Динамическая спекл-интерферометрия деформируемых объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, доктор технических наук Владимиров, Александр Петрович

• Владимиров, Александр Петрович
• доктор технических наук
• 2002

Оглавление диссертации доктор технических наук Владимиров, Александр Петрович

Введение.

Глава 1. Методы неразрушающего контроля, физические основы новых методов и постановка задач исследования.

1.1. Методы неразрушающего контроля материалов и изделий.

1.2. Оптические методы неразрушающего контроля и анализа напряженно-деформированного состояния объектов.

1.3. Спеклы и их природа.

1.4. Перемещения, повороты, деформации поверхности и динамика спеклов.

1.5. Динамика микрорельеф а и динамика спеклов.

1.6. Шероховатость поверхности и рассеянное ею когерентное излучение.

1.7. Динамика интерференции двух спекл - модулированных волн.

Глава 2. Развитие теории динамики спеклов трехмерной динамической деформируемой среды.

2.1. Общая характеристика модельной среды для исследований.

2.2. Трехмерные деформации и флуктуации фаз в объемном диффузоре и динамика спеклов в свободном пространстве.

2.2.1. Функция взаимной корреляции рассеянного излучения в свободном пространстве.

2.2.2. Теория динамики спеклов трехмерных деформаций.

2.2.3. Динамика фаз в объемном рассеивателе и динамика спеклов в свободном поле.

2.2.3.1. Стационарные изменения фаз.

2.2.3.2. Случай нестационарного изменения фаз.

2.2.4. Поступательные перемещения, повороты, деформации трехмерного рассеивателя и динамика спеклов. Частные случаи.

2.2.4.1. Перемещения трехмерного рассеивателя и динамика спеклов в свободном поле.

2.2.4.2. Деформации трехмерного тела и динамика спеклов в свободном пространстве.

2.2.4.3. Повороты трехмерного тела и динамика спеклов в свободном поле.

2.3. Трехмерные деформации, случайные изменения фаз в объемном диффузоре и динамика спеклов в области его изображения.

2.3.1. Расчет функции взаимной корреляции интенсивности рассеянного излучения.

2.3.2. Динамика фаз в трехмерном теле и динамика спеклов в области изображения тела.

2.3.3. Перемещения, повороты, деформации тела и динамика спеклов в области изображения объекта. Некоторые частные случаи.

2.3.3.1. Перемещения тела в направлении оси ох и динамика спеклов в плоскости изображения объекта.

2.3.3.2. Повороты участков тела и динамика спеклов в области его изображения.

2.3.3.3. Деформации трехмерного рассеивателя и динамика спеклов в области его изображения.

2.4. Теория интерференции спекл - модулированных волн, рассеянных деформируемыми телами.

2.4.1. Теория динамики интерференции спекл - модулированных волн, вызванная относительным перемещением двух деформируемых тел.

2.4.2. Интерференция двух спекл - модулированных волн, рассеянных одним деформируемым телом.

2.4.3. Интерференция спекл - модулированных волн в плоскости изображения деформируемых тел.

2.5. Расчет характеристик когерентного излучения, отраженного от поверхности, упрочненной роликами и дробью.14?

2.5.1. Модель формирования светового пятна пластической волной.

2.5.2. Расчет характеристик лазерного излучения, отраженного от поверхности, упрочненной дробью.

ГлаваЗ. Методы и техника экспериментальных исследований.

3.1. Нагружающие устройства.

3.2. Образцы для исследований.

3.3. Устройства перемещения и поворота.

3.4. Оптические установки, использованные в экспериментах.

3.5. Устройства ввода оптических сигналов в ЭВМ.

3.6. Программы для цифровой обработки сигналов.

3.7. Методика определения числа мерцаний спеклов.

Глав а 4. Экспериментальные исследования.—.

4.1. Исследования динамики спеклов в свободном поле при перемещении рассеивателя.

4.2. Исследования динамики спеклов в плоскости изображения перемещающегося тела.

4.3. Возможности бесконтактного контроля повреждений материалов и изделий.

4.3.1. Исследование динамики спеклов в плоскости изображения деформируемого тела.

4.3.2. Экспериментальная оценка чувствительности методики.

4.3.3. Особенности динамики спеклов на заключительных стадиях растяжения образцов.

4.3.4. Возможность создания нового оптического метода диагностики повреждений.

4.4. Изучение динамики спеклов в области дефокусировки.

4.4.1. Анализ смещений спеклов при упругих деформациях.

4.4.2. Визуализация смещений спеклов при необратимых деформациях.

4.4.3. Оптический метод изучения хаотических изменений фаз и деформаций в сплошных средах.

4.5. Интерференция спекл- модулированных волн, рассеянных движущимися и деформируемыми телами.

4.5.1. Относительное перемещение двух тел по нормали к поверхности и динамика интерференции рассеянных волн.

4.5.2. Динамика интерференции спекл - модулированных волн, отраженных от двух участков вращающегося диска.

4.5.3. Динамика интерференции спекл - модулированных волн, отраженных от двух участков упруго деформируемого тела.

4.5.4. Исследование динамики интерференции спекл -модулированных волн, отраженных от упруго и пластически деформируемых участков цилиндрических образцов.

4.5.5. Применение интерференции спекл - модулированных волн для определения компонент вектора относительных перемещений.

4.5.6. Исследование интерференции спекл- полей в области изображения двух тел.

4.5.7. Новый интерференционный метод определения деформаций и неразрушающего контроля.

4.6. Исследование свойств когерентного излучения, отраженного от поверхностей, упрочненных обкаткой роликами и обработкой дробью.

4.6.1. Изучение природы светового пятна, сформированного пластической волной.

4.6.2. Построение профилей пластической волны интерферометрическим методом и измерение высоты пластической волны.

4.6.3. Изучение отношения длины светового пятна к высоте пластической волны в зависимости от координат образца.

4.6.4. Метод контроля качества поверхности, упрочняемой обкаткой роликами.

4.6.5. Экспериментальная проверка формулы, связывающей средний размер отпечатков дроби и ширину отраженного пучка,.

4.6.6. Исследование ширины отраженного пучка от продолжительности обработки дробью.

4.6.7. Метод контроля качества поверхности, упрочненной обработкой дробью.

Глава 5. Практическая реализация теоретических и экспериментальных исследований.'.

5.1. Установка для диагностики повреждений в авиационных материалах.

5.2. Оптический блок установки для активного контроля качества поверхности, упрочняемой роликами.

5.2.1. Оптимизация механического узла.

5.2.2. Выбор оптимальной оптической системы.

5.2.3. Исследование влияния технологических факторов навил и величину сигнала.

5.3. Опытный прибор для бесконтактного контроля параметров упрочнения поверхности при обработке дробью.

5.3.1. Оптическая приставка для освещения различных элементов барабана колеса самолета.

5.3.2. Методика и алгоритм определения параметров упрочнения.

5.4. Применение техники счета числа мерцаний спеклов для изучения биологической активности кожи.

5.4.1. Методика разделения вкладов двух процессов.

5.4.2. Оптическая установка.

5.4.3. Результаты и обсуждение.

5.5. Бесконтактный датчик линейных перемещений.

5.6. Вопросы идентификации, метрологического обеспечения и аттестации методов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамическая спекл-интерферометрия деформируемых объектов»

Повышение надежности машин, оборудования и приборов следует отнести к числу приоритетных направлений развития техники и технологии на ближайшие десятилетия. Связано это с тем, что элементы конструкций зачастую работают в таких условиях, когда их разрушение приводит к повышенной опасности для людей и (или) окружающей среды. Следствием становится все большая актуальность совершенствования методов расчета прочности, долговечности и живучести металлоизделий, экспериментальных методов изучения напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей машин и элементов конструкций, а также методов выявления поврежденности материала на различных стадиях жизненного цикла, начиная от изготовления и заканчивая эксплуатацией машин и конструкций [1-3].

