Разработка эффективных режимов скоростного индукционного нагрева изделий с учетом термических напряжений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, доктор технических наук Лепешкин, Александр Роальдович

• Лепешкин, Александр Роальдович
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Лепешкин, Александр Роальдович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕРМИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ ПРИ ИНДУКЦИОННОМ НАГРЕВЕ.

1.1. Термические напряжения в тепловых процессах.

1.2. Моделирование термических напряжений и нагрузок в дисках и лопатках авиадвигателей при стендовых испытаниях.

1.3. Процессы индукционного нагрева и термические напряжения. Постановка задач.

2. КОМПЛЕКС МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА И ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ.

2.1. Алгоритм и блок-схема расчета параметров индукционного нагрева и термонапряжений в изделиях.

2.2. Особенности расчета режимов индукционного нагрева, теплового и термонапряженного состояния дисков и лопаток при термоциклических испытаниях.

2.3. Описание комплекса программ.

2.4. Проверка адекватности и область применения математических моделей.

2.5. Выводы по главе.

3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СКОРОСТНОГО ИНДУКЦИОННОГО СКВОЗНОГО НАГРЕВА И ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ИЗДЕЛИЯХ.

3.1. Скоростные режимы индукционного нагрева металлических заготовок круглого сечения.

3.2. Режимы индукционного нагрева с учетом допустимых скоростей нагрева и теплопроводности материалов.

3.3. Скоростные режимы нагрева ферромагнитных стальных заготовок круглого и квадратного сечений.

3.4. Скоростные режимы нагрева немагнитных металлических заготовок прямоугольного сечения.

3.5. Выводы по главе.

4. РАСЧЕТ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА С УЧЕТОМ ТЕРМИЧЕСКИХ И ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ИНДУКЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКЕ ИЗДЕЛИЙ.

4.1. Свойства стальных изделий в процессе закалки с учетом фазовых превращений.

4.2. Индукционная поверхностная закалка и скоростной нагрев.

4.3. Расчет скоростных режимов индукционной поверхностной закалки изделий с учетом термических и остаточных напряжений.

4.4. Выводы по главе.

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА И ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДИСКОВ ТУРБИН АВИАДВИГАТЕЛЕЙ.

5.1. Моделирование эксплуатационных термомеханических и тепловых нагрузок дисков турбин при испытаниях и испытательное оборудование.

5.2. Разработка и выбор конструкций индукторов для моделирования скоростных режимов индукционного нагрева и термонапряженного состояния дисков.

5.3. Моделирование скоростных режимов нагрева и термонапряженного состояния дисков с использованием индукционного нагрева.

5.4. Режимы работы тиристорных преобразователей частоты и энергетические характеристики систем при термоциклических испытаниях дисков.

5.5. Выводы по главе.

6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА И ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК АВИАДВИГАТЕЛЕЙ.

6.1. Воспроизведение эксплуатационных термомеханических и тепловых нагрузок лопаток турбин ГТД при испытаниях.

6.2. Испытательное оборудование и устройства индукционного нагрева для термоциклических испытаний лопаток.

6.3. Воспроизведение скоростных режимов нагрева и термонапряженного состояния лопаток с использованием индукционного нагрева при термоциклических испытаниях.

6.4. Метод моделирования режимов термонагружения изделий для обрыва лопаток.

6.5. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка эффективных режимов скоростного индукционного нагрева изделий с учетом термических напряжений»

Актуальность работы. Применение электротермического оборудования дает возможность интенсифицировать многие технологические процессы с одновременным улучшением качества продукции и, во многих случаях, снижением материало- и энергоемкости. Среди различных видов электронагрева видное место занимает индукционный нагрев (ИН) материалов, который имеет ряд преимуществ перед другими видами нагрева.

Установки индукционного нагрева применяются в различных отраслях народного хозяйства: машиностроении, металлургии, строительстве, сельском хозяйстве и др. С использованием индукционного нагрева осуществляются разнообразные технологические процессы, к которым относятся нагрев металлов и сплавов под обработку давлением, термообработка и различные виды поверхностной и объемной закалки изделий, прочностные испытания изделий и деталей машин, плавка черных и цветных металлов, сварка и пайка металлов. Этот перечень технологических процессов не является исчерпывающим из-за их большого количества и непрерывного дополнения.

Большой вклад в развитие теории и техники индукционного нагрева внесли (В.П. Вологдин, А.Е. Слухоцкий, А.В. Донской, А.С. Васильев, В.А. Бо-дажков, А.Н. Шамов, М.С. Немков, Э.Я. Рапопорт, К.З. Шепеляковский, И.Н. Кидин, А.Б. Кувалдин, A.M. Вайнберг, B.C. Чередниченко, С.В. Дресвин, В.Б. Демидович, JT.C. Зимин и др.).

Основоположником теории температурных напряжений является выдающийся русский физик Н.А. Умов, создавший общую теорию термоупругих явлений в 1881 г.

Начиная с 20-30-х г. до 70-х г. прошлого века теория температурных напряжений развита в работах И.А. Одинга, С.П. Тимошенко, Н.Н. Лебедева, Н.Ю. Тайца, И.А. Биргера и Б.Ф. Шорра и за рубежом: Б. Боли, Дж. Уэйнера,

Б. Гейтвуда, Г. Паркуса, С. Мэнсона и др. В последующие годы появились многие другие работы по расчету термонапряжений, в том числе и с использованием современных программных комплексов.

