циклической долговечности от амплитуды действующих напряжений и оценка относительного уровня накопленных повреждений. 4.2.5 Анализ зависимости изменений термоэлектрических Iсвойств металла от уровня накопленных усталостных \ повреждений и определение их функциональной связи.

4.3 Метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

Актуальность проблемы.

Контроль усталости конструкционных материалов и, в частности, алюминиевых сплавов, является одной из важных современных технологических проблем, связанных в первую очередь с безопасностью эксплуатации аэрокосмической техники, а также энергетических установок, трубопроводов, транспортных и других ответственных конструкций, испытывающих при работе циклические нагрузки.

Анализ состояния материала, имеющего определенную степень усталостной деградации является сложной задачей, поскольку процесс усталости многоэтапен. В простейшем случае выделяются два этапа. Первый представляет собой процесс накопления рассеянной поврежденности в виде пластических деформаций на кристаллическом уровне: размножаются и перемещаются вакансии и дислокации, идет их объединение в сплетения, образование ячеистой дислокационной структуры. Начало второго этапа характеризуется переходом ячеистой структуры в полосы скольжения, зарождением в них микротрещин в тех местах, где плотность дислокаций наиболее высока, затем микротрещины развиваются в трещины и происходит разрушение материала. Относительная длительность первого этапа усталостного разрушения увеличивается с уменьшением амплитуды циклических напряжений, действующих в металле, в результате чего на практике, для деталей, не имеющих изначальных технологических дефектов, его длительность составляет от 60 до 90% общей долговечности. Механизмы разрушения на указанных этапах различаются, что вынуждает контролировать их различными методами.

Контроль усталости ответственных деталей, от которых непосредственно зависит безопасность эксплуатации сложных конструкций и механизмов, должен осуществляться с ее первого этапа, причем с использованием неразрушающих методов. Известные методы контроля усталости на первом её этапе либо пригодны только для ферромагнитных металлов, либо позволяют осуществлять контроль изделий только в процессе их эксплуатации.

В связи этим возникает необходимость в разработке неразрушающего метода контроля накопленных усталостных повреждений на первом этапе разрушения, позволяющего контролировать сплавы цветных металлов, причем как в процессе эксплуатации, так и при техническом обслуживании. Метод так же должен сочетать высокую локальность контроля, позволяющую выявлять очаги будущего разрушения, простоту средств контроля и их применения, с целью его использования при технической диагностике до начала трещинообразования.

Целью работы является разработка метода и средства контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений в металле на примере алюминиевого сплава до образования в нем микротрещин.

Основные задачи работы следующие:

• Анализ существующих неразрушающих методов контроля структурных изменений в металлах, сопровождающих начальные этапы усталости, и границ их применимости;

• Выявление взаимосвязи изменения термоэлектрических свойств с процессом накопления повреждений на начальном этапе усталости;

• Анализ факторов, влияющих на точность контроля термоэлектрических свойств металлов, и выявление возможностей снижения их влияния;

• Разработка требований к средству контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла и экспериментальной установки обеспечивающей их выполнение;

• Разработка методики экспериментального определения функциональной связи между уровнем накопленных усталостных повреждений и изменениями термоэлектрических свойств металла на примере алюминиевого сплава при многоцикловой усталости.

Методы и средства исследования.

При выполнении работы применялись аналитические методы, методы корреляционного и регрессионного анализа, математической статистики и 1 (Л теории точности.

Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных стендах с помощью универсальных электроизмерительных приборов. Обработка экспериментальных данных проводилась в программных пакетах Microsoft Excel, Mathsoft MathCAD, Jandel Scientific Software Table Curve 3D.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Установлена зависимость изменения термоэлектрической способности металлов, на примере алюминиевого сплава, от относительного уровня накопленных усталостных повреждений при циклическом натр ужении;

• Установлено, что при циклическом натр ужении сплава Д16Т его термоэлектрическая способность возрастает, причем наиболее сильно она изменяется при относительном уровне накопленных повреждений от 40 до 70%, а при больших и меньших значениях уровня повреждений её изменения незначительны;

• Показано, что изменение термоэлектрической способности сплава Д16Т, соответствующее его усталостному разрушению, прямо пропорционально , амплитуде действующих циклических напряжений;

