Кинетика изнашивания керамик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.04, кандидат наук Безенкина, Ольга Сергеевна

• Безенкина, Ольга Сергеевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Безенкина, Ольга Сергеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Введение

1.2 Контроль и диагностика узлов трения

1.3 Явление акустической эмиссии

1.4 Акустическая эмиссия в трибологии

1.5 АЭ аппаратура и обработка сигналов АЭ

1.6 Керамики

1.7 Керамики и акустическая эмиссия

1.8 Заключение и постановка задачи

ГЛАВА 2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Введение

2.2 Объекты исследования

2.3 Испытания на трение и износ

2.3.1 Трибоустановка для исследования абразивного износа керамик

2.3.2 Трибоустановка для исследования умеренного износа керамик

2.3.3 Трибоустановка для исследования трения керамических образцов при нагружении

2.3.4 Трибоустановка для исследования длительного износа БЮ

2.3.5 Трибоустановка для исследования длительного износа 8Ю в воде

2.4 Система регистрации АЭ

2.5 Заключение

Глава 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ

ДАННЫХ

3.1 Введение

3.2 Экспериментальное исследование трения и износа хрупких материалов

3.3 Разработка методов оценки износа хрупких материалов во время трения70

3.3.1 Метод анализа дискретной АЭ

3.3.2 Метод спектрального анализа

3.3.3 Исследование износа хрупких тел, сопровождаемое дискретной АЭ

3.3.4 Оценка износа хрупких материалов, сопровождающихся квазинепрерывной АЭ

3.3.5 Низкочастотная (звуковая) и высокочастотная (акустическая) эмиссия при трении

3.4 Применение разработанного подхода оценки износа

3.4.1 Оценка износа обоих контртел в паре трения

3.4.2 Оценка предела усталости хрупких тел

3.4.3 Кинетика изнашивания хрупких тел

3.5 Выводы

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика изнашивания керамик»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Количественная оценка износа в процессе трения и без его остановки представляет собой интересную научную и практическую задачу. В научном плане данные о текущем износе могут дать детальную информацию о физических механизмах износа и об изменениях свойств материалов во времени. В практическом плане, методика получения этих данных может быть использована для целей мониторинга ответственных узлов машин, (а узлы трения относятся именно к таким деталям) поскольку их отказы происходят по причинам, связанным с состоянием материалов. Для организации обратной связи в таких системах используются сигналы от датчиков, которые характеризуют параметры состояния системы.

Работа в этом направлении только начинается, и она опирается на две группы исследований по изнашиванию, которые были проведены ранее. Это -теоретико- расчетные методы моделирования и прогнозирования износа, в которые большой вклад внесли И.В. Крагельский, Б.И. Костецкий, Ю.Н. Дроздов, B.C. Комбалов, C.B. Панин, Л.И. Погодаев, М.Н. Добычин, И.Г.Горячева, Ф.П. Боуден, Д. Тейбор, К. Лудема, и физические методы контроля различных проявлений изнашивания, которые были развиты в работах Д.Г. Громаковского, А.И.Свириденка, Н.К. Мышкина, Л.В. Марковой, А.Л. Жарина, Е.А. Марченко, В.Г. Пинчука, В.М. Баранова, Е.М. Кудрявцева, Г.А. Сарычева, В.М. Шавелина, Д. Мба, Д.А.Дорнфельда.

Сказанное выше относится ко всем типам материалов триботехнического назначения. Керамики относятся к перспективным материалам для трибоузлов ввиду таких свойств как: высокая прочность, низкая изнашиваемость, коррозионная стойкость и способность работать при высокой температуре, в агрессивных средах. Следует отметить, что кинетика изнашивания керамических материалов изучена явно недостаточно, однако такой недостаток, как низкая пластичность керамик требует использовать активные средства контроля и непрерывной диагностики в ответственных узлах трения,

основанные на принципах обратной связи, которые могут отслеживать критические состояния материалов Таким образом, актуальными становятся задачи оценки реально изменяющихся свойств керамических материалов в режиме in - situ.

Отдельные главы диссертации поддержаны грантами РФФИ (№№ 10-08-00966-а, 10-0890006-Бел-а)

Цель работы состояла в изучении закономерностей возникновения акустической эмиссии при трении керамических материалов при разных условиях испытаний. В соответствии с целью работы решались следующие задачи исследования:

1. Осуществление выбора наиболее информативных параметров сигнала акустической эмиссии, возникающей при трении керамик в условиях наиболее приближенных к реальным условиям эксплуатации керамических материалов

2. Установление связи между параметрами сигнала АЭ и процессами трения в керамических материалах с использованием математического аппарата и современных методов цифровой обработки данных.

Научная новизна. Впервые установлена связь между массовым износом керамических материалов и спектральными характеристиками акустической эмиссии при коротких и длительных испытаниях в процессе трения.

Практическая значимость работы состоит в демонстрации возможности мониторинга износа керамических материалов in-situ с помощью методики определения весового износа посредством цифровых методов обработки сигнала АЭ в процессе трения,.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Международном симпозиуме по транспортной триботехнике (Санкт - Петербург, 2010 г.), на V Международной конференции «Полимерные композиты в триботехнике. Проблемы создания и применения. Опыт эксплуатации» (Санкт - Петербург, 2012), на международной научно -

практической конференции «Неделя науки СПбГПУ» (Санкт - Петербург 2010, 2011,2012, 2013 г.).

