Разработка метода и средств, основанных на использовании магнитных и магнитно-акустических шумов, для контроля механических напряжений в высокопрочных сталях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Филинова, Анна Владимировна

• Филинова, Анна Владимировна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Филинова, Анна Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА, ОСНОВАННОГО НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНОГО И АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЙ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА, ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ.

1.1. Эффект Баркгаузена и комплекс проблем управления технологическими напряжениями.

1.2. Анализ физических особенностей метода контроля с использованием магнитных и магнитно-акустических шумов.

1.3. Анализ информативных параметров и моделей сигналов магнитных и магнитно-акустических шумов.

1.4. Проблемы практической реализации эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния металлоизделий.

ВЫВОДЫ.

2. АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ И МАГНИТНО-АКУСТИЧЕСИХ ШУМОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ МИКРО- И МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ.

2.1. Модели магнитного шума.

2.1.1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА.

2.1.2 СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЭМИССИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ШУМА.

2.2. Энергетические и эмиссионные характеристики магнитно-акустических шумов.

2.3. Принципы построения алгоритмов контроля макронапряжений.

ВЫВОДЫ.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ И МАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИХ ШУМОВ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ В ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЯХ.

3.1. Средства контроля, использующие энергетические и эмиссионные характеристики магнитных и магнитно-акустических шумов.

3.1.1 БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ ПРИБОРОВ СЕРИИ «АФС».

3.1.2.ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ МАГНИТОШУМОВОГО КОНТРОЛЯ.

3.1.3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ МАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ШУМОВОГО КОНТРОЛЯ.

3.2. Исследование взаимосвязи параметров магнитных и магнитно-акустических шумов с механическими напряжениями в конструкционных сталях.

3.2.1.МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ.

3.2.2.ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ ОГИБАЮЩЕЙ МАГНИТНЫХ ШУМОВ С ВЕЛИЧИНОЙ МИКРОНАПРЯЖЕНИЙ.

3.2.3.ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ И МАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИХ ШУМОВ С ВЕЛИЧИНОЙ МАКРОНАПРЯЖЕНИЙ.

3.3. Сравнительный анализ магнитных и магнитно-акустическеих шумов и разработка алгоритмов контроля напряжений на основе их совместного использования.

ВЫВОДЫ.

4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТНЫХ И МАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИХ ШУМОВ.

4.1. Контроль качества корпусов из стали ЭП-836.

4.1.1. КОНТРОЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОРПУСАХ ИЗ СТАЛИ ЭП-836.

4.1.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ СТАЛИ ЭП

4.2. Исследование влияния макронапряжений на толщину информативного слоя.

4.3.Совершенствование средств, на основе эффекта Баркгаузена, для контроля механических напряжений.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода и средств, основанных на использовании магнитных и магнитно-акустических шумов, для контроля механических напряжений в высокопрочных сталях»

Высокий технический уровень и эффективность производства в металлургических и металлообрабатывающих отраслях промышленности обеспечивается созданием и освоением ресурсосберегающих технологий с улучшением качества продукции. Значительные резервы в этой области связаны с научно обоснованным подходом к задаче регулирования напряженного состояния металлоизделий, существенно влияющего на надежность и долговечность техники, технологичность и металлоемкость конструкций, что подтверждает актуальность проблемы.

Эффективным подходом к анализу и регулированию остаточных и приложенных механических напряжений в металлопродукции является системный подход, одну из ключевых позиций которого занимают вопросы контроля напряженного состояния металлоизделий на каждом этапе технологического процесса. Контроль остаточных напряжений в заготовках и готовых деталях дает возможность выявлять изделия с недопустимым уровнем напряжений и проводить их технологическую доработку, используя различные методы воздействия на величину и распределение остаточных напряжений.

Наиболее целесообразное решение этой задачи связано как с совершенствованием традиционных методов неразрушающего контроля (НК), так и с развитием сравнительно новых методов, таких как метод эффекта Баркгаузена (ЭБ), который получил в промышленности название метод магнитных шумов (МШ).

Существенно расширяет возможности контроля методом МШ параллельное использование акустического проявления эффекта Баркгаузена (магнитные акустические шумы (МАШ)). Разработка принципов совместного использования МШ и МАШ, позволяет повысить информативность метода эффекта Баркгаузена.

Имеются отличительные особенности в физике этого явления от других электромагнитных методов контроля: источником электромагнитного или акустического излучения является сам контролируемый объект по причине перестройки его доменной текстуры; большая локальность контроля, обеспеченная малой величиной объема скачкообразно перемагничивающейся

О ^ ^ области - 10 -г 10" см ; возможность снимать информацию в аналоговом или цифровом виде даже с очень тонких слоев образцов. Это позволяет, используя тесную связь магнитной текстуры со структурой деформированного металла, найти новые пути решение задачи контроля механических напряжений в деталях и разработки новых средств контроля.