• Получена расчетная зависимость позволяющая снизить погрешность ^ определения термоэлектрической способности поверхности металла за счет

I ■ учета термоэлектрических свойств электродов контрольных термопар. Практическую ценность представляет:

• Метод контроля относительного уровня накопленных усталостных

1 повреждений по изменению термоэлектрической способности

1 поверхностного слоя металла;

• Экспериментальная установка для контроля термоэлектрической I способности поверхностного слоя металлов и рекомендации для конструктивной разработки средства контроля, реализующего 4 разработанный метод; • Методика экспериментального определения функциональной связи между уровнем накопленных усталостных повреждений и изменениями термоэлектрических свойств металла.

Апробация работы

Материалы диссертационного исследования докладывались на научно-технических конференциях:

1. Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология - 2001. Международная дистанционная научно-техническая конференция. Орёл! ТУ, г. Орёл, 1 марта - 10 сентября,

2001 г.

2. Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики. II международная научно-практическая конференция, Южно-Росссийский государственно технический университет (ИЛИ), г. Новочеркасск, 21 сентября 2001 г.

3. Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве. Региональная научно-техническая конференция, Воронежский ГТУ, г. Воронеж, 23-25 апреля 2002 г.

4. Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики. III международная научно-практическая конференция, Южно-Росссийский государственно технический университет (НПИ), г. Новочеркасск, 21 сентября 2002 г.

5. Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология - 2002. Международная дистанционная научно-техническая конференция. ОрёлГТУ, г. Орёл, 1 марта - 10 сентября,

2002 г.

6. Инженерно-физические проблемы новой техники - 7-е Всероссийское научно-техническое совещание-семинар. НУК МТ МГТУ им. Н. Э. Баумана совместно с МГУ им. М. В. Ломоносова, ИПМ им. М.В. Келдыша РАН и Институтом психологии РАН. Москва 20-22 мая, 2003 г.

7. Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология — 2003. Международная дистанционная научно-техническая конференция. ОрёлГТУ, г. Орёл, 1 марта - 10 сентября, 2003 г.

8. Состояние и перспективы развития термоэлектрического приборостроения. Всероссийская научно-техническая конференция. Дагестанский ГТУ. Махачкала. 21-24 октября 2003 г.

Положения, выносимые на защиту;

1. Метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

2. Эмпирические зависимости между изменениями термоэлектрической способности поверхности алюминиевого сплава Д16Т и относительным уровнем накопленных усталостных повреждений при многоцикловой усталости.

3. Модифицированный способ контроля термоэлектрической способности поверхности металлов.

4. Экспериментальная установка для контроля термоэлектрической способности поверхностного слоя металлов и рекомендации для конструктивной разработки средства контроля, реализующего разработанный метод.

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, подано две заявки на изобретения. Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунков и 12 таблиц. Состоит из введения, 4-х глав,

Выводы по 4 главе

1 Произведенные экспериментальные исследования показали достаточную чувствительность термоэлектрических свойств металла к структурным изменениям, сопровождающим накопление рассеянной поврежденности в металлах, на основе чего был разработан термоэлектрический метод контроля накопленных усталостных повреждений.

2 Экспериментальные исследования, проведенные для сплава Д16Т, показали что при циклическом нагружении его термоэлектрическая способность возрастает, при чем наиболее сильные изменения термоэлектрической способности происходят при относительном уровне накопленных повреждений от 40 до 70%, а при больших и меньших значениях уровня повреждений изменения термоэлектрической способности незначительны.

3 Установлена возможность применения термоэлектрического метода для контроля относительного уровня накопленных повреждений и прогнозирования остаточного ресурса в диапазоне от 27-40% до 70-94% полного ресурса изделия из алюминиевого сплава Д16Т в зависимости от значений действующих циклических напряжений.

4 Проведенный анализ результатов экспериментов показал, что усталостное разрушение сплава Д16Т происходит при достижении термоэлектрической способностью предельного значения, которое монотонно возрастает с ростом амплитуды действующих циклических напряжений.