ГЛАВА 1

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Введение

Настоящая работа посвящена разработке нового подхода численной оценки изнашивания узлов трения, которая производится непосредственно в процессе трения без его остановки. Износ, как особая форма множественного разрушения при контактном взаимодействии двух твердых тел, изучается методом акустической эмиссии. Несмотря на то, что вопрос имеет широкое освещение в мировых публикациях и изданиях, прямое использование связи между характеристиками АЭ и износом не находит широкого применения ввиду ряда трудностей. В работе будут определены информативные параметры процесса контактного разрушения при трении и предложены методы численной оценки износа обоих контактирующих тел. Исследуемый материал - керамики и монокристаллы представляют особый интерес для производства пар трения с повышенными требованиями к прочности. Вследствие чего, такой недостаток как, низкая пластичность этих материалов обуславливает необходимость постоянной диагностики состояния для предотвращения аварийного выхода из строя механизмов и машин. В работе с помощью метода акустической эмиссии, методов физического материаловедения, в том числе оптической микроскопии и атомной абсорбционной спектрометрии, а также математических методов спектрального и корреляционного анализа демонстрируется возможность непрерывного контроля керамик в процессе трения.

1.2 Контроль и диагностика узлов трения

Ввиду повышения требований к надежности и долговечности ответственных деталей и узлов машин, исследования последних лет посвящены проблемам изнашивания узлов трения. Усложнение и удорожание конструкций в связи с повышением требований к их надежности и точности исполнения функций является устойчивой тенденцией развития нового научного направления в области трения, изнашивания и смазки - трибомониторинга [1].

Перечислим некоторые области техники, в которых нужно контролировать износ:

— космическая и авиационная техника (тяжелонагруженные опоры машин, подшипники скольжения, фрикционные втулки, лопатки турбин);

—транспортная и сельскохозяйственная техника;

— робототехника;

— гидравлическая техника (насосы, гидромашины, гидроцилиндры);

— станкостроение (гибкие обрабатывающие и сборочные системы);

— ядерная техника (резервуары под давлением, трубопровод реактора);

— энергетика (мостовые конструкции, шлюзы гидроэлектростанций). Отказ и поломка узла трения в вышеперечисленных случаях приводит к

возникновению аварийных и дорогостоящих ситуаций [1].

В области машиноведения для редукторов и приводных механизмов критичным является определение повреждения шестерни, чем раньше представляется возможным определить степень износа, тем больше можно повысить безопасность в различных промышленных узлах. Вследствие чего, периодическая диагностика при неразрушающей нагрузке, непосредственный мониторинг состояния детали и эффективные методы обнаружения дефектов являются целью интенсивных исследований на протяжении последних 50 лет [13].

Трибомониторинг охватывает всю совокупность средств и методов испытаний, диагностики, непрерывного контроля и регулирования характеристик подвижных сопряжений.

В трибомониторинге выделяются два основных направления: трибометрия и трибодиагностика.

Трибометрия включает методы и средства измерения основных параметров фрикционного контакта (сила трения, износ, температура, шероховатость, контурная и фактическая площадь касания, контактная деформация). Наиболее характерно в современной трибометрии стремление к определению параметров непосредственно в процессе фрикционного взаимодействия, к повышению точности, применению дублирующих систем и одновременной оценке максимально возможного количества параметров, к автоматизации обработки экспериментальных данных.

Трибодиагностика является совокупностью методов и средств непрерывного контроля состояния фрикционных параметров деталей и узлов машин.

Среди методов непрерывной диагностики подвижных соединений наиболее эффективны виброакустистиеские, дающие возможность оценить фрикционные параметры по параметрам механических колебаний детали трения; акустоэмиссионные — по интенсивности, мощности и спектру эмиссии; электрофизические - по интенсивности и амплитудно — частотному спектру трибоэдс и эдс магнитной индукции; температурные - по тепловыделению в сопряжении.

Среди большого разнообразия методов трибодиагностики особое место принадлежит акустическим и электрическим методам. Их достоинства в безынерционности по отношению к процессу фрикционного взаимодействия, незначительная энергоемкость, наличие хорошо апробированной теории обработки сигналов и чувствительной аппаратуры [1]. В свою очередь, мониторинг на основе автоколебаний узла первоначально нашел широкое

применение в различных механизмах и узлах. Однако, этот метод более эффективен при кратковременных испытаниях, когда деталь имеет дефект или развивающуюся трещину, чем при длительных испытаниях, когда необходимо регистрировать реальный износ в процессе эксплуатации узлов. Интерес для продолжительного мониторинга узлов представляет относительно новый метод использования акустической эмиссии [13].

1.3 Явление акустической эмиссии

К процессам излучения волн напряжений, вызванных внутренними источниками, расположенными в толще исследуемого материала применяют термин «акустическая эмиссия».

Общность физической природы возбуждения волн напряжений (независимо от типа возбуждающего источника) позволяет сформулировать основные условия возникновения акустической эмиссии исходя из анализа условий возбуждения таких волн от внешних источников.

