Мета роботи полягає у вирішенні важливої науково-практичної задачі в галузі приладів і методів неруйнівного контролю матеріалів - розробленні методу визначення механічних характеристик конструкційних сталей за питомим електричним опором та розробленні дослідного взірця установки для його реалізації. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: - проаналізувати сучасний стан розвитку методів та засобів неруйнівного контролю механічних характеристик конструкційних сталей з метою вибору оптимальних методів контролю; - дослідити та виділити інформативні параметри визначення механічних характеристик конструкційних сталей і розробити метод їх визначення; - здійснити математичне моделювання процесу вимірювання обраних інформативних параметрів з метою розрахунку оптимальних конструктивних параметрів вимірювальної системи та впливу геометричних параметрів об'єкту контролю (ОК) на результати контролю; - експериментально встановити наявність та характер взаємозв'язків між досліджуваними інформативними параметрами та механічними характеристиками конструкційних сталей, а також підвищити точність визначення механічних характеристик за рахунок використання штучних нейронних мереж. - розробити, виготовити та здійснити перевірку дослідного взірця установки для контролю механічних характеристик конструкційних сталей та методики його застосування в практиці. ЗМІСТ ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ 11 1.1 Характеристика об' єкту контролю та істотних чинників 11 1.2 Аналіз відомих методів і засобів контролю механічних характеристик сталей 17 1.2.1 Магнітні методи контролю механічних характеристик конструкційних сталей 19 1.2.2 Акустичний контроль механічних характеристик сталей 24 1.2.3 Термоелектричний контроль механічних характеристик матеріалів 27 1.2.4 Вихрострумовий метод контролю 29 1.2.5 Методи вимірювання питомого електричного опору сталей ЗО 1.3 Вибір та обґрунтування напрямку досліджень 35 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДУ КОНТРОЛЮ МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ 37 2.1 Теоретичні дослідження методу 38 2.1.1 Дослідження взаємозв'язку між структурним станом сталей та їх фізико-механічними характеристиками 38 2.1.2 Пояснення зв'язку питомого електричного опору сталей з їх механічними характеристиками 46 2.2 Вибір технічних засобів вимірювання інформативних параметрів 51 2.2.1 Вимірювання твердості 51 2.2.2 Вимірювання питомого електричного опору 51 2.3 Математичне моделювання процесу вимірювання питомого електричного опору електроконтактним чотиризондовим методом ..53 2.3.1 Теоретичні дослідження щодо підвищення чутливості чотиризондового методу та розрахунку взаємного розміщення зондів 59 2.3.2 Застосування методу до зразків простої геометричної форми 61 Висновки до розділу 72 РОЗДІЛ З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЩОДО ВИЗНАЧЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ 74 3.1 Розроблення експериментальної установки 74 3.2 Методика експериментальних досліджень 78 3.3 Результати експериментальних досліджень 82 3.3.1 Порівняльні дослідження портативних і стаціонарних твердомірів 83 3.3.2 Лабораторні дослідження механічних характеристик сталей розробленим методом 86 3.4 Метрологічна оцінка розробленого методу контролю 94 3.4.1 Аналіз похибки опосередкованого вимірювання питомого електричного опору чотиризондовим методом 94 3.4.2 Аналіз похибки опосередкованого визначення границі плинності сталей 97 Висновки до розділу 104 РОЗДІЛ 4 РОЗРОБЛЕННЯ ДОСЛІДНО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВЗІРЦЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНТРОЛЮ МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦІЙНИХ СТАЛЕЙ ТА МЕТОДИКИ її ВИКОРИСТАННЯ 106 4.1 Розроблення дослідного взірця установки для визначення механічних характеристик конструкційних сталей 107 4.2 Розроблення проекту нормативного документу (методики) визначення механічних характеристик конструкційних сталей 113 4.3 Промислова апробація дослідно-експериментальної установки 120 Висновки до розділу 123 ВИСНОВКИ 125 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 127 ДОДАТКИ 141