5 Для исследованного материала и диапазона циклических напряжений погрешность определения относительного уровня накопленных циклических повреждений не превышает 16% при значениях уровня повреждений от 0,40 до 0,70.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами работы являются следующие:

1 .Для контроля ответственных деталей, как непосредственно в процессе эксплуатации, так и при техническом обслуживании, из всех известных неразрушающих методов контроля структурных изменений в металлах, сопровождающих начальные этапы усталости, по критериям локальности, экспрессности, простоты реализации средств контроля. и применения наиболее подходящим является термоэлектрический метод

2. Процесс накопления повреждений на начальном этапе усталости преимущественно представляет собой рост плотности дислокаций и, следовательно, оказывает влияние на термоэлектрические свойства металлов в связи с их высокой чувствительностью к дефектам кристаллической решетки. Однако точность существующих способов и устройств для контроля термоэлектрических свойств недостаточна для контроля накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

3.Экспериментально показано, что при циклическом нагружении сплава Д16Т его термоэлектрическая способность возрастает, причем наиболее сильно она изменяется при относительном уровне накопленных повреждений от 40 до 70%, а при больших и меньших значениях уровня повреждений её изменения незначительны. Разработан метод контроля относительного уровня накопленных усталостных повреждений по изменению термоэлектрической способности поверхностного слоя металла.

4.Установлена возможность применения термоэлектрического метода для контроля относительного уровня накопленных повреждений и прогнозирования остаточного ресурса в диапазоне от 27-40% до 70-94% полного ресурса изделий из сплава Д16Т в зависимости от значений действующих циклических напряжений.

5.Для сплава Д16Т экспериментально установлено, что изменение термоэлектрической способности, соответствующее его усталостному разрушению, монотонно возрастает с ростом амплитуды действующих циклических напряжений.

6. Аналитически и экспериментально показано, что погрешность контроля термоэлектрических свойств способом контактирующих электродов сильно зависит от погрешности определения перепада температур между электродами и значения усилия прижатия горячего электрода к контролируемой поверхности.

7. Получена расчетная зависимость позволяющая снизить погрешность определения термоэлектрической способности исследуемого материала за счет учета термоэлектрических свойств контрольных термопар,.

8.Экспериментально подтверждена правомочность определения усилия прижатия горячего электрода к контролируемой поверхности, обеспечивающего отсутствие её повреждений и минимальную дисперсию результатов контроля, по значениям радиуса кривизны наконечника горячего электрода, предела текучести и шероховатости контролируемого материала.

9.На основе предлагаемого способа контроля термоэлектрической способности поверхностного слоя металлов разработаны рекомендации для конструктивной реализации средства контроля и экспериментальная установка, реализующая разработанный метод.

1. ГОСТ 23207-78 «Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения»

2. Бабич В.К., Гуль Ю.П, Долженков И.Е. Деформационное старение стали. Изд-во «Металлургия», 1972, 320с.

3. ГОСТ 9.710-84 Старение полимерных материалов.

4. ГОСТ 25.502 79 «Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость»

5. ГОСТ 25.507 — 85 «Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения»

6. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. — 543 с.

7. Гусев А. С. Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках.— М.: Машиностроение, 1989.— 248 е.: ил.— (Б-ка расчетчика/Ред. кол.: Н. Н. Малинин (пред.) и др.).

8. Иванов М.Н. Детали машин.—М.:Высш.шк., 1991.—383 с.

9. Мозберг Р.К. Материаловедение.—М.:Высш.шк., 1991.-448 с.

10. Усталостное разрушение металлов. Коцаньда С. Пер. с польск. М.: «Металлургия», 1976. 456 с.

11. Степнов М Н, Гиацинтов Е. В. Усталость легких конструкционных сплавов. М, «Машиностроение», 1973, 320 с

12. Бастенаэр Ф., Бастьем М, Помэ Ж. Статистический анализ результатов новых усталостных испытаний // Усталость и выносливость металлов: Пер. с англ. /Под ред. Г.В. Ужика. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. — с. 390-406.

13. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев: Наук, думка, 1981. - 343 с.

14. Павлов П.А. Основы инженерных расчетов на усталость и длительную прочность. —Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988 — 252 с.

15. Кудрявцев П. И. Нераспроетраняющиеся усталостные трещины. — М. Машиностроение, 1982.— 171 е., ил.

