В соответствии с Соглашением о предоставлении субсидии для финансового обеспечения (возмещения) затрат, связанных с выполнением прикладных научных исследований (проекта) в рамках реализации Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы" получатель субсидии обязан размещать на официальном сайте получателя субсидии в сети Интернет сведения о ходе выполнения прикладных научных исследований (проекта) в открытом доступе по форме, установленной Министерством образования и науки Российской Федерации (далее - Минобрнауки России).

Сайт Федеральной целевой программы Рекомендации по размещению сведений о ходе выполнения проекта

Разработка и внедрение портативных средств неразрушающего контроля остаточных напряжений

«В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 05.06.2014 г. № 14.578.21.0020 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по теме: «Разработка и внедрение портативных средств неразрушающего контроля остаточных напряжений в ответственных изделиях железнодорожного транспорта на основе создания нового методического подхода и научно-методологических разработок прямого неразрушающего рентгеновского метода определения механических напряжений в элементах верхнего строения пути и подвижного состава» на этапе № 1 в период с 05.06.2014 по 31.12.2014 выполнялись следующие работы:

1. Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по применяемым неразрушающим методам определения остаточных напряжений в металлах, включая рентгеновский метод.

2. Патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.

3. Обоснование выбора направления исследований по разработке средств и метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

4. Разработка неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта, в том числе:

           - моделирование сжимающих и растягивающих напряжений в образцах сталей, используемых для изготовления ответственных деталей железнодорожного транспорта;

           - определение рентгеновских констант для сталей, используемых для изготовления ответственных деталей железнодорожного транспорта.

           - исследование влияния шероховатости поверхности сталей, используемых для изготовления ответственных деталей железнодорожного транспорта, на точность определения остаточных напряжений;

- исследование влияние микроструктуры сталей, используемых для изготовления ответственных деталей железнодорожного транспорта, на результативность рентгеновского метода определения остаточных напряжений.

5. Разработка технических требований к излучателю и приемнику рентгеновского излучения для применения неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

6. Разработка требований к условиям применения неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

7. Разработка требований к подготовке поверхностей для применения неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

8. Разработка технических требований к технологическому оборудованию, предназначенному для подготовки поверхностей для применения неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

9. Разработка комплексного метода и методики определения напряженного состояния металлов для верификации разработанного неразрушающего рентгеновского метода определения напряженного состояния металлов эксплуатируемых ответственных деталей железнодорожного транспорта.

10. Приобретение комплектующих для изготовления макета портативного рентгеновского дифрактометра.

11. Приобретение технологического и вспомогательного оборудования для изготовления макета рентгеновского дифрактометра: системы вакуумной пайки и зондовой установки для тестирования пластин, подложки и готовых микросхем.

 

При этом были получены следующие результаты:

 

Показано, что рентгеновский метод является прямым и наиболее точным методом неразрушающего контроля механических напряжений в железнодорожных деталях и позволяет получить достоверную картину распределения напряжений по поверхности детали, в частности, в зонах их опасной концентрации.

Проведенные патентные исследования и обзор имеющихся разработок современных отечественных дифрактометров показал, что накопленный опыт позволяет технически разработать и создать опытный образец современного отечественного дифрактометра для нужд железнодорожного транспорта.

Разработана методика и определены основные необходимые условия проведения исследований остаточных напряжений в железнодорожных деталях рентгеновским методом для различных типов дифрактометров.

Проведено лабораторное моделирование остаточных напряжений в образцах металлических деталей железнодорожного транспорта, определены рентгеновские константы расчетных формул поверхностных механических напряжений.

Разработаны технические требования для создания и применения макета портативного рентгеновского дифрактометра: к излучателю и приемнику рентгеновского излучения; к подготовке поверхности и технологическому оборудованию для ее осуществления, к технологии проведения работ при измерении остаточных напряжений рентгеновским методом; к условиям применения неразрушающего рентгеновского метода определения поверхностных напряжений железнодорожных деталей;

Изготовлены образцы сталей из основных деталей железнодорожного транспорта для исследований применимости рентгеновского метода к деталям железнодорожного транспорта, выполнены предварительные исследования и испытания. Разработана и опробована методика верификации рентгеновского метода определения остаточных напряжений. Приобретено необходимое технологическое и вспомогательное оборудование для изготовления макета портативного рентгеновского дифрактометра.

При создании портативного рентгеновского дифрактометра новизну представляют следующие решения:

- инновационные способы формирования первичного пучка рентгеновских лучей посредством многократных полных внешних отражений от миллионов полых поликапилляров, технологически сформированных в конденсор для создания малогабаритных коллимационных устройств, способные формировать интерференционную картину дифракции от объектов с разной величиной областей когерентного рассеяния (металлографически определяемых как зёрна), что позволяет исследование разнозернистых кристаллических материалов на реальных объектах без их разрушения.

- выход на неразрушающий контроль реальных деталей, механизмов и конструкций, возможность проводить этот контроль в местах расположения этих объектов исследования без изготовления контрольных образцов, возможность безэталонным методом определять упругие деформации в кристаллических материалах и рассчитывать по ним остаточные напряжения.

- портативность разрабатываемого аппарата открывает возможность применения новых дифрактометрических схем съёмок, уже применяемых на дорогих стационарных дифрактометрах, таких как съёмка на скользящем первичном рентгеновском пучке и съёмка на скользящем дифрагированном рентгеновском пучке (асимметричные схемы съёмки). Это особенно актуально для измерений упругих деформаций и в значительной мере влияет на прогнозирование, основанное на скорости протекания процессов накопления дефектов и их релаксации и, следовательно, на точность в определении остаточного ресурса изделий.

Задачи, поставленные при выполнении этапа №1 Соглашения о предоставлении субсидии от 05 июня 2014 г. №14.578.21.0020 выполнены в полном объеме и в полном соответствии с Техническим Заданием и Планом-Графиком, что позволит на последующих этапах работы разработать эскизную конструкторскую документацию, программное обеспечение и макет портативного рентгеновского дифрактометра, а также провести его лабораторные и эксплуатационные испытания и верификацию.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.



Категории