В настоящее время для изучения физических, механических, биологических и других показателей качества разнообразных материалов, а также для выявления дефектов в материале, отклонений от технологии изготовления изделий разработаны различные методы диагностики [4]. Важное место среди них отводится оптическим методам исследования и контроля, в том числе когерентно-оптическим методам диагностики. Как известно, традиционными оптическими методами измерения и контроля являются методы фотоупругости, фотоупругих покрытий, фотопластичности [5], метод муаровых полос [6]. К оптическим методам можно также отнести метод делительных сеток [7].

Существенный импульс развитию когерентно-оптических методов дали открытые в начале 60-х годов прошлого столетия лазерные источники излучения [8,9]. Яркость и направленность излучения, высокая пространственная и временная когерентность генерируемых ими волн стимулировали как развитие старых методов, так и появление принципиально новых методов исследования и контроля. Особая роль среди указанных методов принадлежит голограф ической интерферометрии, впервые предложенной в работе [10] и основанной на открытом Д. Габорои в 1948 г. способе регистрации и восстановления волновых фронтов [И]. Значительный вклад в становление метода голографической интерферометрии внесли Александров Е.Б., Бонч-Бруевич A.M., Островский Ю.И., Власов Н.Г., Бутусов М.М., Клименко Н.С., Powell R.L., Stetson К. А., Horm an M.N, Walles S., Abramson N. и другие исследователи.

Возможности интерференционного сравнения диффузно-рассеянных волн, разделенных во времени, позволили применить голографию и топографическую интерферометрию для количественного анализа деформационных перемещений [12,131], при контроле формы тела и отклонения от формы [13-15], для исследования усталости материалов [16], для выявления дефектов типа трещин [17], непропая [18], непроклея [19], для оценки уровня остаточных напряжений [20], при вибродиагностике узлов турбин [21], в аэродинамике [22], для анализа потоков частиц [23], в изучении пламен [24] и т.д. Важный вклад в развитие голограф ической интерферометрии как метода диагностики внесли Власов Н.Г., Де С.Т., Козачок А.Г., Елиневский Д.С., Шапошников Ю.Н., Жилкин В.А., Щепинов В.П., Яковлев В.В., Vest С.М., Ennos А.Е., Hariharan P., Heflinger L.O., Wuerker R.F. и другие исследователи.

Особенностью когерентного излучения является наличие зернистой, пятнистой структуры рассеянного излучения. Пятна или спеклы случайного размера и яркости образуются в результате взаимной интерференции многих волн, идущих от разных центров рассеяния. В ряде задач диагностики спеклы выступают как мешающий фактор (шум) и были предприняты попытки к их устранению [25]. Впервые подробно статистические свойства спеклов в свободном пространстве были изучены в работе [26], а в плоскости изображения - в работе [27]. Постепенно спеклы стали использоваться для решения различных задач. Появились такие родственные голограф ической интерферометрии методы как спекл-фотография [28] и корреляционная спеклинтерферометрия [29], основанные на предварительной регистрации спекл-модулир о ванных волн на фотоматериалах, а затем корреляционном либо интерференционном их сравнении. В настоящее время существуют их различные модификации [30-32]; результаты исследований в данной области обобщены в монографиях [33-35]. Существенный вклад в развитие методов спекл-фотографии и корреляционной спекл-интерферометрии внесли Ьее^ейг 1.А., ВигсИ 1.М., Токагвку ¿УЛ., У.У.Ни!^, Власов Н.Г., Клименко И.С., Артеменко С.Б., Рябухо В.П. и другие исследователи.

Метод спекл-фотографии менее чувствителен по сравнению с методами голографической интерферометрии и корреляционной спекл-интерферометрии, однако, метод более прост с точки зрения применения на практике. Чувствительности голо граф ической интерферометрии и корреляционной спекл-интерферометрии совпадают. Недостатком корреляционной спекл-интерферометрии считается слабый, по сравнению с методом голо граф ической интерферометрии, контраст полос и трудность количественного анализа перемещений применительно к объектам больших размеров. Тем не менее, в ряде случаев метод корреляционной спекл-интерферометрии является более предпочтительным с точки зрения использования для нужд практики. Типичными примерам использования спекл-фотографии является анализ полей деформаций [36], определение перемещений вблизи трещины [37]. Метод корреляционной спекл-интерферометрии традиционно используется для анализа амплитуд вибраций различных элементов конструкций [38], для изучения полей деформаций[39].

Следует также отметить примеры применения принципов голографии в таких традиционных оптических методах как метод муаровых полос [40] и метод фотоупругости [41].

Недостатком рассмотренных выше методов, ограничивающих их широкое применение, является их многостадийность и трудоемкость. Действительно, для получения картин интерференционных либо корреляционных полос необходимо сначала зарегистрировать голограмму или спекло грамму, осуществить химическую или иную обработку фотоматериала, затем, осветив их тем или иным способом, наблюдать и зарегистрировать картину полос, расшифровать полосы и их интерпретировать. Использование телевизионной техники и ЭВМ лишь частично снимает отмеченные проблемы. Другим недостатком методов является узкий диапазон определяемых перемещений и деформаций. Методы позволяют анализировать упругие и малые пластические деформации порядка 10"5 - 10"3„ в то время возникает необходимость изучать большие деформации, возникающие на стадиях, предшествующих разрушению.

Наряду с отмеченным, в когерентной оптике сложились два направления исследований, в которых рассеянные от объектов волны рассматриваются как носители информации о свойствах объектов: это оптика спеклов и корреляционная спектроскопия динамических сред. В отличие от методов, рассмотренных выше, методы оптики спеклов и корреляционной спектроскопии не предусматривают регистрацию волн на фотоматериалы и поэтому их можно использовать для измерений и контроля в реальном времени.

В оптике спеклов изучаются пространственно-временные свойства спекл-модулированных волн применительно к стационарным и квазистацнонарным рассеивающим объектам. Значительный вклад в развитие оптики спеклов, а также в применение принципов оптики спеклов в других областях оптики внесли Goldfisher L.J., Enloe L.H., Yoshimura Т., Asakura Т., Goodman J.W., Dainty J.C., Ангельский О.В., Локшин Г.Р., Попов И.А., Мазуренко Ю.Т., Зельдович Б.Я., Шкунов В.В. и другие исследователи.

Наиболее близким направлением исследований в оптике спеклов, имеющим отношение к рассматриваемым в диссертации вопросам, является динамика спеклов перемещающихся и деформируемых тел. Пионерной здесь является работа [42], авторы которой рассмотрели пространственно-временные статистические свойства спеклов в свободном поле для случая перемещения плоского рассеивателя с постоянной скоростью в своей плоскости. Авторы рассмотрели направления освещения и наблюдения, близкие к нормали к поверхности, когда динамика спеклов изучалась в ближней и дальней зоне. На основе полученных результатов было предложено три способа определения скорости тел.

В работе [43] представлен обзор исследований по смещениям и декорреляциям спекл-полей плоских тел, перемещающихся в своей плоскости. Типичными примерами использования результатов исследований в целях диагностики являются определение скорости движения в работе [44], анализ вибраций тел в работе [45,46], анализ шероховатости поверхности в [47].

Перемещения и декорреляции спекл-модулированных волн при произвольной комбинации перемещения, деформации и поворота плоской поверхности теоретически изучались Уап^исЫ I. в работе [48]. Здесь также представлен краткий обзор ранних исследований в данной области. Исследование проводилось для малых перемещений, деформаций и поворотов применительно к различным оптическим системам. Анализ приближений параксиальной оптики, использованных УатэдисЫ I., показывает, что полученные результаты справедливы для направлений освещения и наблюдения, близких к нормали поверхности. На основе полученных результатов Уап^исЫ I, была разработана методика определения перемещения поверхности в своей плоскости, по нормали к ней и определения вращения цилиндра [49]. Несомненным достижением данного исследования является разработка методики определения деформации , основанной на регистрации перемещений спеклов в двух областях плоскости наблюдения, расположенного в свободном поле [50]. В работе [51] Уата§исЫ I также была предложена методика определения поля деформационных перемещений точек поверхности путем анализа поля перемещения спеклов в плоскости изображения объекта.