Впервые провели аналитические расчеты индукционного нагрева с учетом упругих термонапряжений Г.И. Бабат и М.Н Родигин в 1950 г.

В 70-х годах в работах С.А. Яицкова, Ю.И. Сосинова, П.М. Чайкина,

A.Э. Эрмана, М.Я. Смелянского и в 90-х годах в работах Н.Д. Морозкина рассматривались процессы индукционного нагрева с учетом упругих термических напряжений в цилиндрических изделиях. В работах А.С. Васильева,

B.Б. Демидовича, В.В. Царевского также учитывались термонапряжения.

В конце 80-х и начале 90-х годов были проведены расчеты процессов индукционного нагрева и термонапряжений в цилиндрических заготовках с использованием численных методов в работах Р.П. Хичке и В. Андре технического университета Ильменау (Германия). В данных работах не проводились исследования режимов нагрева и не даются какие-либо практические рекомендации по ограничению скорости индукционного нагрева с учетом термонапряжений.

В начале 90-х годов в работе Э.Я. Рапопорта рассмотрены вопросы управления индукционным нагревом изделий с учетом упругих термонапряжений. При решении указанных задач мощности и длительности стадий нагрева, температуры и термонапряжения в изделиях оценивались приближенно без учета теплового и термонапряженного состояния кромок прямоугольного сечения.

Однако расчеты параметров электромагнитного поля, полей температур и термонапряжений в изделиях в большинстве указанных выше работ проводились с использованием аналитических методов, что ограничивало учет свойств материалов (теплофизические свойства, модуль упругости, коэффициент термического расширения и др.) в зависимости от температуры. В частности, в некоторых случаях указанные зависимости не учитывались, расчеты термонапряжений осуществлялись в упругой области и результаты этих расчетов сравнивались с пределом прочности материалов, что являлось некорректным.

В целом в указанных выше работах при обычном нагреве заготовок с постоянным тепловым потоком или невысокими скоростями нагрева и с обеспечением требуемой равномерности нагрева увеличивается общее время нагрева заготовок и изделий и снижается производительность установок индукционного нагрева.

В настоящее время для увеличения производительности, которая приводит к повышенным значениям термических напряжений, применяется скоростной индукционный нагрев (СИН).

При применении СИН, в первую очередь, при ускоренном изотермическом нагреве под обработку давлением или при нагреве под поверхностную закалку, особо важно учитывать термические напряжения, возникающие в изделиях из-за больших температурных перепадов [1-32] .

Совершенствование методик расчета СИН, а также систем управления и конструкций индукторов для специализированных автоматических линий, установок и стендов позволяет повысить производительность установок ИН с использованием больших тепловых потоков, качество продукции, экономию электроэнергии и уменыцить тепловые потери.

Для разработки эффективных технологических процессов и специальных испытаний необходим комплексный подход решения поставленных задач с учетом всех возможностей и преимуществ индукционного нагрева и свойств материала изделий. При этом следует помнить, что в ускорении индукционного нагрева основным фактором являются перепады температур в изделии, определяющие термические напряжения. В связи с этим, технологи должны четко представлять специфику индукционного нагрева, иметь представление о характере температурных полей в изделиях при различных скоростях нагрева. Учитывая все факторы технологического процесса и возможности индукционного нагрева, надо стремиться использовать максимальные допустимые перепады температур в изделии. Расчетные и экспериментальные исследования показывают, что увеличение допустимого перепада температур сокращает время нагрева изделия под обработку давлением. Однако при этом возникают большие термические напряжения по сечению изделий в процессе нагрева, которые могут превысить допустимые значения при данной температуре и привести к браку. Аналогичные проблемы возникают при индукционной поверхностной закалке и в процессах охлаждения изделий и слябов.

Проблемы в области индукционного нагрева изделий с учетом термических напряжений освещены в литературе недостаточно, что препятствует разработке скоростных режимов индукционного нагрева и нестационарного термонапряженного состояния изделий в различных электротехнологических процессах (под обработку давлением, поверхностную закалку и др.) и специальных испытаниях в отраслях машиностроения для повышения производительности электротермических установок индукционного нагрева и качества выпускаемой продукции.

Для решения указанных задач требуется разработка критериев достижения эффективных режимов СИН изделий с учетом термических напряжений на базе современной вычислительной техники.

Цель работы. Разработка эффективных режимов скоростного индукционного нагрева изделий с сечениями различной формы сечения с учетом упруго-пластических термических напряжений в них для различных электротехнологических процессов, включая моделирование теплового и термонапряженного состояния дисков и лопаток авиадвигателей с учетом требований и условий эксплуатации, а также конструкций оборудования, систем нагрева и питания.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. разработка методики определения скоростного индукционного нагрева в несколько стадий с учетом термонапряжений.

2. разработка комплекса математических моделей для расчета скоростных режимов нагрева и охлаждения с учетом термических и остаточных напряжений.

3. теоретическое обобщение основных закономерностей скоростного индукционного нагрева изделий.

4. разработка методики оптимального моделирования многозонного нагрева изделий и дисков авиадвигателей с использованием скоростного индукционного нагрева.

5. разработка методик термоциклических испытаний дисков и лопаток авиадвигателей и термонагружения изделий для обрыва лопаток.

6. разработка конструкций индукторов, индукционных устройств и испытательных систем для скоростного индукционного нагрева изделий.

Методы исследования. Исследования скоростных режимов ИН изделий проводились методами математической физики и вычислительной математики. Разработанные математические модели базировались на методах: конечных элементов и разностей, оптимизации, численного интегрирования и их комбинациях. Экспериментальные исследования проводились с использованием разработанных методик на специальных установках и стендах.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов базируются на корректном использовании известных численных методов и подтверждены хорошим совпадением теоретических и экспериментальных данных.

