WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

дефект 3

5

6,6

41,2

Видно, что спектральная обработка на основе СПМ предпочтительней, так как отличия СПМ сигнала РСП в дефектной и бездефектной зонах максимально.

При контроле реальных объектов возникают случайные шумы, главным образом фрикционные, которые имеют широкий и сложный спектр, поэтому на выходной сигнал преобразователя (10а) накладывали аддитивный шум:

. (12)

и сравнивали СП и СПМ при различных. Показано, что СП более сильно подвержена влиянию случайного шума, чем СПМ.

а) СП б) СПМ

Рис.3. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Информативным параметром сигнала при спектральной обработке, как на основе СП, так и СПМ, является разность текущего и опорного спектров. На рис.3. показана разность СП и СПМ в дефектной и бездефектной зонах при. Хотя разность СПМ выше СП для надежного выявления дефектов необходимо снижать уровень шума.

Для этого, помимо способа, основанного на методе регуляризации Тихонова А.Н., предложен метод корректировки спектра, основанный на свойствах взаимных СПМ. Предполагается, что в процессе сканирования поверхности ОК, получено три серии зашумленных выходных сигналов,,, которые состоят из сигналов без шума,, и случайных шумов,, ; шумы не коррелируют между собой и с сигналами без шума. Сигналы,,порождаются одним и тем же источником, поэтому функция обычной когерентности между парами сигналов без шума всегда должна равняться единице.

Этих предположений и допущений достаточно, чтобы на основе измеренных данных выявить и устранить из зашумленного сигнала имеющиеся случайные шумы.

После проведения преобразований получена СПМ выходного сигнала с пониженным уровнем шума:

. (13)

СПМ шума определяется как:

. (14)

В итоге получена СПМ выходного сигнала с еще более низким уровнем шума по сравнению с (13):

(15)

В некоторых случаях для уменьшения разброса случайных факторов целесообразно провести усреднения полученных СПМ:

(16)

В (13) – (16),, – взаимные СПМ зашумленных выходных сигналов; – СПМ зашумленного выходного сигнала, – усредненная СПМ для трех выходных сигналов.

На рис.4 показана разность СП и СПМ в дефектной и бездефектной зонах после использования (14) для снижения уровня шума при.

а) СП б) СПМ

Рис.4. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Для проведения экспериментальных исследований собрана измерительная установка на базе акустического дефектоскопа АД-64М.

а) СП б) СПМ

Рис.5. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах

Установлено, что в результате применения предложенного способа обработки (16) выходного сигнала уровень шумов снижается в среднем на 10-15 дБ (рис.5-6). Это позволяет увеличить в среднем на 30% скорость контроля.

Рис.6. Разность СП или СПМ в дефектной и бездефектной зонах (дБ)

Известно, что применение спектральной обработки позволяет повысить информативность контроля путем оценки глубины залегания выявленных дефектов. Установлено, что спектральная обработка на основе СПМ обладает этим важным преимуществом, и позволяет определять как дефекты расслоения обшивки, так и нарушения соединений между обшивкой и основанием за один проход.

Таким образом, предложенные способы обработки позволили повысить не только чувствительность и информативность контроля, но и увеличить его скорость.

В четвертой главе приведены разработанные при непосредственном участии автора акустический низкочастотный дефектоскоп АД-42ИП и модернизированный акустический низкочастотный дефектоскоп АД-64М.

Внешний вид акустического низкочастотного дефектоскопа АД-42ИП представлен на рис.7.

Дефектоскоп АД-42ИП относится к средствам обнаружения дефектов и предназначен:

  • для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и металлов, применяемых в различных сочетаниях;
  • для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках.

Материалами наружных элементов (обшивок) контролируемых конструкций могут быть металлы, стекло-, органо- и углепластики, полимерные армированные и неармированные покрытия.

Материалами внутренних элементов конструкций могут быть металлы, полимерные материалы, сотовые заполнители из металлов и неметаллов, жесткие пенопласты.

Рис.7. Внешний вид дефектоскопа АД-42ИП

Прибор сертифицирован органом Ростехрегулирования ФГУП “ВНИИМС” в Системе добровольной сертификации средств измерений (Сертификат соответствия № 04.001.0116). Выпускается малыми партиями до 10 комплектов в год. Прибор поставлен на предприятия: ФГУ “Уральский электрохимический комбинат” (г. Новоуральск), Пензенский государственный университет (г. Пенза), ООО “Фирма ”ВНИР” (г. Москва), ООО “Партнер”, ОАО “Роствертол” (г. Ростов-на-Дону), ООО “Инфопром” и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе – ОАО “Роствертол”.

Внешний вид модернизированного акустического низкочастотного дефектоскопа АД-64М изображен на рис.8.

Дефектоскоп АД-64М относится к средствам обнаружения дефектов и предназначен:

  • для обнаружения дефектов соединений (преимущественно клеевых) между элементами многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и металлов, применяемых в различных сочетаниях;
  • для обнаружения расслоений, пустот, включений в слоистых пластиках.

Прибор позволяет контролировать широкий диапазон материалов: от стали до пенопласта и конструкций с мягкими наружными элементами.

Дефектоскоп работает в комплекте с персональным компьютером типа ноутбук (ПК) и функционально представляет собой единый прибор.

В дефектоскопе реализовано два взаимодополняющих метода — импедансный метод и метод свободных колебаний.

Прибор сертифицирован органом Ростехрегулирования ФГУП “ВНИИМС” в Системе добровольной сертификации средств измерений (Сертификат соответствия № 06.000.0226).