Отметим» что вопрос о связи перемещений и деформаций поверхности с характеристиками рассеянного когерентного излучения кратко обсуждался также в исследовании [52].

В методе корреляционной спектроскопии изучаются случайные изменения интенсивности когерентного излучения, рассеянного динамическими средами при однократном и многократном рассеянии света. Важный вклад в разработку теоретических и экспериментальных основ метода внесли Chu В., Cummins H.Z., Pike E.R., Crosignani В., Yodh А., Кузьмин В.Л., Романов В.П. и другие. Результаты исследований в данной области представлены в ряде монографий [53-55]. Типичными применениями метода для целей диагностики являются определение степени турбулентности потоков, определение коэффициентов диффузии макромолекул, изучение биологической активности клеток и другие.

Направление исследования, наиболее близкое к рассматриваемым в предлагаемой диссертации вопросам, является изучение самобиения света, рассеянного динамической средой (метод гомодинной спектроскопии [54]). Такое явление возникает, например, при броуновском движении частиц в жидкости. Возможности количественного анализа подобного явления связано с тем, что плотность вероятности хаотических микроперемещений известна и описывается функцией Гаусса с дисперсией, изменяющейся во времени [56].

Другой схожей решенной задачей является задача рассеяния света на тонком фазовом экране [57], моделирующим поведение тонкой пленки нематического жидкого кристалла, подверженного электродинамической турбулентности. Здесь полагается, что фазы случайным образом изменяются как по экрану, так и во времени. Автором сделано ряд предположений, в том числе принято, что функция корреляции фазы пропорциональна произведению двух функций, зависящих соответственно от пространственных и временных координат. В результате получено сложное выражение для пространственно-временной функции корреляции интенсивности, зависящей от угла наблюдения и от времени. Б частности, численными расчетами показано, что время корреляции фазы существенно больше времени корреляции интенсивности.

В настоящее время оптика спеклов и корреляционная спектроскопия развиваются относительно самостоятельно. Вместе с тем на практике явления, изучаемые указанными двумя методами, могут проявляться одновременно. Так, при освещении кожи человека лазерным излучением случайные изменения интенсивности рассеянного излучения могут возникнуть как за счет биологической активности клеток, так и из-за неконтролируемого перемещения тела, деформации и поворота межклеточного каркаса. При зондировании в общем случае прозрачного для излучения твердого тела изменения фаз волн могут быть вызваны как процессами образования дефектов на микроскопическом уровне, так и перемещениями рассеивающих центров из-за наличия макроскопических перемещений, деформаций и поворотов среды. Таким образом, для исследования явлений, протекающих на микро- и!макроуровне, становится актуальным объединение подходов, развитых в указанных направлениях оптики.

Следует отметить, что в рамках оптики спеклов и корреляционной спектроскопии рассматриваются методы исследований, основанные на анализе интерференции рассеянных волн. В оптике спеклов эти исследования, в частности, ведутся с точки зрения интерференции волн в пределах отдельных спеклов при наложении регулярных и спекл-модулированных волновых фронтов или при наложении двух спекл-модулированных волн. Результаты исследований в данной области используются для определения скорости движения [42] и перемещения тел в пространстве [57], для определения относительного перемещения двух тел по нормали к поверхности [58], для изучения шероховатости поверхности [47]. В работах [59,60] опубликован метод определения малых деформаций основанный на обнаруженном авторами эффекте смещения полос в области интерференции спекл-модулированных волн, отраженных от двух освещенных участков поверхности.

В методе корреляционной спектроскопии динамических сред интерференция волн, как правило, рассматривается как проявление эффекта Допплера (метод гетеродинной спектроскопии), приводящего к сдвигу частоты освещающего излучения из-за движения рассеивающих центров [53,54]. Отметим, что в литературе показана эквивалентность двух указанных подходов [61,62].

Проведенный выше анализ существующих когерентно-оптических методов показывает наличие различных методов диагностики, позволяющих решать многие задачи измерения и контроля. Вместе с тем, все чаще появляются задачи, для решения которых использовать существующие методики весьма затруднительно. К классу таких задач, в частности, относится выявление повреждений в композитных, слоистых и разномодульных материалах, бесконтактное определение малых и больших деформаций при высоких давлениях и температуре, в агрессивных средах, на различных стадиях нагружения материалов, в том числе и на стадии, непосредственно предшествующей разрушению, анализ поворотных типов деформаций. Данная диссертационная работа направлена на разработку новых когерентно-оптических методов, призванных снять, хотя бы частично, указанные затруднения. Возможность разработки таких методов связана с тем, что пространственно-временные статистические свойства лазерного излучения, рассеянного от изменяющегося во времени в общем случае прозрачного для излучения объекта, содержат сведения о явлениях, протекающих в изучаемом теле. Как было показано выше, в литературе имеются данные о динамике спеклов, вызванной произвольным перемещением объекта как целого, о некоторых статистических свойствах спеклов при упругих деформациях и малых поворотах поверхности. Исследование смещения, декорреляции и интерференции спекл-модулированных волн при существенных изменениях микрорельефа поверхности или при развитии микроповреждений в прозрачных средах, возникающих при необратимой деформации материалов, является логическим продолжением предыдущих исследований. С другой стороны, в задачах анализа пластических деформаций использование существующих методов затруднено, так как они, как правило, основаны на контроле степени корреляции амплитуд и фаз волновых фронтов, отраженных от деформируемых поверхностей. Для обеспечения указанной корреляции необходимо ограничиваться изучением упругих или малых пластических деформаций, либо наносить метки и покрытия, которые могут искажаться при существенных изменениях микрорельефа. Таким образом актуальность в разработке когерент но-оптических методов, позволяющих с заданной локальностью и достаточной чувствительностью проводить изучение малых и больших в общем случае трехмерных деформаций, а также выявлять микро- и макроповреждения, вытекает как из логики развития методов оптической диагностики, так и из необходимости решения практических задач.

Таким образом, целью работы является исследование взаимодействия когерентного излучения низкой интенсивности с трехмерной динамической деформируемой средой и очагами пластической деформации и использование полученных закономерностей для обоснования новых когерентно-оптических методов контроля материалов и изделий.

Для выполнения поставленной цели автором был решен ряд задач когерентной оптики и оптического контроля, которые приведены в диссертации. Задачами исследования диссертационной работы являлись: - разработка модели рассеивающего, прозрачного для излучения трехмерного тела, позволяющего одновременно учитывать случайные изменения фаз волн в среде, а также изменения фаз рассеянных волн из-за перемещения, деформации и поворота элементов среды;

1б

- на основе выбранной модели расчет функции взаимной корреляции интенсивности рассеянного телом излучения в двух пространственно-временных точках свободного пространства и области изображения тела;

- на основе свойств найденных функций вывод соотношений между динамическими характеристиками фаз в теле и параметрами динамики спеклов в свободном поле и в области изображения тела;

- вывод формул, связывающих перемещения, деформации и жесткие повороты в теле с перемещениями и мерцаниями спеклов в поле дифракции, в плоскости изображения и в области дефокусировки;

- на основе выбранной модели тела установление связи между относительным перемещением в пространстве двух деформируемых тел и динамикой интерференции спекл - модулированных волн, отраженных телами;

- теоретический анализ особенностей отражения когерентного излучения очагами пластической деформации, возникающими при упрочнении поверхности;

- выполнение цикла экспериментальных исследований для подтверждения теоретических положений;

- обоснование новых когерентно-оптических методов, основанных на выявленных оптических эффектах;

- на базе разработанных методов создание лабораторных установок и опытных приборов, их апробацию и внедрение в практику диагностики материалов.