Научная новизна. В диссертационной работе:

1. предложена и разработана общая методика расчета СИН в несколько стадий с учетом допустимых термонапряжений (по критерию предела текучести) и перепадов температуры по сечению изделий, реализованная в виде комплекса программ для расчета параметров электромагнитного поля, тепловых и механических величин. Даны рекомендации по выбору удельных мощностей на каждой стадии в зависимости от частоты тока, теплопроводности, размеров изделий.

2. разработаны рекомендации в виде обобщенных данных о допустимых скоростях индукционного сквозного нагрева изделий и перепадах температуры в зависимости от формы и размеров сечения изделия, теплофизических и механических характеристик. Даны рекомендации по выбору минимального числа и продолжительности стадий (этапов) СИН.

3. разработана методика комплексного расчета режимов нагрева и охлаждения при скоростной поверхностной закалке с учетом термических и остаточных напряжений. Исследовано влияние удельных мощностей СИН и режимов охлаждения на тепловое состояние, термические и остаточные напряжения в деталях.

4. разработана методика оптимального моделирования многозонного нагрева и термонапряженного состояния дисков авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) с источниками переменной частоты при стендовых испытаниях с использованием СИН и с учетом эксплуатационных условий термо-нагружения.

5. разработаны методики термоциклических испытаний дисков и лопаток ГТД и термонагружения изделий для обрыва лопаток с использованием скоростного индукционного нагрева и индукционные устройства.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. На основе предложенной методики расчета создан пакет программ для расчета параметров нагрева и охлаждения изделий с учетом термонапряжений, отличающийся удобством интерфейса ввода и вывода, вводом количества стадий нагрева и охлаждения и исходной информации на каждой стадии.

2. Разработанный пакет программ дает возможность реализовать в инженерной практике методики: определения оптимальных скоростных режимов ИН и охлаждения с учетом термонапряжений в изделиях, выявлять обобщенные закономерности СИН. С использованием разработанного пакета программ могут быть получены результаты расчета СИН, позволяющие экономить электроэнергию.

3. Разработаны рекомендации по применению пакета программ для расчета режимов СИН заготовок круглого и прямоугольного сечения (под обработку давлением и др.) и под поверхностную закалку с учетом ограничений на термические и остаточные напряжения для повышения производительности установок ИН и качества продукции.

4. Разработаны рекомендации по применению пакета программ для расчета режимов СИН при моделировании теплового и термонапряженного состояния деталей авиадвигателей. Разработаны методики СИН изделий с выбором частот тока и скоростей нагрева, методики термоциклических испытаний, оригинальные конструкции индукторов, индукционные устройства и испытательные системы, метод термонагружения изделий с использованием индукционного нагрева для обеспечения обрыва лопаток при специальных испытаниях. На основе этих исследований и оптимизации многозонного индукционного нагрева повышена точность воспроизведения термонапряженного состояния деталей при физическом моделировании на стендах и определения ресурса деталей авиадвигателей, сокращены сроки испытаний и расход электроэнергии.

5. Разработанные методики и рекомендации по оборудованию использованы в практике ЦИАМ. Результаты экспериментальных исследований и испытаний, полученные с применением разработанных методик на стендах и установках ЦИАМ для испытаний деталей авиационных ГТД, приведены в 15 научно-технических отчетах ЦИАМ, в том числе (2000ч-2004 г.г.), а также патентах РФ на конструкции оборудования (16 изобретений).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. методики определения скоростного индукционного нагрева в несколько стадий с учетом термонапряжений.

2. комплекс математических моделей для расчета скоростных режимов нагрева и охлаждения с учетом термических и остаточных напряжений.

3. теоретическое обобщение основных закономерностей скоростного индукционного нагрева изделий с учетом ограничений по термическим напряжениям на основе проведенных расчетах и экспериментальных исследованиях.

4. методики оптимального моделирования многозонного нагрева изделий и дисков авиадвигателей с использованием скоростного индукционного нагрева.

5. методики термоциклических испытаний дисков и лопаток авиадвигателей и термонагружения изделий для обрыва лопаток.

6. конструкции индукторов, индукционные устройства и испытательные системы для скоростного индукционного нагрева изделий.

Заключение диссертации по теме «Электротехнология», Лепешкин, Александр Роальдович

6.5. Выводы по главе

1. Разработана методика термоциклических испытаний, которая использована с учетом скоростных режимов индукционного нагрева и охлаждения и термонапряженного состояния лопаток турбин авиадвигателей на установках ЦИАМ.

2. С помощью разработанной математической модели рассчитаны скоростные режимы индукционного нагрева неохлаждаемых и охлаждаемых лопаток турбин с учетом стендовых условий и параметры индукторов.

3. Получены результаты расчетно-экспериментальных исследований скоростных режимов лопаток с учетом параметров охлаждающего воздуха при термоциклических испытаниях.

4. Разработаны и внедрены конструкции индукторов, ламповый ВЧ генератор и другие индукционные устройства и испытательные системы при термоциклических испытаниях изделий и лопаток с использованием скоростного индукционного нагрева на установках ЦИАМ.

5. Разработан метод термонагружения рабочих колес ГТД для обрыва лопаток с использованием скоростного индукционного нагрева, который был применен при специальных испытаниях на разгонном стенде ЦИАМ.

