Применение методики спектрального анализа акустических сигналов для исследования трибологических свойств смазочных и контактирующих материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

003466412

На правах рукописи

РАСТЕГАЕВ ИГОРЬ АНАТОЛЬЕВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СМАЗОЧНЫХ И КОНТАКТИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 01.04.01 — Приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

О 9 ДПР 2009

Тольятти 2009

003466412

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и механика материалов» Тольятгинского государственного университета

Научный руководитель:

доктор физико-математических

наук, профессор

Мерсон Дмитрий Львович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор

Громаковский Дмитрий Григорьевич

кандидат физико-математических наук, доцент Надточий Михаил Юрьевич

ОАО «Волгабурмаш», г. Самара

Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 г. в 15.00 часов в аудитории Г-208 на заседании диссертационного совета Д212.264.03 при Тольяттинском государственном университете по адресу: Россия, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Белорусская, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тольятгинского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: Россия, 445667, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, учёный совет Д212.264.03. Факс (8482) 54-64-44.

Автореферат разослан 20 марта 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д212.264.03, Пивнева Светлана кандидат педагогических наук _Валентиновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Подсчитано, что материальные потери от трения и износа в развитых государствах достигают 4...5 % национального дохода, а преодоление сопротивления трения поглощает во всём мире 20...25 % вырабатываемой за год энергии. Одним из главных направлений снижения этих потерь является совершенствование смазочных материалов. Поэтому исследованию свойств смазочных материалов во всём мире уделяется самое пристальное внимание. Например, около 20% объёма финансирования работ по трибологии в США направляется только на стимулирование работ по смазочным материалам.

Несмотря на то, что во всём мире исследование смазочных материалов является приоритетным направлением трибологии, принципиально новые смазочные материалы создаются один раз в 10-15 лет. Во многом это объясняется несовершенством приборного и методического обеспечения, необходимого для оценки изменения качества смазочного материала, обнаружения момента потери несущей способности и отслеживания динамики процесса изнашивания непосредственно в режиме испытания. Существующие методики и средства оценки критического состояния смазочных материалов, как правило, основаны не на контроле физических процессов, происходящих в трибосопряжении, и поэтому для принятия решений требуют остановки испытаний и разборки узла трения.

Основными причинами, препятствующими развитию методов и средств трибологических испытаний, являются: сложность и недостаточная изученность самого процесса трения, малые размеры и недоступность для исследования трибоконтакта, адекватное изучение которого возможно только в системе «тело - смазочный материал - контр тело».

Многими авторами показано, что одними из наиболее эффективных средств обеспечения трибоиспытаний являются акустические методы. Они позволяют определять состав, дефектность и свойства исследуемого объекта, инвариантны к материалу объекта исследования, дают возможность получать информацию об объекте исследования в режиме реального времени (в случае узла трения без его остановки и разборки).

Для эффективного применения акустических методов контроля при решении трибологических задач необходимо на новом уровне решить ряд вопросов по фильтрации, сортировке и обработке большого количества данных, повышению помехоустойчивости, и, самое главное, по поиску связей между регистрируемыми акустическими сигналами и протекающими процессами, явлениями, сопровождающими или приводящими к критическому состоянию объекта исследования.

Без решения указанных вопросов невозможно в полной мере использовать заложенный в акустических методах потенциал для решения трибологических задач, в том числе для научно обоснованного подбора смазочных и контактирующих материалов трибосопряжений, а также для создания автоматизированных систем мониторинга и управления работой узлов трения во время эксплуатации.

Цель работы и основные задачи исследования. Повышение информативности и эффективности применения акустических методов для исследования трибологических свойств смазочных и контактирующих материалов. Для достижения этой цели требовалось решить следующие задачи.

1. Выбрать трибологические методы испытания смазочных материалов, позволяющие обеспечить максимальную воспроизводимость результатов экспериментов, высокую надёжность распознавания и категорирования происходящих процессов.

2. Для выбранных трибологических методов испытаний смазочных материалов выявить влияние условий проведения экспериментов на параметры акустических сигналов и выбрать оптимальные режимы испытания.

3. Проанализировать энергетические и спектральные характеристики регистрируемых акустических сигналов во время испытания смазочных материалов и выбрать наиболее чувствительные параметры для их оценки.

4. Установить связь между параметрами регистрируемых акустических сигналов и предельным состоянием смазочного материала или узла трения для выбранных схем трибологических испытаний.

5. Установить связь между параметрами регистрируемых акустических сигналов и формированием рельефа поверхностей трения.

Предмет и объект исследования. Предметом исследований являются акустические методы трибологических испытаний смазочных материалов. Объектами исследований являются жидкие и консистентные смазочные материалы, а также шарикоподшипниковая сталь, выбор которых диктовался практическими и методологическими целями.

Методология и методы проведения исследований. Основными методами, применяющимися в работе, являются активный метод амплитудно-теневой дефектоскопии, пассивный метод акустической эмиссии, метод определения трибологических характеристик смазочных материалов на четырёхша-риковой машине трения (ЧШМ) по методике ГОСТ 9490-75 и метод оптической микроскопии. При анализе полученных результатов использованы методики статистической обработки результатов, теории погрешностей, методы временного, спектрального и кластерного анализа акустических сигналов.

Научная новизна.

• Впервые показано, что наличие газовой фазы в смазочном материале не оказывает критического влияния на вид кривой спектральной плотности акустических сигналов, пропускаемых через смазочный материал.

• Экспериментально установлено, что вид кривой спектральной плотности идентичных акустических сигналов, прошедших через различные смазочные материалы, отличен и отражает их различную способность к поглощению механической энергии. Изменение кривой спектральной плотности акустических сигналов со временем в процессе испытания одного смазочного материала амплитудно-теневым способом связанно с изменением его качеств (состояния).

• В модельных экспериментах, выполненных на ЧШМ, установлено, что основным механизмам изнашивания поверхностей трения соответствуют акустические сигналы специфического спектрального состава, регистрируемые в определенной временной области процесса износа.

• Показано, что повышение масштабного уровня происходящих процессов изнашивания сопровождается увеличением энергетических характеристик акустических сигналов с одновременным снижением их медианной частоты.

• Впервые выявлена связь между характерным видом кривой огибающей акустических сигналов и формированием рельефа поверхностей трения при смене механизмов изнашивания.

Достоверность полученных результатов подтверждается значительным объемом экспериментальных данных, полученных в результате применения комплекса стандартизированных и апробированных исследовательских методов; использованием современных методов измерения и статистических методов обработки экспериментальных данных; согласием полученных результатов между собой и с результатами, полученными другими авторами.

Практическая значимость работы.

Усовершенствованная в работе методика исследования диссипативных свойств смазочных материалов может стать эффективным инструментом для идентификации смазочных материалов или других веществ.

Найденные подходы для автоматической классификации высокоподобных акустических сигналов, регистрируемых при трении, могут быть использованы для анализа других непрерывных процессов, например, аэродинамических или кавитационных.

Полученные представления о связи процессов изнашивания поверхностей трения с параметрами акустических сигналов позволяют решить задачи по снижению трудоёмкости, расширению информативности и эффективности существующих и новых методик подбора пар трения, смазочных материалов и испытания узлов трения.

Разработанные критерии и методы оценки предельного состояния смазочных материалов и трибоузлов машин и механизмов по параметрам акустических сигналов могут быть применены для входного контроля, мониторинга и диагностики их состояния во время эксплуатации.

Разработанная АЭ-методика определения критических нагрузок на четы-рёхшариковой машине трения позволила снизить трудоемкость испытаний смазочных материалов по сравнению со стандартной методикой на порядок.

Разработанные методики и АЭ-установка «ЭЯ-1» прошли апробацию в лаборатории трения и смазочных материалов ОАО «АвтоВАЗ». По результатам проделанной работы подана заявка на патент (№ 2008108634) и создана модернизированная установка «ЭЯ-2», удостоенная медалью на 6-й международной специализированной выставке «ЛабораторияЭкспо-2008».

Положения, выносимые на защиту:

1. Усовершенствованный амплитудно-теневой способ исследования диссипа-тивных свойств смазочных материалов на основе спектрального и кластерного анализа акустических сигналов.

2. Результаты исследования спектральных особенностей акустических сигналов, регистрируемых при испытании смазочных материалов, по амплитудно-теневому способу.

3. Закономерности проявления акустических сигналов при смене и действии различных доминирующих механизмов изнашивания.

4. Способ идентификации смены механизмов изнашивания от нормального к интенсивному в режиме реального времени, основанный на анализе поведения энергетических характеристик акустических сигналов и их медианных частот.

5. Результаты применения параметра «огибающая акустических сигналов» для мониторинга, идентификации задира и ускорения трибологических испытаний на четырёхшариковой машине трения.