Научная новизна работы заключается в следующем: • развита модель трехмерной рассеивающей среды, позволяющая изучать динамические характеристики рассеянного когерентного излучения, обусловленные одновременно случайными изменениями фаз волн внутри тела и его произвольным перемещением, поворотом и деформацией;

- для изменяющегося во времени и деформируемого трехмерного тела впервые произведен расчет функции взаимной корреляции интенсивности п рассеянного телом излучения в двух пространственно-временных точках свободного пространства и области изображения тела;

- в свободном пространстве и в области изображения трехмерного рассеивающего тела теоретически выявлены новые оптические эффекты, обусловленные случайными изменениями фаз в теле, многомерными перемещениями, поворотами и деформациями среды, трехмерными перемещениями трехмерных спехлов, некоторые из эффектов подтверждены в работе экспериментально;

- впервые теоретически решена задача интерференции спекл-м о Аудированных волн, отраженных от двух трехмерных деформируемых тел, ориентированных в пространстве произвольным образом, экспериментально подтверждены положения, вытекающие из теоретического анализа;

- впервые решена задача рассеяния когерентного излучения совокупностью лунок случайного размера, хаотично расположенных на поверхности тела, на заключительной стадии растяжения плоских и цилиндрических образцов, а также пластины с отверстием обнаружен эффект резкого увеличения частоты мерцания спеклов, наблюдаемый в области, сопряженной области формирования макро разрушения на поверхности объектов;

- впервые способом регистрации излучения, отраженного от кожи, экспериментально обнаружено различие в частоте мерцаний спеклов здоровых и больных групп клеток.

Практическая значимость результатов исследований, полученных в диссертационной работе, формулируется следующим образом:

1. Разработан бесконтактный метод обнаружения областей на поверхности деформируемых тел, в которых появляются первые признаки изменения микрорельефа поверхности, а также зон, в которых начинается формирование макротрещины; метод основан на регистрации частоты мерцания спеклов и позволяет обнаруживать указанные зоны задолго до появления макротрещины и тем самым принимать меры по предотвращению разрушения.

2. Разработана и внедрена опытная установка, позволяющая выявлять участки поверхности одноосно деформируемых образцов из композитных и многослойных материалов, в которых появляются первые признаки изменения микрорельефа.

3. Предложен новый метод определения относительных перемещений тел и участков тел, который может быть применен для определения в реальном времени одновременно различных компонент вектора деформационных перемещений, а также для решения задача неразрушающе го контроля, как альтернатива многостадийному и трудоемкому методу голо графической интерферометрии.

4. Разработаны и опробованы оптический блок и опытный прибор, предназначенные для контроля качества изделий, упрочненных методами поверхностной пластической деформации; среди авиационных предприятий распространены технические рекомендации по использованию оптического блока для активного контроля качества упрочняемых роликами изделий.

5. Лабораторные установки, созданные при выполнении исследовательских экспериментов, используются в процессе обучения студентов, специализирующихся в области неразрушающей диагностики, а также при обучении аспирантов.

На защиту выносятся:

1. Модель трехмерного, прозрачного для излучения рассеивающего тела, выражения для функции взаимной корреляции интенсивности рассеянного излучения в двух пространственно-временных точках свободного поля и области изображения тела, вычисленные из предположения о наличии случайных изменений фаз волн внутри тела, произвольных перемещений, поворотов и деформаций элементов среды.

2. Выражения, определяющие связь между трехмерными перемещениями, поворотами, деформациями в теле и трехмерными перемещениями спеклов, выражения для комбинаций трехмерных перемещений, поворотов и деформаций, вызывающих заданную декорреляцию спекл-полей в указанных выше областях, установленные для ряда частных случаев,

3. Формулы, определяющие связь между дисперсией фаз, временем корреляции фаз, относительным числом рассеивающих центров, вблизи которых изменяются фазы, временным контрастом спеклов и временем корреляции интенсивности излучения в точке наблюдения, полученные для стационарного процесса изменения фаз рассеянных волн.

4. Бесконтактный метод выявления изменения микрорельефа поверхности одноосно деформируемых образцов и элементов конструкций.

5. Выражение для интенсивности излучения в области интерференции волн, отраженных от двух произвольно расположенных в пространстве деформируемых тел; формула для частного случая, определяющая вектор относительного перемещения двух тел; совпадение данной формулы с аналогичной формулой в методе голограф ич ее кой интерферометрии и обоснование этого совпадения на основе анализа явлений, лежащих в основе двух методов.

6. Оптический метод определения относительного перемещения в пространстве двух тел и его применимость для изучения деформаций тел на стадиях упругого, пластического нагружения, а также на стадии, предшествующей разрушению, основанная на факте относительно медленной декорреляции спеклов по сравнению с изменением периода интерференционных полос.

7. Оптические методы определения геометрических размеров очагов поверхностной пластической деформации, характеризующих упрочнение изделий.

Результаты исследований докладывались на региональных, российских и международных семинарах, конференциях и симпозиумах. Результаты работы представлялись на: Всесоюзном семинаре "Метрология в прецизионном машиностроении" (Саратов, 1990), международной конференции "ICF-8, Eighth International conference on fracture" (Украина, Львов, 1993), международном семинаре по цифровой обработке изображений "5th International Workshop ШР-94"(Самара, 1994), международной конференции "Applications of Optical Holography" (Токио, 1995), 11-ой и 12-ой Международная зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, 1997, 1999), третьей международной конференции "Vibration measurement by laser techniques"(HTanHH, Анкона, 1998); международной конференции "Saratov Fall Meeting'98: Light Scattering Technologies for Mechanics, Biomedicine and Material Science" (Россия, Саратов, 1998); первом и втором всероссийском семинаре "Механика микронеоднородных материалов и разрушение" (Екатеринбург, 1999, 2000); научно-техническом семинаре "Перспективные наукоемкие технологии в машиностроении" (Екатеринбург, 1999), 18-ой Российской школе по проблеме проектирования неоднородных конструкций (Миасс, 1999); международной конференции "Saratov Fall Meeting'99: Laser Physics and Spectroscopy" (Россия, Саратов, 1999); международной школе "Актуальные проблемы механики - 2000" (Россия, С.Петербург); научных семинарах института машиноведения и института физики металлов УрО РАН и Уральского государственного технического университета (Екатеринбург).

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и приложений.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Владимиров, Александр Петрович

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Развита теория динамики спеклов трехмерной рассеивающей, прозрачной для излучения деформируемой среды, включающая в рассмотрение одновременно хаотические изменения фаз волн вблизи рассеивающих центров и многомерные перемещения, жесткие повороты и деформации тела; исследования позволили 1) выявить новые закономерности смещения и декорреляции спеклов в свободном пространстве и в области изображения тела, обусловленные трех мерностью решенных задач, 2) сформулировать принципы и методологию выделения из сигналов динамики спеклов вкладов, соответствующих хаотическим изменениям фаз рассеянных волн, поступательным перемещениям, деформациям и поворотам элементов тела, и тем самым заложить физические основы нового направления в оптических измерениях и бесконтактной диагностике - динамической спекл -интерферометрии микроскопических и макроскопических процессов деформируемых сред.

2. Определены условия корректности аналитических соотношений, вытекающих из теоретического анализа и связывающих время корреляции фазы, временную дисперсию фаз, относительное число рассеивающих центров, в которых происходят изменения фаз, с одной стороны, и время корреляции интенсивности излучения, временной контраст спеклов, с другой стороны, что позволило 1)осуществить теоретическую оценку чувствительности метода, по изменениям в картине спеклов выявляющего изменения микрорельефа поверхности одноосно деформируемых объектов, 2) корректно интерпретировать эффект резкого увеличения частоты мерцания спеклов в плоскости изображения металлических образцов на заключительных стадиях их одноосного растяжения и различие частоты мерцания спеклов для участков с разным напряженно - деформированным состоянием, 3) обосновать методику регистрации и обнаружить различие частоты мерцания спеклов больных и здоровых участков кожи.

3. Решена задача интерференции спекл- модулированных волн, отраженных от двух перемещающихся в пространстве трехмерных деформируемых тел. Это позволило 1) показать, что изменение порядка интерференции в точке наблюдения происходит лишь вследствие относительного поступательного перемещения двух тел., а хаотические изменения фаз волн, деформации и повороты влияют на изменения яркости спеклов, 2) теоретически и экспериментально обосновать интерференционный метод определения деформаций участков тел на разных стадиях их механического растяжения вплоть до разрушения, 3) реализовать метод неразрушающего контроля объектов, аналогичный методу голо графической интерферометрии реального времени, но не предусматривающий регистрацию голограммы.