5.1. Проведенный анализ существующих способов обрыва лопаток при испытаниях корпусов на непробиваемость выявил существенные недостатки, затрудняющие реализацию указанных методов.

5.2. Разработано устройство обрыва лопатки с использованием термочувствительных элементов и индуктора. Проведены экспериментаьные исследования нагрева и термонагружения лопаток и их моделей с моделированием их обрыва.

5.3. Разработаны методика расчета и модели лопаток с управляемым обрывом.

265

5.4. Разгонные испытания рабочего колеса ГТД с обрывом лопаток прошли успешно. Лопатки оборвались на одинаковой частоте вращения, что подтверждает надежность разработанной методики. При этом, методика и программа испытаний позволили сохранить элементы системы индукционного нагрева и испытательное оборудование разгонного стенда от разрушения. Подтверждена эффективность разработанной методики обрыва лопаток рабочих колес ГТД на разгонном стенде.

5.5. Сравнение экспериментальных данных на разгонном стенде и на установке с индукционным нагревом и осевым нагружением показывает совпадение результатов испытаний по обрыву лопаток при одинаковых параметрах: центробежной нагрузке и температуре.

266

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации поставлена и решена актуальная научно-техническая проблема в области электротехнологии, имеющая важное народнохозяйственное значение, заключающаяся в разработке методик, математических моделей, конструкций индукторов и устройств для определения и обеспечения эффективных режимов и параметров систем скоростного индукционного нагрева изделий с учетом термонапряжений при технологических процессах и прочностных испытаниях, позволяющих повысить производительность электротермических установок индукционного нагрева и качество продукции, точность моделирования термонапряженного состояния изделий.

В работе получены следующие основные научные результаты:

1. Предложена расчетная методика определения режима скоростного нагрева в несколько стадий (с подбором максимально допустимых удельной поверхностной мощности и скорости нагрева), позволяющая рассчитывать параметры индукционного нагрева, температурные поля и поля термических напряжений в изделиях с учетом электрических, тепловых и упруго-пластических свойств материала, зависящих от температуры и фазовых превращений. В качестве ограничений на термические напряжения использованы пределы текучести материала на растяжение и сжатие, значения которых зависят от материала и температуры.

2. Разработанные математические модели реализованы в виде пакета программ, который позволяет рассчитывать процессы нагрева и охлаждения изделий с сечениями круглой, прямоугольной и сложной формы из различных, в том числе ферромагнитных, материалов. Приведены рекомендации по выбору числа и продолжительности стадий нагрева. Произведена проверка моделей на адекватность, результаты которой показывают, что расчетные и экспериментальные данные имеют хорошее совпадение.

3. Методика расчета скоростного индукционного нагрева позволяет обеспечить проведение технологического процесса с максимально высокой производительностью при соблюдении ограничений по предельно допустимым значениям термических напряжений в нагреваемом изделии. В частности, по результатам проведенных расчетных исследований показано, что переход от одностадийного нагрева изделий к скоростному нагреву в несколько стадий позволяет повысить производительность установок индукционного нагрева в среднем в 2 раза (в зависимости от материала и размеров сечения изделий). При этом, минимальное время нагрева при скоростном трехстадийном нагреве реализуется при достижении допустимого перепада температур по сечению изделия в конце первой стадии, поддержании указанного перепада на второй стадии при достижении заданной температуры поверхности и обеспечении теплового состояния с заданной точностью на третьей стадии.

4. Получены с использованием пакета расчетных программ результаты расчета скоростных режимов индукционного нагрева заготовок круглого и прямоугольного сечения из ферромагнитной и аустенитной стали и из других немагнитных металлов с учетом термонапряжений, разных размеров изделий, свойств металлов, частоты тока, удельной поверхностной мощности (скорости нагрева) и других параметров нагрева. На основе математического моделирования выявлены закономерности влияния частоты тока на тепловое и термонапряженное состояние изделий круглого и прямоугольного сечений при скоростном индукционном нагреве.

5. Получены обобщенные данные по допустимым скоростям нагрева в зависимости от размеров изделий и перепадам температур по сечению изделий в зависимости от теплопроводности разных металлов на начальной стадии скоростных режимов индукционного нагрева, когда термические напряжения максимальны.

6. В результате исследований режимов скоростной поверхностной закалки с использованием разработанной математической модели установлено, что при повышении удельной мощности (скорости нагрева) от 5 до 100 кВт/см2 резко возрастают градиенты температур, термических и остаточных напряжений в поверхностных слоях стальной детали. Показано, что максимумы растягивающих остаточных напряжений под поверхностным закаленным слоем отсутствуют, что свойственно закалке с принудительным охлаждением. При превышении максимальных удельных мощностей нагрева у

80+100 кВт/см и более) термические напряжения и деформации и остаточные напряжения могут превысить допустимые значения и, кроме того, толщина закаленного слоя может быть меньше минимально допустимого значения по технологическим требованиям (не менее 100 мкм для большинства деталей). Сравнение расчетных и экспериментальных данных имеет хорошее совпадение.

7. Разработаны методики термоциклических испытаний, которые использованы с учетом скоростных режимов индукционного нагрева и охлаждения и термонапряженного состояния дисков и лопаток турбин авиадвигателей на разгонных стендах и установках ЦИАМ. Получены результаты расчетно-экспериментальных исследований и оптимизации многозонного индукционного нагрева с выбором скоростей нагрева и частот тока, которые позволили повысить точность воспроизведения термонапряженного состояния дисков при физическом моделировании на стендах и определения ресурса узлов авиадвигателей при стендовых испытаниях. В частности, получено, что при повышении скорости нагрева дисков в 5 раз производительность установок индукционного нагрева повышается в 2 раза, а затраты на электроэнергию при термоциклических испытаниях снижаются в 2,8 раза.