16. Природа усталости металлов. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. М., «Металлургия», 1975. — 456 с.

17. Школьник JI.M. Скорость роста трещин и живучесть металла.— М.: «Металлургия», 1973.— 216 с.

18. Мороз Л. С. Механика и физика деформаций и разрушения металлов. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 224 с.

19. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1984. 312 с.

20. Разрушение металлов. Серия «Достижения отечественного металловедения». Иванова В. С. М., «Металлургия», 1979. 168 с.

21. Орлов А.В., Черменский О.Н., Нестеров В.М. Испытания конструкционных материалов на контактную усталость. — М.: Машиностроение, 1980.— 110 с

22. Методика усталостных испытаний. Справочник. Школьник Л.М. М.: «Металлургия», 1978. 304 с.

23. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник/ В.Т. Трощенко, Л.А. Сосновский Киев: «Наукова думка», 1987 — 1238 с.

24. Испытание материалов. Справочник. Под ред. X. Блюменауэра. Пер. с нем. 1979 г. 448 с.

25. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. — М.: «Машиностроение». 1964.-376с.

26. Сулима A.M., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. — М.: Машиностроение, 1988.

27. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. — М.: Машиностроение, 1982.

28. Дорофеев А. Л., Казаманов Ю. Г. Электромагнитная дефектоскопия. — 2-е изд., переработ, и доп. —М.: Машиностроение, 1980. —232 с.

29. Форрест. П. Усталость металлов. Перевод с англ, под ред. академика АН УССР С. В. Серенсена. М. «Машиностроение». 1968, 352с.

30. Горбачев Л. А., Лебедев Т. А., Маринец Т. К. В сб. «Труды Ленинградского политехнического института», № 314 Изд-во «Машиностроение», 1970, с. 128.

31. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий Справочник. В 2-х кн. Под ред. В. В. Клюева. Кн. 1 М.: «Машиностроение», 1976.

32. Братина У.— В кн.: Влияние дефектов на свойства твердых тел. Физическая акустика. Т. III. Часть А. М., «Мир», 1969, с. 263—346.

33. Ультразвуковые методы исследования дислокаций. Сборник статей. М.: «Изд. Иностранной Литературы», 1963, 376 с.

34. Дубов А.А., Матюнин В.М. Ранняя диагностика повреждений лопаток с использованием метода магнитной памяти металла //Тяжелое машиностроение, №10, 2001. с.32-33.

35. Касимов Г.А. Электромагнитный контроль усталостного разрушения при испытании образцов и конструкций : Дисс. канд. техн. наук. — М.: 1976.-187с.

36. Избранные методы исследования в металловедении /Под ред. Хунгера Г. И. Пер с нем—М.: Металлургия, 1985, 416 с

37. Лухвич А.А. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль /А.А.Лухвич, А.С.Каролик, В.И.Шарандо-Минск: Навука i тэхшка, 1990.-192с.

38. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.:Металлургиздат, 1963.-273 с.

39. Денель А.К. Дефектоскопия металлов. — М.:«Металлургия», 1972.— 304с.

40. Минц Р.И., Кортов B.C., Александров B.JL, Крюк В.И. ФММ, 1968, т. 26. №4, с. 681-687

41. Теория термической обработки. Учебник для вузов. Блантер М. Е. М.: Металлургия, 1984, 328 с.

42. Лухвич А.А. Влияние дефектов на электрические свойства металлов. — Мн.: Наука и техника, 1976., 104 с.

43. Вильсон А. Квантовая теория металлов. М.: 1941.

44. Займан Дж. Электроны и фононы. М.: Наука, 1962.

45. Мой N. F., Jones Н. Theory of the Properties of Metals and Alloys. Oxford, 1936. (Clarendon Press)

46. Nordheim L., Gorrter C.J. Physica, 2, 1935, 383.

47. Kohler M. Z. Phys., 126, 1949, 481.

48. Gold A.V., MacDonald D.K.C. Phil. Vfg., 5, 1960, 765.

49. Лухвич А.А., Шарандо В.И. // Дефектоскопия, 1985, № 10, с. 60-63.

50. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982.