4. Разработана компьютерная методика записи двумерных картин динамики спеклов, позволяющая визуализировать смещения, декорреляции и интерференцию спекл - полей, а также анализировать сигналы, изменяющиеся в пространстве (вдоль выбранной линии на изображении объекта) и во времени. Использование методики позволило 1) обнаружить аналогию картины, зафиксированной в плоскости изображения пластически деформируемого растяжением образца и картин течения жидкости и газа, зарегистрированных известными оптическими методами, установить аналогию данного метода наблюдения динамики спеклов со шлирен -методом изучения потоков, 2) разработать методику определения области локализации необратимых деформаций при растяжении образцов.

5. Теоретически обоснованы и экспериментально выявлены особенности отражения когерентного излучения крупномасштабной шероховатостью, возникающей в результате поверхностной пластической деформации металлов, на их основе предложены методы определения геометрических размеров очагов пластической деформации, характеризующих упрочнение изделий.

6. Выявленные эффекты и закономерности были использованы 1) в разработке опытной установки, предназначенной для определения размеров и координат области на поверхности механически нагружаемых образцов из композитных и многослойных материалов, в которых появляются первые признаки изменения микрорельефа, 2) в разработке опытного прибора и оптического блока для контроля упрочнения деталей методами ППД, а также при выпуске технических рекомендаций по использованию оптического блока авиационными предприятиями, 3) для обоснования программы исследований, направленных на разработку метода объективного контроля процесса лечения кожных заболеваний, 4) для ознакомления студентов УГТУ-УПИ. специализирующихся в области неразрушающе го контроля, с новыми возможностями когерентно - оптических методов.

В целом, выявленные в диссертационной работе закономерности динамики и интерференции спекл - полей деформируемых объектов и предложенные на их основе технические решения позволили обосновать и опробовать новые когерентно- оптические методы контроля.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Владимиров, Александр Петрович, 2002 год

1. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчет деталей машин на прочность. М.: МашиностроениеД985. -204с.

2. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986.-688с.

3. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. Справочник. М.: Машиностроение, 1983. -248с.

4. Неразрушающий контроль и диагностика/ под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1995.- 725с.

5. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х. Поляризационно- оптические методы механики деформируемого тела. М.: Гл. ред. физ.-мат. литературы из-ва "Наука", 1973.-576с.

6. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформаций и прочности. М.; Машиностроение, 1987.- 216с.

7. Фридман Я.Б., Зилова Т.К., Демина Н.И. Изучение пластической деформации методом накатанных сеток. М.: Оборонно, 1962.-188с.

8. Лендьел Б. Лазеры. Пер. с англ. под ред. Ю.М.Попова. М.: Мир, 1964.

9. Javaa A., Bennet W.R., Herriott D.R. //Phys. Rev. Letters. 1961.-V.6.-P.106.

10. Hormanm N.H. An application of wavefront reconstruction to interferoraetry// Appl. Opt. 1965. - V.4. - P.333 - 336.

11. GaborD. A new microscopic principle//Nature. 1948. - V.161. - P. 777-778.

12. Островский Ю.И., Щепинов В.П., Яковлев В.В. Топографические интерференционные методы измерения деформаций. М.: Наука, Гл. ред. физ. - мат. лит., 1988.-248с.

13. Hildebrand В.Р., Haines К.A. Multiple- wave-length and multiple source holography applied to contour generation // J. Opt. Soc. Amer. 1967. - V.57. -P.155-162.

14. TsurutaT., ShiotakeN,, Tsujiuchi J, et ail. Holographic generation of contour map of diffusely reflecting surface by using immersion method//Jap. J. Appl. Phys. -1967. -V.6. -P.661-662.

15. Марти Л., Морено Б., Островский Ю.И. и др. Получение голо графических контуров разностного рельефа// Письма в ЖТФ. 1984. - Т.10. - С. 1395-1398.

16. Marom Е., Muller R.K. Optical Correlation for Impending Fatigue Failure Detection//Intern. Journ. of Nondestructive Testing. 1971. - V.3. - P.171-187.

17. Vest C.M., McKague E.L., Friesem A.A. Holographic detection of micro cracks// Trans. ASME. -1971. Ser.D-J, Basic Engineering. - V.93. - P. 237-243.

18. Wictorin L., Bjelkhagen H., Abramson N. Holographic investigation of the elastic deformation of defective gold solder joints // Acta Odontol. Scand. 1972. - V.30. - P.659-665.

19. Vest C.M., Sweeney D.W., Application of holographic interferometry to nondestructive testing //Int. Adv. Nondestr. Test. 1977. - V.5. - P.17- 21.

20. Антонов А.А., Бобрик А.И., Морозов B.K. и др. Определение остаточных напряжений при помощи создания отверстий и голо графической интерферометрии//Механика твердого тела. 1980. - №2. - с.182-189.

21. Листовец B.C., Островский Ю.И. Интерференционно голографические методы анализа вибраций//ЖТФ. - 1974. - Т.44. - С. 1345-1373.

22. Chau Н.Н.М., Mullaney G.J. An example of the application of pulse lighl holography to aerodynamics//Appl. Opt. 1967.- V.6. - P.981-987.

23. Томпсон Б. Измерение размера частиц // Оптическая голография: Пер.с англ./ под. ред. Г.Колфилда. -М.: Мир, 1982. Т.2. - с.668-671.

24. Varde K.S. An optical investigation of the combustion of a stratified mixture in г dual chamber confinement// Can. J. Chem. Eng. 1974. - V.52. - P.426-33.

25. Ostlung L.A., Biederman K. Laser speckle reduction: equivalence of the moving aperture method and incoherent spatial filtering// Appl. Opt. 1977. - V.16 P.1490-1493.

26. Goldfisher L.J. Autocorrelation function and power spectral density of laser -produced Speckle pattern//JOSA. 1965. - V.55 - N.3. - P.247-253.

27. Enloe L.H. Noise Like Structures in the Image of Diffusely Reflecting Objects in Coherent Ilummation/У Bell System Technical Journal. - 1967. - V.XLVI. -No.7. - P.1479-1489.

28. Burch J.M., Tokarsky J.V.J. Production of multiple beam fringes from photographic scatteres//Optica Acta. 1968. - V.15. - №2. - P.101- 111.

29. Leendertz J.A. Interferometric displacement measurement on scattering utilizing speckle effect//Joum. Phys. E: Sci. Instrum. -1970. №3. - P.214 - 219.

30. Butters J.N., Leendertz J.A. Holographic and video techniques applied to engineering measurements// Meas. Contr. 1971. - V.4. - P.349- 354.

31. Y.Y.Hung. Shearography: a new optical method for strain measurement and nondestructive testing// Opt.Eng. -1982. V.21. - P.391-395.

32. Фурсов A.H., Писарев B.C., Новиков С.А. Методика измерений деформаций плоских объектов на основе спекл фотографии в белом свете// Заводская лаборатория. - 1987. - №8. - С.80-83.

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

34. Оптическая голография: Пер.с англ./ под. ред. Г.Колфилда. -М.: Мир, 1982. Т.2. - С.668-671.

35. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. М.: Мир, 1982.-504с.

36. DengN., Yamaguchi I. Automatic analysis of speckle photographs with extended range and improved accuracy// Applied Optics. 1990. - v.29. - Jfe2. - P.296-303.

37. Tang Z.Q., Wu K.C., Cheng C.H., Chern S.S, Hsiao C.C. Laser microspeckle technique in displacement measurement near crack tip// J.Appl. Phys. 1983. V.54. - N24. - P.1651-1655.

38. Hogmoen K., Lokberg O.J. Detection and measurement of small vibration using electronic speckle pattern interferometry// Appl. Opt. 1977. v.16. - P.1869-1853.