Если все точки твердого тела подвергнуть одновременному одинаковому механическому воздействию, они будут испытывать в пространстве и времени одинаковые изменения движения; тело будет двигаться как единое целое, и волновые процессы в нем не возникнут. При локальном воздействии вследствие конечной скорости распространения возмущений наблюдается волновой процесс. Именно локальность воздействия источника является необходимым условием возникновения акустической эмиссии [2]. На схеме (рис.1) приведены источники возникновения акустической эмиссии [2].

Рис. 1 Основные источники акустической эмиссии

При диагностике методом АЭ важно выбрать информативные параметры, такими могут быть:

1) Общее число импульсов - число зарегистрированных импульсов дискретной (взрывной) АЭ за исследуемый интервал времени. Параметр пригоден для описания только потоков неперекрывающихся импульсов в

11

процессах, связанных с разрушением материала, зарождением новой трещины и т.д.

2) Активность АЭ — общее число импульсов, отнесенное к единице времени. Пригодность параметра такая же, как у предыдущего, но с большой детализацией во времени, с помощью чего можно наблюдать динамику процесса разрушения

3) Суммарная АЭ - число зарегистрированных превышений (выбросов) АЭ - сигналом установленного уровня за исследуемый интервал времени. При использовании этого параметра теряется значительная часть информации, поскольку регистрируются только высокоэнергетические составляющие процесса. Стоит отметить, что счет количества выбросов высокочастотного недетектированного сигнала дает число, связанное с количеством элементарных событий, если наложение сигнала отсутствует.

4) Интенсивность АЭ - суммарная АЭ, отнесенная к единице времени. На этот параметр распространяются те же ограничения, что и на предыдущий.

5) Уровень (СКЗ) АЭ - среднеквадратичное значение АЭ в рассматриваемом интервале времени.

6) Амплитудное распределение - распределение амплитуд АЭ-импульсов за исследуемый интервал времени

7) Спектральная плотность АЭ. Информативность этого параметра обусловлена его связью со скоростью протекания процесса, индицирующего АЭ - сигналы, что позволяет определить природу источника эмиссии.

8) Энергия АЭ - энергия упругих волн, генерируемых АЭ-источником. Наиболее трудноизмеряемый параметр. Это связано с трудностями абсолютной градуировки преобразователей АЭ, которые позволяют провести измерения относительных изменений сигналов, однако не

характеризуют абсолютных значений чувствительности к напряжениям или смещениям в упругих волнах [4].

Приведем перечень наиболее важных возможных применений акустической эмиссии:

• непрерывный надзор за первичной границей давления ядерного реактора для обнаружения и определения местоположения повреждений, накопленных вследствие износа;

• выявление нарождающихся разрушений в результате усталостного износа в корпусе самолета;

• контроль сварных соединений в процессе остывания сварных швов;

• обнаружение проникновения микрометеоритов в космические приборы;

• обнаружение появления трещин от коррозионных напряжений в структурах, подверженных коррозии

• исследование механизмов излома и поведения материла [6].

1.4 Акустическая эмиссия в трибологии

При трении твердых тел обнаружено возникновение акустических колебаний трех видов: автоколебаний, возникающих в результате изменения статистических, динамических или кинематических условий сопряжений; эмиссионных колебаний (акустической эмиссии АЭ) - волн напряжений, вызванных пластическим деформированием, структурно - фазовой перестройкой и разрушением поверхности трения; поверхностных волн.

Установлено также, что между трением и колебаниями существует обратная связь, т.е. трение порождает колебания, которые в свою очередь влияют на трение. Исследования по трибоакустике развиваются поэтому по двум основным направлениям: установление механизма и закономерностей возникновения различных видов фрикционных акустических колебаний и оценка на их основе параметров трения; анализ возможностей изменения фрикционного взаимодействия путем принудительного осциллирования фрикционной пары [1].

В последнее время интенсивно проводятся исследования по изучению закономерностей и механизмов возникновения акустической эмиссии при трении. Так как АЭ является непосредственной реакцией поверхности трения на контактное взаимодействие, то использование ее для создания непрерывных методов изучения и контроля процесса трения и изнашивания сопряжений весьма перспективно.

Большое количество экспериментальных работ посвящено исследованиям основных закономерностей возникновения и развития акустической эмиссии при изменении внешних параметров трения. При этом замечена чувствительность параметров эмиссии к свойствам дискретного контакта, которые во многом определяют характер фрикционных процессов, степень их влияния на фрикционные параметры узлов трения.

С помощью специальных методик удалось исследовать источники акустической эмиссии, являющейся результатом необратимых актов

пластической деформации при внешнем трении и разрушений поверхностного слоя при изнашивании. Так, например, обнаружено, что в момент появления на дорожках трения молекулярно-шероховатых кристаллов сурьмы и кремния кольцевых микротрещин (подобных линиям Вальнера) формировался устойчивый эмиссионный спектр, близкий по форме к «гауссовой кривой» с максимумом на частоте 20 - 40 кГц при исследуемой области частот до 500 кГц. На рис. 2 изображена схема основных источников акустической эмиссии при трении [1,14].

