Методика обеспечения работоспособности листовых элементов машиностроительных конструкций

• Автор: Лаврин, Валентин Георгиевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОСТАНОВКА ВОПРОСА. ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ, ЗАДАЧ И МЕТОДОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Применение листового металла и анализ методов обеспечения работоспособности листовых элементов машиностроительных конструкций
1.2 Процесс производства и современные способы контроля качества листового металла
1.3 Применение метода акустической эмиссии для контроля прочностных параметров заготовок
2. ТЕРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЗАРОЖДЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В МАТЕРИАЛЕ ЛИСТА И ПРЕДПОСЫЛКИ ЕГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
2.1 Связь дефектности стального листа с дефектностью технологических заготовок
2.2 Модель преобразования прочностного состояния материала заготовки в состояние материала листа в процессе технологической
обработки
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДО-
ВАНИЯ СВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИ ЛИТЫХ ОБРАЗЦОВ И ДЕФЕКТНОСТИ ПОЛОСЫ
3.1. Подготовка экспериментов
3.2. Проведение экспериментов
3.3 Анализ результатов экспериментов
3.4. Определение диагностического критерия дефектности
заготовок
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ПОЛОСЫ
4.1 Формулировка требований реализации методики
в промышленных условиях
4.2 Варианты применения методики контроля
4.3 Конструкция установки контроля для внедрения метода в
производственный процесс на примере реального предприятия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Всё большее применение для изготовления деталей и элементов конструкций объектов машиностроения получает стальной горячекатаный лист. Одной из традиционных областей применения стального листового материала является изготовление металлоконструкций крупногабаритных объектов машиностроения, которым свойственны малые партии производства, высокая стоимость, повышенная опасность эксплуатации и степень ответственности. Одним из наиболее важных показателей надёжности таких объектов является ресурс. Ресурс габаритных машин, в большинстве случаев, определяется надёжностью металлоконструкций, которая лимитируется разрушением их материала. Наиболее распространёнными местами разрушения металлоконструкций являются соединения листовых элементов. Реже разрушение протекает в самих листовых элементах конструкции, однако оно в меньшей степени поддаётся прогнозу и приводит к большому ущербу.
Работоспособность деталей машин и элементов конструкции может быть обеспечена на этапах их проектирования, изготовления и эксплуатации. Эффективность методов обеспечения работоспособности на стадии проектирования ограничена полнотой информации о проектируемом объекте и условиях его эксплуатации. Методы диагностики, применяемые на этапе эксплуатации, направлены, главным образом, на обнаружение опасных дефектов в зонах соединения листовых элементов. Особенности материала элементов конструкций и изготавливаемых из него деталей существенно снижают эффективность применения данных методов для контроля наличия опасных дефектов в листовых элементах, а также значительно усложняют и удорожают процесс контроля. Наименее развитым и потому наиболее перспективным методом обеспечения работоспособности листовых элементов машиностроительных конструкций является тщательный контроль листового материала на стадии его производства. Для повышения

различных дефектов поверхности и подповерхностного слоя влияет на теплоотдачу материала и на тепловую картину поверхности заготовки, по которой судят о дефектах. Разрешающая способность метода определяется главным образом термическим сопротивлением в зоне несплошностей, которое зависит от формы, размеров, расположения, ориентации и концентрации дефектов, а также от теплопроводности инородных включений. Выявление дефектов затруднено возможностью ложного срабатывания системы при наличии на поверхности изменений, не являющихся дефектами. Такие шумы перекрывают область изменения сигнала при наличии дефектов, поэтому для выявления дефектов используют метод распознавания образов.
При этом о наличии дефектов судят не только по изменению уровня теплопроводности, но и по размерам и форме. Сочетание этих параметров даёт удовлетворительные результаты в распознавании дефектов технологических заготовок. Регистрация сигналов может осуществляться фотодиодными линейками. Для проведения контроля требуется специальная подготовка поверхности включающая огневую зачистку и удаление окалины.
Для визуализации распределения температурных зон на поверхности заготовки предлагается применять приборы преобразования теплового излучения в видимое изображение - Тепловизоры. (Рис. 1.9. б) Современные производители предлагают целый спектр подобных устройств и программного обеспечения к ним.
Достоинством теплового метода является возможность контролировать наличие подповерхностных дефектов, портативность средств контроля, дистанционность измерений, возможность получения количественной оценки. Недостатком метода является недостаточная чувствительность, разрешающая способность, повышенное влияние помех на результаты контроля.
Электромагнитный (в частности, вихретоковый) метод контроля качества заготовки для производства листового металла основан на