39. Lanza di ScaleaF., Hong S.S., Cloud G.L. Whole- field strain measurement in a pin- loaded plate by electronic speckle pattern interferometry and the finite element method.// Experimental Mechanics. 1977. - v.38. - №1. - P.55-60.

40. Попов A.M., Городннченко В.й. Исследование концентрации деформации методом голо графического муара/7 Применение лазеров в народном хозяйстве; Тез. докл. зонального н.-техн. семинара. Челябинск, 1989. - С.44-45.

41. Kubo Н., Nagata R. Holographic photo elasticity with depolarized object wave// Jap. J.Appl. Phys. 1976. - v.15. - P.641-647.

42. Анисимов И.В., Козел C.M., Локшин Г.Р. О пространственно- временных статистических свойствах когерентного излучения, рассеянного движущимся диффузным отражателем// Оптика и спектроскопия. 1969. -т.27. - в.З. - С.483-491.

43. YoshimuraT. Statistical properties of dynamic speckles// JOSA. 1986. - A3. -N.7. - P.1032-1054.

44. Iwai Takoi N.T., Ushizaka Т., Asakura T. Zero-crossing study on dynamic properties of speckles/7 Journal of Optic. 1980. - V.ll -N.2. - P.93-101.

45. Ruth В., HainaD., Waidelich W., Vibration analysis by speckle counting// Optica Acta. 1983. - V.30. - N.6. - P. 841-848.

46. Веселов Л.М., Попов И.А. Информационные свойства нестационарной во времени спекл- картины// Оптика и спектроскопия. 1993. - Т.74. - Вып.6. -С.1155-1159.

47. Ангельский О.В. Корреляционная диагностика случайных пространственно-неоднородных оптических полей// Квантовая электроника. 1992. -Т.19. -№12. - С.1151-1158.

48. Yamaguchil. Speckle displacement and decorrelation in the diffraction and image fields for small object deformation// Optica Acta. 1991. - V.28. - P.1359-1376.

49. Yamaguchi I., Fujita T. Linear and rotary encoders using electronic speckle correlation// SPIE Proceedings. 1989. - V.1162. - P.213-226.

50. Yamaguchi I,, Takemori Т., Kobayachi K, Stabilized and accelerated speckle strain gauge//SPIE Proceedings. 1989. - V.1162. - P. 187-200.

51. Yamaguchi I., Noh S. Deformation Measurement by 2-D Speckle Correlation// SPIE Proceedings. 1992. - V.1756. - P.106-118.

52. Бакут П.А., Мандросов В.И., Матвеев И.Н., Устинов Н.Д. Теория когерентных изображений. М.: Радио и связь, 1987.- 267с.

53. Chu В. Laser light scattering. N.Y.; Academic press, 1974. -315c.

54. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов// Под ред. КамминсаГ. и Пайка Э. -М.: Мир, 1978.-538с.

55. Кросиньяни Б., Ди Порто П., Бертолотти М. Статистические свойства рассеянного света. М.: Наука, 1980. -206с.

56. Ross D.A. Focused laser beam effect in optical particle sizing by dynamic light scattering//Applied Optics. 1991. -V.30. -N. 33. - P.4882-4888.

57. A.c. СССР № 554467 SU 4 G 01 В 9/021. Способ измерений в диффузно -когерентном излучении / Власов Н.Г., Гинзбург В.М., Штанько А.Е. (Всес. научн иссл. ин-т оптико -физич. измерений).- Заявл. 06.01.75 // Бюллетень изобретений,- 1977.-№14.

58. А.с. СССР № 1374042 SU 4 G 01 В 9/021. . Способ измерений в диффузно -когерентном излучении / Горбатенко Б.Б., Клименко Й.С., Рябухо В.П,, Сурменко Л.А. (Саратовский гос. унив-тет).- Заявл. 15.02.88,- Бюллетень изобретений.- 1988.-№6.

59. Сидорин Ю.В., Курлаев А.Р. Малотемпературные релаксации внутренних напряжений титана//ДАН. 1995. - Т.342. - №1. - С.45-48.

60. Лазерная анемометрия, дистанционная спектрометрия и интерферометрия: Справочник/Клочков В.П., Козлов Л.Ф., Потыкевич Н.В., Соскин М.С; Под общ. ред. Соскина М.С. Киев: Наук, думка, 1985.-?59с.

61. Калитеевекнй Н.И. Волновая оптика, М.: Наука, 1971. - 376с.

62. Матвеев B.C. Оптика. М.: Высшая школа, 1985. - 316с.

63. Goodman J.W. Statisical properties of laser speckle Pattern// Laser speckle and related phenomena. Ed. J.C.Dainty.- Berlin; He in elb erg; New-York, Spriiiger-Verlag, 1975, pp.351-354.

64. Владимиров А.П. Трехмерный диффузор и трехмерные спеклы//Журнал технич. физики.- 1998. т.68,- №12.- С.59-63.

65. А.С.СССР А1 1309700 SU 4 G 01 В 11/16. Способ неразрушающе го контроля повреждений изделий (институт физики металлов УНЦ АН СССР).-Владимиров А.П., Стружанов В.В.- №3909186/25-26; Заявл. 10.06.85.

66. Владимиров А.П. Голо графические методы измерения и контроля; Текст лекций,- Екатеринбург; УГТУ, 1996,- 104с.

67. Аранчук В.М., Зацепин Н.Н. О зависимости амплитуды сигнала допплеровского спекл- интерферометра от соотношения между размерами спеклов и приемной апертуры//ЖТФ.- 1988,- Т.58. Вып. 10. - С.2060-2061.

68. Wolf Е. Intensity fluctuations in stationary Optical fields//The philosophical magasine.- 1957.- March.- V.2. Ser.8.- №.15.- P.351-354.

69. Пугачев B.C. Теория случайных функций.- M: Гос. из-во физ.-мат. лит., 1962.-884с.

70. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидродинамика; Под ред. Кибеля И.А.-Л., М.: ОГИЗ Гос.Изд. Технико- теор. Литер., 1948,- 535с.

71. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.-М: Наука, 1973.-832с.

72. Тихонов В.й. Выбросы случайных процессов. М: Наука, 1970.-143с.

73. Ross D.A. Focused laser beam effect in optical particle sizing by dynamic light scattering//Applied Optics.-1991.- V.30.- № 33.- P.4882-4888.

74. Pedersen H.M. Intensity correlation metrology; a comparison study// Optica Acta.- 1982.-V29. -Ш.-Р.105-108.

75. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике,- М: Мир,1971. -496с.

76. Linfoot Е.Н., Wolf Е. Phase distribution near focus in a aberration free diffraction image//The Proceedings of the Physical Society. Section В.- 1956.- 1 August. -V.69.- part 8.- №.440 В. P.823-832,

77. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М; Гос. из-во ¡техн.-теор. лит., 1956.-784с.

78. Vladimirov А.P., Mikushin V.I. Application of laser method of determination of vector componenets of relative displacements to analysis of cyclic deformations// SPIE Proceedings.- 1998.- V.3411. P.129-136.

79. Владимиров А.П., Микушин В.И., Лисин А.Л. Оптический метод определения компонент вектора относительных перемещений// Письма в ЖТФ.- 1999. Т.25,- Вып.24.-С.88-94.

80. Vladimirov А.P., Mikushin V.I. Interferometric determinate of vector components of relative displacements: theory and experiment// SPIE Proceedings.- 1999. V.3726. - P.38-42.

81. Патент РФ C2 № 2154256 RU 7 G 01 В 9/02. Интерференционный способ измерений относительных перемещений диффузно- отражающих объектов/ Владимиров В.П. (Ин-т машинов. УрО РАН}.- №98100035;Заявл. 06.01.98.

82. Смелянский В.М. Механикаупрочнения поверхностного слоя деталей машин при обработке ППД//Вестник маш иностроения.- 1982.-№11.-С.19-22.

83. Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение сталей поверхностным наклепом.- М.: Машиностроение, 1985. -152с.

