|
1.ПРОБ ЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА, ОСНОВАННОГО НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНОГО И АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЙ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ 1.1. Эффект Баркгаузена и комплекс проблем управления технологическими напряжениями Повышение надежности и долговечности работы ответственных изделий связано с возможностью управления и оценки остаточных напряжений (ОН) на всех этапах технологического процесса их производства и эксплуатации. Проработка вопросов, связанных с ОН, включает в себя: анализ влияния ОН на эксплуатационные характеристики изделий; изучение причин возникновения и динамики измерения ОН в заготовках от одной технологической операции к другой; анализ ОН вследствие технологической наследственности; создание и применение методов и средств контроля ОН адекватны по чувствительности доступным отклонениям от регламентируемой величины; разработка способов воздействия на величину и распределение ОН с целью снижения их негативного влияния на эксплуатационные характеристики изделий [2, 3, 10, 25,26]. Остаточные напряжения связаны с упругими деформациями, существующими в изделии после полного прекращения внешних воздействий, являются следствием реализации неоднородностей и неравномерностей разных видов и масштабов, присущих практически всем способам металлообработки, и 12 |
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................... 1 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА, ОСНОВАННОГО НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНОГО И АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЙ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ 6 КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ.................. 15 1.1 Эффект Баркгаузена и комплекс проблем управления остаточными напряжениями при контроле технологических и эксплуатационных свойств металлоизделий ............................................................................ 15 1.2 Анализ физических особенностей метода контроля с использованием магнитных шумов (МШ) и магнитных акустических шумов (МАШ)... 19 1.3 Анализ информативных параметров и моделей сигналов МШ и ..22 1.4 Проблемы практической реализации эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния металлоизделий...............................30 Выводы.................................................................................................................33 2 РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ МШ И МАШ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ МИКРОИ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ.................................................................34 2.1 Стационарная модель ЭДС скачков Баркгаузена и их спектральные характеристики ......................................................................................... 37 2.1.1 Ометодикерасчета спектральных характеристик ЭДС скачков Баркгаузена первичных преобразователей....................................37 2.1.2 Определение ЭДС, наводимой в измерительной катушке скачком Баркгаузена, охватывающей экранированный ферромагнитный цилиндр 41 2.1.3 Анализ формы импульса ЭДС скачка Баркгаузена и его спектра, и характера взаимосвязи их параметров с внутренними напряжениями в металлах................................................. 48 2.2 Нестационарная модель формирования энергетических характеристик МШ и анализ взаимосвязи с уровнем микрои макронапряжений 56 2.2.1 Применение статистической теории намагничивания к моделированию параметров огибающей МШ ..............................58 2.2.2 Анализ взаимосвязи параметров огибающей МШ с микрои макронапряжениями............................ 61 2.3 Нестационарная модель формирования эмиссионных характеристик МШ...............................................................................................................68 2.3.1 Расчетная модель определения текущего числа выбросов МШ..68 2 1 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА. ОСНОВАННОГО НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНОГО И АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЙ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ 1.1 ЭФФЕКТ БАРКГАУЗЕНА И КОМПЛЕКС ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ ПРИ КОНТРОЛЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИИ. Проблема повышения надежности и долговечности работы ответственных изделий связана с возможностью управления и оценки остаточных напряжений (ОН) на всех этапах технологического процесса их производства и эксплуатации. Проработка вопросов, связанных с ОН включает в себя: анализ влияния ОН на эксплуатационные характеристики изделий; изучение причин возникновения и динамики измерения ОН в заготовках от одной технологической операции к другой; анализ ОН вследствие технологической наследственности; создание и применение методов и средств контроля ОН адекватны по чувствительности доступным отклонениям от регламентируемой величины; разработка способов воздействия на величину и распределение ОН с целью снижения их негативного влияния на эксплуатационные характеристики изделий [3,12,28]. Остаточные напряжения связаны с упругими деформациями, существующими в изделии после полного прекращения внешних воздействий, являются следствием реализации неоднородностей и неравномерностей разных видов и масштабов, присущих практически всем способам металлообработки, и участвуют, в той или иной мере, во всех процессах и явлениях, происходящих в металле на макрои микроуровнях. Существенную роль ОН играет в технологии производства боеприпасов. Отличительной особенностью таких изделий является то, что они одноразового пользования и запас прочности у них отсутствует. Это обосновывает выбор сталей при их производстве с незначительными запасами прочности. К таким материалам относятся безуглеродистые мартенситостареющие высокопрочные стали ЭП 836, ЧС 98 [90]. Исследования показали, что наиболее существенное влияние оказывают ОН на механические характеристики этих сталей, склонных к хрупкому разрушению: снижают статическую прочность [28, 90], предел выносливости при циклических нагрузках [29, 30], приводят к уменьшению износостойкости [28, 90], ускоряют процессы коррозии [103], изменяют формо размеры изделий [90]. Необходимо отметить, что определяющее значение во многих случаях имеет не характер распределения ОН по |