8. В результате расчетно-экспериментальных исследований разработаны и внедрены конструкции индукторов (5 вариантов), индукционные устрой

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Лепешкин, Александр Роальдович, 2007 год

1. Кувалдин А.Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 200 с.

2. Кувалдин А.Б. Теория индукционного и диэлектрического нагрева. -М.: МЭИ, 1999.-80 с.

3. Кувалдин А.Б. Технологические процессы с применением индукционного нагрева. -М.: МЭИ, 1990. 104 с.

4. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Скоростные режимы индукционного нагрева и термонапряжения в изделиях: Монография. Новосибирск: Изд.-во НГТУ, 2005. - 284 с. - (Серия «Современные электротехнологии»).

5. Лепешкин А.Р. Особенности расчета индукционного нагрева и термонапряженного состояния заготовок прямоугольного сечения // Электричество. 2006. № 5. С. 49-53.

6. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Скоростной индукционный нагрев металлических цилиндрических заготовок с учетом термонапряжений и упруго-пластических свойств // Электричество. 2002. № 6. С. 30-36.

7. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Режимы скоростной индукционной поверхностной закалки с учетом термических и остаточных напряжений // Электричество. 2004. №5.-С. 29-33.

8. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Особенности термомеханического нагружения дисков турбомашин с применением индукционного нагрева // Вестник МЭИ. 1996. № 3. С. 107-112.

9. Кувалдин А.Б.,Лепешкин А.Р. Выбор режимов индукционного нагрева и конструкций индукторов для моделирования термонапряженного состояния вращающихся дисков турбин // Электротехника. 1998. № 5. С. 39-46.

10. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Расчет скоростного индукционного нагрева цилиндрических заготовок с учетом ограничений по термическим напряжениям//Электротехника. 2000. № 3. С. 48-53.

11. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Математическое моделирование регулируемого охлаждения изделий прямоугольного сечения с использованием индукционного нагрева при ограничениях на термонапряжения // Электрометаллургия. 2003. № 1.-С. 13-20.

12. Счастливцев В.М. Новые представления о природе бейнитного превращения в сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. №7.-С. 24-29.

13. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И., Волков В.И. Технологические методы повышения надежности деталей машин. М.: Машиностроение, 1993. -304 с.

14. Ганиев Р.Ф., Кобаско Н.И., Фролов К.В. Научно-технический прогресс в машиностроении. Выпуск № 18. Волновая технология в упрочнении материалов. Под ред. Фролова К.В. М. 1989.

15. Приходько В.М. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий / В. М.Приходько, Л.Г. Петрова, О.В. Чудина. М.: Машиностроение. 2003. - 380 с.

16. Барвинок В.А., Вишняков М.А. Повышение усталостной прочности высоконагруженных деталей ГТД методом термопластического упрочнения // Тяжелое машиностроение. 2004. № 10. С. 6-9.

17. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М. : Машгиз, 1965. 232 с.

18. Овсеенко А.Н., Щур Д.М. Определение осевых остаточных напряжений в цилиндрических деталях // Заводская лаборатория. 1976. № 12. С. 1505-1508.

19. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е., Саввина Н.М. Усталость крупных деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 237 с.

20. Кравченко Б.А., Куцило В.Г., Гутман Г.Н. Термопластическое упрочнение резерв повышения прочности и надежности деталей машин. Под ред. Б.А. Кравченко. Самара: 2000. - 215 с.

21. Головин Г.Ф., Замятнин М.М. Высокочастотная термическая обработка. М.: Машиностроение, 1990. 239 с.

22. Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М.: Машиностроение. 1972. 287 с.

23. Rudnev V. Tips for successful induction hardening of steels. Industrial Heating. January, 2005. P. 29-30.

24. Rudnev V. Be aware of the 'fine print' in the science of metallurgy of induction hardening: part 1. Industrial Heating. March, 2005. P. 37- 42.

25. Rudnev V., Loveless D., et al. Handbook of Induction Heating. Marcel Dekker. 2003.

26. Ловелес Д.Л., Кук P.Л., Руднев В.И. Современные тенденции в технологии индукционной термической обработки в США // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 6.

27. Nacke В., Wrona Е. Design of complex induction hardening problems by the use of numerical simulation // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 159-164.

28. Schwenk W. SDF Induction heating provides accurate contour hardening of PM Parts. Industrial heating, May, 2003. P. 51-53.

29. Вологдин В.П. Поверхностная индукционная закалка. М.: Оборон-гиз. 1947.

30. Серенсен С.В., Загриценко З.Т. Влияние поверхностной закалки с нагревом токами высокой частоты на сопротивление усталости валов из стали 40ХНМА. Выпуск № 235. М.: Оборонгиз, 1953. 23 с.

31. Tanaka К., Sato A. A mechanical view of transformation induced plasticity//Ingenieur-Archiv. 1985. № 55.-P. 147-155.

32. Гурченко П.С., Герман М.Л. Математическое моделирование температурного поля при закалке шестерен индукционным нагревом под слоем воды // Инженерно-физический журнал. 2000. Т. 73, № 2. С. 423-429.