При исследовании фрикционного разрушения поверхности трения в условиях сухого трения и трения со смазкой было показано, что схватывание, фрикционный перенос, прорыв масляной пленки сопровождается качественным изменением спектральных характеристик акустической эмиссии [1].

Рис. 2 Источники АЭ при трении твердых тел

Исследования по нахождению зависимости между параметрами АЭ и механизмами износа отражены во многих работах последних лет.

В работе Демпсли (GRC/NASA) [13] были опубликованы результаты испытаний на специальной установке: вал коробки вертолета подвергали нагрузке на высоких оборотах в течение длительного периода (250 ч) с регистрацией параметров акустической эмиссии и замером реального

массового износа. Ими были выведены корреляционные зависимости между параметрами акустической эмиссии и массовым износом. Эта методика была успешно внедрена в серии испытаний подобных деталей машин. Лингард и др. в работах [27,28] при стандартных испытаниях образцов на износ показали систематическую связь между суммарным счетом АЭ и объемным износом.

Джи и Дорнфелд в работе [26] выяснили, что сигналы АЭ, вызванные при контакте скольжения в металлических парах на установке палец - диск имеют такой коррелирующий параметр АЭ с износом, как средне - квадратичная амплитуда импульсов АЭ.

Матсуока и др. исследовали модель [25] для установления корреляционных зависимостей между среднеквадратичной амплитудой АЭ и силой удаления материла из зоны контакта.

Ханчи и Кламенски провели серию экспериментов (с металлическими образцами на установке палец - диск) в работе [24], в результате которых выявили, что суммарная АЭ, распределение амплитуд АЭ и энергия АЭ являются перспективными параметрами, отражающими изменение объемного износа при переходе от умеренного износа к жесткому [30].

Из всего вышесказанного следует вывод, что характеристики акустического излучения, которые могут быть достаточно четко идентифицированы с помощью современной радиоэлектронной аппаратуры, обеспечивают возможность широкого использования АЭ для диагностики трения и изнашивания [1].

1.5 АЭ аппаратура и обработка сигналов АЭ

В случае диагностики акустические эмиссионные контрольно -измерительные приборы обладают двумя особыми качествами: способностью обнаруживать образование или развитие трещины в реальном масштабе времени и возможностью бесконтактного дистанционного контроля. Кроме того, анализ сигналов многочисленных преобразователей (трех или более) дает информацию, достаточную для определения местоположения источника сигнала методом триангуляции [6].

В применяемых ранее системах существующая аппаратура позволяла наблюдать за ограниченными участками, потенциальная возможность возникновения трещин в которых велика. Вследствие чего необходимо было применять улучшенные методы контроля, оптимизировать методы анализа данных и расширять диапазон контроля с точки зрения разнообразия геометрических форм [6]. Эти тенденции послужили основой для разработки аппаратуры и систем регистрации АЭ применительно к задам триботехнических исследований последних лет.

Независимо от прямого ее предназначения в АЭ-аппаратуре можно выделить следующие основные блоки: преобразователей, усиления сигналов, преобразования информации, регистрирующую систему. Назначение аппаратуры и условия ее работы определяют сложность и специфику конструктивного исполнения того или иного блока. При лабораторных исследованиях необходимо также наличие средств обеспечения эксперимента -нагружающих устройств, систем нагрева, обеспечения и измерения вакуума и т.п. [4]

Одним из важнейших элементов системы является приемный датчик. Для изготовления пьезодатчиков используются материалы, имеющие хорошие пьезоэлектрические и физико - механические свойства. На основе пьезоэлектрической керамики цирконата- титаната свинца ЦТС - 19 и ЦТС - 23 были изготовлены высокочувствительные преобразователи, чувствительные к

сдвиговым волнам. Среди зарубежных датчиков аналогом указанной керамики по свойствам является PZT-5A (США). Они пригодны для длительного использования при температурах до 329°С [6]. Наиболее полной характеристикой датчика является его амплитудно - частотная характеристика (АЧХ). По частотным свойствам датчики можно разделить на широкополосные и резонансные, при этом у полосовых преобразователей полоса пропускания близка по величине рабочей частоте [1]. Частотные зависимости широкополосного и резонансного датчиков AE1045S и АЕ105А фирмы Vallen Systeme [82] приведены на рис. 3 (а,б).

-60

ГС -70

■Q

Э. > -80

Ш -90

00 TJ -100

-110

а)

500 1000 1500 AE1045S, f(kHz)

2000

га ■Q 2L

-60 -70 > -80 о -90 £ -100 -110

о

б)

- у /'-л J V ———-——

У--I- - V

500

1000 1500 АЕ105А, f(kHz)

2000

Рис.3 Частотные характеристики датчиков: а) широкополосного АЕ10458 -диапазон частот ЮОкГц - 1,5 МГц; б) резонансного АЕ105А - резонансная частота - 800 кГц.

Было установлено, что при исследовании процессов трения и изнашивания твердых тел следует использовать широкополосные системы, так

как акустическое излучение зоны фрикционного контакта представляет собой суперпозицию как дискретной, так и непрерывной АЭ [1]. В работе [16] было показано, что при трении качения во вращающихся относительно друг друга образцах, образование износа - питтинга сопровождается появлением сигналов как взрывной (дискретной), так и непрерывной эмиссии, наложенных друг на друга. Полученный сигнал является сигналом АЭ псевдонепрерывного характера (рис. 4).