Таким образом, основной задачей диссертации является развитие теории метода контроля и разработка новых средств НК, основанных на эффекте Баркгаузена, для целей НК механических напряжений в высокопрочных сталях.

Состояние проблемы. При перемагничивании ферромагнитных материалов возникают: в индукционной катушке импульсы ЭДС, получившие название магнитные шумы (МШ), в пьезопреобразователе - акустические сигналы, получившие название магнитный акустический шум (МАШ).

Широкое развитие в НК получил метод магнитных шумов. Большой вклад в становление этого метода внесли работы Н.Н Колачевского, В.М. Рудяка, В.В. Клюева, Э.С. Горкунова, В.Е. Шатерникова, Г.В. Ломаева, В.Е. Щербинина, В.В. Поповой, В.Л. Венгриновича, В.В. Филинова, Н.С. Кузнецова, а также зарубежных исследователей - Ц. Гарднера (США), И. Шродера (США), И. Бартона (США), Л. Карьялайнена, К. Титто (Финляндия) и т.д. Вместе с тем, применение метода МШ в промышленности явно не соответствует его возможностям и требует комплексного решения исследовательских, конструкторских и методических задач. К их числу относятся вопросы более глубокого исследования взаимосвязи параметров сигналов МШ с механическими напряжениями и структурными изменениями в конструкционных высокопрочных сталях, методическое обеспечение выбора информативных параметров и режимов контроля с наибольшей достоверностью результатов измерений, разработка принципов создания надежной контрольно-измерительной аппаратуры и методик контроля, приемлемых для производственных условий.

Существенно увеличивает возможности контроля методом МШ параллельное использование сигналов МАШ. Энергетические и эмиссионные характеристики МШ и МАШ определяются перестройкой магнитной текстуры ферромагнетика скачками Баркгаузена (СБ), соответственно 180° и 90° доменных границ, при его циклическом перемагничивании. Поэтому МШ и МАШ несут разную информацию о физико-механических свойствах сталей, а параметры их сигналов во взаимосвязи могут использоваться для построения новых алгоритмов контроля и диагностики напряженного состояния ответственных изделий из этих сталей.

Значительный вклад в исследование физики магнитных акустических шумов перемагничивания внесли работы Э.С. Горкунова, В.В. Филинова, В.А. Хамитова, В.Е. Щербинина, В.Ф. Кумейшина, В.А. Комарова, а также зарубежных исследователей - К. Оно, М. Шибато (Япония), А. Лорда, (США) и др. Однако, техническое использование МАШ в промышленности сдерживается недостаточной теоретической и экспериментальной проработкой, позволяющей разработать научно-обоснованные методики выбора информативных параметров, режимов и принципов конструирования средств контроля.

Общий случайный характер сигналов МШ и МАШ позволяет надеяться на возможность разработки методических основ их совместного применения в НК, повысить надежность и информативность средств контроля методом ЭБ.

Целью диссертационной работы является разработка новых методических основ и средств контроля механических напряжений в высокопрочных конструкционных сталях, основанных на методе МШ и МАШ.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие основные задачи: анализ закономерностей изменения параметров огибающих сигналов магнитных шумов и магнитно-акустичесих шумов в зависимости от уровня микро- и макронапряжений; экспериментальные исследования взаимосвязей параметров сигналов МШ и МАШ на образцах углеродистых легированных сталей; определение новых алгоритмов обработки и информативных параметров сигналов МШ и МАШ; разработка аппаратуры и методик контроля механических напряжений на основе использования МШ и МАШ.

Методы исследования. Выполнение научных исследований проводилось с привлечением методов статистической физики, корреляционного анализа. Результаты теоретических положений проверялись экспериментально с использованием механических методов испытаний, результатов металлографического и рентгеноструктурного анализа, статистических методов обработки экспериментальных данных.

Новые научные результаты. В работе:

1. На основе аналогии механизму возбуждения акустической эмиссии при пластической деформации разработана теория МАШ. Исследованы зависимости энергетических и эмиссионных характеристик огибающих МАШ от параметров измерительной аппаратуры, объема СБ, магнитострикции и механических напряжений.

2. Разработана методика расчета текущих энергетических и эмиссионных характеристик МШ и МАШ. Показано, что параметр им, равный максимальному значению сигналов МШ, отражает энергетические свойства МШ, параметр Нм пропорционален коэрцитивной силе ферромагнитного материала, параметр МАШ Имаш, равный среднему значению сигналов МАШ, пропорционален магнитострикции материала. Это определяет новые возможности метода неразрушающего контроля, основанного на эффекте Баркгаузена, как многопараметрового метода.

3. Исследованы зависимости параметров сигналов МШ и МАШ от уровня микро- и макронапряжений в высокопрочных стялях. Доказана возможность использования единой, в пределах марки стали, зависимости параметра Р=им-Нм от величины макронапряжений, в случае контроля деталей из углеродистых и легированных сталей. Показано, что использование параметра К=им/Нм позволяет увеличить разрешающую способность аппаратуры ~ в 1,4 раза.