84. Владимиров А.П., Стружаиов В.В. Исследование раскрытия трещины после скачкообразного подрастания методами лазерной интерферометрия// ФММ.- 1986,- Т.62.- №5,- С.1029-1032.

85. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г. Установка для испытания материалов с построением полностью равновесных диаграмм деформирования// Проблемы прочности.-1981.-№.12.-С.104-106.

86. Миронов В.И., Микушин В.И., Владимиров А.П. и др. Установка для определения свойств материала на стадии разупрочнения// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2001.- Т.67.- №3.- С.47-51.

87. Галкин Е.Н. Визуализация и контроль параметров турбулентного течения твердого тела: Дипломная работа.- Екатеринбург: УГТУ- УПИ, 2001. -63с.

88. Богач ев И.Н., Вайнштейн А.А., Волков С.Д, Введение в статистическое металловедение. -М: Металлургия, 1972. -216с.

89. Волков С.Д., Дубровина Г.Н., Соковнин Ю.П. О краевой задаче механики разрушения// Проблемы прочности.- 1978. №.1.- С.3-7.

90. Волков С.Д., Гуськов Ю.П., др. Экспериментальные функции сопротивления легированной стали при растяжении и кручении//Проблемы прочности. 1979. - №1. - С.3-6. ,

91. А.П.Владимиров, В.И.Микушин. Микропроцессорная установка для изучения динамики спеклов// Приборы и техника эксперимента.- 1998.- №3.-С.58-62.

92. A.P.Vladimirov, O.V.Golub, V.I.Mikushin. Image-Processing Hardware and Software for Speckle Dynamics Analysis// SPIE Proceedings.- 1995,- V.2363.-P.243-248.

93. Саратовский roc, университет, Ин-т пробл. точной мех. и управления РАН, 2000. С.68-72.

94. Хинце И.О. Турбулентность. Ее механизм и теория. -М.: Физматгиз, 1963.-680с.

95. Владимиров А.П. Динамика спеклов в плоскости изображения пластически деформируемого объекта. Дисс.канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1986.-106с.

96. Павлов В.А. Физические основы пластической деформации металлов.-М: Из-во АН СССР, 1962.-199с.

97. Пуарье Ж.П. Высокотемпературная пластичность кристаллических тел. Пер. с франц. М.: Металлургия, 1982. - 272 с. .

98. Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Елсукова Т.Ф., йванчин А.Г. Структурные уровни деформаций твердого тела//Известия вузов. Физика, 4982,- №2,- С. 5-26.

99. Панин В.Е., Гриняев Ю.В. Неустойчивость ламинарного течения и вихревой характер пластических деформаций кристаллов // Известия вузов. Физика.- 1984.- №1.-С.61-67.

100. Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластических деформаций и разрушения.- Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1990,- 254с.

101. Зуев Л.Б., Полетика Т.М., Семухин Б.Г. Развороты макрообъемов материала при пластической деформации // Кристаллография.-1995.-Т.40. -Ш.-С. 1071-1073.

102. Stetson К.A, Problems of defocusing in speckle photography; its connections to hologram interferometry, and its solutions// J. Opt. Soc. Am.- 1976.-V.66.- P.1267-1273.

103. Ван-Дайк M. Альбом течений жидкости и газа,- М.: Мир, 1986.- 181с.

104. Михайлов Е.В., Наймарк О.Б. Описание течения жидкости с учетом дефектов структуры//Сборник научных трудов/Пермский гос. техн. унив-тет. 1999. -№7, -С.41-48.

105. Александров Е.Б., Бонч-Бруевич A.M. Исследование поверхностных деформаций тел с помощью голограммной техники// ЖТФ.-1967.-Т.64. -вып.2.- С.360-369.

106. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием; Справочник. М.Машиностроение, 1987. -328с.

107. Голография. Методы и аппаратура. Под ред. В.М.Гинзбург и Б.М.Степанова.- М.; Сов. радио, 1974,-37бс.

108. АС № 153317. Способ управления процессом упрочнения деталей пластическим деформированием/УАртемов Л.М., Косякина Е.С., Смелянский В.М., Кириллова М.М., Владимиров А.П., Малютин М.В., Мозалев В.В.-№4273832; 3аявл.30.07.87.

109. Разработка опытного образца установки и технических рекомендаций для активного контроля параметров упрочнения при обкатке с помощью лазерного излучения: Отчет о НЙР(заключ.)/Институт физики металлов

110. УрО АН СССР; Руководитель М.М.Кириллова, № 4/87 от 02.02.87. -Свердловск, 1988. - 29с.: ил.- Отв.исп. А.П.Владимиров; исп. А.А. Махнев; Соисполн.: ИМАШ УрО АН СССР, В.В.Стружанов, А.П.Владимиров, Н.А.Краснова и др.- Библиогр.: с.29.

111. Onlamara A., Tribillon G., Duvernoy J. Biological activity measurement on botanical specimen surface using a temporal decollation effect of laser speckle// J. Mod. Opt.-1989.- V.36. №.2. -P.165-179.

112. Zheng В., Pless C.M., Ih Ch.S. Feature information extraction from dynamic biospeckles//Applied Optics. 1994,- V.33.- №.2. - P.321-237.

113. Уте C.P. Новые оптические методы диагностики и лазеротерапии в дерматологии//Автореферат дисс. д.мед.наук.- М: 1998.-32с.

114. Бонч-Бруевич A.M., Николаев С,Д., Старобогатов И.О. и др. //Письмав ЖТФ.- 1994.-Т.20.-Вып.11. С.42-49,

115. Puttick К.Е. Ductile Fracture in Metals/ZPhil. Mag. 1959. - V.4. - Eighth series. - №44. - P.964 - 969.

116. Лебедев А.А., Марусий О.И., Чаусов Н.Г., Зайцева Л.В. Исследование кинетики разрушения пластичных материалов на заключительной стадии деформирования//Проблемы прочности. 1982. - №1. - С.12-18.

117. Лебедев A.A., Чаусов Н.Г.,Марусий О.PL, Евецкий Ю.Л., Гришай Г.Х. Кинетика разрушения листового пластичного материала на заключительной стадии деформирования// Проблемы прочности. 1988. - №12. - С. 18-25.

118. Vladimirov А.Р., Gorohov A.A., Galkin E.N., Lisin A.L. Using speckle optics for studying the localization and determination of non-reversible deformations// SPIE Proceedings.- 2000,- V.4002.- P. 128-134.

119. Владимиров А.П., Лисин А.Л., Горохов A.A., Галкин E.H. К исследованию свойств материалов на стадии предразрушения методами спекл- интерферометрии// Вестник ПГТУ. Механика композитов/ Пермский гос. техн. унив-тет. 2000. - №1. - С.6-11.

120. Владимиров А.П., Лисин А.Л., Микушин В.Й., Кохан М.М., Куклин H.A., Кононенко Е.В. Применение техники счета числа мерцаний спеклов для изучения биологической активности кожи// Письма в журнал технической физики. 2000. - Т. 26. - С.20-24.

121. Патент РФ С2 № 2155320 RU 7 G 01 В 9/02. Способ интерференционных измерений в диффузно когерентном излучении / Владимиров А.П.(Ин-т машинов. УрО РАН).- К» 97116812; Заявл. 15.10.97.

122. А.П.Владимиров, В.В.Стружанов, Н.Т.Савруков, Н.А.Порфирьев. Применение и эффективность голографии и спекл- интерферометрии для контроля деталей машин: Препринт УрО АН СССР.- Свердловск: УрО РАН, 1988.- 66 С.

123. А.П.Владимиров, В.П.Рябухо, В.А.Седельников, С.С.Ульянов, Т.Ю.Ярошенко. Применение динамики спеклов для изучения шероховатости, вибрации и деформации конструкций: Препринт ИМАШ УрО АН СССР. -Свердловск: УрО РАН, 1991.- 91С.

124. А.П.Владимиров, В.В.Стружанов. О раскрытии берегов естественной макротрещины//Журнал прикл. механики и техн. физики 1983,- №2.- С. 147150.