33. Овсеенко А.Н. Остаточные напряжения во впадинах зубьев зубчатых колес, закаленных по контуру с нагревом ТВЧ // Исследования по упрочнению деталей машин: Тр. ЦНИИТМАШ. Вып. III. М.: Машиностроение, 1972.-С. 263-273.

34. Гузанов Б.Н., Мигачева Г.Н., Большакова М.Ю. Влияние поверхностного упрочнения на надежность и работоспособность зубчатых колес // Вестник машиностроения. 2005. № 9. С. 56-59.

35. Ушаков Б.К., Ефремов В.Н., Шишимиров В.А. Особенности закалки быстрорежущей стали при индукционном нагреве // Технология металлов. 1999. №4.-С. 2-4.

36. Barglik J., Ducki К. Mathematical modeling of continual induction surface hardening process // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 173-178.

37. Dol^ga D. Modelling and simulations of induction surface hardening process // Research in Electrotechnology and Applied Informatics. International Conference Proceedings. Katowice. 2005. P. 165-172.

38. Кувалдин А.Б., Лепешкин А.Р. Особенности скоростного индукционного нагрева под поверхностную закалку // Тезисы V Международной конференции "Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение." Алушта. 2003. С. 22-25.

39. Лепешкин А.Р., Лепешкин С.А. Методика моделирования нестационарного теплового и термонапряженного состояния деталей с учетом фазовых превращений при закалке токами высокой частоты // Вестник дви-гателестроения. 2004. № 2. С. 116-119. (Украина).

40. Кидин И.Н. Физические основы электротермической обработки металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1969. — 376 с.

41. Васильев А.С., Царевский В.В. Высокоинтенсивный индукционный нагрев // Электричество. 2001. № 12. С. 37-43.

42. Бровер Г.И., Варавка В.И., Русин А.П. Особенности строения и свойств инструментальных сталей после высококонцентрированного нагрева и отпуска // Физика и химия обработки материалов. 1988. № 5. С. 107113.

43. Chandler Н.Е. Almost amorphous structure produced by pulse hardening //Metal Progress. 1982. V. 122, № 4, P. 41-43.

44. Di Pieri C., Lupi S., Cappello A, Crepaz G. Capacitors discharge induction heating installations for high -frequency pulse hardening // 10-th UIE Congress, June 18-22. 1984. Stockholm, Sweden. 1984. n. 312.

45. Stahli H. Kurzzeit warmebehanalung. Bericht liber 12 Jahr // Hartertechn. Mitt., 1984. B. 39, № 3. S. 81-90.

46. Kapitza P. Proc. Roy. soc., 1927. A 115. P. 658.

47. Установки индукционного нагрева / A.E. Слухоцкий, B.C. Немков, H.A. Павлов и др. Л.: Энергоиздат. 1981. — 328 с.

48. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Л.: Энергия. 1974. 263 с.

49. Шамов А.Н., Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. 280 с.143 . Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи. М.: Энергия, 1960. -456 с.

50. Волохонский Л.А. Вакуумные дуговые печи. М.: Энергоатомиздат, 1985.

51. Демьянушко И.В., Темис Ю.М. Определение циклической долговечности при проектировании роторов авиационных ГТД // Проблемы прочности и динамики в авиадвигателестроении. Вып. 2. Труды ЦИАМ. № 996. 1082.-С. 24-38.

52. Михайлова Э.А., Михайлова Н.А. Об эффективности замены сплава ЭИ698ВД дисков турбины ГТД на более жаропрочный сплав ЭП741НП // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2001. Вып.23. Двигатели и энергоустановки.

53. Гончар Н.В. Применение факторного анализа для статистической обработки параметров пазов дисков компрессора // Авиационно-космическая техника и технология. Харьков: ХАИ, 2005. Вып. 9/25. - С. 88-92.

54. Михайлов А.Л. Критерий несущей способности дисков ротора турбины ГТД на основе математического моделирования объемного НДС // Вестник двигателестроения. Запорожье. 2003.№ 2. -С. 105-109.

55. Колотников М.Е. Предельные состояния деталей и прогнозирование ресурса газотурбинных двигателей в условиях многокомпонентного нагружения. Рыбинск: РГТА. 2003. - 135 с.

56. Патент № 2235982 РФ. Способ термоциклических и разгонных испытаний дисков турбомашин / А.Р.Лепешкин, В.А. Скибин. 2004. Бюл. №25.

57. Св. № 32272 РФ. Устройство для возбуждения и определения колебаний лопаток турбомашин / А.А. Хориков, А.Р. Лепешкин, В.А. Скибин. 2003. Бюл. № 25.

58. Св. № 33225 РФ. Устройство для испытаний деталей турбомашин / А.Р. Лепешкин, В.В. Андреев, Б.А. Балуев. 2003. Бюл. № 28.

59. Лепешкин А.Р. Циклические испытания дисков ГТД на разгонном стенде с использованием индукционного нагрева // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2000. Вып. 9. Двигатели и энергоустановки. - С. 456-460.

60. Лепешкин А.Р., Лепешкин С.А. Формирование испытательных циклов дисков ГТД при термоциклических испытаниях на разгонном стенде с использованием индукционного нагрева // Вестник двигателестроения. 2006. №3.-С. 121-125.

61. Лепешкин А.Р. Моделирование термонапряженного состояния дисков ГТД при стендовых испытаниях // Тезисы докладов XLV Научно-технической сессии по проблемам газовых турбин.- Санкт-Петербург. 1998. -С. 55.