Установлено, что область применения метода контроля напряженного состояния металлоизделий существенно расширяется за счет использования алгоритмов, основанных на нормировке параметров МШ к параметрам сигнала МАШ, например, параметр В=им/иАь равный отношению максимального значения сигнала МШ к первому максимому сигнала МАШ, при этом разрешающая способность аппаратуры увеличивается ~в2 раза

Существенно повышается чувствительность контроля механических напряжений методом МАШ с использованием параметра К^ иА2/иАь равного отношению двух максимальных значений огибающей сигнала МАШ.

4. Для контроля ответственных изделий разработаны следующие методики контроля макронапряжений, основанные на регистрации МШ и МАШ:

•методика контроля напряжений в сборках корпусов изделий из стали ЭП-836;

•методика контроля распределения напряжений в трубных заготовках из стали ЭП-836.

5. Разработаны новые алгоритмы обработки сигналов МШ и МАШ, принципы построения средств и алгоритмов контроля напряженного состояния деталей из высокопрочных сталей, основанные на применении новых параметров, связанных с совместным использованием МШ и МАШ.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Теоретические и экспериментальные исследования МШ и МАШ при нагружении высокопрочных сталей позволили разработать методику и прибор для оценки уровня механических напряжений.

2. Предложены новые информативные параметры, повышающие достоверность и чувствительность контроля механических напряжений в высокопрочных сталях.

3. Исследованы новые конструкции и выработаны рекомендации по режимам работы первичных преобразователей для контроля с использованием МШ и МАШ.

4. Разработаны новые алгоритмы, программные средства и микропроцессорный вариант прибора для контроля механических напряжений методом МШ и МАШ.

5. Результаты работы реализованы в виде методик контроля макронапряжений в сборках корпусов изделий и трубных заготовок из стали ЭП-836, микропроцессорного варианта прибора контроля методом МШ и МАШ и использованы на предприятиях машиностроительной отрасли, например, Научно-исследовательском машиностроительном институте (НИМИ).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены в 10-ти печатных работах и обсуждены на 5-ти международных конференциях: "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики", г.Сочи-2002, 2004, 2005; "Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления ", г.Ижевск-2005, 5-й межднародной выставке-конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности», Москва, 2006.

Структура диссертационной работы состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии из 113 наименований, приложения и изложена на 186 странице машинописного текста, иллюстрируется 76 рисунками и 6 таблицами.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Филинова, Анна Владимировна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проблема повышения надежности и долговечности деталей и изделий из высокопрочных сталей в машиностроении требует применения методов неразрушающего контроля, как на этапе отработки технологии производства, так и в процессе изготовления и эксплуатации. Одним из наиболее перспективных методов неразрушающего контроля механических напряжений в металлоизделиях из высокопрочных конструкционных сталей является метод эффекта Баркгаузена, основанный на регистрации магнитных (МШ) и акустических шумов (МАШ) перемагничивания.

2. В рамках потенциально-энергетической теории эффекта Баркгаузена рассмотрена статистическая модель формирования энергетических и эмиссионных характеристик магнитного шума, макропараметры которой, им - максимальная амплитуда огибающей магнитного шума, Нм - положение максимальной амплитуды им по значению поля перемагничивания, а также 1\ГМ - максимум числа выбросов магнитного шума, однозначно определяются уровнем микро- и макронапряжений, что позволяет использовать эти параметры для разработки новых алгоритмов контроля механических напряжений в изделиях из высокопрочной конструкционной стали.

3. В рамках модели сигналов МАШ при магнитострикционной деформации от скачков Баркгаузена, аналогичной механизму возбуждения сигналов акустической эмиссии при пластической деформации, рассчитаны энергетические и эмиссионные характеристики МАШ. Проанализирована зависимость этих характеристик от параметров измерительной аппаратуры, объема СБ и магнитострикции. Установлено, что последняя определяет их взаимосвязь с внутренними и внешними напряжениями и объясняет двухгорбный характер изменения огибающей сигнала МАШ.

4. Показано, что параметр им, равный максимальному значению сигналов МШ, отражает энергетические свойства МШ, параметр Нм

172 пропорционален коэрцитивной силе ферромагнитного материала, параметр МАШ има1±ь равный среднему значению сигналов МАШ, пропорционален магнитострикции материала. Это определяет новые возможности метода неразрушающего контроля, основанного на эффекте Баркгаузена, как многопараметрового метода.

5. Исследованы конструктивные особенности первичных преобразователей МШ и МАШ и предложена конструкция с улучшенным отношением сигнал/шум. Предложены режимы перемагничивания и регистрации сигналов МШ и МАШ, удобные для их совместного использования при решении задач неразрушающего контроля. Установлена естественная избирательная чувствительность МШ к изменению свойств поверхностных слоёв и интегральная чувствительность МАШ к изменению свойств всего объёма перемагничивания металлоизделий. Слабое затухание сигналов МАШ в металлах позволяет использовать их для контроля трудных для доступа зон изделия.