125. Об одном экспериментальном подходе к изучению свойств машиностроительных материалов/ А.П. Владимиров // Математическое моделирование в технологии машиностроения: Сб. статей под ред. В. Л.Колмогорова, -Свердловск: йз-во УрО АН СССР, 1989.- С, 72-78.

126. Динамика микрорельефа и динамика спеклов; статистический анализ/ А.П.Владимиров//Голография; теоретические и прикладные вопросы; Сб. тр. 19 школы по голографии под ред. Г.В.Скроцкого.- Л.: 1988.- С. 100-106.

127. Использование динамики спеклов для бесконтактного контроля повреждений конструкций/Владимиров А.П., Стружанов В.В.// Проблемы проектирования конструкций: Сб.статей под. ред. Н.П.Ершова.- Mиасс, 1988,-с.139-144.

128. Приборы для неразрушающе го контроля материалов и изделий. В 2 т./ Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.1:-488с.

129. Приборы для неразрушающе го контроля материалов и изделий. В 2 т./ Под ред. В.В.Клюева- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986,-Т.1-.- 352 с.

130. Янус Р.И. Магнитная дефектоскопия,-М.:ОГЙЗ, 1946,- 171с.

131. Дегтярев А.П., Клюев В.В., Щербинин В.Е. Магнитные приборы/УПриборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.2: с. 681.

132. Михайлов С.П., Щербинин В.Е. Физические основы магнитографической дефектоскопии. -М.: Наука, 1992.-240с.

133. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. - 252с.

134. Щербинин В.Е., Горкунов Э.С. Магнитный контроль качества металлов.-Екатеринбург, УрО РАН, 1996. -261с.

135. Герасимов В.Г., Клюев В.В., Сухоруков В.В., Федосенко Ю.К., Шкарлет Ю.М. Вихретоковые методы и средства контроля//Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред.

136. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб, и доп. М.; Машиностроение, 1986.-Т.2; с. 82-159.

137. Матис И.Г., Мужицкий В.Ф. Электрические методы и средства контроля//Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева,- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.2: с. 160-188.

138. Ермолов И.Н, Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981.-240с.

139. Ботаки А.А и др. Ультразвуковой контроль прочностных свойств конструкционных материалов. М.: Машиностроение. 1981. -80 с.

140. Викторов В.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М. : Наука, 1981. -288с.

141. Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1985,-257с.

142. Гуревич А.К., Ермолов И.Н., Королев М.А., и др. Акустические методы и средстваконтроля/УПриборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.2: с. 189-322.

143. Алешин Н.П., Белый В.Е. Методы акустического контроля металлов. М.; Машиностроение. 1989.-456 с.

144. Ультразвуковой контроль материалов: Справочное издание. Крауткремеры»

145. И., Крауткремер Г. Пер. с нем. М.: Металлургия. 1991. -752 с.

146. Кеткович А. А., Строков В.А. Тепловые методы и средства контроля/УПриборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.2: с.116-145.

147. Mackin T.J., Purcell Т.Е. The use of thermoelasticity to evaluate stress redistribution and nitch sensivity in ceramic matrix composites//Expérimental Techniques.- 1996.-v.20.-№2.-P.15-20.

148. Offermann S., Beaudoin J.L., Bissieux С,, Frick H. Termoelastic Stress Analysis Under Nonadiabatic Condition s//Experimenta! Mechanics.- 1997.-v.37,-№4.- P.409-413.

149. Боровиков A.C. Средства капиллярного контроля/УПриборы для неразрушающе го контроля материалов и изделий. В 2 т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т. 1: с.146-184.

150. Сажин С.Г., Левина Л.Е. Методы и средства течеискания//Приб«|)ры дляIнеразрушающего контроля материалов и изделий. В 2г. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.1: с. 185-204.

151. Матвеев В.И., Павельев В.А. Радиоволновые методы и средства контроля//Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.; Машиностроение, 1986,-Т.1; с.205-265.

152. Майоров А.Н. Методы и средства промышленной радиографии//Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. ) Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.1: с.307-354. !

153. Леонов Б.И., Соснин Ф.Р. Методы и средства радиоскопии //Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.; Машиностроение, 1986.-Т.1; с.355-372.

154. Горбунов В.И., Клюев В.В., Соснин Ф.Р. Методы и средства радиометрии //Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Подред, В.В,Клюева.- 2-е изд., перераб, и доп. М,; Машиностроение, 1986.-Т.1; с.373-398.

155. Кеткович A.A., Строков. В.А. Оптические методы и средства контроля/Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2т. / Под ред. В.В.Клюева,- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.-Т.1: С.48-115.

156. Технические средства диагностирования: Справочник/ В.В.Клюев, П.П.Пархоменко, В.Е.Абрамчук и др.; Под общ.ред. В.В.Клюева. -М.Машиностроение, 1989,- 672с.

157. Козачок А.Г. Голографические методы исследования в экспериментальной механике. М.Машиностроение,1984,- Г76 с.

158. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия. Справочник. Минск: Высшая школа.-1987.- 371с.

159. Кольер Р., Беркхарт К., Лин.Л. Оптическая голография.- М.: Мир, 1973. -686с.

160. Франсон М. Оптика спеклов.- М.:Мир, 1980.-171 с.

161. Новицкий В. В. Новые исследования по методу муаров. /У Расчет пространственных конструкций.- М.: Стройиздат, 1967,- Вып. 11.- С. 13-30.

162. Сухарев И. П., Ушаков Б. Н. Исследование деформаций и напряжений методом муаровых полос,- М.: Машиностроение, 1969,- 208с.

163. Деформации и напряжения при обработке материалов давлением/ П. И. Полухин, В. К. Воронцов, А. Б. Кудрин и др.- М.: Металлургия, 1974.-336 с.

164. Сегал В. М., Макушок Е. М., Резников В. И. Исследование пластического формоизменения материалов методом муара.-М.: Металлургия, 1974.-200 с.

165. Теокарис П. Муаровые полосы при исследовании деформаций: Пер. с англ.-М.: Мир, 1972.-335 с.

166. Бородин Н. А. Метод нанесения прецизионных делительных сеток.// Заводская лаборатория.- 1963.- J&1.-C. 96-99.

167. Материалы VIII Всесоюзной конференции по методу фотоупругости. Т.2.-Таллин: АН ЭССР, 1979.-228 с.

168. Трумбачев В. Ф., Катков Г. А. Измерение напряжений и деформаций методом фотоупругих покрытий.- М.: Наука, 1966.-142 с.

169. Метод фотоупругости. Т. 1-3/Под ред. Г. Л. Хесина.-М.: Стройиздат, 1975.

170. Бокштейн М. Ф. Определение методом рассеянного света оптической анизотропии в связи с исследованием напряжений и деформаций.// Методы исследования напряжений в конструкциях.-М.: Наука, 1976.-С. 72-84.

171. Голографические неразрушающие исследования: Пер. с англ./Под ред. Р. Эрфа.-М.: Машиностроение, 1979.-446 с.

172. Burch J. М., Tokarski J. М. J. Production of multiple beam fringes from photographic scatteres//0ptica Acta. -1968.- v.15.- № 2.- P.101-111.

173. Deng N., Yamaguchi I. Automatic analysis of speckle photographs with extended range and improved accuracy//Applied Optics.- 1990.- v. 29.- №2.- P. 296-303.

174. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл -интрферометрия.-М.:Наука, 1985.- 218с.

175. Hung Y.Y. Shearography: anew optical method for strain measurement and n on-destructive testing/ZOptical Eng. -1982.- v.21. P.391-395.

176. Lu H., Vendroux G., Kiiauss W.G. Surface Deformatin Measurements of a Cylindrical Specimen by Digital Image Correlation//Experimental Mechanics.-1997.-v.37.-№4.-P.433-439.

177. Yamaguchi I. Advances in the laser speckle strain gauge// SPIE Proceedings. -1987. v.814. - P.141-148.

178. TP 1. IV. 1905-88. Активный контроль параметров упрочнения при обкатке с помощью лазерного излучения. -М.;1988-бс.