62. Лепешкин А.Р. Моделирование режимов разгона и нагрева дисков и рабочих колес ГТД с учетом процессов трения и теплообмена при испытаниях на разгонном стенде // Тезисы докладов международной конференции. Самара. 2001. Часть I. С. 253 -255.

63. Рабинович В.П., Васильченко Г.С. Установка ВРД-500 для прочностных испытания дисков диаметром до 500мм // Труды ЦНИИТМАШ. 1960. № 12.

64. Васильченко Г.С., Чернявский Л.Л., Романов B.C. и др. Установка ВРД-300 для прочностных испытаний рабочих колес высокооборотных турбин //Проблемы прочности. 1971. № 1 С. 97-100.

65. Горностай В.И., Баженов В.Г., Тонюк И.И. Разгонный стенд для испытания вращающихся элементов турбомашин // Проблемы прочности. 1973. № 10.-С. 100-103.

66. Козлов И.А., Городецкий В.Н., Ахременко В.Л. Стенд для исследования прочности дисков в широком интервале температур при программном нагружении // Проблемы прочности. 1975. №1. С. 111-113.

67. Демьянушко И.В., Суржин B.C. Проблемы автоматизированных циклических испытаний дисков и роторов на разгонных стендах // Проблемы прочности. 1981. №7.-С. 110-115.

68. Данилушкин А.И., Еленевский Д.С., Котенев В.И. и др. АСУ процессами многофакторных испытаний на специализированном стенде для прочностной доводки элементов конструкций // Проблемы прочности. 1990. №5. -С. 116-119.

69. Лепешкин А.Р. Разгонный стенд для прочностных испытаний дисков турбин // Тезисы докладов международной конференции "Экспериментальное оборудование и сертификация авиационной техники". Жуковский. 1995.

70. Трухний А.Д. Экспериментальная установка для исследования термоусталости моделей дисков газовых турбин // "Доклады научно-технической конференции". МЭИ. 1969.

71. Лепешкин А.Р. Оптимизация индукционного нагрева дисков ГТД при стендовых испытаниях // Тезисы докладов XLI научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. Санкт-Петербург. 1994. - С. 109.

72. Капица П.Л. Устойчивость и переход через критические обороты быстровращающихся роторов при наличии трения // Журнал технической физики. Т. IX. Вып. 2. 1939. С. 124-147.

73. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир. 1985. 212 с.

74. Зарубин B.C., Станкевич И.В. Расчет теплонапряженных конструкций. М.: Машиностроение, 2005. - 352 с.

75. Иванов М.Я., Почуев В.П. Проблемы создания высокотемпературных турбин современных авиационных двигателей // Конверсия в машиностроении. 2000. № 5. С. 34-46.

76. Дорфман Л.А. Гидродинамическое сопротивление и теплообмен вращающихся тел .- М.: Физматгиз. 1960. 509 с.

77. Stodola A. Die Dampf und Gasturbinen. 6 Auflage. 1924.

78. Патент № 2080745 РФ. Индуктор для методического нагрева заготовок в форме тела вращения / А.Б.Кувалдин, А.Р.Лепешкин. 1997. Бюл. № 15.

79. Патент № 2101883 РФ. Индуктор для нагрева вращающихся деталей /А.Б. Кувалдин, А.Р. Лепешкин. 1998. Бюл. № 1.

80. Св. № 7268 РФ. Индуктор для нагрева вращающихся деталей / А.Б. Кувалдин, А.Р. Лепешкин. 1998. Бюл. № 7.

81. Лепешкин А.Р. Индукторы для нагрева дисков ГТД при испытаниях на разгонных стендах // Авиационно-космическая техника и технология: Сб. науч. тр. Харьков: ХАИ, 2002. Вып. 33/4. Двигатели и энергоустановки. С. 163-165.

82. Данилушкин А.И. Моделирование электромагнитных и тепловых полей при ускоренных термоциклических испытаниях дисков ГТД на автоматизированных стендах // Изв. вузов. Электромеханика. 1996. № 5-6. С. 109-113.

83. Загрядцкий В.И., Кобяков Е.Т. Магнитное поле некругового витка с током в однородной изотропной среде // Изв. вузов. Электромеханика. 2000. №4.-С. 17-22.

84. А.с. № 1359915 СССР. Индуктор Авербуха для нагрева дисков /А.Е. Авербух // 1987. Бюл. № 46.

85. А.с. № 1399896 СССР. Способ индукционного нагрева кольцевой зоны плоского изделия / А.А. Базаров, А.И. Данилушкин, Л.С. Зимин, Э.Я.Рапопорт и др. 1988. Бюл. № 20.

86. А.с. № 1115247 СССР. Щелевой индуктор для нагрева вращающихся деталей / А.М.Симкин. 1984. Бюл. № 35.

87. А.с. № 1677879 СССР. Индукционная нагревательная установка / А.И. Данилушкин, Л.С. Зимин, Э.Я. Рапопорт и др. 1991. Бюл. № 34.

88. Св. № 12315 РФ. Устройство для индукционного нагрева / А.Б. Кувалдин, А.Р. Лепешкин. 1999. Бюл. № 12.

89. Св. № 19977 РФ. Высокочастотный инвертор / А.Б. Кувалдин, А.Р.Лепешкин, С.А. Лепешкин. 2001. Бюл. № 28.

90. Лепешкин А.Р. Система индукционного нагрева для многозонного регулирования теплового и термонапряженного состояния дисков ГТД наразгонном стенде // Тезисы докладов 5-го международного симпозиума «Авиационные технологии XXI века». Жуковский. 1999.

91. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.: Энерго-атомиздат. 1986.