6. Экспериментально исследовано влияние действующих и остаточных механических напряжений в изделиях из высокопрочных сталей на параметры МШ и МАШ. Установлено, что при контроле микро- и макронапряжений с большей точностью целесообразно использовать текущие значения энергетических и эмиссионных характеристик сигналов МШ и МАШ с применением аппарата корреляционного и регрессионного анализа.

7. Экспериментальные исследования взаимосвязи параметров максимума огибающей сигнала МШ с механическими напряжениями на образцах трех классов конструкционных сталей: углеродистых (ст. 35, 60), легированных (ст. ЗОХГСН2А, 35ХЗНМ) и мартенситностареющей (ст. ЭП-836), подтвердили теоретические выводы пп. 2 и 3.

Доказана возможность использования единой, в пределах марки стали, зависимости параметра Р=им-Нм от величины макронапряжений, в случае контроля деталей из углеродистых и легированных сталей. Показано, что использование параметра К=им/Нм позволяет увеличить разрешающую способность аппаратуры ~ в 1,4 раза.

Установлено, что область применения метода контроля напряженного состояния металлоизделий существенно расширяется за счет использования алгоритмов, основанных на нормировке параметров МШ к параметрам сигнала МАШ, например, параметр В=им/иА1, равный отношению максимального значения сигнала МШ к первому максимому сигнала МАШ, при этом разрешающая способность аппаратуры увеличивается ~ в 2 раза.

Существенно повышается чувствительность контроля механических напряжений методом МАШ с использованием параметра К= иА2/ЦА1, равного отношению двух максимальных значений огибающей сигнала МАШ.

8. Для контроля ответственных изделий разработаны следующие методики контроля макронапряжений, основанные на регистрации МШ и МАШ:

•методика контроля напряжений в сборках корпусов изделий из стали ЭП-836; •методика контроля распределения напряжений в трубных заготовках из стали ЭП-836.

9. Разработаны алгоритмические и программные средства обработки параметров сигналов МШ и МАШ, повышающие информативность и точность их измерения.

10. Разработаны схемотехнические решения (индикатор механических напряжений) на базе цифрового сигнального процессора, который позволил значительно расширить число одновременно измеряемых параметров сигналов МШ и МАШ, уменьшить время, повысить точность и достоверность оценки механических напряжений в изделиях из высокопрочных сталей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Филинова, Анна Владимировна, 2008 год

1. Герасимов В.Г., Клюев В.В, Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. - М.: Энергоатомиздат, 1983,-271с.

2. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978.- 184с.

3. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. -280с.

4. Ящерецин П.И., Скорынин Ю.В. Технологическая и эксплуатационная наследственность и ее влияние на долговечность машин. -Минск: Наука и техника, 1978. 119с.

5. Барсуков В.К. Исследование преобразователей, основанных на эффекте Баркгаузена, и их применение в неразрушающем контроле. -Кандидатская диссертация. Ижевск: 1979. - 249с.

6. Венгринович В.Л. Развитие теории эффекта Баркгаузена и разработка средств неразрушающего контроля и диагностики поверхностных слоев металлических материалов. Докторская диссертация. - Минск: 1990. -440с.

7. Бартон И., Кузенбергер Г. Оценка остаточных напряжений в деталях газотурбинных двигателей по характеру баркгаузеновского шума // Труды американского общества инженеров. сер. А: «Энергетические машины и установки», № 4, 1974, с.23-33.

8. Вотруба К. Влияние пластической деформации на эффект Баркгаузена // Известия АН СССР, сер. Физическая, 21, вып.9, 1957, с. 12461249.

9. Вишняков Я.Д. , Пискарев В. Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия , 1989,с.254.

10. Колачевский H.H. Флуктуационные процессы в ферромагнитных материалах. -М.: Наука, 1985 . -184с.

11. Попова В.В. разработка элементов теории, методов и средств, основанных на эффекте Баркгаузена, с целью контроля структурных и физико-механических свойств ферромагнитных изделий машиностроения. -Докторская диссертация. Ростов-на-Дону: 1991. -298 с.

12. Горкунов Э.С., Драгошанский Ю.Н., Миховский М. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии // Дефектоскопия, 1999: № 6, с. 3-24 (обзор 1), № 7, с.3-33 (Обзор 2), №8, с. 3-26 (обзор 3), 2000: №12, с.3-24 (обзор 4), №6, с. 3-38 (обзор 5).

13. Васильев В.М. , Дегтярев А.П. и др. Некоторые вопросы расчета и синтеза индукционных преобразователей для регистрации скачков Баркгаузена // Дефектоскопия , 1986 , № 2, с. 73-83.