51. Лухвич А.А., Шарандо В.И., Лухвич А.С. и др. Исследование влияния структурных дефектов на физические свойства магнитных материалов и разработка метода их контроля. Отчет о НИР № 0286. 0001510. ИПФ АН БССР.-Мн., 1985.

52. G. Borelius Handbuch der Metallphysik (edited by G Masing), Vol 1, Part 2, p410, 1935 Leipzig (Akademische Verlagsgesellschaft)

53. G. W. Brindley Rep Conf on Strength of Solids (Phys Soc), 1948, p. 9555. C. Crussard Ibid., p. 119

54. M. J. Druyvesteyn and K. J. Block van Laer. Nature, 1954, 173. 591.

55. M. J. Druyvesteyn and H. Mensen Appl. Sci. Research, 1955, B., 4 388

56. M. J. Druyvesteyn and D. J. van Ooijen Ibid, 1956, B., 5, 437. 5, 437

57. D. J. van Ooiien Ibid, 1956, B., 5,442

58. Акулов Н.С. Дислокации и пластичность. Мн., 1961. 109 с.

59. Акулов Н.С., Лухвич А.А.//Докл. АН БССР. 1969. Т.10, № 9. С.632— 635.

60. Кунин Н.Ф., Афанасьева Л.И., Козлова С.С. Динамический эффект наведенной термосилы при различных температурах деформации. Физика металлов и материаловедения. 1961, 12, в.4 (с. 595-599).

61. Трощенко В.Т., Афонин А.И., Хамаза Л.А.—«Проблемы прочности», 1973, т.5, № 6, с. 3-7.

62. Васинюк И.М., Хамаза Л.А.— «Проблемы прочности», 1973, т. 5, № 4, с.75—77.

63. Трощенко В.Т. Усталость и неупругость металлов. Киев, «Наукова Думка», 1972, 268 с.

64. Гордов А.Н. и др. Основы температурных измерений/ А.Н. Гордов, О.М. Жагулло, А.Г. Иванова М.: Энергоатомиздат, 1992. - 304с.: ил.

65. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: Пер. с англ. -М.:Мир, -1983.

66. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы нестационарной теплопроводности. — М.: Высш. шк., 1978.

67. А.с. 9499453 МКИЗ G 01 N 25/32 Термоэлектрическое устройство для контроля металлов и сплавов / Лухвич А.А., Недбальский И.И., Шарандо В.И., Опубл. 07.08.82. Бюл. № 29.

68. А.с. 693201 МКИЗ G 01 N 25/30 Устройство для термоэлектрического контроля металлов и сплавов / Блинов О.М., Беленький A.M., Бердышев В.Ф., Опубл. 25.10.79. Бюл. № 39.

69. А.с. 596869 МКИЗ G 01 N 25/30, G 01 N 25/64 Термоэлектрическое устройство для контроля металлов / Коробейников И.Н., Аржанцева Н.И., Опубл. 05.03.78. Бюл. № 9.

70. А.с. 832434 МКИЗ G 01 N 25/32 Устройство для термоэлектрического контроля металлов и сплавов / Коваль Ю.Ф., Супрунов В.П., Шатько И.И., Цейтлин А.Н., Опубл. 23.05.81. Бюл. № 19.

71. А.С. 783666 МКИЗ G 01 N 25/32 Термоэлектрическое устройство для контроля металлов и сплавов / Лухвич А.А., Шарандо В.И., Опубл. 30.11.80. Бюл.№ 44.

72. А.с. 706759 МКИЗ G 01 N 25/32 Термоэлектрическое устройство для контроля металлов / Коробейников И.Н., Хвесько В.А., Гриднев А.Т., Голяев В.И., Опубл. 30.12.79. Бюл. № 48.

73. ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования

74. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы нестационарной теплопроводности. — М.: Высш. шк., 1978.

75. Воронцов Л.Н. Теоретическое исследование внедрения наконечников контактных устройств активного контроля в сплошное тело изделия // Известия вузов. Машиностроение. -1999. —№1.С. 35-40.

76. Кунин Н.Ф. Изменение термосилы металлов подгруппы меди под действием пластической деформации при различных температурах / Н.Ф. Кунин, И.З. Меламенд Физика металлов и металловедение, т.И, в.З, 423-427, 1956.