Работа выполнялась в рамках грантов: № 07-08-96621-р_поволжье_а, РФФИ «Оценка состояния работы трибосопряжений на основе спектрального анализа сигналов акустической эмиссии»; № А 04-3.18-239 поддержка НИР аспирантов ГОУ ВПО РФ «Разработка критериев оценки работы узлов трения методом акустической эмиссии»; № 122ТЗ.ЗК III областного конкурса грантов Самарской области «Разработка методики оценки работы трибосопряжений на основе метода акустической эмиссии».

Личный вклад автора состоит в выборе объектов для исследования, подготовке и проведении всей экспериментальной части, обработке результатов экспериментов и их анализе совместно с научным руководителем, а также подготовке статей к опубликованию, формулировке основных положений и выводов диссертационной работы.

Испытания смазочных материалов ультразвуковым способом выполнены при содействии Криштала М.М., противозадирные и противоизносные испытания смазочных материалов проведены в лаборатории ЛТиСМ ОАО «АвтоВАЗ» при содействии Полунина В.И., Чудинова Б.А. Спектральный анализ акустических сигналов проводился с помощью программного обеспечения, разработанного Разуваевым A.A. и Патланем В.В. (ТГУ, г. Тольятти).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004); I Международной школе «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2004); II Международной школе «Физическое материаловедение», XVIII и XIX Уральской школах металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Тольятти, 2006; Екатеринбург, 2008); III Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» ПРОСТ 2006 (Москва, 2006); XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006); Международ-

ной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2007).

Публикация результатов. Содержание диссертации изложено в 9 публикациях, в том числе 2-х изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы, включающего 109 наименование отечественных и зарубежных авторов. Объём диссертации -167 страниц машинописного текста, включая 102 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описаны актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава обзорная и состоит из трёх основных разделов и выводов. В главе изложены литературные данные об акустических методах неразрушаю-щего контроля, наиболее известных способах их применения в трибологиче-ских испытаниях. Проведён подробный анализ процессов, протекающих при фрикционном взаимодействии, с позиции возможных источников акустических сигналов, рассмотрены типы и характеристики регистрируемых акустических сигналов при действии возможных источников. Особое внимание уделено достоинствам и ограничениям применения существующих информационных параметров оценки сигналов, регистрируемых в акустических методах, и их связи с процессами разрушения.

В конце главы обозначен круг вопросов, которые сдерживают применение акустических методов при трибологических испытаниях. Это: сложность самого процесса трения, несопоставимость условий экспериментов и отсутствие устойчивых критериев оценки работы узлов трения по акустическим сигналам. Кроме этого, практически не исследованы вопросы, связанные с расширением возможностей и ускорением существующих методик исследования трибологических свойств смазочных материалов за счёт применения акустических методов.

Сформулирована цель и поставлены задачи исследования. Ключевым выводом первой главы является решение об использовании в активных и пассивных акустических методах при трибологических испытаниях универсального комплекса, реализованного на базе аппаратуры метода акустической эмиссии с применением методики спектральной обработки акустической информации.

Вторая глава содержит описание методов исследования и использованных материалов и включает в себя четыре раздела. Для решения поставленных задач были выбраны два принципиально разных метода трибологических испытаний: активный и пассивный.

В качестве первого (глава 3) использован активный ультразвуковой (УЗ) метод исследования диссипативных свойств смазочных материалов предло-

женный Чудиновым Б.А. и Кришталом М.М.1' Способ заключается в том, что при пропускании через макрослой смазки, размещаемой в специальной ячейке, непрерывным излучением УЗ колебаний при заданной амплитуде и частоте входных импульсов, выходные (прошедшие через макрослой смазки) регистрируются по «теневому» методу УЗ дефектоскопии, а диссипативные свойства смазочных материалов определяются путём сравнения амплитуды входных и выходных импульсов. В процессе проведения работы методика и аппаратура указанного способа определения диссипативных свойств смазочных материалов были усовершенствованы. В качестве нагружающего устройства применён генератор калиброванных импульсов, в качестве приёмного устройства - аку-стико-эмиссионный комплекс с широкополосным диапазоном работы (рисунок 1), что в сочетании позволило наиболее полно использовать преимущества спектрального анализа акустических сигналов.

В качестве второго (глава 4) использован стандартизированный (ГОСТ 9490-75) метод определения трибологических характеристик (противозадирных и противоизносных свойств) смазочных материалов на четырёхшариковой машине трения. Выбор четырёхшариковой машины трения (ЧШМ) обусловлен тем, что она позволяет спровоцировать задир и сваривание поверхностей трения, обеспечивает постоянство начальных условий трения, методика испытаний имеет чёткую систему распознавания задира, высокую повторяемость и достоверность результатов. Таким образом, использование ЧШМ на этапе выявления связи условий работы пар трения с особенностями регистрируемых акустических сигналов позволяет свести к минимуму погрешность испытаний, а также имитировать различные механизмы изнашивания и предельные состояния узла трения. При этом установленные на ЧШМ закономерности о связи процесса трения с параметрами акустических сигналов, теоретически, должны быть выполнимы и для других типов машин трения.

Суть методики заключается в испытании узла трения со смазочным материалом при определённых дискретных нагрузках (каждый раз с новым узлом трения и порцией смазки) последовательно в порядке возрастания по ряду, оговоренному методикой. При этом фиксируются: нагрузка, соответствующая задиру, путём сравнения фактического пятна контакта с нормативным (критическая нагрузка Рк); нагрузка, при которой происходит сваривание поверхностей трения при достижении момента трения 120 кгс-см и более (нагрузка сваривания Рс); и по ряду нагрузок и диаметрам пятен износа, выработанных при них, рассчитывается индекс задира Из. При наличии в нормативно-технической документации дополнительных требований на смазочный материал определяют диаметр пятна износа Ои на основе длительного испытания (30-60 мин) при постоянной нагрузке (10-40 кгс).

Узел трения представляет собой пирамиду из четырёх контактирующих между собой шариков (рисунок 2). Три нижних шарика закреплены неподвижно в чашке с испытуемым смазочным материалом, а верхний вращается относи-

1 Чудинов Б.А. Новые методы испытания пластичных смазок при пульсирующей нагрузке и с применением акустического воздействия / Б.А. Чудинов, М.М. Криштал // Материалы международного научно-практического симпозиума: «Славянтри-бо-5 Наземная и космическая трибология - 2000: проблемы и достижения». - С.-Петербург. - 2000. - С. 97-99.

1. - Генератор импульсов типа Г5-60:

2. - Пьезоэлектрический излучатель:

3. - Ячейка со смазочным материалом:

4. - Пьезоэлектрический приёмник:

5. - Предварительный усилитель:

6. - Акустико-эмиссионный комплекс:

7. - Устройства вывода информации;

N Электродвигатель

Исследуемый смазочный материал

Чашка

Опорная плита

Термопара/

Нагружающее ч устройство

Рисунок 1. Общий вид и принципиальная схема испытательного комплекса

Преобразователь акустической эмиссии

сигнал к АЭ-комллексу

Рисунок 2. Схема четырёхшариковой машины трения, узла трения и корпуса-чашки с установленным преобразователем АЭ

Лимиту® зад^щижнмпу/?ь(:ов Амплитуда регистрируемы* импульсов Точка насыщения

Огибающая сигналов

* * X

Г*- -^-36 10.99В .

3

время, I, мин

О 10 20 30

70 80 90 100 110 120

б)

Рисунок 3. Типичное изменение амплитуды регистрируемых сигналов за время испытания (а). Изменение амплитуды регистрируемых сигналов в зависимости от уровня задающего

воздействия (б)

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 о 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Частота (кГц) Частота (кГц)

Рисунок 4. Наложение кривых спектральной плотности сигналов, прошедших через: слева - консистентные смазочные материалы, справа - жидкие среды

19.5 18,0 ■

I1"'

-¿ 15,0 ■

¿13.6 -а:

5 12.0 о. и

Unirex-3

.. щ Ли гол-24 Фиол-1 Ч ф

vi е I" i *

Лукойл*авангард 4*4

Ш

водопровод.вода

170 180 190 200 210 220 440 460480 500

Медианная частота (кГц)

19.5 -18.0 £ 16,5 •

:15,0 i >.13.5 ■

= 12.0 ■

ho,)

9.0 ■

3.6 ; 2.4 -

1,2 - _

17.04 17.16 17,55

^дисц. вода

Фиол-1-

Шрус-4М

17,70 17,85 18.00 18,15 18,30

Среднее значение амплитуды сигнала (отн. ед)

Рисунок 5. Кластеризация УЗ сигналов в поле различных информационных признаков

J-UsSJSLÍ

1

О 20 40 60

!тМШ

100 120 140 160 180 200 220 Время (сек)

а)

Щ-—i-,— , т-,-,-,-i-,--1--,--,-.-1----W I

ЭО 40 50 60 70

бремя (сек)

б)

Рисунок 6. Вид огибающей АЭ при испытании моторного масла на нагрузки Рк и Рс по ГОСТ 9490-75 (а) и по нестандартной АЭ-методике испытания (б)

гоюе |||

I •-йи *

120 140 160 18

Время (сек)

1 о

0.9 О 8 О 7

I"

со

Щ 0 5

0.3 О 2 0,1

иН * У р р ™

120 Время (сек) б)

Рисунок 7. Изменение уровня огибающей АЭ при циклическом нагружении узла трения (без разборки узла трения): а) - при наличие задира, б) - без задира

Рисунок 8. Вид шибающих АЭ и поверхности пятен износа после испытаний по оригинальной методике непрерывного нагружения

£ 5.0

со <

к со

3" 4,0 В л ю

5

° 3,0 2,0 1,0

220 я а

о. 180 £

Время записи (сек)

Рисунок 9. Пример эволюции спектральной плотности регистрируемых сигналов АЭ при испытании на ЧШМ

Рисунок 10. Усредненные спектры групп основных групп сигналов АЭ

» 1 а гретой О ~Р>№ <И

§р

1 «1 -Л Ж Вй о

медианная частота (кгц)

—Эпертя-Зреия 1

Медианная частота-Вргга

¥

. .. ..) \ - -1

Рисунок 11. Кластеризация основных групп Рисунок 13. Изменение средних значений

в координатах энергия - медианная частота

энергии и медианной частоты сигналов АЭ за время испытания

Рисунок 12. Типичное распределение основных групп сигналов АЭ по времени прихода

тельно них под заданной нагрузкой с частотой вращения 1460 ± 70 об/мин, Проворачивание трёх нижних шариков в процессе испытания не допускается.