14. Малышев B.C. Исследование эффекта Баркгаузена и разработка метода контроля качества упрочнения поверхностным пластическим деформированием изделий из конструкционных сталей. Кандидатская диссертация. - М .: 1982. -177 с.

15. Штин A.A. Исследование преобразователей, основанных на эффекте Баркгаузена и их применение для контроля усилий. -Кандидатская диссертация. М.: 1983.-176 с.

16. Кузнецов Н.С. Применение метода магнитных шумов для определения напряженного состояния ферромагнитных материалов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль , 1992, № 2, с. 14-16.

17. Кулеев В.Г., Горкунов Э.С. Механизм влияния внутренних напряжений на коэрцитивную силу ферромагнитных сталей // Дефектоскопия, 1997, № 11, с.3-19.

18. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. -250с.

19. Волков В.В., Кумейшин В.М. и др. Об акустической эмиссии перемагничиваемых ферромагнетиков // Дефектоскопия, 1988, № 1, с.21-28.

20. Ломаев Г.В. Исследование метода эффекта Баркгаузена и его применение в измерениях, автоматике и контроле материалов и окружающей среды. Докторская диссертация. - Ижевск: 1998, - 340 с.

21. Рудяк В.М. Процессы переключения в нелинейных кристаллах. -М.: Наука, 1986. -248с.

22. Кобрин М.М., Дехтяр Л.И. Определение внутренних напряжений в цилиндрических деталях. — М.: Машиностроение , 1965, 151 с.

23. Хамитов В.А. Исследование магнитоупругой акустической эмиссии во взаимосвязи со структурным состоянием ферромагнитных металлов применительно к неразрушающему контролю. Кандидатская диссертация. -Ижевск: 1989. -150с.

24. Технологические остаточные напряжения. /Под ред. А.В.Подзея/ -М.: Машиностроение, 1973.- 216с.

25. Биргер И.А. Остаточные напряжения. -М.: Машиностроение. 1963.-232с.

26. Вагин А.В. Контроль макронапряжений в изделиях и высокопрочных конструкционных сталей метом эффекта Баркгаузена. -Кандидатская диссертация. Москва: 1990, -219с.

27. Лопатин М.В. Разработка методов и средств контроля напряженного состояния конструкционных сталей на основе использования магнитного и акустического проявлений эффекта Баркгаузена. Кандидатская диссертация. - Москва: 1987, -150с.

28. Auques P.J. Sur cerfains problemas stafisiigues lies a l'effect de Barkhauzen // J. Phisique, 1968., v.29, №4 , pp. 369-373.

29. Atherton D.L., Jiles D.C. Effect of stress on magnetization // NDT International, 1986., N l,pp. 15-19.

30. Barton J.R., Kuzenberger F.N. Resudual stress in gas turbine engine components from Barknausen noise analysis // Trans. Adme, Ser A., 1974., №4, pp. 23-33 .

31. Bolin L. A model for estimating the signal from an acoustic emission source // Ultrasonic, 1979., № 3, pp. 67-70.

32. Bose M.S.C. A study of fatigue in ferromagnetic materials using a magnetic histeresis technique // NDT International, 1986., v. 19, № 2, pp.83-87.

33. Karjalainen L-P., Moilanen M. Detection of plastic deformation during fatigue of mild steel by the measurement of Barkhauzen noise // NDT International, 1979., v. 12, №2, pp. 51 -55.

34. Karjalainen L-P., Moilanen M., Rautiaho R. Influence of tensile and Cyclic loading upon Barkhauzen noise in a mild steel // Materials Evaluation, 1979., v.57, № 9, pp.45-51.

35. McClure J.C., Jr., Schroder K. The magnetic Barkhauzen effect // CRC Crit. Revs., Solid State S., 1976., v.6, N 1, pp. 45-78.

36. Ono K., Shibata M. Magnetomechanical acoustic emission of iron and steel // Materials Evaluation, 1980., v. 38, N 1, pp. 55-61.

37. Ono K., Shibata M. Magnetomechanical Acoustic emission for residual stress and prior strain determination // In "Advances in acoustic emission", ed's by H.L.Dunegan and W.E. Harnman, Dunhart Publ., Knoxville, pp. 154-174.

38. Rautiano R., Karjalainen P., Moilanen M. Coercivity and power spectrum of Barkhauzen noise in structurel steels // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1986., v. 61, pp. 183-192.

39. Shibata M., Ono K. Magnetomechanical acoustic emission a new method for nondestructive stress measurement // NDT International, 1981., v.14, N 5, pp. 227-232.

40. Stierstadt K. Der magnetishe Barkhauzen effect. Springer tracts in moderne physics // Berlin - Heidelbert - H.Y., 1966., 40, C. 2-106.

41. Tiitto К. Solving internal stress measurement problems by a new magnetoelastic method // Proc. of Sump. "Nondestractive Method of Materials Property Determination".-New-York, Lodon: 1984., pp. 105-114.

