Разработка методических рекомендаций по применению квалиметрических методов оценки качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат технических наук Новикова, Евгения Геннадьевна

• Новикова, Евгения Геннадьевна
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Новикова, Евгения Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ.

1.1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ.

1.2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

1.3. ОПЫТ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ.

2. ПОДХОД К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ В УЛОВИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО НАГРУЖЕНИЯ.

2.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ.

2.1.1. Сплавы с памятью формы.

2.1.2. Полимеры.

2.1.3. Металлы и сплавы.

2.1.4. Механизмы, протекающие в материалах, при ударном нагружении.

2.2. СПОСОБЫ УДАРНОГО НАГРУЖЕНИЯ.

2.2.1. Взрывное нагружение.

2.2.2. Легкогазовые пушки.

2.2.3. Лазерное нагружение.

2.2.4. Импульсное нагружение.

2.3. ВОПРОСЫ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ.

2.3.1. Динамические характеристики материалов.

2.3.2. Критерии качества нагруженных материалов.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КВАЛИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА УДАРНО НАГРУЖЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.2. МЕТОДЫ НАГРУЖЕНИЯ.

3.3. МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.4. ХАРАКТИРИСТИКИ КАЧЕСТВА.

3.5. КВАЛИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

3.5.1. «Паутина» качества и дифференциальный метод.

3.5.2. Метод секторных диаграмм.

3.5.3. Функция «желательности».

3.5.4. Корреляционный анализ.

3.5.5. Диаграмма разброса.

3.5.6. Ранжированный ряд.

3.6. АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА.

4. ПРИМЕНЕНИЕ КВАЛИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА НАГРУЖЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

4.1. СПЛАВЫ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ.

4.2. ПОЛИМЕРЫ.

4.2.1. Полиметилметакрилат.

4.2.2. Сферопластик.

4.3. МЕТ АЛЛЫ.

4.4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАЗРАБОТАННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методических рекомендаций по применению квалиметрических методов оценки качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения»

Стремясь повысить качество товаров и услуг, производители внедряют на предприятиях статистические методы и систему менеджмента качества. Особое место во внедрении системы менеджмента качества занимают вопросы управления качеством материалов, их квалиметрической оценки, поскольку, как известно, без высокого качества исходных материалов невозможно добиться высокого качества конечных изделий. Большое значение при этом имеет правильный выбор исходного материала в зависимости от условий применения, соотношения цены и качества. Особую роль в решении проблемы выбора исходных материалов соответствующего качества играет процедура проведения оценки качества материалов.

В области исследования качества материалов используются различные квалиметрические методы оценки в зависимости от самого материала, специфики его производства, применения, испытания. Например, в таких областях, как металлургия, строительство, используются статистические методы оценки и контроля качества. В данном случае статистические методы позволяют в наиболее полной степени контролировать и управлять процессом получения материалов надлежащего качества. Но в ряде других сфер решение данного вопроса требует определенных разработок. Так, например, в области высокоскоростного разрушения материалов проблема выбора материала, в основном, решается методом экспертных оценок. При этом оценка материала основывается на знаниях экспертов, имеющих большой опыт в исследовании материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Но, наряду с экспертным методом, в данной области необходимо внедрение дополнительных квалиметрических методов оценки качества материалов, поскольку экспертный метод требует существенных временных и трудозатрат. Кроме того, в ряде случаев он может характеризоваться несогласованностью мнений экспертов. Необходимость комплексной оценки качества материалов в условиях высокосростных воздействий представляет особый интерес, т.к. такие материалы используются в качестве брони в военной технике, деталей 3 аппаратов, изоляции в космической и подводной технике. В связи с этим, актуальным являются исследования, направленные на разработку рекомендаций по применению квалиметрических методов для проведения оценки качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения.

Исследования в этой области позволят создать альтернативный экспертному методу инструмент оценивания качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Применение подобного инструмента может значительно упростить процедуру принятия решения и выбора необходимых материалов для предприятий, которые занимаются разработкой изделий, работающих в экстремальных условиях ударных воздействий.

Объектом исследования при этом являются характеристики качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Предметом могут служить методы оценки качества материалов.