Для исследования в обоих трибологических методах использовались: консистентные смазки «Литол-24» ГОСТ 21150-87, «Шрус-4М» ТУ 38.401-58-128-95, «Renolit IP 1619», «Фиол-1», «Unirex-З»; моторное масло «Лукойл-Стандарт» с индексом вязкости SAE10W-40 ТУ 0253-072-00148636-95; дистиллированная вода ГОСТ 6709-72, а также водопроводная и кипячёная вода. Узел трения ЧШМ, состоит из четырёх шариков 012,7 мм, сталь 1IIX-15 ГОСТ 801-78 (размеры и материал стандартизированы ГОСТ 9490-75).

Акустические сигналы регистрировали с помощью широкополосного пьезоэлектрического преобразователя. Сбор данных в процессе испытаний проводился с помощью АЭ-комплекса «ЭЯ-1» (рисунок 1), разработанного в Тольят-тинском государственном университете, по двум синхронизированным каналам в диапазоне частот 50кГцНМГц при общем усилении 102. В одном из них с помощью 14-разрядного АЦП с частотой 1000 Гц осуществляли оцифровку и запись огибающей акустических сигналов, во втором с помощью 12-разрядного АЦП с частотой выборки 6,25 МГц обрабатывались мгновенные значения отдельных акустических сигналов.

Для каждого акустического сигнала выполнялось дискретное преобразование Фурье (по алгоритму БПФ Кули-Тьюки) и вычислялись: спектр мощности, сглаживаемый скользящим окном, энергия, амплитуда, медианная частота (частота, делящая площадь под кривой спектральной плотности на две равные части), центральная частота (частота при максимуме спектральной плотности) и др. параметры. Далее проводили сортировку всех сигналов на группы на основании критерия подобия кривых спектральной плотности. В качестве меры подобия спектрограмм применялся коэффициент аппроксимации (R2) используемый в математической статистике для оценки достоверности аппроксимации двух кривых.2'

Размеры пятна контакта и состояние поверхностей трения изучали с помощью микроскопов фирмы Zeiss модели Stemi-2000C и Axiovert 40 МАТ с увеличением от 1 до 100 раз.

Третья глава посвящена изложению результатов исследования диссипации механической энергии слоем смазочного материала, на основе анализа изменения амплитуды и искажения спектра задающего механического воздействия в виде акустических импульсов с применением универсального аппаратно-программного комплекса.

Оценка влияния акустического тракта и режимов акустического воздействия на устойчивость (стабильность) параметров регистрируемых акустических сигналов показала, что наиболее устойчивыми параметрами являются: амплиту-

2 Мерсон Д.Л. Применение методики анализа спектральных образов сигналов акустической эмиссии для исследования повреждаемости покрытий на стальной подложке / Д.Л. Мерсон, А.А. Разуваев, А.Ю. Виноградов // Дефектоскопия. -2002. - №7. - С. 37-46.

да, медианная частота и форма кривой спектральной плотности; при сравнении выходных сигналов разных смазочных материалов - дополнительно: энергия, среднеквадратичное значение сигнала, эффективная ширина спектра, центральная частота. Установлено, что искажения, вносимые акустическим трактом, можно считать постоянными при условии одинакового акустического воздействия, что обеспечивалось стабильностью выходных характеристик задающего тракта установки.

При разных амплитудах акустического воздействия, неизменного в течение одного эксперимента, выявлено критическое значение задающего воздействия, при котором и выше, происходит изменение характера кривой «амплитуда-время» регистрируемых сигналов с возрастающей (рисунки За и 36) на убывающую (рисунок 36). Возрастающий характер кривой амплитуда-время, связан со снижением затухания импульсов в «чистом» от газовой фазы смазочном материале или с минимальным её количеством, т.к. под действием задающего воздействия наблюдается выделение газовой фазы из смазочного материала, её коагуляция и перераспределение к краям ёмкости. В качестве оценочного критерия диссипативных свойств смазочных материалов применяли пиковую амплитуду сигналов (рисунок За). Убывающий характер кривой «амплитуда-время» сопровождается превращением смазочного материала во вспененную однородную массу, что согласно литературным данным и нашим наблюдениям, связано: с возникновением кавитации, изменением физико-химических свойств (качества) исследуемого материала, капиллярными эффектами.

Увеличение длительности задающих импульсов приводит к уменьшению «активности» акустического воздействия, поэтому на изменение качеств смазочного материала не влияет (при амплитудах ниже критического значения), при этом кривая амплитуда-время «выпрямляется» и время выхода на постоянный уровень увеличивается.

Уменьшение периода задающих импульсов приводит к увеличению частоты воздействия, что при постоянной амплитуде (ниже критического значения) также приводит к изменению характера кривой амплитуды регистрируемых импульсов с возрастающей на убывающую и изменению качества исследуемого материала.

Определение диссипативных свойств смазочных материалов данным способом может быть сокращено до времени следующее сразу после точки выхода на насыщение, т.к. уровень амплитуды регистрируемых сигналов далее не меняется.

Исследование изменения спектральных характеристик акустических сигналов, регистрируемых через смазочный материал, проведено на двух фиксированных (по амплитуде, частоте и длительности) режимах нагружения: до критическом, при котором наблюдается возрастающий характер кривой амплитуда-время и после критическом («ударный»), при котором наблюдается убывающий характер кривой «амплитуда-время».

Установлено, что форма кривой спектральной плотности для каждого смазочного материала имеет «свой» характерный вид, что отражает их неодинако-

вую способность рассеивать энергию механических колебаний на разных частотах.

Основное расхождение кривых спектральной плотности лежит в диапазоне частот выше 300 кГц - для консистентных и выше 200 кГц - для жидких смазочных материалов, отличие между консистентными и жидкими смазочными материалами наблюдается уже с 50 кГц (рисунок 4). Сигналы, прошедшие через пластичные смазочные материалы имеют спектр с приблизительно совпадающей по величинам центральной и медианной частотой. У импульсов, зарегистрированных через жидкие материалы, центральная и медианная частоты смещены в область низких частот. Поэтому применение кластерного анализа позволяет надёжно выявить зоны (кластеры), занимаемые пластичными и жидкими смазочными материалами, в пространстве признаков: энергия-медианная частота, медианная-центральная частота, энергия-среднее значение амплитуды сигнала и др. (рисунок 5).

При «ударном» режиме нагружения за время эксперимента происходит искажение спектра регистрируемых сигналов, что является показателем изменения качества испытуемого материала за время испытания.

Полученные результаты позволили усовершенствовать существующий УЗ способ исследования диссипативных свойств смазочных материалов за счёт применением спектрального анализа акустических сигналов. Результаты кластерного анализа могут быть положены в основу разработки нового способа идентификации различных материалов по параметрам акустических сигналов.

Четвертая глава посвящена исследованию противоизносных и противоза-дирных свойств смазочных материалов на четырёхшариковой машине трения (ЧШМ) с применением пассивного метода акустического контроля - метода акустической эмиссии (АЭ). Анализ литературных данных показал, что наиболее перспективным в данном направлении является совместное применение интегрального параметра (огибающая АЭ) и спектрального анализа отдельных акустических сигналов по методике распознавания спектральных образов. В результате проведённых экспериментов установлено следующее.

Общие закономерности изменения огибающей АЭ. Наличие задира по стандартизированной методике ГОСТ 9490-75 в 100% случаев подтверждается резким (в несколько раз) возрастанием уровня огибающей АЭ (рисунок 6а). Уровень огибающей АЭ до задира, при неизменной нагрузке, всегда ниже, чем после задира, что связано с изменением пятна контакта и рельефа контактных поверхностей. При длительных испытаниях (определение Оц) вышеуказанная связь огибающей АЭ с процессом трения также сохраняется.