42. Tiitto S. On influence of microstructure on magnetization transition in steel // Acta Politechnica Scandinavica. Applide Physica Series, № 119, Helsinki: 1977.-80 pp.

43. Willmann W. Untersuchungen zur mestechischen ausnutzung des magnetischen Barkhauzen effect // Metallkunde, 1969., BI36, pp. 3-95.

44. Иванов А.А. К статической теории скачков намагниченности // Физика металлов и металловедение , 38, вып. 2, 1976. -203с.

45. Мишин Д.Д., Марьин Г.А. Дислокационная теория потерь энергии в ферромагнетиках //Известия ВУЗов. Физика, вып.7, 1972. -67с.

46. Шатерников В.Е., Дегтерев А.П., Филинов В.В., Соколик А.И. К вопросу учета токовихревого эффекта в магнитошумовом контроле // Сб.: «Неразрушающие физические методы и средства контроля материалов и изделий». Ижевск: 1981, с.50-51.

47. Пустынников В.Г., Васильев В.М. Влияние упругой и пластической деформации стальных образцов на спектр магнитных шумов // Дефектоскопия, № 5, 1973.-с. 126- 129.

48. Москвин В.Н. Исследование и разработка неразрушающего метода контроля наводороживания изделий из ферромагнитных металлов. -Кандидатская диссертация. Томск, ТПИ, 1976. -168 с.

49. Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. М.: Физматгиз, 1961. -160с.

50. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. -М., 1971. -230с.

51. Рытов С.М. Введение в статистическую радиотехнику. Часть 1 -случайные процессы. М.: Наука, 1976, -494с.

52. Горкунов Э.С., Сомова В.М. Распределение критических полей в термически обработанных конструкционных сталях // Дефектоскопия, 1987. № 12, с. 37-44.

53. Вонсовский С.В. Современное учение о ферромагнетизме. М.: ГИТТЛ, 1952,-440 с.

54. Pfeffer К.-Н. Zur Theorie der Koerzitivfeldstarke und Anfangssuszeptibilitat // Phus. Stat. Sol. 9, 1967., v. 19, pp. 735-749.

55. Kronmuller H. Statistical theori of Rayleigh's law // Physic, 1970., 30 Bd. Heft 1, pp. 9-13.

56. Акулов H.C. Ферромагнетизм. М: Гостехиздат, 1939. -149с.

57. Браун У.Ф. Микромагнетизм. -М.: Наука, 1979. -180с.

58. Рейф Ф. Статистическая физика. М.: Наука, 1972. -352с.

59. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высшая школа, 1981.353с.

60. Перкас М.Д. Высокопрочные мартенситностареющие стали. М.: Металлургия, 1970. -224с.

61. Кулеев В.Г., Щербинин В.Е. и др. Влияние физических различий между эффектом Баркгаузена и акустической эмиссией Баркгаузена на их применение в неразрушающем контроле // Дефектоскопия , 1986, №9, с. 3 -17.

62. Бозорт Р. Ферромагнетизм: Пер. с англ. М.: Иностранная литература, 1956. -784с.

63. Волков В.В., Кумейшин В.Ф. и др. Возможность оценки напряжений в стали методом акустической эмиссии при их перемагничивании // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума «Остаточные напряжения и методы регулирования». М.: 1982, с. 141-145.

64. Горкунов Э.С., Бартенев O.A., Хамитов В.А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в монокристаллах кремнистого железа // Известия Вузов MB и ССО СССР, Физика, 1986, № 1, с. 62-66.

65. Филинов B.B. Исследование эффекта Баркгаузена для разработки методов контроля физико-химических свойств изделий из ферромагнитных материалов. Кандидатская диссертация. - Томск, 1979. -190с.

66. Тихонов В. Н. Выборы случайных процессов. М.: Наука, 1970,392 с.

67. Добнер Б.А., Лещенко И.Г., Филинов В.В., Колмогорова Т.Ф. Исследование напряженных состояний в конструкционных сталях методом магнитного шума // В кн.: Эффект Баркгаузена и его использование в технике. -Ижевск: 1977, с. 140-144.

68. Филинов В.В., Шатерников В.Е., Соколик А.И. К вопросу анализа погрешностей в магнитошумовом контроле // Тезисы докладов областной конференции по неразрушающим методам контроля. Братск: 1982, с. 79.

69. Шатерников В.Е., Соколик А.И., Филинов В.В. Повышение точности контроля методом эффекта Баркгаузена // Тезисы докладов X Всесоюзной конференции «Неразрушающие физические методы и средства контроля». -Львов-Москва: 1984, с. 109.

70. Филинов В.В., Соколик А.И., Шатерников В.Е., Штин A.A. Магнитный структуроскоп, основанный на эффекте Баркгаузена // Дефектоскопия, 1985, № 12, с. 21-25.