Рис. 4 Псевдоенепрерывный (смешанный) сигналов характер АЭ

В работе описан успешный опыт применения системы регистрации АЭ с широкополосным датчиком РАС WD (ф. Physical Acoustics Corporation) с полосой частот от 100 кГц до 1 МГц применительно к процессу трения. Следующим элементом системы регистрации АЭ после пьезодатчика является предусилитель. Основные функции, выполняемые предусилителем (ПУ), -согласование с датчиком АЭ в широком диапазоне частот, предварительная высокочастотная фильтрация и усиление сигнала, поступающего с датчика [1].

В настоящее время АЭ датчики производят с встроенным и внешним усилителями. Датчики с встроенными усилителями называют активными, с внешними - пассивными. АЭ датчики с встроенными усилителями, как правило, больше и тяжелее датчиков без усилителя. Однако датчики с встроенными усилителями более удобные, т.к. позволяют избежать лишние соединения, которые повышают риск ошибок при монтаже, сам кабель от

датчика к усилителю требует тщательного контроля во время монтажа и работы.

Пассивные датчики требуют наличия внешнего усилителя. Длина кабеля между АЭ - датчиком и усилителем не должна превышать 1.2 м. Чем короче кабель от датчика к усилителю, тем больше чувствительность датчика. Кабель от усилителя к системе измерения и обработки АЭ может иметь длину - сотни метров. Практика показывает, что установка датчика с встроенным усилителем оказывается экономически выгодной [82].

Несмотря на то что свойствами преобразователя главным образом определяется возможность выявления акустической эмиссии, электронная система предварительной обработки сигналов имеет существенное значение для успешного использования полученной информации.

Анализ основных тенденций, наметившихся в разработке АЭ-аппаратуры, убеждает в наличии следующих сложившихся принципов ее построения.

1. Использование стандартных унифицированных блоков электронной аппаратуры, выполненных на полупроводниковых элементах и интегральных микросхемах. Поскольку статический характер АЭ-сигналов и их информативные параметры очень похожи на те, которые имеют место при регистрации ионизирующих излучений, АЭ-аппаратура с успехом может быть скомпилирована из унифицированных электронных блоков, например из блоков системы САМАС (Computer Application to Measurement and Control). Система содержит практически все необходимые блоки усиления, обработки и регистрации информации, ввода-вывода данных, источники питания и т.п.

2. Создание специализированной системы унифицированных блоков для регистрации АЭ, учитывающей специфику АЭ-измерений. Из этих блоков компонуется аппаратура для решения конкретных задач. Примером может служить система фирмы Dunegan/Endevco.

3. Разработка специализированных приборов для решения частных задач исследования и контроля. Такие приборы, как правило, наилучшим

образом решают конкретную задачу, например контроль определенного технологического процесса на предприятии. Это является следствием предварительного теоретического и экспериментального исследования АЭ, сопровождающей данный процесс. Специализированные приборы более компактны, помехозащищены и пригодны для исследования в цеховых и полевых условиях.

4. Использование аппаратуры, скомпилированной из имеющегося в наличии стандартного радиотехнического оборудования, в ряде случаев доукомплектованного самодельными электронными блоками предусилителями, сопрягающими устройствами, преобразователями и т.д. Такой подход позволяет оперативно организовать и провести исследования, однако требует осторожности в интерпретации получаемых результатов. Одной из главных причин отсутствия единообразия и возможности научно обоснованной трактовки данных многих исследований является несопоставимость результатов из-за разнообразия аппаратуры и условий проведения экспериментов.

Независимо от способа, которым исследователь намерен создавать аппаратуру для регистрации АЭ, он вынужден уделить значительное внимание выполнению следующих специфических требований:

а) обеспечение работоспособности преобразователей в заданных условиях эксплуатации;

б) согласование преобразователя с электрическими схемами, дающее минимальное ухудшение соотношения между полезным сигналом и помехами;

в) подавление электромагнитных атмосферных и промышленных

помех;

г) устранение или уменьшение влияния акустических помех.

Рассмотрим в качестве примера систему регистрации АЭ AESmart2000 фирмы Score Group pic. (Dunegan/Endevco), разработанную для лабораторных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Безенкина, Ольга Сергеевна, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Свиреденок А. И., Мышкин Н. К., Калмыкова Т. Ф., Холодилов О. В. Акустические и электрические методы в триботехнике. - Минск: Наука и Техника, 1987. - 280 с.

2. Грешников В. А., Дробот Ю. Б. Акустическая эмиссия. - М.: Издательство стандартов, 1976. - 272 с.

3. Гусев О. В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов тугоплавких металлов. - М.: Наука, 1982. - 108 с.

4. Баранов И. М., Молодцов К. И. Акустикоэмиссионные приборы ядерной энергетики. - М.: Атомиздат, 1980. - 143 с.