Возможности ускорения трибологических испытаний с помощью огибающей АЭ. В работе показано, что оценка критической нагрузки - Рк и нагрузки сваривания - Рс в ходе испытаний по параметрам АЭ (Ркю и Рсаэ) возможна путём непрерывного или ступенчатого изменения нагрузки без замены шариков и порции смазки (рисунок 66). Эксперименты проводились при ступенчатом режиме непрерывного нагружения с выдержками между ступенями 10, 5, 3 и 2 секунды при испытании моторных масел; 5 и 10 секунд при испытаниях пла-

стичных смазочных материалов.

_ _ _ _ __Таблица 1

Объект испытания Средняя критическая нагрузка с доверительной вероятностью 0.95, полученная:

по ГОСТ 9490-75 (рисунок 5а) по экспериментальной АЭ-методике (рисунок 56)

Р, (кгс) Рс (кгс) Р7 (кгс) Р7 (кгс)

Моторное масло 10\\М0 «Лукойл-авангард» 119 188 140*10 -

Консистентная смазка «Шрус-4М» 100 630 122±15 -

Консистентная смазка «ИепоШ 1Р1619» 84 237 95±14 -

Консистентная смазка «Фиол-1» 80 178 88±18 177±23

Консистентная смазка «ишгех-3» 71 224 83±16 -

Консистентная смазка «Литол-24» 63 160 75±19 178±25

Найденные методом АЭ значения нагрузки Р™ и Рсш оказываются несколько выше, чем Рк и Рс, определяемые согласно ГОСТ 9490-75 (таблица 1), что связано с формированием пятна контакта на предыдущих этапах (нагрузках) испытания. По этой же причине нагрузку Рсаэ удалось определить не для всех смазочных материалов. Указанные недостатки могут быть устранены путём применения непрерывного нагружения по нелинейному закону и/или введением поправочных коэффициентов. Использованная АЭ-методика позволила сократить общее время испытания по оценке нагрузок Рк и Рс более чем в 50 раз.

Оценка предельного состояния узлов трения по огибающей АЭ основана на периодической регистрации уровня огибающей АЭ и постоянном сопоставлении значений между собой (рисунок 7). Установлено, что после задира уровень огибающей АЭ даже при снижении нагрузки на узел трения выше своего пред-задирного значения не менее чем на 30 %. Это позволяет выявить произошедший задир или другой ускоренный режим изнашивания, связанный с резким ростом пятна контакта.

Мониторинг формирования рельефа поверхности трения по огибающей АЭ осуществляется на основе непрерывной регистрации уровня и характера изменения огибающей АЭ. Установлено, что при непрерывном ступенчатом на-гружении узла трения ЧШМ до нагрузки выше критической кривая огибающей АЭ для каждого смазочного материала имеет свой характерный вид на участках: приработка, предзадирное состояние, задир, приработка после задира. По серии испытаний были сформулированы закономерности изменения вида кривой огибающей АЭ с формированием рельефа пятна контакта, в частности, если при задире имеет место пикообразное изменение уровня огибающей АЭ - пятно контакта имеет вид равномерно оттеснённого по всей поверхности контакта слоя материала с неглубокими частыми царапинами; если задир сопровождается кривой огибающей АЭ в виде отрезка с осцилляциями уровня - на пятне кон-

такта наблюдается пластическое оттеснение макрообъёмов материала в виде глубоких борозд (рисунок 8).

Спектральный состав и энергия сигналов АЭ при трении. При трении регистрируется множество акустических сигналов в виде непрерывной АЭ, основную долю спектра которых составляют источники установившихся одновременно протекающих «несущих процессов». Большинство сигналов АЭ имеет близкий спектральный состав, при этом незначительные отличия между сигналами АЭ связаны с действием доминирующего механизма изнашивания в каждый конкретный момент времени, что отражается в перераспределении энергии по частотным областям спектра регистрируемых сигналов (рисунок 9).

Для разделения на группы регистрируемых высокоподобных акустических сигналов использовался коэффициент аппроксимации - Я2 (степень подобия кривой спектральной плотности). Экспериментально установлено, что надёжное разделение сигналов АЭ на группы происходит при значении Я2 = 85% *. При этом стабильно формируются 4 основные группы сигналов АЭ со степенью схожести между группами 45 -ь 75 %, усреднённые спектры которых представлены на рисунке 10.

Установлено, что сигналы, образующие группу 1 (74^77% от общего количества сигналов), в координатах энергия - медианная частота кластеризуются в полосе частот 65-78 кГц и значительно различаются между собой по энергии. Сигналы 2-й группы (11-^-16 %) имеют меньшие значения медианных частот и кластеризуются в интервале 50-65 кГц. Сигналы группы 3 (4^7 %) и 4 (К4%) характеризуются малыми энергиями и большим разбросом медианных частот (50+-220 кГц). Типичное разделение сигналов АЭ на кластеры в координатах энергия - медианная частота показано на рисунке 11.

Анализ сигналов АЭ по времени прихода (рисунок 12) в сопоставлении с металлографическими исследованиями позволил установить следующее. При нагрузке, не превышающей критическую Рк, формирование пятна контакта начинается с текстурирования поверхности в направлении вращения. Одновременно наблюдаются точки с очагами высокотемпературного схватывания и области с «синевой перегрева». При указанных нагрузках в основном регистрируются сигналы групп 1 и 3. Однако, если сигналы 1-й группы сопровождают процесс трения и при более высоких нагрузках, то сигналы 3-й группы существуют только до момента задира.

При испытаниях под нагрузкой Рк и выше в основном регистрируются сигналы групп 1 и 2. Причём сигналы 2-й группы имеют меньшие значения медианных частот, что говорит о более высоком масштабном уровне событий. Сигналы группа 4 присутствуют не во всех испытаниях и кластеризуется в области малых энергий. При этом на пятнах контакта наблюдаются: пластическое оттеснение металла, трещины скалывания оттеснённого металла различных размеров, места схватывания в виде точек и областей с «синевой перегрева».

* Заметим, что для разделения сигналов АЗ от различных механизмов пластической деформации, при механических испытаниях материалов, достаточно Я2 = 30...40%.

Обобщение всех результатов, включая литературные данные, позволило сделать следующие предположения о природе происхождения сигналов АЭ: сигналы 1 группы, регистрируются при любых условиях нагружения и связаны с упругопластическим взаимодействием микронеровностей. Сигналы 3 группы связанны с микрорезанием (царапанием) поверхностей и отделением частиц износа. При смене режима изнашивания сигналы АЭ 3-й группы заменяются сигналами 2-й группы. Сигналы 2 группы наиболее многочисленны во время задира и, очевидно, связаны с процессами интенсивной пластической деформации материала. Об этом же свидетельствует снижение медианной частоты (переход процесса износа на более высокий масштабный уровень). Регистрируемые в переходный момент сигналы АЭ, отнесенные к 4-й группе, характеризуются большим разбросом по медианной частоте и связаны с процессами повреждаемости материала и отделением продуктов износа различных размеров.

На основании проведенных исследований, в данной главе, сделан следующий основной вывод: смена режимов трения, т.е. переход от нормального режима изнашивания к катастрофическому (задиру), сопровождается резким увеличением энергии (амплитуды) сигналов в сочетании с уменьшением их медианной частоты. Такое поведение характеристик акустической эмиссии позволяет создать алгоритм стабильной (исключающей влияние помех) идентификации задира в процессе мониторинга узла трения (рисунок 13), а сортировка сигналов АЭ по подобию кривых спектральной плотности - идентифицировать доминирующие механизмы износа (рисунок 12).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Показана эффективность применения при трибологических испытаниях в режиме реального времени следующих параметров акустических сигналов: для характеристики процесса в целом - огибающей акустических сигналов и средней медианной частоты, для детализации процессов - амплитуда (пиковая, средняя), энергия, медианная и центральная частоты, форма кривой спектральной плотности.

2. Для каждого смазочного материала спектральный состав прошедших через него акустических сигналов (при идентичном воздействии на входе) индивидуален, при этом наличие газовой фазы в смазочном материале существенного влияния на вид кривой спектральной плотности не оказывает.

3. Применение методики разделения сигналов в поле различных информационных признаков, например, «энергия - медианная частота» или «энергия -среднее значение амплитуды сигнала», позволяет надежно классифицировать смазочные материалы амплитудно-теневым способом.

4. С увеличением амплитуды и/или частоты следования задающих импульсов уменьшается время выхода на насыщение оценочных параметров диссипации механической энергии смазочным слоем. Изменение кривой спектральной плотности акустических сигналов со временем в процессе испытания

одного смазочного материала амплитудно-теневым способом связано с изменением его качеств (состояния).

5. Установлено, что характерный вид кривой огибающей сигналов АЭ определяется особенностями формирования рельефа поверхностей трения. Резкое изменение величины (в несколько раз) уровня огибающей сигналов АЭ отражает смену доминирующего механизма изнашивания поверхностей трения. При нормальном изнашивании величина уровня огибающей АЭ связанна с размером пятна контакта.

