Введение
1 Современное состояние и проблемы неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов, изделий и образцов , 32
1.1 Возникновение научного направления по созданию методов и средств неразрушающего контроля теплофизических свойств различных материалов 32
1.2 Импульсные методы неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий 35
1.3 Методы неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий, использующие тепловое воздействие постоянной мощности 53
1А Современные аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами 59
1.5 Автоматизированные приборы, установки и системы теплофизического контроля 62
1.5.1 Автоматизированные приборы и установки теплофизического контроля 62
1.5.2 Автоматизированные системы теплофизического контроля 68
1.6 Решение некорректно поставленных задач при неразрушающем контроле теплофизических свойств материалов 69
1.7 Выводы и постановка задач исследования 78
2 Основы теории многомодельных тепловых методов неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов 80
2.1 Известные подходы к обработке экспериментальных данных при неразрушающем контроле теплофизических свойств, 80
2.2 Исходные предпосылки применения теории многомодельных тепловых методов 82
2.3 Основные положения многомодельных тепловых методов 85
2.4 Выводы и результаты 90
3 Метод неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов с использованием линейного импульсного источника тепла 91
3.1 Теоретическое обоснование метода с применением многомодельного подхода к анализу теплового процесса 91
3.1.1 Математическая модель нестационарного процесса теплопереноса 91
3.1.2 Закономерности развития теплового процесса с учетом множества состояний функционирования системы 96
3.2 Расчетные выражения и основные операции при определении теплофизических свойств 99
3.3 Оценка погрешности при определении теплофизических свойств 101
3.3.1 Случайная составляющая погрешности 101
3.3.2 Систематические составляющие погрешности 103
3.3.2.1 Влияние конечности размеров нагревателя 104
3.3.2.2 Влияние теплоємкостей нагревателя и термоприемников, 107
3.3.2.3 Влияние оттоков тепла в материал подложки измерительного зонда 108
3.3.2.4 Влияние термических сопротивлений 119
3.4 Учет интервала времени, в течение которогисследуемый объект можно считать полуограниченным 121
3.5 Оценка адекватности математической модели распространения тепла от импульсного линейного нагревателя в полупространстве реальному тепловому процессу 127
3.6 Выводы и результаты 132
4 Многомодельный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов с использованием плоского круглого источника тепла постоянной мощности 134
4.1 Теоретические основы построения математических моделей нестационарного процесса теплопереноса при нагреве и остывании 134
4.1.1 Математическая модель нестационарного процесса теплопереноса для измерительной схемы с одним термоприемником 134
4.1.2 Математическая модель распространения тепла в плоском полупространстве 141
4.1.3 Математическая модель распространения тепла в сферическом полупространстве 144
4.1.3.1 Влияние теплоемкости нагревателя на ход развития теплового процесса. Стадия нагрева,... 144
4.1.3.2 Влияние теплоемкости нагревателя на ход развития теплового процесса. Стадия остывания 146
4.1.4 Математические модели нестационарного процесса теплопереноса для измерительной схемы с несколькими термоприемниками 152
4.1.4.1 Распространение тепла в системе двух полуограниченных тел на стадии нагрева 153
4.1.4.2 Распространение тепла в системе двух полуограниченных тел на стадии остывания 158
2 Закономерности развития процесса теплопереноса с учетом множества состояния функционирования тепловой системы 162
3 Оценка адекватности математических моделей плоского и сферического полупространств реальным тепловым процессам 168
4.3.1 Модель плоского полупространства 168
4.3.2 Модель сферического полупространства. Стадия нагрева 173
4.3.3 Модель сферического полупространства. Стадия остывания... 179
4 Расчетные выражения и основные операции при определении теплофизических свойств на стадии нагрева для ИВС, использующей один термоприемник 190
5 Расчетные выражения при определении теплофизических свойств по моделям сферического полупространства для ИВС, использующей несколько термоприемников 193
4.5.1 Определение теплофизических свойств по модели сферического полупространства на стадии нагрева 193
4.5.2 Определение теплофизического комплекса по модели сферического полупространства на стадии остывания 195
6 Основные операции по определению теплофизических свойств по моделям плоского и сферического полупространств для ИВС, использующей несколько термоприемников 196
7 Оценка погрешности определения теплофизических свойств 198
4.7.1 Случайные составляющие погрешности 198
4.7.2 Систематические составляющие погрешности 203
8 Выводы и результаты 211
5 Техническое и алгоритмическое обеспечения измерительно - вычислительной системы, реализующей много модельные методы 212
5.1 Состав и принцип функционирования измерительно-вычислительной системы, 212
5.2 Алгоритмы определения рабочих участков экспериментальных термограмм и оценки параметров математических моделей ,219
5.3 Алгоритмы контроля за ходом эксперимента и обработки экспериментальных данных .228
5.4 Градуировка измерительно-вычислительной системы 237
5.5 Программные средства измерительно-вычислительной системы тепло физического контроля 238
5.6 Коррекция экспериментальных термограмм с учетом нестабильности мощности, выделяющейся на нагревателе 242
5.7 Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований .246
5.7.1 Определение принадлежности текущих значений теплофизических свойств на рабочих участках термограмм (вне зоны структурных превращений) закону нормального распределения 246
5.7.2 Использование критериев однородности для доказательства неслучайности некоторого наблюдения 262
5.8 Выводы и результаты 272
6 Экспериментальная проверка разработанных многомодельных методов не разрушаю ще го контроля теплофизнческих свойств изделий из твердых неметаллических материалов 273
6.1 Объекты теплофизнческих испытаний 273
6.2 Неразрушающий контроль теплофизических свойств твердых неметаллических материалов методом, использующим плоский круглый нагреватель постоянной мощности 277
6.3 Неразрушающий контроль теплофизических свойств твердых неметаллических материалов методом, использующим линейный импульсный нагреватель ,285
6.4 Получение эмпирических зависимостей между теплофизическими свойствами и прочностью, плотностью, водопоглощением, технологическими, структурными характеристиками композиционных материалов. 301
6.5 Выводы и результаты 307
Заключение 309
Список использованных источников