5. Иванов В. И., Белов В. М. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

6. Хаттон П., Орд Р. Акустическая эмиссия. - В кн.: Методы неразрушающих испытаний/ Под ред. Р. Шарпа. - М.: Мир, 1972, с. 27-58

7. Трипалин А. С., Буйло С. И. Акустическая эмиссия. Физико -механические аспекты. - Ростов на Дону: Изд. Ростовского университета89, 1986.- 160 с.

8. Баранов В. М., Кудрявцев Е. М., Сарычев Г. А., Щавелин В. М. Акустическая эмиссия при трении. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 256 с.

9. Фадин Ю. А., Козырев Ю. П., Булатов В. П. Оценка потери массы при абразивном изнашивании по данным акустоэмиссии. // Трение и износ, 20, -1999, №2,-0.193-196.

10. Филатов С. В. Акустическая эмиссия при абразивном изнашивании металлов.// Трение и износ, 3, -1982, № 3, -С. 558-562.

11. Булатов В. П., Козырев Ю. П., Тулаев В. И., Фадин Ю. А. Кинетика разрушения поверхности при трении без смазочного материала // Трение и износ. -2001 (22), № 1, С. 17-20

12. Способ определения износа вкладыша подшипника скольжения: Патент 2212648 РФ, MKH.G 01 N 3/56, 29/14. -2003, Бюлл. изобр.2003, № 26 /. Ю. А. Фадин, В. П. Булатов, О. Ф. Киреенко, В. И. Тулаев

13. Loutas Т. Н., Roulias D., Pauly Е., Kostopoulos V. The combined use of vibration, acoustic emission and oil debris on-line monitoring towards a more effective condition monitoring of rotating machinery// Mechanical systems and signal processing. 25, -2011, - P. 1339-1352

14. Sun J., Wood R. J. K., Wang L. Wear monitoring of bearing steel using electrostatic and acoustic emission techniques// Wear. 259, -2005 , - P. 1482-1489

15. Benabdallah H., Boness R. J. Tribological behaviour and acoustic emissions of alumina, silicon nitride and SAE52100 under dry sliding// Journal of materials science. 34, -1999, - P. 4995-5004

16. Price E. D., Lees A. W., Friswel M. I. Detection of severe sliding and pitting fatigue wear regimes through the use of broadband acoustic emission// IMechE Vol.219 Part J:J.Engineering Tribology -2005,- P. 85-89

17. Mba D. Acoustic Emissions and monitoring bearing health//Tribology transactions. 46, -2003, - P.447-451

18. Hase A., Wada M., Mishina H. The relationship between acoustic emissions and wear particles for repeated dry rubbing// Wear. 265, -2008 , - P. 831839

19. Ferrer C., Salas F., Pascual M., Orozco J. Discrete acoustic emission waves during stick-slip friction between steel samples// Tribology international. 43, -2010,-P. 1-6

20. Rahman Z., Ohba H., Yosioka Т., Yamamoto T. Incipient damage detection and its propagation monitoring of rolling contact fatigue by acoustic emission// Tribology international. 42, -2009 , - P. 807-815

21. Benabdallah H. Friction wear and acoustic emissions of some plastics sliding against SisW/ Wear. 264, -2008 , - P. 152-156

22. Skare Т., Krantz F. Wear and frictional behaviour of high strength steel in stamping monitored by acoustic emission technique// Wear. 255, -2003, - P. 1471— 1479

23. Lohr M., Spaltman D., Binkowski S., Santner E., Woydt M. In situ Acoustic Emission for wear life detection of DLC coatings during slip-rolling friction// Wear. 260, -2006, - P. 469^178

24. Hanchi J., Klamecki В. E. Acoustic emission monitoring of the wear process// Wear. 145,-1991, - P. 1-27

25. Matsuoka K., Forrest D., Tse M-K. On-line wear monitoring using acoustic emission// Wear. 162 - 164, -1993, - P. 605-610

26. Jiaa C. L., Dornfeld D. A. Experimental studies of sliding friction and wear via acoustic emission signal analysis//Wear. 139 -1990, - P. 403—424

27. Lingard S., Yu C. W., Yau C. F. Sliding wear studies using acoustic emission// Wear. 162 - 164 - 1993, - P. 597-604

28. Lingard S., Ng К. K. An investigation of acoustic emission in sliding friction and wear of metals// Wear. 130 - 1989, - P. 367-379

29. Williams J. A. Wear modeling - analytical, computational and mapping -a continuum mechanics approach. // Wear, 225-229, - 1999, P. 1-17

30. Fan Y., Gu F., Ball A. Modelling acoustic emissions generated by sliding friction// Wear. 268 - 2010, - P. 811-815

31. Hase A., Wada M., Mishina H. Correlation between features of acoustic emission signals and mechanical wear mechanisms// Wear. 292-293, -2012 , - P. 144-150

32. Власов В. M., Мельниченко Н. В., Рейзер Е. С. Диагностирование методом акустической эмиссии разрушения мостиков схватывания при трении сталей без смазочного материала. // Трение и износ, 10, - 1989. - № 2, С. 257-261

33. Марков Д. П., Маркова Т. Ф. Электромониторинг смазанных пар трения. // Трение и износ, 22, - 2001, №1, С. 92-98.

34. Марков Д. П. Трибология и ее применение в железнодорожном транспорте//Труды ВНИИЖТ-М.: Интекст, 2007, 408 с.