Заключение диссертации по теме «Стандартизация и управление качеством продукции», Новикова, Евгения Геннадьевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате проведения исследований поведения материалов в условиях ударного нагружения получены следующие результаты:

1. Разработан механизм оценки качества и подбора материалов в условиях высокоскоростного нагружения, основанный на применении квалиметрических методов.

2.В результате анализа поведения материалов в определенных условиях экспериментального ударного нагружения и существующих подходов к измерению качества объектов разработан такой подход к выбору квалиметрических методов для оценки качества нагруженных материалов, где в качестве определяющих критериев использованы динамические характеристики.

3.Проведены экспериментальные испытания и анализ результатов для различных материалов и методов нагружения. На основе полученных характеристик разрушения и разработанного подхода составлены показатели качества для различных видов материалов и осуществлен подбор приемлемых квалиметрических методов оценки качества для материалов в условиях ударного нагружения.

4.Квалиметрические методы оценки качества модифицированы для возможности оценки нагруженных материалов: составлены показатели и их базовые значения, разработаны таблицы градаций, определены коэффициенты весомости. Предлагаемые методы позволяют произвести оценку качества материалов в сложных условиях высокоскоростных ударных явлений.

5.В соответствии с предложенными методами разработаны алгоритм проведения оценки качества для каждого вида материалов и способа нагружения и методические рекомендации по порядку использования предложенных квалиметрических методов оценки.

6. Проведено практическое исследование качества материалов в соответствии с разработанными рекомендациями. На основе полученных результатов сформулированы соответствующие выводы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Новикова, Евгения Геннадьевна, 2009 год

1. Азгальгов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров. М.: Экономика, 1982. — 345 с

2. Анастасиади Г.П., Васильев Ю.С., Парфенова Е.Е., Сильников М.В. Качество продукции специального назначения. Учебное пособие. — СПб.: Фонд «Университет», 2001 352 с

3. Анастасиади Г.П., Васильев Ю.С., Парфенова Е.Е., Сильников М.В. Качество продукции специального назначения. Учебное пособие. СПб.: Фонд «Университет», 2001. - 352 с.

4. Анастасиади Г.П., Васильев Ю.С., Сильников М.В. Специальные материалы. Учебное пособие. СПб.: Фонд «Университет», 2001 - 352 с.

5. Анастасиади Г.П., Сильников М.В. Работоспособность броневых материалов. СПб: Астерион, 2004. - 624 с.

6. Андреев А.Г., Перегуда А.И. Экспоненциальная оценка показателей долговечности изделия, функционирующего в условиях ударных нагрузок // Методы менеджмента качества, №12, 2004 — С. 37 — 41

7. Атрошенко С.А., Кривошеев С.И., Петров Ю.В. Распространение трещины при динамическом разрушении ПММА // Журнал технической физики, № 2, т. 72, 2002 С.52 - 58

8. Атрошенко С.А., Кривошеев С.И., Петров Ю.В., Уткин А.А., Федоровский Г.Д. Разрушение сферопластика при статических и динамических нагрузках. // Журнал технической физики, № 12, т. 72, 2002 С.54 - 58

9. Багиев Г.Л., Асаул А.Н. Организация предпринимательской деятельности. Учебное пособие/ Под общей ред. проф. Г.Л.Багиева. СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2001 -231 с.

10. Ю.Бильмейер Ф. Введение в химию и технологию полимеров / пер. с англ. Под ред. Каргина В.А., Малинского Ю.М. М.: Изд-во иностранной литературы, 1958.-570 с.

11. П.Броек Д. Основы механики разрушения / Пер. с англ. М.: Высшая школа, 1980-368 с.

12. Будов B.B. Влияние некоторых факторов на прочность полых стеклянных микросфер ./ Тугоплавкие волокна и мелкодисперсные наполнители М.: НПО «Стеклопластик», 1990 - 42 с.

13. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984 - 280 с.

14. Всеобщее управление качеством. Атрошенко С.А., Николаева Е.А., Романова A.A. СПб: СПБГИЭУ, 2004 - 116 с.

15. Высокоскоростная деформация. М.: Наука, 1971 - 104 с.

16. Гордеева Т.А., Жегина И.П. Анализ изломов при оценке надежности материалов. М.: Машиностроение, 1979 - 200 с.

17. ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. М.: ИПК "Издательство стандартов", 2002 - 21 с.

