WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Второй раздел диссертационной работы посвящен разработке и исследованию безэталонного метода измерения среднего размера зерна материала. Описываемый в этом разделе безэталонный метод измерения среднего размера зерна ультразвуковым способом защищен патентом на изобретение №2334224. В разделе приведены теоретические расчеты, на их основе проведены численные оценки компонентов информационных сигналов, применявшихся для определения среднего размера зерна в образцах. Приведен краткий вывод аналитических соотношений составляющих общей формулы для оценки размера зерна:

• отношение разности амплитуд донных сигналов на разных частотах (определяется при измерении);

• потери в образце, не зависящие от затухания и граничных эффектов (определяются расчётным путем с помощью вложенного в дефектоскоп алгоритма расчёта АРД-диаграмм);

• коэффициенты отражения ультразвука от донной и контактной поверхностей (учитываются с помощью подбора условий измерения донных сигналов в образцах);

• коэффициент рассеивания (определяется в ходе эксперимента).

Аналитическое выражение для расчета среднего размера зерна для рекомендованной пары частот, например, 1,25 и 2.5 МГц, имеет вид:

U1 (2,5) F1 (1,25) F1 (2,5) R12 (2,5)R2 (2,5) ln U 3 (2,5) U1 (1,25) + ln - ln + ln F5 (1,25) F3 (2,5) R14 (1,25)R2 (1,25) U (1,25) D = 136,7Bh F – функция, описывающая дифракционные потери в образце на частоте f; RR – коэффициент отражения от донной поверхности образца на частоте f; RR – коэффициент отражения от поверхности образца с преобразователем на частоте f; h – толщина образца, м; B – амплитудный множитель коэффициента рассеивания из формул (1),(2); D – средний размер зерна материала В этой же главе изложено описание эксперимента, подтверждающего корректность разработанного метода. Приведено описание экспериментальной установки, измерительных операций и обсуждены источники возникающих при измерениях погрешностей. Для проведения этого эксперимента были изготовлены из подходящих марок сталей образцы одинакового размера с различной величиной зерна. Эксперимент заключался в измерении донных сигналов в каждом образце на разных частотах. Полученные значения по формулам, определенным в теоретической части главы, были пересчитаны в средний размер зерна в образце, а затем в шкалу баллов. Результаты эксперимента статистически обработаны (был рассчитан доверительный интервал при заданной надежности). Исследовалась выборка из тридцати образцов, В качестве примера в диссертации приведены наиболее характерные результаты для трех образцов.

Полученные в результате эксперимента значения размеров зерен сопоставлены с результатами металлографического исследования образцов.

Металлографическое исследование образцов, отчёт о котором представлен в приложении 1, представляет результат в виде интервала двух значений баллов, между которыми расположено предполагаемое среднее значение величины зерна (после пересчета). Результаты эксперимента показывают, что измеренные с помощью разрабатываемого метода значения среднего размера зерна для каждого образца находятся в диапазоне, определенном результатами металлографического исследования. Для иллюстрации на рисунке 2 представлены результаты такого сравнения: первый столбец в каждой группе – результат измерения среднего размера зерна образца с помощью разработанного безэталонного метода. Второй и третий столбец в каждой группе – результат измерения среднего размера зерна образца с помощью металлографического исследования.

1 – образец 1 (измерения на частотах 1,25 МГц и 2,5 МГц) 2 – образец 14 (измерения на частотах 1,25 МГц и 2,5 МГц) 3 – образец 27 (измерения на частотах 1,25 МГц и 2,5 МГц) 4 – образец 27 (измерения на частотах 2,5 МГц и 5,0 МГц) – результат ультразвуковых измерений, – результат металлографического исследования Рисунок 2 Сопоставление результатов измерений и расчетов по предлагаемому методу и металлографического исследования В третьем разделе проведен обзор производящихся в России, ближнем и дальнем зарубежье ультразвуковых дефектоскопов с позиций исследования вопроса их потенциальной применимости в качестве базового устройства, выполняющего функции структуроскопа.

На основании анализа результатов обзора путем применения метода экспертных оценок осуществлен выбор аппаратного средства, в наибольшей степени подходящего для создания ультразвукового структуроскопа.