6. При трибологических испытаниях регистрируется непрерывная АЭ, спектральный состав сигналов которой в целом однороден. Наблюдаемые значимые изменения в спектральном составе сигналов АЭ свидетельствуют о включении в работу нового механизма изнашивания. Выявлено наличие четырёх основных типов сигналов АЭ и установлено, что сигналы первого типа связаны с упругопластическим контактированием, второго - с пластическим оттеснением металла, третьего - с микрорезанием и отделением частиц износа, четвёртого - с процессами повреждаемости материала и отделением продуктов износа различных размеров.

7. Повышение масштабного уровня происходящих процессов при трении сопровождается увеличением энергии в сочетании со снижением средней медианной частоты сигналов АЭ. Параллельная регистрация данных параметров позволит существенно повысить эффективность и надежность систем контроля и диагностики работы узлов трения.

8. Разработанная на основе метода АЭ методика испытания смазочных материалов позволила снизить трудоемкость определения критических нагрузок на четырёхшариковой машине трения, как минимум в 50 раз.

Публикации автора по теме диссертации:

1. Криштал М.М. Ультразвуковой способ исследования диссипативных (демпфирующих) свойств консистентных смазок на основе метода и аппаратуры акустической эмиссии / М.М. Криштал, Д.Л. Мерсон, И.А. Растегаев // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». - Тольятти: ТГУ, 2004. - Т.4. - С.128-131.

2. Мерсон Д.Л. Применение ультразвукового способа исследования диссипативных (демпфирующих) свойств консистентных смазок / Д.Л. Мерсон, М.М. Криштал, И.А. Растегаев // Тезисы докладов I Международной школы «Физическое материаловедение». - Тольятти: ТГУ, 2004. - С.56.

3. Мерсон Д.Л. Способ исследования диссипативных (демпфирующих) свойств смазочных материалов / Д.Л. Мерсон, М.М. Криштал, И.А. Растегаев // Тезисы докладов II Международной школы «Физическое материаловедение», XVIII Уральской школы металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» - Тольятти: ТГУ, 2006. -С.23.

4. Мерсон Д.Л. Определение трибологических характеристик смазочных материалов с применением метода акустической эмиссии / Д.Л. Мерсон, И.А. Растегаев // Тезисы докладов III Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - Москва: МИСиС, 2006. -С. 198.

5. Мерсон Д.Л. Мониторинг формирования рельефа поверхности трения по огибающей сигналов акустической эмиссии / Д.Л. Мерсон, И.А. Растегаев // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» - Москва: Машиностроение, 2007. - Т.З. -С.401-413.

6. Растегаев И.А. Способ исследования диссипативных свойств жидких сред на основе регистрации ультразвуковых волн аппаратными средствами акустической эмиссии / И.А. Растегаев, М.М. Криштал, Д.Л. Мерсон // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» - Москва: Машиностроение, 2007. - Т.З. - С.5И-525.

7. Мерсон Д.Л. Изучение процессов разрушения поверхностей, деформируемых трением, методом акустической эмиссии / Д.Л. Мерсон, В.И. Полунин, Б.А. Чудинов, И.А. Растегаев, A.A. Разуваев // Трение и смазка в машинах и механизмах - 2007. - №8. - С.9-13. Рекомендовано в ВАК.

8. Растегаев И.А. Исследование связи параметров акустической эмиссии с процессами износа при трибологических испытаниях / И.А. Растегаев, Д.Л. Мерсон, Е.В. Мезенцева // XIX Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Д. Садовского. Сборник материалов - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. - С.280.

9. Растегаев И.А. Экспресс-методика испытаний смазочных материалов на че-тырёхшариковой машине трения с применением метода акустической эмиссии / И.А. Растегаев, Д.Л. Мерсон // Известия Самарского научного центра РАН, специальный выпуск «Технологии управления организацией. Качество продукции и услуг» - Самара: Издательство Самарского научного центра РАН, 2008. - Выпуск 8. - С.101-105. Рекомендовано в ВАК.

10.Способ идентификации динамики переходных процессов и разрушения при трении по спектральным параметрам сигналов акустической эмиссии / Д.Л. Мерсон, И.А. Растегаев; заявитель и правообладатель Тольятгинский государственный университет - заявка на изобретение зарегистрирована за № 2008108634 приоритет от 05.03.2008г.

Подписано в печать 17.03.2009. формат 60.84/16. Печать оперативная. Усл. п. л. 1. Тираж 110 экз.

Отпечатано в редакционно-издательском центре Тольяттииского государственного университета. 445667, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Белорусская, 14.

Введение.

1. Акустические методы оценки свойств смазочных и контактирующих материалов.

1.1. Применение акустических методов при трибологических испытаниях.

1.1.1. Акустические методы контроля материалов.

1.1.2. Известные способы применения акустических методов при трибологических испытаниях.

1.2. Источники акустических сигналов, регистрируемых при испытании смазочных и контактирующих материалов.

1.2.1. Калиброванные источники акустических сигналов.

1.2.2. Случайные источники акустических сигналов.

1.2.2.1. Основные понятия и представления о процессах в зоне фрикционного взаимодействия.

1.2.2.2. Особенность акустических явлений при фрикционном взаимодействии.

1.3. Параметры акустических сигналов и их информативность.

1.4. Выводы и постановка задачи исследования.

2. Материалы и методы исследования.

2.1. Метод акустической эмиссии.

2.2. Трибологические методы исследования свойств смазочных материалов.

2.2.1. Ультразвуковой метод исследования диссипативных (демпфирующих) свойств смазочных материалов.

2.2.2. Метод определения трибологических характеристик смазочных материалов на четырёхшариковой машине трения.

2.3. Методы микроскопического исследования.

2.4. Материалы и образцы.

3. Применение спектрального анализа акустических сигналов для исследования диссипации механической энергии смазочным слоем.

3.1. Общие закономерности.

3.2. Влияние акустического тракта на параметры регистрируемых сигналов.

3.3. Влияние режима акустического воздействия.

3.3.1. Влияние амплитуды акустического воздействия.

3.3.2. Влияние длительности акустического воздействия.

3.3.3. Влияние периода следования импульсов.

3.3.4. Влияние количества пропущенных импульсов.

3.4. Влияние других факторов эксперимента.

3.5. Спектральный анализ импульсов прошедших через смазочный материал с применением методики обработки сигналов АЭ.

3.5.1. Спектральные особенности регистрируемых сигналов.

3.5.2. Сопоставление результатов испытаний различных смазочных материалов с применением методики спектрального анализа сигналов АЭ.

3.5.3. Дополнительные критерии оценки диссипативных свойств смазочных материалов акустическим способом.

3.6. Выводы.

4. Применение энергетических параметров акустических сигналов для оценки свойств смазочных материалов в режиме работы узлов трения.

4.1. Мониторинг и оценка состояния поверхностей трения по огибающей сигналов акустической эмиссии.

4.1.1. Общие закономерности изменения огибающей акустической эмиссии при испытаниях на четырёхишриковой машине трения.

4.1.2. Ускорение трибологических испытаний с помощью огибающей сигналов акустической эмиссии.

4.1.3. Оценка предельного состояния узлов трения по огибающей сигналов акустической эмиссии.

4.1.4. Мониторинг формирования рельефа поверхности трения по огибающей сигналов акустической эмиссии.

4.2. Идентификация механизмов разрушения поверхностей трения на основе спектрального анализа сигналов акустической эмиссии.

4.2.1. Спектральный состав и энергия отдельных сигналов акустической эмиссии.

4.2.2. Применение спектрального анализа сигналов акустической эмиссии для идентификации механизмов разрушения поверхностей трения.

4.3. Выводы.

Актуальность темы. Подсчитано, что материальные потери от трения и износа в развитых государствах достигают 4.5 % национального дохода, а преодоление сопротивления трения поглощает во всём мире 20.25 % вырабатываемой за год энергии [1]. Одним из главных направлений снижения этих потерь является совершенствование смазочных материалов. Поэтому исследованию свойств смазочных материалов во всём мире уделяется самое пристальное внимание. Например [2], около 20% объёма финансирования работ по трибологии в США направляется только на стимулирование работ по смазочным материалам.

Несмотря на то, что во всём мире исследование смазочных материалов является приоритетным направлением трибологии, например, в настоящее время только в химмотологии смазочных материалов насчитывается порядка 600 различных методик испытания [3], принципиально новые смазочные материалы создаются один раз в 1015 лет [1]. Во многом это объясняется несовершенством приборного и методического обеспечения, необходимого для оценки изменения качества смазочного материала, обнаружения момента потери несущей способности и отслеживания динамики процесса изнашивания непосредственно в режиме испытания. Существующие методики и средства оценки критического состояния смазочных материалов, как правило, основаны не на контроле физических процессов, происходящих в трибосопряжении, и поэтому для принятия решений требуют остановки испытаний и разборки узла трения.