18. Груздков A.A., Кривошеев С.И., Петров Ю.В. Энергоемкость разрушения материалов в условиях импульсного нагружения микросекундной длительности // Физика твердого тела, т. 45, вып. 5, 2003 С. 842 — 845

19. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей. — М.: Металлургия, 1984 152 с.

20. Гюнтер В.Э., Котенко В.В., Поленичкин В.К., Итин В.И. // Изв. Вузов Физика, 1985. №5. С. 127-132.

21. Дейкун Л.И. Критерии качества, методы оценки и оптимизация использования сырья при производстве прозрачного кварцевого стекла // автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., специальность 05.07.11-Л., 1989-19 с.

22. Динамика удара: Пер. с англ. / Зукас Дж.А., Николас Т., Свифт Х.Ф. и др. -М.: Мир, 1985.-296 с.

23. Дурнев В.Д., Сапунов C.B., Федюкин В.К. Товароведение промышленных материалов. Учебник. -М.: Филинъ, 2002. 536 с.

24. Железнов Г.С. графическое представление уровня и индекса качества продукции // Методы менеджмента качества, №12, 2002 С. 26 - 27

25. Зельдович В.И., Шорохов Е.В., Гундырев В.М. и др. Мартенситные превращения в никелиде титана, подвергнутом действию ударных волн // Физика металлов и металловедение, 2000, т.89, №3. — С. 68 74

26. Канель Г.И., Разоренов C.B., Зарецкий Е.Б., Херрман Б., Майер Л. Термическое "разупрочнение" и "упрочнение" титана и его сплава при высоких скоростях ударно-волнового деформирования // Физика твердого тела, т. 45, вып. 4, 2003 С. 625 - 629

27. Канель Г.И., Разоренов C.B., Уткин A.B., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Изд-во "Янус-К", 1996. - 408 с.

28. Кауш Г. Разрушение полимеров. М.: Изд-во Мир, 1981.-441 с.

29. Кейбл А. Ускорители для метания со сверхвысокими скоростями // В кн. "Высокоскоростные ударные явления". Под ред. В.Н. Николаевского. М.: Мир, 1973.-С. 13-25

30. Когут А.Е. Эффективность повышения качества продукции в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1979. — 248 с.

31. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.: ИЛ, 1955 - 192 с.

32. Концепция развития российского машиностроения и других видов наукоемких производств // Оборонный заказ, специальный выпуск № 16, 2007-С. 4-11

33. Костин В.В., Кунижев Б.И., Сучков A.C., Темроков А.И. Динамическое разрушение ПММА при ударе. Препринт ИВТАН № 1-360. М. 1993. - 15 с.

34. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976 -455 с.

35. Кривошеев С.И. Магнитно-импульсная методика тестирования материалов при импульсном нагружении // Журнал технической физики, т. 75, вып. 3, 2005-С. 49-55

36. Кривошеев С.И. Формирование управляемых импульсов давления с использованием сильных импульсных магнитных полей применительно к исследованиям механических свойств материалов // автореферат дисс. на соиск. ученой степени д.т.н., спец. 01.04.13, СПб, 2006

37. Кудря A.B. Возможности и перспективы информационных технологий в управлении качеством металла // Электрометаллургия, №9, 2002 С. 35 - 41

38. Кудря A.B., Соколовская Э.А., Иващенко A.B. Алгоритмы анализа больших массивов производственных данных для сквозного управления качеством продукции М.: Ежегодник МИСИС, 2002

39. Лаврухов П.В., Пластинин A.B., Сильвестров В.В. Взаимодействие высокоскоростной стальной частицы с двухслойным экраном высокопористая медь/дюралюминий // Физика горения и взрыва, т. 40, № 3, 2004-С. 87-96N

40. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.:"Машиностроение", 1990.-528 с.

41. Лихачев В.А. Эффект памяти формы // Соросовский образовательный журнал, № 3,1997 С. 107 - 114

42. Лихачев В.А., Кузьмин С.Л., Каменцева З.П. Эффект памяти формы. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. - 218 с.

43. Логанина В.И. Применение статистических методов управления качеством строительных материалов. Учебное пособие. Пенза: ПГУАС, 2003 - 232 с.