35. Фадин Ю. А., Козырев Ю. П. Фрактальные особенности частиц износа //Письма в ЖТФ, 2000, Т. 36, В. 13. С. 46-50

36. Ляшко В. А., Потемкин М. М. Разработка критериев оценки износостойкости материалов поверхностей трения. // Трение и износ, 16, - 1995, №4, С. 710-718.

37. Бершадский JI. И., Ляшко В. А., Смагленко Ф. П. и др. Диагностика и прогнозирование надежности узлов трения на основе информационно-термодинамических представлений. // Надежность и долговечность машин и сооружений. Киев, -1990, вып. 18, С. 42-47

38. Петров В. А., Башкарев А. Я., Веттегрень В. И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. С.- Петербург: Политехника, 1993. - 475 с.

39. Поверхностная прочность материалов при трении / Под общей ред. д-ра техн. наук Б. И. Костецкого. Киев: Техника, 1976 . - 296 с.

40. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. 4.2. М.: Машиностроение, 1968. - 543 с.

41. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. М.: Машиностроение, 1986. - 360 с.

42. Фадин Ю.А. Применение акустической эмиссии для оценки массового износа // Трение и износ. -2008.- Т.29, № 1.-С. 29-32.

43. Кузнецова О.С., Фадин Ю.А.Поверхностная усталость хрупких тел при трении//ХХХ1Х Неделя науки СПбГПУ: Материалы международной научно-практической конференции. Ч. 1У.СП6: Издательство Политехнического университета, - 2010.-С.69-70.

44. Кузнецова О.С., Фадин Ю.А. Особенности регистрации акустической эмиссии при экстремальных условиях трения хрупких тел//ХЬ Неделя науки

СПбГПУ: Материалы международной научно-практической конференции. Ч. IV.CIT6: Издательство Политехнического университета, - 2011.-С.89-90.

45. Фадин Ю.А., Киреенко О.Ф., Кузнецова О.С., Сычев C.B. Начальная стадия контакта хрупких тел при трении //Трение и износ, 32, - 2011, №3 - С. 30-33

46. Кузнецова О.С., Фадин Ю.А., Чулкин С.Г. Оценка износа контртел во время трения // Повышение износостойкости и долговечности машин и механизмов на транспорте: Труды четвертого международного симпозиума по транспортной триботехнике « Транстрибо-2010». Под общ. ред. С.Г. Чулкина и П.М. Лысенкова- СПб.: Изд-во «JIOMO-Инфраспек», 2010.- С.53-57

47. Кузнецова О.С., Сычев C.B., Фадин Ю.А., Чулкин С.Г. Применение акустической эмиссии для исследования изнашивания хрупких материалов// Научно-технические ведомости СПбГПУ,-2012, №3-2 - С. 174-177

48. Сычев C.B., Кузнецова О.С., Фадин Ю.А., Чулкин С.Г. Исследование процесса приработки поверхности износостойких керамик// Научно-технические ведомости СПбГПУ,-2012, №3-2 - С. 185-188

49. Кузнецова О.С., Данилович Д. П., Орданьян С.С., Фадин Ю.А. Кинетика изнашивания керамик // Вопросы материаловедения, 2012, №4(72) -С.370-375

50. Безенкина О.С., Фадин Ю.А. Исследование изнашивания керамик с использованием метода определения массового износа//ХЫ Неделя науки СПбГПУ: Материалы международной научно-практической конференции. Ч. 1У.СП6: Издательство Политехнического университета, - 2012.-С.52-53

51. Ludema К.С. Friction, wear, lubrication. - CRC press LLC, 1996 - 300 p.

52. Kudish I.I., Govitch M.J. Modeling and analytical methods in tribology. -CRC press by Tailor and Francis Group LLC, 2010.-908 p.

53. Бендант Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. -М.: Мир, 1974-464 с.

54. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. 4.1. - М.: Наука, 1976.-496 с.

55. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Вып.1 -М.: Мир, 1971-317 с.

56. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Вып.2 -М.: Мир, 1972-288 с

57. Blatter С. Wavelets: a primer - А. К. Peters/CRC Press, 2002 - 210 p.

58. Kammler D. W. A first course in fourier analysis - Cambridge University Press, 2008 - 864 p.

59. Mertins A. Signal analysis. Wavelets, filter banks, time - frequency transforms and applications - John Wiley, 1999 - 327 p.

60. Salih S. M. Fourier transform - signal processing - InTech, 2012 - 354 p.

61. Osgood B. The fourier transform and its applications - Electrical engineering department Stanford University, 2008 - 422 p.

62. Карбид кремния, свойства и области применения/ Академия наук Украинской ССР, Институт проблем материаловедения; отв. ред. И. Н. Францевич .— Киев: Наукова думка, 1975 .— 79 с

63. Карбид кремния/ под ред. Г. Хениша, Р. Роя - М.: Мир, 1972 - 386 с.

64. Добролеж С. А., Зубкова С.М., Кравец В. А. Карбид кремния - Киев: Гостехиздат УССР, 1963 - 314 с.