77. Карелин И.А. Афанасьева Д.И. Изменение термоЭДС меди при упругом и пластическом растяжении. Методический сборник пединститута, Челябинск, 1953, 146с.

78. Mortlock A.J. The effect of tension on the termoelectrik properties of metals/ Austral, J.Phys., 1953,6,№4.

79. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учеб. для вузов / Под ред. акад. Н.С. Соломенко. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 342 с.

80. Рудзит Я.А., Плуталов В.Н. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении: Учеб. пособие для студентов приборостроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 1991. - 304 с.

81. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. В 3-х т./Под ред. Бернпггейна M.JL, Рахпггадта А.Г. 4-е изд., прераб. и доп. Т.1. Методы испытаний и исследования. В 2-х кн. Кн 2. М., Металлургия, 1991. 462 с.

82. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Металургия, 1993, 448с.

83. Серенсен С.В., Гарф М.Э., Кузьменко В.А. Динамика машин для испытаний на усталость. М.: Машиностроение, 1967, 460 с.

84. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн./ Под ред. В.В.Клюева. — М.: Машиностроение, 1982 — Кн.1, 1982.—528 е., ил.

85. Ицкович Г. М. Сопротивление материалов: Учебник для учащихся машиностроит. техникумов — 6-е изд., испр. — М.: Высш. школа, 1982.—383 с, ил.

86. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов М.: «Машиностроение». 1981.-392с.

87. Лавренчик В.Н Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов.: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1986. -272 с.

88. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб пособие для втузов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1988.-239 с.

89. Либерман Б. Я. "Машины для испытаний подшипников качения" -М.: "Машиностроение", 1965

90. Лыков А. В. Теория теплопроводности —М.: Машиностроение, 1967.

91. Теплопроводность твердых тел: Справочник/ А.С. Охотин, Р.П. Боровикова, Т.В. Нечаева, А.С. Пушкарский; Под ред. А.С. Охотина.-М.: Энергоатомиздат, 1984.

92. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения :ГОСТ 16504-81: -М.,1981.-25 с.

93. Синергетика Прочность и разрушение металлических материалов /

94. B.С.Иванова. М.: Наука, 1992.160 с.

95. Иманкулов А.— Ученые записки Киргизского государственного университета, 1957, вып. 4, с. 109—117.

96. Марковец М. П., Баранов В. В. — В кн.: Конструктивная прочность сталей и сплавов и методы ее оценки, М., 1972, с. 83—86.

97. Беляев В. И. Исследование процесса усталости металлов. Минск, изд. Мин. высш., среднего специального и профес. образов. БССР, 1962. 112 с. с ил.

98. Беляев В. И., Лебедев Т. А.— «Труды Ленингр. политех, ин-та», 1953, №4, с. 123—137.

99. Козаков В. А., Наумов С. Л., Лубяный В. В.— В кн.: «Неразрушающий контроль ферромагнитных материалов изделий методом высших гармоник. Томск, ТЛИ, 1971, с. 145-147.

100. Козаков В. А., Наумов С. Л., Лубяный В. В.—1 "В кн.: Доклады 1-й Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий. Ч. 2. М., 1972, с. 136—139.

101. Кунин Н.Ф., Афанасьева Л.И., Козлова С.С. Динамический эффект наведенной термосилы при различных температурах деформации. Физика металлов и материаловедения. 1961, 12, в.4 (с. 595-599).

102. Суворов Л.М. Термоэлектрический метод измерения толщины гальванических покрытий // Заводская лаборатория. 1964. - №8.1. C.959-962.

103. Павлов Б.П. Термоэлектрическая неоднородность электродов термопар. — М.: Изд-во стандартов, 1979.-72 с.

104. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Энегоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 с.

105. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. М.: Машиностроение, 1985. — 232с.

106. Структура и механические свойства металлов. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. М.:Изд-во Металлургия, 1970,472 с.

107. Решетов Д.Н. Надежность машин: Учеб. пособие для машиностр. спец вузов/Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев; Под ред. Д.Н. Решетова. М.: Высш. шк., 1988. - 238 с.