Экспертиза проводилась в два этапа: на первом этапе выбирались характеристики аппаратных средств, важные для целей ультразвуковой дефектоскопии. На втором этапе оцениваются сами аппаратные средства путем применения специально разработанной процедуры экспертных оценок по количественным критериям. Использовались методы исследования – метод рангов, метод непосредственного оценивания. Количество экспертов, принимавших участие в анализе – 10, количество оцениваемых аппаратных средств – 17.

Рисунок 1 Результаты экспертизы аппаратных средств в графическом представлении Результаты экспертизы оценивались с помощью коэффициента конкордации и по критерию Пирсона. В результате оценка экспертов была признана окончательно согласованной с вероятностью 0,995.

В первой части четвертой главы изложены подходы и принципы разработки конструкция измерительной акустической системы, содержащей пьезопреобразователи, конструкция которых отвечает требованиям, сформулированным к измерительным средствам для оценки величины ослабления ультразвука, изложенным в разделе 2.

Во второй части четвертой главы приведено описание алгоритма реализации разработанного метода оценки величины зерна, на основании которого формулировалось техническое задание на программирование ультразвукового дефектоскопа УД3-204 с целью обеспечения возможности его функционирования в режиме ультразвукового структуроскопа.

Приведенное описание является адаптированной (упрощенной) для диссертационной работы основой версиии технического задания, на основании которого создавалось необходимое программное обеспечение.

Окончательным итогом диссертационной работы являлось изготовление макета структуроскопа на базе дефектоскопа УД3-204, и его лабораторные испытания что отражено в акте о внедрении (приложение 3).

Рисунок 3 Макет структуроскопа на базе дефектоскопа УД3- В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы с точки зрения достижения целей диссертационной работы и изложены основные направления научного развития данной области акустических измерений, контроля и диагностики.

Рисунок 4 Структурная схема прибора для измерения среднего размера зерна металлического образца В приложениях приведены следующие материалы:

– отчет о металлографическом исследовании использованных в работе образцов;

– материалы патента на изобретение №2334224 "СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ЗЕРНА МАТЕРИАЛА УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ";

– акт о внедрении результатов диссертационной работы в ООО «Алтекнаука»;

– иллюстративный материал к разделу 3;

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ 1. При разработке безэталонного ультразвукового метода определения среднего размера зерен металлов (в условиях акустического тракта контактного варианта эхометода) сформулированы критерии выбора параметров и схемы измерений, обеспечивающих без применения специальных образцов для настройки значения погрешностей в пределах 1-2 баллов (по ГОСТ 5639-82), достаточных для практических целей экспресс-анализа;

2. При проектировании электроакустического тракта измерительной установки определены требования к параметрам и составу аппаратнопрограммных средств, обеспечивающих реализацию предложенной схемы измерений по специальному алгоритму, обеспечивающему получение измерительной информации в составе универсальной дефектоскопической аппаратуры общего назначения;

3. При экспериментальной оценке предложенного метода на базе представительной выборки контрольных образцов показана сходимость результатов измерения среднего размера зерна по данным ультразвуковых измерений с данными металлографического и других видов анализа;

4. Доказана возможность создания нового поколения средств акустических измерений с повышенной производительностью, экономичностью и информативностью на базе универсальных дефектоскопов общего назначения при их целевой аппаратно-программной модернизации и оснащении акустической системой, эффективно работающей на рекомендуемых последовательностях рабочих частот по обоснованной схеме измерений.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности и перспективности применения безэталонного метода измерения среднего размера зерна материала при операциях экспресс-контроля ручными приборами и в перспективе в составе автоматизированных комплексов, что позволяет считать достигнутой цель, поставленную для достижения в диссертационной работе.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Курков, А.В. О возможности экспресс-контроля среднего размера зерна металлопроката [Текст] / А.В. Курков // Дефектоскопия. – 2008 г. – №1. – С. 51 – 56.

2. Курков, А.В. Исследование возможности ультразвукового контроля структурных характеристик материала проката [Текст] / Паврос С.К., Романович В.А., Курков А.В // Известия Государственного Электротехнического Университета. Приборостроение и информационные технологии. – Вып. 1. – 2006 г. – С. 53 – 59.