92. Горелкин Н.М., Богов И.А. Стенд для экспериментального исследования температурных напряжений в лопатках // Энергомашиностроение. 1975. №9. С. 43-44.

93. Колотников М.Е., Солянников В.А. Программа эквивалентных испытаний лопатки турбины в лабораторных условиях // Проблемы прочности. 1991. №7-С. 89-92.

94. Писаренко Г.С., Петренко А.И. Об одной методике испытаний турбинных лопаток на термоусталость // Проблемы прочности. 1976. № 6 С. 100-105.

95. Третьяченко Г.Н., Волощенко А.П. К оценке влияния статической нагрузки на термостойкость моделей лопаток газовых турбин, работающих в условиях теплосмен // Проблемы прочности. 1971, № 2 С. 86-90.

96. NASA Tech. Brief., № 12, 1990, P. 1083.

97. Warren J.R., Cowles B.A. A simplifided thermal mechanical fatigue test method // Journal of engineering for gas turbines and power, Vol.108, №.3. 1986. -P. 515.

98. Бычков Н.Г., Лепешкин A.P., Першин A.B. Расчетно-экспериментальное определение термических напряжений неравномерно нагретой лопатки турбины // Тезисы докладов научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. М. 1997. С. 69.

99. Бычков Н.Г., Лепешкин А.Р., Першин А.В. Индуктор для неравномерного нагрева лопаток турбины при стендовых испытаниях // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Авиационные технологии 2000". Жуковский, 1997. С. IV-48.

100. Патент № 2101883 РФ. Индуктор для нагрева деталей сложной формы / А.Р. Лепешкин, Н.Г. Бычков, А.В. Першин. 1998. Бюл. № 32.

101. Патент № 2250451 РФ. Установка для испытаний лопаток турбо-машин на термомеханическую усталость / Н.Г. Бычков, А.Р. Лепешкин, А.В. Першин. 2005. Бюл. №11.

102. Патент № 2254668 Россия. Ламповый генератор / Лепешкин А.Р., Бычков Н.Г., Першин А.В. 2005. Бюл. № 17.

103. Св. № 37900 РФ. Устройство для нагрева диэлектрического или полупроводникового материала / А.Р. Лепешкин, А.Б. Кувалдин, Н.Г. Бычков, А.В. Першин, С.А. Лепешкин. 2004. Бюл. № 13.

104. Патент № 2259548 Россия. Способ испытаний деталей с теплозащитным покрытием на долговечность / А.Р. Лепешкин, Н.Г. Бычков, А.В. Першин. 2005. Бюл. № 24.

105. Патент № 2248682 Россия. Способ нагрева диэлектрического или полупроводникового материала / А.Р. Лепешкин, А.Б. Кувалдин, Н.Г. Бычков, А.В. Першин. 2005. Бюл. № 8.

106. Св. № 37829 РФ. Устройство для термоциклических испытаний деталей с теплозащитным покрытием / Бычков Н.Г., Лепешкин А.Р., Першин А.В., Лепешкин С.А. 2004.

107. Ляшенко Б.А., Ножницкий Ю.А., Чао-Шенжу. Термомеханические испытания теплозащитных покрытий на лопатках газовых турбин / Тезисы докладов международной н.-т. конференции по проблемам прочности ГТД. Киев. 2004.-С. 123-124.

108. Фишгойт А.В., Ножницкий Ю.А., Розанов М.А. и др. Прочность и трещиностойкость керамик с малыми поверхностными трещинами // Технология легких сплавов. 1997. № 4. С. 24—26.

109. Каблов Е.Н., Голубовский Е.Р. Жаропрочность никелевых сплавов. -М.: Машиностроение. 1998. -464 с.

110. Гецов Л.Б. Детали газовых турбин. Л.: Машиностроение, 1982. -296 с.

111. Патент № 2176389 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А.Р. Лепешкин, Н.Г. Бычков. 2001. Бюл. №33.

112. Патент № 2207534 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А.Р.Лепешкин, Н.Г. Бычков Н.Г. 2003. Бюл. № 18.

113. BR715 clears last certification hurdle before 717 flight // Flight. 1998. 15-21/VII. v. 154. 4634. P.12.

114. Air et Cosmos. 2004, № 1944. P. 25.

115. Aerospace testing International. 2004. № IX. P. 4.

116. Баженов В.Г., Тростенюк Ю.И., Захаров B.K. Универсальный разгонный стенд для повторно-статических испытаний крупногабаритных элементов роторов // Проблемы прочности. 1988, № 9. С. 114-116.

117. Патент № 2267760 РФ. Способ испытания корпуса на непробиваемость и устройство для его реализации / А.Р. Лепешкин, Н.Г. Бычков. 2006. Бюл № 1.

118. Лепешкин А.Р. Методики испытаний деталей ГТД на разгонных стендах // Сборник тезисов докладов II международной научно-технической конференции "Авиадвигатели XXI века". -М.: ЦИАМ. 2005. -том 2.-С. 166-167.

119. Кузнецов О.А., Смыслов В.И. Силовые воздействия на конструкцию самолета при отрыве лопатки двигателя и их воспроизведение на земле. // Ученые записки ЦАГИ. 1999. Том XXX, №3-4.

120. Колотников М.Е, Моссаковский П. А. Экспериментально-вычислительный подход к оценке непробиваемости корпусов // Сборник тезисов докладов II международной научно-технической конференции "Авиадвигатели XXI века". М.: ЦИАМ. 2005. том 2. - С. 179-180.