65. Самсонов Г.В., Борисова АЛ., Жидкова Т.Г. Физико - химические свойства окислов -М.:Металлургия, 1978 - 471 с.

66. Самсонов Г.В. Неметалличесике нитриды - М.: Металлургия, 1969 -

263 с.

67. Самсонов Г.В. Нитриды/ Академия наук Украинской ССР, Институт проблем материаловедения — Киев: Наукова думка, 1969 .— 380 с

68. Suh М., Chae Y., Kim S. Friction and wear behavior of structural ceramics sliding against zirconia// Wear. 264, -2008 , - P. 800-806

69. Guicciardi S., Sciti D., Melandri C., Pezzotti G. Dry sliding wear behavior of nano-sized SiC pins against SiC and Si3N4 discs// Wear. 262, -2007 , - P. 529535

70. Poser K., Zum Gahr K.H., Schneider J. Development of A1203 based ceramics for dry friction systems// Wear. 259, -2005 , - P. 529-538

71. Hsu S.M., Shen M. Wear prediction of ceramics// Wear. 256, -2004, - P. 867-878

72. Medvedovski E. Wear-resistant engineering ceramics// Wear. 249, -2001, -P. 821-828

73. Presser V., Berthold C., Wirth R., Nickel K.G. Structural characterisation of tribologically influenced silicon carbide ceramic surfaces//Current Opinion in Solid State and Materials Science. 12,-2008,- P. 73-80

74. Wallstabe R. On the tribological behaviour of SiC and alumina mated against different steels under dry sliding conditions//Tribology Letters .44,-2011, - P. 247-257

75. Kato K., Adachi K. Wear of advanced ceramics// Wear. 253, -2002, - P. 1097-1104

76. Pasaribu H.R., Sloetjes J.W., Schipper D. J. The transition of mild to severe wear of ceramics// Wear. 256, -2004, - P. 585-591

77. Breznak J., Breval E., Macmillan N. H. Sliding friction and wear of structural ceramics// Journal of materials science. 20, -1985, - P. 4657-4680

78. Basu В., Kalin M. Tribology of ceramics and composites: materials science perspective - Wiley - The American ceramic society, 2011, 522 p.

79. Stachowiak G. W., Batchelor A. W. Engineering tribology - Butterworth Heinemann, 2001 - 744 p.

80. Материаловедение и конструкционные материалы: учебное пособие для машиностроительных специальностей втузов/ под ред. Белого В.А. -Минск: Вышэйшая школа, 1989. - 460 с.

81. Генкин M. Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов -М.: Машиностроение, 1987,- 282 с

82. Acoustic emission sensors - Specification - Vallen Systeme GmbH, 2012 -24 p.

83. Dunegan H. L. The new aesmart 2000 - Dunegan Engineering Company Inc., 2001 - 12 p.

84. Manual for setup and operation of AESmart 2000 acoustic emission system - Dunegan Engineering Company Inc., 2006 - 34 p.

85. Dunegan H. L. Aesmart. Model 302A - Dunegan Engineering Company Inc., 2001 -2 p.

86. Sensor Highway II - Product Bulletin - Mistras Group Inc., 2009 - 4 p.

87. AMSY -6 System description - Vallen Systeme GmbH, 2011 - 52 p.

88. Chaparo L. Signals and systems using MATLAB - Academic Press, 2011 -752 p.

89. Smith W. W., Smith J. M. Handbook of real - time fast fourier transforms: algorithms to product testing applications -Wiley, 1995 - 468 p.

90. Poularikas A. Transforms and applications primer for engineers with examples and MATLAB - CRC Press, 2010 - 552 p.

91. Corinthios M. Signals, systems, transforms, and digital signal processing with MATLAB - CRC Press, 2009 - 1345 p.

92. Brian H. Hahn, Daniel T. Valentine Essential MATLAB for engineers and scientists Academic Press, 2010 - 752 p.

93. Солонина А. И., Арбузов С. M. Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB - СПб.: БХВ-Петербург, 2008.- 816 с

94. Солонина А. И., Клионский Д. М., Меркучева Т. В., Перов С. Н. Цифровая обработка сигналов и MATLAB - СПб.: БХВ-Петербург, 2013,- 512 с.

95. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие -СПб.: БХВ - Петербург, 2013 - 768 с.

96. Седякин Н. М. Элементы теории случайных импульсных потоков -М.: Советское радио, 1965.- 260 с.

97. Розанов Ю. А. Случайные процессы -М.: Наука, 1979.- 184 с

98. Кокс Д. Методы обработки данных. - В кн.: Методы неразрушающих испытаний/ Под ред. Р. Шарпа. -М.: Мир, 1972, с. 205-230

99. Zum Gahr К.Н., Mathieu М., Brylka В. Friction control by surface engineering of ceramic sliding pairs in water// Wear. 263, -2007, - P. 920-929

100. Umehara N., Kato K. The effect of initial surface roughness on friction of self-mating silicon nitride in water//J. Jap. Soc. Tribology, V.42, №11, 1997, - P. 879885.

101. Агапьев Б. Д., Белов В. Н., Кесаманлы Ф. П. Обработка экспериментальных данных: учебное пособие - СПб.: Издательство Политехнического университета, 2000 -83 с.

102. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ - М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.