71. Филинов В.В., Шатерников В.Е., Соколик А.И. Влияние поверхностного пластического деформирования стальных изделий на параметры эффекта Баркгаузена // Дефектоскопия, 1986, № 6, с. 37-40.

72. Лопатин М.В., Филинов В.В. Прибор АФС-3 для измерения текущих параметров эффекта Баркгаузена // Приборы и техника эксперимента, 1987, № 1, с.236.

73. V.Filinov, V.Shaternilcov. Testing of Shot Blacting Regimes and Metal product Surface Hardening Parameters by Barkhauzen Effect Method // 3-d Intern. Confer, on Shot Peening, Garmisch Partenkirchen, GERMANY, 1987., pp.407-413.

74. V.Filinov, V.Shaternilcov. Testing of the regimes and parameters of the surface hardeming of metal products by the method of Barkhausen's effect // 6-th Intern. Conferens on nondestructive testing methods: Strasbourg FRANCE, 1986., pp.461-468.

75. Плешаков В.В., Филинов В.В., Соколик А.И. Оценка уровня накопления усталостных повреждений в поверхностном слое высокопрочных сталей // Проблемы прочности, 1987, № 6, с. 78-81.

76. Шатерников В.Е., Филинов В.В., Карпов A.B. Магнитные и акустические шумы перемагничивания при деформации ферромагнитных материалов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустической эмиссии. Кишинев: 1987, с.8.

77. V.Shaternilcov, V.Filinov. Barlchausene - effect und Kontrolle von parameter der oberflachenverfestigung // 6-th Inter. Conf. Rationalisierung im maschinenban durch Schlüsseltechnologien. - ZWICKAU - CERMANY, 1989, p.91-98.

78. Карпов A.B., Филинов B.B. Применение магнитошумового метода для контроля напряженного состояния изделий // Современные физические методы и средства неразрушающего контроля. Сб. М.: МДНТП, 1988, с. 8387.

79. Филинов В.В. Анализатор ферромагнитной структуры АФС-ЗМ для контроля физико-механических свойств металлоизделий // Сб. «Научно-технические достижения» ВИМИ. М.: 1988, с. 43-46.

80. Филинов В.В., Резников Ю.А., Вагин A.B., Карпов A.B. Исследование метода эффекта Баркгаузена для контроля напряжения в мартенситностареющих сталях // Материалы школы-семинара «эффект Баркгаузена и его использование в технике». Ижевск: 1989, с. 97-101.

81. Филинов В.В., Резников Ю.А., Вагин A.B., Кузнецов Н.С. Опыт применения метода эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния деталей из высокопрочной стали // Дефектоскопия, 1992, № 5, с. 17-20.

82. Филинов В.В., Мерзляков Ю.Н. К вопросу контроля параметров проводящих покрытий с использованием эффекта Баркгаузена // Сб. «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления». Материалы Международной школы-семинара. Ижевск: 1995, с. 165-172.

83. Плешаков В.В., Филинов В.В., Шатерников В.Е. Магнитошумовой контроль технологических напряжений. Москва - ИНТС.: 1995, -155с.

84. Филинов В.В. О возможности контроля напряжений в углеродистых сталях по магнитным и акустическим шумам перемагничивания // Труды межвузовской конференции «Фундаментальные основы создания наукоемких и высокотехнологичных приборов. Москва: 1997, -167с.

85. Филинов В.В. Применение эффекта Баркгаузена для контроля напряженного состояния деталей из высокопрочной стали. Там же, с. 168

86. Захаров В.А., Боровкова М.А., Кошарова В.А., Мужицкий В.Ф. Влияние внешних напряжений на коэрцитивную силу углеродистых сталей // Дефектоскопия, 1992, № 1, с. 41-46.

87. Кузнецов Н.С. Развитие теории, создание способов, средств и технологии неразрушающего контроля прочности и герметичности изделий на основе регистрации акустических магнитных шумов. Докторская диссертация. -М., 1998, -300с.

88. Горкунов Э.С., Драгошанский Ю.Н., Хамитов В.А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах // Дефектоскопия. 2002, № 3, с. 3-23; № 12, с. 3-30.

89. Горкунов Э.С., Ульянов А.И., Хамитов В.А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах // Дефектоскопия. 2002, № 5, с. 86-112.

90. Плешаков В.В. Методические указания по моделированию прессов на ЭВМ. -№ 2301/04,05 М.: ВЗМИ, 1983, -32с.

91. V. Filinov, V. Shaternikov. Testing of Hardening Parameters of Metal Products Undex Plastic Deformation Barkhausen's Effect // 15th World conference NDT, Roma ITALY, 2000, № 431, 5p.

92. Филинов B.B. Методические основы контроля напряженного состояния металлоизделий на основе использования магнитных и магнитоакустических шумов перемагничивания // Контроль. Диагностика, 2000, № 11, с. 16-19.