44. Лунькова C.B., Матрохин А.Ю. Измерение качества (квалиметрия) текстильных материалов и товаров: методические указания. Иваново: ИГТА, 2004-41 с.

45. Манасевич А.Д. Физические основы напряженного состояния и прочности металлов, М.: Машгиз, 1962 200 с.51 .Металловедение. Гуляев А.П М.: Металлургия, 1977. — 647 с.

46. Методы исследования сопротивления металлов деформированию и разрушению при циклическом нагружении / В.Т.Трощенко, Б.А.Грязнов,

47. B.А.Стрижало и др.- Киев: Наукова думка, 1974.-256с.

48. Мещеряков Ю.И., Атрошенко С.А., Баличева Т.В., Диваков А.К., петров Ю.А. некристаллографические структурные уровни локализации динамического деформирования и разрушения материалов. Препринт № 24.- Л.: ЛФИМАШ РАН, 1989 45 с.

49. Мещеряков Ю.И., Атрошенко С.А., Васильков В.Б., Чернышенко А.И. Многоуровневая кинетика деформирования сталей 30ХН4М при одноосном ударном нагружении. Препринт № 51. Л.: ЛФИМАШ РАН, 1990 - 45 с.

50. Михайлова М.Р., Поздеева Н.С. Диаграмма Парето: новые возможности // Методы менеджмента качества, №9, 2002 — С. 36 — 39

51. Мишин В.М. Управление качеством: Учебник для студ. вузов. М.: Юнити-Дана, 2007.-463 с.

52. Наймарк О.Б., Баранников В.А., Давыдова М.М., Плехов O.A., Уваров C.B. Динамическая стохастичность и скейлинг при распространении трещины // Письма в ЖТФ, т. 26, вып. 6, 2000 С. 67 - 77

53. Никифоровский B.C., Шемякин Е.И. Динамическое разрушение твердых тел.- Новосибирск: Наука, 1979 272 с.

54. Органические стекла и формовочный ПММА Пузанова И.В., Рослякова В.А. Самарина Е.М. и др. Каталог. Черкассы: НИИ Полимеров, 1981. - 37 с.62.0рленко Л.П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках. -М.: Машиностроение, 1964 168 с.

55. Официальный сайт ЗАО «Метотехника» продажа цветных металлов www.metotech.ru

56. Паневин Ю.Л. Квалиметрические методы управления созданием новой техники. М.: МИНХ им Г.В. Плеханова, 1989 - 80 с.

57. Понд Р., Гласс К. Металлофизические исследования и распределение энергии // В кн. "Высокоскоростные ударные явления". Под ред. В.Н. Николаевского. М.: Мир, 1973. - С. 428 - 467.

58. Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов. М.: Высшая школа, 2004 - 287 с.

59. Портнова И.М. Совершенствование системы оценивания качества продукции // автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., специальность 05.02.23 Пенза, 2005 - 18 с.

60. Разов А.И., Чернявский А.Г. Применение сплавов с эффектом памяти формы в космической технике: прошлое и будущее // Материалы XXXV семинара "Актуальные проблемы прочности". Псков, 1999. С. 254-259.

61. Разоренов C.B., Гаркушин Г.В., Канель Г.И. Влияние структурного состояния на прочностные и упруго-пластические свойства никелида титана при ударном сжатии // XVII Петербургские чтения по проблемам прочности СПб, 2007

62. Разоренов C.B., Савиных A.C., Зарецкий Е.Б., Канель Г.И., Колобов Ю.Р. Влияние предварительного деформационного упрочнения на напряжение течения при ударном сжатии титана и титанового сплава // Физика твердого тела, т. 47, вып. 4, 2005 С. 639 - 645

63. Рашников В.Ф., Салганин В.М., Шемшурова Н.Г. Квалиметрия и управление качеством продукции: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ им Г.И. Носова, 2000-184 с.

64. Рубин A.M. Вероятностные аспекты оценки качества изделий // Методы менеджмента качества, №1, 2004 С. 46 - 48

65. Рыбинцев В.А., Горюнов А.Н. Саламатова Н.С. Теоретические аспекты оценки качества и конкурентоспособности товаров народного потребления // Точка зрения С. 45 - 52

66. Сайт рынка цветных металлов. «Цветные металлы. Рынки, цены, тенденции. Аналитика», www.infogeo.ru

67. Сапунов C.B., Федюкин В.К., Дурнев В.Д. Экспертиза и управление качеством промышленных материалов: Учебник. СПб: Питер, 2004. - 373 с.