Основными причинами, препятствующими развитию методов и средств трибологических испытаний, являются: сложность и недостаточная изученность самого процесса трения, малые размеры и недоступность для исследования трибоконтакта, адекватное изучение которого возможно только в системе «тело -смазочный материал - контр тело».

Многими авторами показано, что одними из наиболее эффективных средств обеспечения трибоиспытаний являются акустические методы. Они позволяют определять состав, дефектность и свойства исследуемого объекта, инвариантны к материалу объекта исследования, дают возможность получать информацию об объекте исследования в режиме реального времени (в случае узла трения без его остановки и разборки).

Для эффективного применения акустических методов контроля при решении трибологнческих задач необходимо на новом уровне решить ряд вопросов по фильтрации, сортировке и обработке большого количества данных, повышению помехоустойчивости, и, самое главное, по поиску связей между регистрируемыми акустическими сигналами и протекающими процессами, явлениями, сопровождающими или приводящими к критическому состоянию объекта исследования.

Цель работы. Повышение информативности и эффективности применения акустических методов для исследования трибологнческих свойств смазочных и контактирующих материалов.

Для достижения этой цели требовалось решить следующие задачи.

1. Выбрать трибологические методы испытания смазочных материалов, позволяющие обеспечить максимальную воспроизводимость результатов экспериментов, высокую надёжность распознавания и категорирования происходящих процессов.

2. Для выбранных .трибологнческих методов испытаний смазочных материалов выявить влияние условий проведения экспериментов на параметры акустических сигналов и выбрать оптимальные режимы испытания.

3. Проанализировать энергетические и спектральные характеристики регистрируемых акустических сигналов во время испытания смазочных материалов и выбрать наиболее чувствительные параметры для их оценки.

4. Установить связь между параметрами регистрируемых акустических сигналов и предельным состоянием смазочного материала или узла трения для выбранных схем трибологнческих испытаний.

5. Установить связь между параметрами регистрируемых акустических сигналов и формированием рельефа поверхностен трения.

Научная новизна.

• Впервые показано, что наличие газовой фазы в смазочном материале не оказывает критического влияния на вид кривой спектральной плотности акустических сигналов, пропускаемых через смазочный материал.

• Экспериментально установлено, что вид кривой спектральной плотности идентичных акустических сигналов, прошедших через различные смазочные материалы, отличен и отражает их различную способность к поглощению механической энергии. Изменение кривой спектральной плотности акустических сигналов со временем в процессе испытания одного смазочного материала амплитудно-теневым способом связанно с изменением его качеств (состояния).

• В модельных экспериментах, выполненных на четырёхшариковой машине трения, установлено, что основным механизмам изнашивания поверхностей трения соответствуют акустические сигналы специфического спектрального состава, регистрируемые в определенной временной области процесса износа.

• Показано, что повышение масштабного уровня происходящих процессов изнашивания сопровождается увеличением энергетических характеристик акустических сигналов с одновременным снижением их медианной частоты.

• Впервые выявлена связь между характерным видом кривой огибающей акустических сигналов и формированием рельефа поверхностей трения при смене механизмов изнашивания.

Положения, выносимые на защиту:

1. Усовершенствованный амплитудно-теневой способ исследования диссипативных свойств смазочных материалов на основе спектрального и кластерного анализа акустических сигналов.

2. Результаты исследования спектральных особенностей акустических сигналов, регистрируемых при испытании смазочных материалов, по амплитудно-теневому способу.

3. Закономерности проявления акустических сигналов при смене и действии различных доминирующих механизмов изнашивания.

4. Способ идентификации смены механизмов изнашивания от нормального к интенсивному в режиме реального времени, основанный на анализе поведения энергетических характеристик акустических сигналов и их медианных частот.

5. Результаты применения параметра «огибающая акустических сигналов» для мониторинга, идентификации задира и ускорения трибологических испытаний на четырёхшариковой машине трения.

Практическая значимость работы.

Усовершенствованная в работе методика исследования диссипативных свойств смазочных материалов может стать эффективным инструментом для идентификации смазочных материалов или других веществ.

Найденные подходы для автоматической классификации высокоподобных акустических сигналов, регистрируемых при трении, могут быть использованы для анализа других непрерывных процессов, например, аэродинамических или кавитационных.

Полученные представления о связи процессов изнашивания поверхностей трения с параметрами акустических сигналов позволяют решить задачи по снижению трудоёмкости, расширению информативности и эффективности существующих и новых методик подбора пар трения, смазочных материалов и испытания узлов трения.

Разработанные критерии и методы оценки предельного состояния смазочных материалов и трибоузлов машин и механизмов по параметрам акустических сигналов могут быть применены для входного контроля, мониторинга и диагностики их состояния во время эксплуатации.

Разработанная АЭ-методика определения критических нагрузок на четырёхшариковой машине трения позволила снизить трудоемкость испытаний смазочных материалов по сравнению со стандартной методикой на порядок.

Разработанные методики и АЭ-установка «ЭЯ-1» прошли апробацию в лаборатории трения и смазочных материалов ОАО «АвтоВАЗ». По результатам проделанной работы подана заявка на патент (№ 2008108634) и создана модернизированная установка «ЭЯ-2», удостоенная медалью на 6-й международной специализированной выставке «ЛабораторияЭкспо-2008».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004); I Международной школе «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2004); II Международной школе «Физическое материаловедение», XVIII и XIX Уральской школах металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Тольятти, 2006; Екатеринбург, 2008); III Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» ПРОСТ 2006 (Москва, 2006); XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2007).

Публикация результатов. Содержание диссертации изложено в 9 публикациях, в том числе 2-х изданиях, рекомендованных ВАК.

Основные результаты и выводы настоящей работы сводятся к следующему:

1. Показана эффективность применения при трибологических испытаниях в режиме реального времени следующих параметров акустических сигналов: для характеристики процесса в целом - огибающей акустических сигналов и средней медианной частоты, для детализации процессов - амплитуда (пиковая, средняя), энергия, медианная и центральная частоты, форма кривой спектральной плотности.

2. Для каждого смазочного материала спектральный состав прошедших через него акустических сигналов (при идентичном воздействии на входе) индивидуален, при этом наличие газовой фазы в смазочном материале существенного влияния на вид кривой спекгральной плотности не оказывает.

3. Применение методики разделения сигналов в поле различных информационных признаков, например, «энергия - медианная частота» или «энергия - среднее значение амплитуды сигнала», позволяет надежно классифицировать смазочные материалы амплитудно-теневым способом.

4. С увеличением амплитуды и/или частоты следования задающих импульсов уменьшается время выхода на насыщение оценочных параметров диссипации механической энергии смазочным слоем. Изменение кривой спектральной плотности акустических сигналов со временем в процессе испытания одного смазочного материала амплитудно-теневым способом связано с изменением его качеств (состояния).

5. Установлено, что характерный вид кривой огибающей сигналов АЭ определяется особенностями формирования рельефа поверхностей трения. Резкое изменение величины (в несколько раз) уровня огибающей сигналов АЭ отражает смену доминирующего механизма изнашивания поверхностей трения. При нормальном изнашивании величина уровня огибающей АЭ связанна с размером пятна контакта.

6. При трибологических испытаниях регистрируется непрерывная АЭ, спектральный состав сигналов которой в целом однороден. Наблюдаемые значимые изменения в спектральном составе сигналов АЭ свидетельствуют о включении в работу нового механизма изнашивания. Выявлено наличие четырёх основных типов сигналов АЭ и установлено, что сигналы первого типа связаны с упругопластическим контактированием, второго - с пластическим оттеснением металла, третьего - с микрорезанием и отделением частиц износа, четвёртого - с процессами повреждаемости материала и отделением продуктов износа различных размеров.

7. Повышение масштабного уровня происходящих процессов при трении сопровождается увеличением энергии в сочетании со снижением средней медианной частоты сигналов АЭ. Параллельная регистрация данных параметров позволит существенно повысить эффективность и надежность систем контроля и диагностики работы узлов трения.

8. Разработанная на основе метода АЭ методика испытания смазочных материалов позволила снизить трудоемкость определения критических нагрузок на четырёхшариковой машине трения, как минимум в 50 раз.

Благодарности

Автор выражает самую искреннюю и глубокую признательность Мерсону Дмитрию Львовичу за научное руководство, поддержку и ценные указания на протяжении всего времени выполнения работы; спасибо Кришталу Михаилу Михайловичу, Полунину Виктору Ивановичу и Чудинову Борису Анатольевичу за помощь при подготовке экспериментального материала и в обсуждении их результатов; спасибо Патлань Всеволоду Вадимовичу и Разуваеву Александру Александровичу за разработку уникального программного обеспечения, с помощью которого обработаны результаты экспериментов, а также за полезные советы и познавательные беседы; спасибо Всем кто облегчал жизнь на разных этапах выполнения работы: сотрудникам и аспирантам кафедры «Материаловедение и механика материалов» ТГУ, сотрудникам лаборатории трения и смазочных материалов ОАО «АвтоВАЗ», сотрудникам лаборатории неразрушающих методов контроля ТУ ООО «НПФ «Промэкспертиза», особая признательность Хрусталёву Александру Константиновичу. Отдельное спасибо моей семье за помощь, терпение, понимание и поддержку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Чичинадзе А.В. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / А.В. Чичинадзе, Э.М. Берлинер, Э.Д. Браун и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.

