Введение к работе
Актуальность теми. В последнее время интенсивно развивается
акустическая океанография. содержанием -- которой является
использование акустических методов для измерения гидрофизических
полей океана. Особое внимание привлечено, к .низкочастотному (до - .
нескольких сотен Герц) диапазону, которому присуче относительно
небольшое поглочение энергии, а такве малые потери при расвиренин
волнового фронта
Больвое разнообразие гидролого-акустических условий, воздействувчих на звуковые - поля,- трудно прогнозируемая и чрезвычайно изменчивая помеховая обстановка, в значительной степени усложняет, проведение- экспериментальных исследований и затрудняют однозначнув интерпретацию результатов; Все * это .определяет высокий уровень требований, предъявляемых к экспериментальной технике, необходимой при использовании методов акустического зондирования океана, и., в .первув. очередь, к источникам низкочастотных гидроакустических'сигналов. '
Источники должны развивать акустическую модность порядка десятков киловатт.в режиме когерентного излучения и обеспечивать высокую эффективность преобразования энергии. Их весо-габаритные характеристики не должны превыяать разумных пределов, допускавдих их использование в. морских условиях. что практически предопределяет малые волновые размеры низкочастотных излучателей.
Исходя из этого можно сформулировать требования к материалам, из которых должны изготавливаться источники низкочастотных гидроакустических сигналов. Конструкционные материалы должны выдерживать высокие амплитудные напряжения на базе в сотни миллионов циклов нагружения и обладать- стабильность» частоты собственных колебаний. Так относительное изменение частоты собственных колебаний не должно превнвать 1'Л в процессе работы излучателя. Поэтому материал, используемый для изготовления упругих элементов излучателей, должен иметь возможна меньжий уровень микропластических деформаций в процессе циклического нагружения при высоких значениях предела усталости.
Наряду с этим, практически отсутствуют сведения, позволявчие судить о пригодности тех или других материалов для изготовления -упругих систем, работавцйх с минимальным изменением - частоты собственных колебаний в резонансном режиме.
; "" " ' ' "' .'" ' . " ' "3
1 Цель работы-разработать методику проведения испытаний на' стабильность свойств упругости металлических материалов'. Встановить критерий, позволяющий оценить'способность образцов из этих материалов сохранять' стабильность частоты собственных колебаний при циклическом нагружении. Провести исследования влияния термической обработки материалов, подходящих по .параметрам прочности и пластичности, на стабильность свойств упругости. На основании результатов исследований выбрать металлические материалы, а также разработать режимы их термической обработки с целью получения оптимальных, показателей эксплуатационных характеристик низкочастотных гидроакустических излучателей.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в том.' что установлены закономерности свойств упругости металлических материалов в процессе циклического нагружения в зависимости от структурного состояния металла, полученного в результате отпуска (старения) при различных температурах после закалки.
На основании полученных закономерностей разработан метод, который позволяет выбрать- материал и определить оптимальный режим его термической обработки, обеспечивавший наилучаую стабильность частоты колебаний образца из этого металла.
Практическая ценность работы. Разработана методика проведения испытаний свойств упругости металлическиих'материалов, применяемых для изготовления низкочастотных гидроакустических излучателей. ^Остановленные закономерности относительного изменения модуля нормальной упругости материалов в процессе циклического нагружения позволяют выбрать материалы и определить режимы их термической обработки с целью получения оптимальных показателей эксплуатационных характеристик низкочастотных гидроакустических излучателей.
.Основные положения, представленные к защите:
разработанная методика проведения испытаний свойств упругости металлических материалов, применяемых для изготовления низкочастотных гидроакустических излучателей;
установленные закономерности свойств упругости металлических материалов в процессе циклического нагружения в зависимости от структурного состояния металла, полученного в результате отпуска (старения) при различных температурах:
- на основании полученных закономерностей разработанный метод,
который позволяет.выбрать материал и режим его термической обра-
"4 ."'" -
ботки, обеспечивавший наилучяув стабильность частоты колебаний образца из' этого металла:
- разработанные, и рекомендованные регинн-териической обработки сталей 6ХС. Н18К9М5Т (ВКС-2І0) и титановых сплавов 5В и ВТІ4 с цельа обеспечения стабильности частоты колебаний.низкочастотных гидроакустических излучателей.
Реализация работы. Разработанный метод определения характеристик свойств упругости металлических материалов использован при выборе материалов и реїимов их термической обработки для мембран низкочастотных гидроакустических излучателей электромагнитного типа. Мембраны, изготовленные из выбранных материалов с соответст- .; вувчини рекикани термической обработки в процессе испытаний реальных изделий полностьв обеспечили требуемые характеристики низкочастотных гидроакустических излучателей.
йпробация работы. Основные положения и результаты исследований, приводимые в диссертационной работе, опубликованы в 10 научных трудах и обсуждены на семинарах, проводимых Нижегородским правлением НТО машиностроителей и НЦТИ (1990, 1991, 1993 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит . из введения, четырех разделов (глав), обцйх выводов, списка используемой литературы и приложения. Основная часть диссертации содеріит 158 страниц мавинописного текста, 29 таблиц, о'О рисунков, библиографий из 65 наименований.