68. Сильников М.В. Специальные материалы в современном вооружении и спецтехнике // Наука и техника: Защита и безопасность № 1 (40), 2007 — С. 34-36

69. Сталь на рубеже столетий / Колл. авторов. Под научной редакцией Ю.С. Карабасова. -М.: МИСИС, 2001 664 с.

70. Степанов Г.В.Упругопластическое деформирование и разрушение материалов при импульсном нагружении. Киев: Наук, думка, 1991. - 288 с.

71. Технология конструкционных материалов / A.M. Дальский, В.П. Леонтьева -М.: Машиностроение, 1985 448 с.

72. Тугоплавкие волокна и мелкодисперсные наполнители. — М.: Изд-во НПО "Стеклопластик", 1990. 72 с.

73. Тулупов Д.Н. Повышение качества стальной катанки на основе моделирования и совершенствования технологий прокатки с натяжением //автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., специальность 05.02.23 Магнитогорск, 2004 - 20 с.

74. Удар, взрыв и разрушение. М.: Мир, 1981 - С. 166 - 203 с.

75. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. М.: Металлургия, 1984

76. Ударные испытания металлов. Перевод с англ. Маркочева В.М. Под редакцией Дроздовского Б.А. -М.: Мир, 1973 318 с.

77. Управление качеством: Учебное пособие для студентов вузов / И.И. Мазур, В.Д. Шапиро; Под общ. ред. И.И. Мазура. 2-е изд. - М.: Омега-JI, 2005 -400 с.

78. Усманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. М.: Атомиздат, 1978

79. Федюкин В.К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции. Учебное пособие. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 2004. - 296 с.

80. Физика быстропротекающих процессов. Перевод под ред. Златина H.A., Т.2. -М.: Мир, 1971-352 с.

81. Филатов М.Я. оптические методы исследования и разрушения полимерных материалов. Киев, 1989 - 130 с.

82. Хамханов K.M. Основы планирование эксперимента: Методическое пособие для студентов. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2001 - 50 с.

83. Харрисон Д.Д., Хогсон Д.Е. Использование сплавов системы TiNi в механических и электрических соединениях. Эффект памяти формы в сплавах. — М.: Металлургия, 1979. 267 с

84. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. Перевод с английского / под ред. Любова Б.Я. М.: Издательство «Мир», 1972 - 408 с.

85. Ценовой каталог металлопродукции и оборудования «Металлы и цены», № 13 (167), 2008-67 с.

86. Червяков И.В. Математические методы теории надежности и контроль качества // Методы менеджмента качества, №5, 2005 С. 37 - 43

87. Эйчельбергер Р., Кайнике Дж. Высокоскоростной удар // В кн. H.A. Златина "Физика быстропротекающих процессов". М.: Мир, 1971

88. Яковлева Е.Н. Разработка методики оценки качества услуг // автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., специальность 05.02.23 -М.: МАТИ, 2005 21 с.

89. Ashby MF, Jones DRH. Engineering materials. Butterworth-Heinemann, 1996 -P.87

90. Charles Ribardo, Theodore T. Allen. An alternative desirability function for achieving "Six Sigma" quality, Qual. Reliab. Engng. Int., 19, 2003 P. 227 - 240

91. Govaerts В., Le Bailli de Tilleghem C. Uncertainly propagation in multiresponse optimization using desirability index, Institutde statistique, Discussion paper 0532, 2005

92. Hans-Georg Hillenbrand, Michael Graf, Christoph Kalwa. Development and production of high strength pipeline steels //Niobium, 2001, Orlando, USA

93. Hardrath, H.F.A. A unified technology plant for fatigue and fracture design, NASA paper presented to ICAF, 1973

94. Honeycombe, R.W.K. The plastic deformation of metals. New York: St. Martin's press, 1968 - 459 p.

95. Kwang-Jae Kim, Dennis К J. Lin. Simultaneous optimization of mechanical properties of steel by maximizing exponential desirability functions. Applied Statistics, Vol. 49, №3, 2000 P. 311 - 325.