2. Заславский Ю.С. Новое в трибологии смазочных материалов: Монография. / Ю.С. Заславский, В.П. Артемьева М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ» РТУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001.-480 с.

3. Крендалл И.Б. Акустика. / И.Б. Крендалл; пер. с англ.; изд. 2-е, стереотипное. М.: КомКнига, 2005.- 168 с.

4. Баранов В.М. Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса / В.М. Баранов, А.И. Гриценко, A.M. Карасевич и др. -М.: Наука, 1998.-304 с.

5. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. Государственный стандарт М.: Издательство стандартов.

6. ГОСТ 23829-85. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. Государственный стандарт — М.: Издательство стандартов.

7. ГОСТ 20415- 82. Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения. Государственный стандарт М.: Издательство стандартов.

8. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалёв и др.; под ред. В.В. Клюева; изд. 3-е, испр. и доп М.: Машиностроение, 2005. - 656 с.

9. ГОСТ 27655-88. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. Государственный стандарт — М.: Издательство стандартов.

10. Jaffiy D. Sources of acoustic emission in metals a review // Non. Destruct. Test., 1979. - V.16.-N.4.- Pp. 9-18. — N.5. —Pp. 9-17.

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

12. Грешников В.А. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий / В.А. Грешников, Ю.В. Дробот М.: Изд-во стандартов, 1976. - 276 с.

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

14. Семашко Н.А. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении / Н.А. Семашко, В.И. Шпорт, Б.Н. Марьин и др.; под общей ред. Н.А. Семашко, В.И. Шпорта. М.: Машиностроение, 2002. - 240 с.

15. Потекаев А.И. Акустическая диссипация энергии при термоупругих мартенситных превращениях / А.И. Потекаев, В.А. Плотников Томск: Изд-во HTJI, 2004. - 196 с.

16. Свириденок А.И. Акустические и электрические методы в триботехнике / А.И. Свириденок, Н.К. Мыпгкин, Т.Ф. Калмыкова, О.В. Холодилов; под ред. В.А. Белого. Минск: Наука и техника, 1987. - 280 с.

17. Дробот Ю.Б. Акустическое контактное течеискание / Ю.Б. Дробот, В.А. Грешников, В.Н. Бачегов. -М.: Машиностроение, 1989. — 120 с.

18. Голдстейн М.Е. Аэроакустика / М.Е. Голдстейн; пер. с англ. Р.К. Каравосова, Г.П. Караушева; под ред. А.Г. Муннна М.: Машиностроение, 1981. - 294 с.

19. Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды / Д.И. Блохинцев -изд. 2-е М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. -208 с.

20. Баранов В.М. Применение акустической эмиссии для исследования и контроля коррозионных процессов / В.М. Баранов, Т.В. Губина М.: МИФИ, 1990. - 72 с.

21. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (ПБ 03-593-03) М: Госгортехнадзор России, 2003.

22. Требования к аппаратуре акустической эмиссии, используемой для контроля опасных производственных объектов (РД 03-299-99) М: Госгортехнадзор России, 1999.

23. Требования к преобразователям акустической эмиссии, используемой для контроля опасных производственных объектов (РД 03-300-99) М: Госгортехнадзор России, 1999.

24. Рекомендации по применению акусто-эмиссионной диагностики технологического оборудования и трубопроводов газохимических комплексов Москва: РАО «Газпром», 1997.

25. Куксёнова Л.И. Методы испытания на трение и износ. Справ, изд. / Л.И. Куксёнова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбакова. М.: «Интермет Инжиниринг», 2001. - 152 с.

26. Щавелин В.М. Акустический контроль узлов трения ЯЭУ / В.М. Щавелин, Г.А. Сарычев М.: Энергоатомиздат, 1988. — 176 с.

27. Носовский В.В. Исследование процессов деформирования и разрушения поверхностных слоев металлов при трении методом акустической эмиссии /В.В. Носовский, Е.А. Миронов, Н.Г. Стадниченко // Трение и износ. 1982. - Т.З. -№3. - С. 531-536.

28. Раппорт JI.C. Исследование динамики процесса трения металлов методом акустической эмиссии / JI.C. Раппорт, Ю.Н. Петров, В.Е. Вайнберг, И.М. Воронина //Трение и износ. — 1981. -Т.2. №2.-С. 305-309.

29. Переверзева Е.А. Применение метода АИ для исследования антифрикционных свойств смазочных материалов / Е.А. Переверзева, Г.А. Сарычев, М.И. Шахновский, В.М. Щавелин // Тезисы докл. Всесоюзн. научно-техн. конференции Брянск, 1985.-С. 69-70.

30. Денисов В.И. Установки для исследования фрикционного взаимодействия материалов с регистрацией ультразвукового излучения / В.И. Денисов, А.А. Кузнецов, Г.А. Сарычев, В.М. Щавелин // Техника радиационного эксперимента. -1981.-Вып. 9.-С. 73-78.

31. Подураев В.Н. Активный контроль износа инструмента методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А. А. Барзов, А.В. Кибальченко // Вестник машиностроения. 1981. - №4.-С. 14-19.

32. Брагинский А.П. Исследование приработки по электрическим и акустическим характеристикам / А.П. Брагинский и др. // Трение и износ. 1985. - Т.6. - №5. -С.812-820.

33. Филатов С.В. Акустическая эмиссия при абразивном изнашивании металлов / С.В. Филатов // Трение и износ. 1982. - Т.З. - №3. - С. 559-562.

34. Брагинский А.П. Количественная оценка режимов трения на основе анализа акустической эмиссии / А.П. Брагинский и др. // Влияние среды на взаимодействие твердых тел при трении. Тезисы докладов Всесоюзной НТК. — Днепропетровск. 1981. - С. 98.

35. Подураев В.Н. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.А. Барзов, В.А. Горелов. М.: Машиностроение, 1988. -56 с.

36. Перспективные материалы. Структура и методы исследования: учеб. пособие / Под ред. Д.Л. Мерсона ТГУ, МИСиС, 2006. - 536 с.

37. Колмаков А.Г. Методы измерения твёрдости. Справочное издание / А.Г. Колмаков, В.Ф. Терентьев, М.Б. Бакиров. М.: «Интермет Инжиниринг», 2000. -128 с.

38. Мерсон, Д. JI. Применение спектрального анализа акустической эмиссии для оценки состояния образцов стали 20 / Д. JI. Мерсон, Е. В. Черняева, Д. Е. Мещеряков // Деформация и разрушение. 2009. - №1. - С. 44-48.

39. Merson, D.L., Mesheryakov D.E., Vinogradov A. Early identification of hydrogen embrittlement by indentation with acoustic emission measurements // Progress in acoustic emission XIV. The Japanese Society for NDI, 2008. Pp. 115-120.

40. Мерсон, Д. JI. Оценка состояния образцов стали 20 по параметрам акустической эмиссии / Д. JI. Мерсон, Е. В. Черняева, Д. Е. Мещеряков // XVII Петербургские чтения по проблемам прочности. Сборник материалов. СПб.: СПбГУ, 2007. - Ч. 1-С. 78-81.

41. Мерсон Д.Л. Применение метода акустической эмиссии для исследования повреждаемости покрытий TiN / Д.Л. Мерсон, Д.И. Панюков, М.А. Выбойщик, А.А. Разуваев // Дефектоскопия. 2002. - № 7. - С. 26-36.

42. Разуваев А.А. Использование метода акустической эмиссии для контроля состояния и структурных изменений в материалах и покрытиях. Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук Тольятти: ТГУ, 2002.

43. Агранат Б.А. Основы физики и техники ультразвука: Учеб. пособие для вузов / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский и др. -М.: Высш. шк., 1987. 352 с.

44. Красильников В.А. Звуковые волны в воздухе, воде и твёрдых телах / В.А. Красильников; изд. 2-е, перераб. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. — 440 с.

45. Крнштал М.А. Внутреннее трение и структура металлов / М.А. Криштал, С.А. Головин-М.: Металлургия, 1976.-376 с.

46. Физика и техника мощного ультразвука. Физические основы ультразвуковой технологии / под. ред. проф. Л.Д. Розенберга Москва: Издательство «Наука», 1970.-690 с.

47. Зозуля В.Д. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин / В.Д. Зозуля, Е.Л. Шведков, Д.Я. Ровинский, Э.Д. Браун; отв. ред. И.М. Федорченко; АН

48. УССР. Ин-т проблем материаловедения; изд. 2-е, перераб. и доп. Киев: Наук, думка, 1990. - 264 с.

49. Справочник по триботехнике. / Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. В 3 томах. Т. 1: Теоретические основы. — М.: Машиностроение, 1989. 400 с.

50. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. ~ М.: Машиностроение, 1968.-480 с.

51. Балабанов В.И. Трение, износ, смазка и самоорганизация в машинах. Пособие для автомобилистов / В.И. Балабанов, В.И. Беклемышев, И.И. Махонин. М.: Изумруд, 2004. - 192 с.

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

53. Гаркунов Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.

54. Иванов В.И. Применение метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля сварных соединений в энергетическом машиностроении. Технология, организация производства и управления / В.И. Иванов, В.М. Белов -НИИЭинформэнергомаш, 1978. 50 с.

55. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник / Д.Н. Гаркунов; изд. 4-е, перераб. и доп. -М.: Издательство МСХА, 2001. 616 с.

56. Баранов В.М. О регистрации непрерывной акустической эмиссии / В.М. Баранов, Т.В. Губина // Дефектоскопия. 1983. - №7. - С. 83-86.

57. Филоненко С.Ф. Особенности сигналов акустической эмиссии при пластическом деформировании и хрупком разрушении материалов / С.Ф. Филоненко, Н.И. Городынский, B.C. Бирюков // Физ.-хим. механика материалов. 1985. - №6. -С.105-106.

58. Гусев О.В. Акустическая эмиссия при деформации монокристаллов тугоплавких металлов / О.В. Гусев -М.: Наука. 1982. - 108 с.

59. Kolerus J. Schallemissionanalyse. Teil 1. Schallemission: Entstehung, Ausbreitung und Anwendung // Tehnisches Meisen tm., 1990. H.l 1. - S. 389-394.

60. Власов И.Э. Сравнение алгоритмов вычисления энергии и энергетических параметров сигналов акустической эмиссии / И.Э. Власов, В.И. Иванов // Дефектоскопия. 1999. - №3. - С. 20-26.

61. Акустическая эмиссия и её применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике / Под ред. К.Б. Вакара. М.: Атомиздат, 1980. 216 с.

62. Бойко B.C. Элементарные дислокационные механизмы акустической эмиссии / B.C. Бойко, В.Д. Нацик. В кн.: Элементарные процессы пластической деформации кристаллов. Киев: Наукова думка, 1978 - С. 159-189.

63. Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство / Ю. Сато; под ред. Ё. Амэмия; пер. с яп. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2002. - 176 с.

64. Шахтарин Б.И. Методы спектрального оценивания случайных сигналов: Учебное пособие / Б.И. Шахтарин, В.А. Ковригин М.: Гелиос АРВ, 2005. - 248 с.

65. Новиков JI.B. Основы вейвлет-преобразования сигналов. Учебное пособие / J1.B. Новиков Санкт-Петербург: ИАнП РАН, 1999. - 152 с.

66. Козлов П.В. Вейвлет-преобразование и анализ временных рядов / П.В. Козлов, Б.Б. Чен // Вестник КРСУ, 2002. №2.

67. Кузеев И.Р. Определение технического состояния насосных агрегатов с применением вейвлет-анализа вибросигналов / И.Р. Кузеев, М.М. Закирничная, Д.В. Корнишин, М.В. Пономарёв // Контроль. Диагностика. 2004. - №6. - С. 4348.

68. Муравин Г.Б. Идентификация механизмов разрушения материалов методами спектрального анализа сигналов акустической эмиссии / Г.Б. Муравин, Я.В. Симкин, А.И. Мерман // Дефектоскопия. 1989. - №4. - С. 8-15.

69. Vinogradov A., Nadtochiy М., Hashimoto S., Miura S. Correlation between spectral parameters of acoustic emission during plastic deformation of Cu and Cu-Al single and polycrystals //Mater. Transactions, JIM, 1995. 36. -№3. -Pp. 426-431.

70. Мерсон Д.Л. Применение методики анализа спектральных образов сигналов акустической эмиссии для исследования повреждаемости покрытий TiN на стальной подложке / Д.Л. Мерсон, А.А. Разуваев, А.Ю. Виноградов // Дефектоскопия. 2002. - №7. - С. 37-46.

71. Новиков Н.В. К критерию определения источника сигналов АЭ при нагружении материалов / Н.В. Новиков, С.Ф. Филоненко, Н.И. Городовский, B.C. Бирюков // Сверхтвёрдые материалы. 1987. -№2. - С. 42-45.

72. Баранов В.М. Акустико-эмиссионные приборы ядерной энергетики / В.М. Баранов, К.И. Молодцов М.: Атомиздат, 1980. - 144 с.

73. Кузнецов Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии: Методическое пособие / Н.С. Кузнецов. М.: Машиностроение, 1998. - 96 с.

74. Гершгал Д.А. Ультразвуковая технологическая аппаратура / Д.А. Гершгал, В.М. Фридман; изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. - 320 с.

75. Серьезнов А.Н. Быстродействующая акустико-эмиссионпая система / А.Н. Серьезное, В.В. Муравьев, JI.H. Степанова и др. // Дефектоскопия. 1998. - №7. -С. 8-14.

76. ГОСТ 19892-74. Приборы акустические для определения физико-химических свойств и состава веществ. Термины и определения. Государственный стандарт — М.: Издательство стандартов.

77. Громаковский Д.Г. О роли объёмной вязкости и сжимаемости смазки в формировании эффектов контактной гидродинамики / Д.Г. Громаковский, В.Б. Маринин // Трение и износ. 1992. - Т. 13 - №5. - С. 801-810.

78. Алёшин Н.П. Методы акустического контроля металлов / Н.П. Алёшин, В.Е. Белый, А.Х. Вопилкин и др. М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.

79. Гуревич А.К. Ультразвуковой контроль сварных швов / А.К. Гуревич, И.Н. Ермолов — Киев: Издательство «Технжа», 1972. — 460 с.

80. Прохоренко П.П. Влияние ультразвуковых колебаний на взаимодействие жидких фаз в капиллярных каналах / П.П. Прохоренко, И.В. Стойчева, А.П. Корнев // Дефектоскопия. 1993.-№11.-С. 55-60.

81. Красильников В.А. Введение в физическую акустику / В.А. Красильников, В.В. Крылов. -М.: Издательство «Наука». 1984. 403 с.

82. ГОСТ 9490-75. Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырёхшариковой машине. Государственный стандарт М.: Издательство стандартов.

83. Климов К.И. Антифрикционные пластичные смазки. Основы применения / К.И. Климов М.: Химия, 1988. - 160 с.

84. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. / A.M. Туричин, П.В. Новицкий, Е.С. Левшина и др.; изд. 5-е, перераб. и доп. — Л.: «Энергия», 1975. 576 с.

85. Сарычев Г.А. Влияние внешних факторов на ультразвуковое излучение при трении / Г.А. Сарычев, М.И. Шахновский, В.М. Щавелин // Методы и средства исследования материалов и конструкций в радиационных полях. — 1982. — С. 5664.

86. Калмыкова Т.Ф. К вопросу о спектре акустического излучения при трении полимеров / Т.Ф. Калмыкова, А.И. Свириденок, О.В. Холодилов // Материалы IX Всесоюзной акустической конференции. Москва, 1977. - С. 179-181.

87. Фадин Ю.А. Применение акустической эмиссии для оценки износа материалов без разборки узлов трения / Ю.А. Фадин // Моделирование акустической эмиссии гетерогенных материалов. Тезисы международной конференции С.-Петербург. -2004.-С. 10-12.

88. Rast Е., Kranemann R. Untersuchungen zur Zustandsbestimmung tribologischer Systeme durch Verschleifipartikelanalytik mit magnetunterstiitzten Sedimentationsverfahren // ibid. V.3. - Pp. 1-11.

89. Брагинский А.П. Исследование приработки по электрическим и акустическим характеристикам / А.П. Брагинский, Д.Г. Евсеева, А.К. Зданьски, Н.И. Кукол // Трение и износ. 1985. — Т.6. - №5. — С. 812-820.

90. Брагинский А.П. Распознавание дефектов по спектральным характеристикам акустической эмиссии / А.П. Брагинский, Д.Г. Евсеева, А.К. Зданьски и др. // Трение и износ. 1984. - №1. - С. 47-54.

91. Фадин Ю.А. Корреляционная связь акустической эмиссии с размерами частиц износа при сухом трении / Ю.А. Фадин, Ю.П. Козырев, О.В. Полевая, В.П. Булатов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. - №3. - Т.67.

92. Leng J. A., Davies J. Е. Examination of wear debris produced using a four-ball machine // Tribology international, 1989. V.22. - №2. - Pp. 137-142.

93. Cazin J., Trgui P., Lesieur Y. Screening test for anti-wear additives on modified 4-ball test // Tribology-solving friction and wear problems. Editor Bartz W.J. Ostfildern: Techniche Academic Esslinger Druck, 1996. V.3. - Pp. 2063-2073.

94. Физическая акустика. Том 1: Методы и приборы ультразвуковых исследований / пер. с англ. под ред. Л.Д. Розенберга; под. общ. ред. У. Мэзона М.: Издательство «Мир», 1966. - 592 с.