Рис.8. Внешний вид дефектоскопа АД-64М

Всего изготовлено 3 комплекта и поставлено потребителям: ФГУП ГРЦ “КБ имени академика В.П. Макеева” (г. Миасс), ОАО “Новатор” (г. Екатеринбург), ЗАО “Газэнерготехника” (г. Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО “Опытное конструкторское бюро ”Новатор” (г. Екатеринбург, ОАО “Концерн ПВО “Алмаз-Антей”).

Результаты промышленной эксплуатации приборов показали их высокую эффективность и надежность.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы.

В приложении представлены материалы о внедрении в промышленность результатов диссертации.

Основные выводы и результаты диссертации:

  1. Предложена расчетная модель дефекта в виде изгибно колеблющейся плоской пластины, качественно описывающая зависимость сигналов преобразователя от размеров и свойств дефектов. Экспериментально показана справедливость предложенной модели. Установлено, что в случае тонких обшивок, дефектов сравнительно большой площади и оснований с высокими модулями Юнга и плотностью, приближение к экспериментальным данным максимально с погрешностью порядка 15-20%.
  2. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная задача повышения чувствительности и информативности акустических низкочастотных методов НК многослойных конструкций.
  3. Разработаны методы обработки информации, обеспечивающие эффективное выявление полезного сигнала на фоне шума для акустических низкочастотных дефектоскопов. Предложенный способ на основе использования спектральной плотности мощности позволяет снизить уровень фрикционного шума при контроле многослойных конструкций пьезоэлектрическим преобразователем на 10-15 дБ.
  4. Разработанные методы обработки реализованы в программном обеспечении акустических низкочастотных дефектоскопов типа АД-42ИП, АД-64М, предназначенных для обнаружения дефектов соединений в многослойных конструкциях и расслоений в слоистых пластиках.
  5. Созданы акустический низкочастотный дефектоскоп АД-42ИП и модифицированный акустический низкочастотный дефектоскоп АД-64М для контроля многослойных конструкций и изделий из полимерных композиционных материалов.
  6. Дефектоскоп АД-42ИП поставлен на предприятия: ФГУ “Уральский электрохимический комбинат” (г. Новоуральск), Пензенский государственный университет (г. Пенза), ООО “Фирма ”ВНИР” (г. Москва), ООО “Партнер”, ОАО “Роствертол” (г. Ростов-на-Дону), ООО “Инфопром” и внедрен в технологический процесс на Ростовском вертолетном производственном комплексе – ОАО “Роствертол”.
  7. Дефектоскоп АД-64М поставлен на предприятия: ФГУП ГРЦ “КБ имени академика В.П. Макеева” (г. Миасс), ОАО “ОКБ “Новатор” (г. Екатеринбург), ЗАО “Газэнерготехника” (г. Белгород) и внедрен в технологический процесс в ОАО “Опытное конструкторское бюро ”Новатор” (г. Екатеринбург, ОАО “Концерн ПВО “Алмаз-Антей”).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

  1. Лихопой А.А., Сысоев А.М. Приборы для контроля акустическими низкочастотными методами. – В кн.: Молодежная научно-техническая конференция “Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 2003”. Сборник научных трудов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 16-17 апреля 2003 г., с. 215-218.
  2. Лихопой А.А., Мужицкий В.Ф., Сысоев А.М. Контроль конструкций из композиционных материалов акустическим дефектоскопом АД-42ИП. – В кн.: 7-ая Молодежная научно-техническая конференция “Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 2005”. Сборник научных трудов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20-21 апреля 2005 г., с. 218-221.
  3. Мужицкий В.Ф., Лихопой А.А., Сысоев А.М. Контроль многослойных конструкций низкочастотным акустическим дефектоскопом АД-42ИП. – В кн.: XVII Российская научно-техническая конференция “Неразрушающий контроль и диагностика”. Тезисы докл. – Екатеринбург, 5-11 сентября 2005 г., ТС 2-2, с. 125.
  4. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Исследование амплитуды упругих колебаний пластины применительно к МСК. – В кн.: XVII Российская научно-техническая конференция “Неразрушающий контроль и диагностика”. Тезисы докл. –  Екатеринбург, 5-11 сентября 2005 г., ТС 2-12, с. 135.
  5. Мужицкий В.Ф., Лихопой А.А. Контроль многослойных конструкций низкочастотными акустическими дефектоскопами. – Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении: Материалы III международной научно-технической конференции. – Тюмень, 06-09 декабря 2005 г., с. 325-327.
  6. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Способы выявления и удаления шума из спектра колебаний в низкочастотных акустических методах. – 5-а Нацiональна науково-технiчна конференцiя i выставка неруйiвний контроль та технiчна дiагностiка Украна. – Кив, 10-14 квiтля 2006 г., с. 100-103.
  7. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Амплитудный анализ колебаний для низкочастотных акустических методов. – Тезисы конференции “5-ая Международная выставка и конференция “Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" 16-19 мая 2006 г., Москва, СК Олимпийский”. – М.: Машиностроение-1, 2006 г., с. 35.
  8. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Спектральный анализ упругих колебаний плоской пластины в низкочастотных акустических методах. – Контроль. Диагностика, 2006, №8, с. 22-28.
  9. Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В., Лихопой А.А. Исследование моделей упругих колебаний объектов контроля для низкочастотных акустических методов. – Контроль. Диагностика, №9, с. 45-49.
Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»