3. Курков, А.В. О погрешностях импульсного метода измерения затухания ультразвука в твердых телах [Текст] / Паврос С.К., Авдушев А..А., Перегудов А.Н., Курков А.В. // Известия Государственного Электротехнического Университета. Приборостроение и информационные технологии. – Вып. 1. – 2006 г. – С. 53 – 59.

Другие издания:

4. Способ измерения среднего размера зерна материала ультразвуковым методом [Текст]: пат. №2334224 Российская Федерация / Паврос С.К., Паврос К.С., Курков А.В.; патентообладатель Государственное образовательное учереждение Высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» – № 2007101562/28; заявл. 16.01.2007; опубл. 20.09.2008 Бюл.

№ 26. – 3 с.

5. Курков, А.В. О возможности ультразвукового контроля среднего размера зерна материала изделия эхо-методом [Текст] / А.В.Курков // Сборник докладов XIX Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций". – 2007 г. – С. 62 – 64.

6. Курков, А.В. Оценка структурных характеристик материала проката ультразвуком [Текст] / Паврос С.К., Романович В.А., Курков А.В. // Материалы II международной научно-технической конференции "Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов". – 2006 г. – С. 94 – 96.

7. Курков, А.В. Универсальный ультразвуковой дефектоскоп "Пеленг" УД3204 [Текст]/ Лысов В.А., Буракевич А.С., Молотков С.Л., Прохоров С.О., Курков А.В, Краев А.Г. // Сборник докладов VI всероссийской научнотехнической конференции "Неразрушающий контроль качества и диагностика материалов, конструкций, промышленных изделий и окружающей среды". – 2005 г. – С. 37 – 38.

8. Курков, А.В. Использование ультразвуковых дефектоскопов семейства "Пеленг" для контроля объектов железнодорожного транспорта [Текст]/ Бураков А.О., Лысов В.А., Молотков С.Л., Суббота С.Г., Курков А.В. // Материалы международной научно-технической конференции "Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов". – 2004 г. – С. 34 – 35.

9. Курков, А.В. Новый ультразвуковой дефектоскоп УД3-204 производства фирмы "Алтек" [Текст] / Лысов В.А., Бураков А.О., Буракевич А.С., Молотков С.Л., Прохоров С.О., Курков А.В., Краев А.Г. // Материалы XIII ежегодной международной конференции "Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики". – 2005 г. – С. 38 – 40.

10. Курков, А.В. "PELENG" УД3-204 – новый ультразвуковой дефектоскоп премиум-класса [Текст] / Молотков С.Л., Краев А.Г., Курков А.В., Прохоров С.О. // Индустрия – 2006 г. – №2. – С. 59 – 63.

11. Курков, А.В. Возможности современных ультразвуковых дефектоскопов [Текст] / Курков А.В, Молотков С.Л., Прохоров С.О., Румянцев А.Н. // Оборудование и инструмент для профессионалов. – г. – №4. – С 28 – 35.

12. Курков, А.В. Ультразвуковой дефектоскоп "PELENG" УД3-204:

достоверность контроля и удобство измерений [Текст] / Молотков С.Л., Курков А.В., Прохоров С.О.,. Румянцев А.Н // Мир измерений. – 2006 г. – №11. – С. 69 – 76.

13. Курков, А.В. О средствах ручного ультразвукового контроля [Текст] / Молотков С.Л., Курков А.В., Краев А.Г.,. Румянцев А.Н // Путь и путевое хозяйство. – 2007 г. – №4. – С. 12 – 21.

14. Курков, А.В. Новинки от НПГ "Алтек": для удобства и достоверности УЗК [Текст] / Молотков С.Л., Курков А.В., Прохоров С.О. // В мире неразрушающего контроля. – 2006 г. – №3. –С. 43 – 47.

15. Курков, А.В. Новые модификации дефектоскопов "Пеленг" [Текст] /Лысов В.А., Молотков С.Л., Курков А.В., Краев А.Г. // Вагоны и вагонное хозяйство. – 2005 г. – №3. – С. 61 – 68.

Pages:     | 1 ||






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