93. Юдин A.A., Иванов В.И. Связь сигналов акустической эмиссии с пластической деформацией металла. -Проблемы прочности , 1986, №6, с.103 -105.

94. Филинов В.В. Методы и приборы контроля механических напряжений на основе использования магнитно-акустических шумов. М.: Машиностроение, 2000, - 154 с.

95. Филинов В.В., Шатерников В.Е. Рукавишников И.В. Система магнитоакустического контроля механических напряжений // Доклады Зй международной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». Москва, 2004, с. 104.

96. Филинов В.В., Рукавишников И.В., Ковалев Д.А., Народицкий A.M. Система магнитошумового контроля механических напряжений // Материалы V

97. Международной НТК «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления ». Ижевск: 2005, с. 192-198

98. Филинов В.В., Шатерников В.Е., Рукавишников И.В., Народицкий A.M., Плешаков В.В., Ковалев Д.А. Применение метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений // Контроль. Диагностика, 2005, №3, с.

99. Филинов В.В., Народицкий A.M., Филинова A.B. Исследование влияния макронапряжений на толщину информационного слоя при магнитошумовом контроле // Магнитные явления. Выпуск 2. Сб. материалов V

100. Международной НТК «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления» Ижевск, 2005. с. 178-182.

101. Филинова A.B., Рукавишников И.В. Аракелов П.Г. Система магнитоакустического контроля механических напряжений // Тезисы 5-й межднародной выставки-конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» -Москва, 2006, с. 146.

102. Филинов В.В., Филинова A.B., Плешаков В.В., Опыт применения метода магнитных шумов для контроля технологических напряжений в изделиях из ферромагнитных сталей // Вестник МГУПИ, Москва, 2006, №3, с. 92-103.

103. Шатерников В.Е., Филинов В.В., Рукавишников И.В., Филинова A.B., Информационно-измерительная система магнитоакустического контроля механических напряжений // Вестник МГУПИ, Москва, 2006, №5, с. 72-77.

104. Филинов В.В., Филинова A.B. Контроль механических напряжений в изделиях из сталей на основе регистрации магнитных и магнитоакустических шумов перемагничивания // Контроль. Диагностика. 2007, №2, с. 41-44.

105. Использования результатов кандидатской диссертации аспирантки МГУПИ Филиновой A.B. «Разработка магнитно-акустического метода и средств контроля напряжённого состояния металлоизделий».

106. Disable interrupts (14 12)io space write (IPR4, OxFFFF); // Disable interrupts (19 16)io space write (IPR5, OxFFFO); // Disable interrupts (23 21) ,

107. Initialize TimerO //------------------void InitTimer0 ()long TimerOWidth;int PeriodHi, Period Lo;int WidthHi, WidthLo;sysregwrite(sysregIOPG, TimerPage);io space write(T CFGRO, OxOOlD);1. Point to Timer Page

108. PWM OUT mode, Positive active pulse,

109. Count to end of period, Interrupt request enable,1. Sample TMRx select192193----------------------------------------------

110. Send message to SPIO -> DAC //----------------------------------------------void SendMessagetoSPIODAC(int Message) {int Val = 0;

111. Val = iospaceread(SPIFLGO); // Read SPIFLGO

112. Val &= OxFBFF; // Clear bit 10 -> Clear PF2 (SYNC)iospacewrite(SPIFLGO, Val); // Write SPIFLGOiospacewrite(TDBRO, Message); // Message to TDBRO1. Wait for SPI finisheddo

113. Val = iospaceread(SPISTO); Val &= 0x0001;1. Read SPISTO

114. Test bit 0 -> Transfer completewhile (Val == 0);1. Transfer is not complete

115. Val = iospaceread(SPIFLGO); Val I= 0x0400;iospacewrite(SPIFLGO, Val);1. Read SPIFLGO

116. Set bit 10 -> Set PF2 (SYNC) // Write SPIFLGO

117. Val = OxAOOl; // 1010 0000 0000 00011. Control word (101.)

118. Bits 0 and 1 = 01 -> LDAC permanently high

119. SendMessagetoSPI0DAC (Val) ; // Send message to SPI0 -> DAC----------------------------------------------

120. Initialize ADC //----------------------------------------------void InitADC() {mt Val = 0;sysregwrite(sysregIOPG, ADCPage); // Point to ADC Page

121. Val = 0x0207; // 0000 0010 0000 0111

122. Bit 15 = 0 -> Bit of data registers is OTR bit Bit 14 -> Reserved

123. Bit 13 = 0 -> Latch ADCXTRA0 when timer reaches ADCCOUNTB Bit 12 = 0 -> Latch ADCXTRA0 when timer reaches ADCCOUNTA Bits 11 8 = 0010 -> HCLK / 4 Bit 7 -> Reserved

124. Bits 6 4 = 000 -> Simultaneous sampling1. Bit 3 -> Reserved

125. Bits 2 0 = 111 -> SOFTCONVST197