619

Для уменьшения разрушающего эффекта кавитации используют противоэрозионные материалы, специальные покрытия из бронзы, хрома и др.

Научный руководитель ст. преп. Г.П. Морозов

Гундарев И.В.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ С ПРИВОДОМ ОТ МНОГОТАКТНОГО ГИДРОМОТОРА

Практически все современные мобильные краны имеют гидравлические приводы механизма подъема груза. Используется классическая схема компоновки привода грузовой лебедки: быстроходный гидромотор — цилиндрический внешний или планетарный встроенный редуктор — барабан.

Рассчитан механизм подъема груза автомобильного крана грузоподъ-емностью 25 т. Расчетами установлены необходимые параметры барабана. Этим параметрам может соответствовать многотактный гидромотор с рабочим объемом 2100 см3, мощностью 45 кВт, вращающим моментом 10000 Н·м и частотой вращения вала 0,66 об/с. По своим геометрическим характеристикам данный гидромотор может быть встроен в барабан.

Проанализированы наиболее распространенные кинематические схемы механизмов подъема груза. Для дальнейшей разработки приняты две схемы: так называемая П-образная компактная схема (в которой одна из опор оси барабана установлена внутри выходного вала редуктора, выполненного в виде половины зубчатой муфты) и схема соосной лебедки со встроенным в барабан планетарным редуктором. С учетом конструктивного исполнения гидромотора разработаны кинематические схемы грузовой лебедки. Для гидромотора с вращающимся валом — схема, в которой одна из опор барабана установлена внутри вала гидромотора, и для гидромотора с вращающимся корпусом — схема с гидромотором, встроенным в барабан. Предлагаемые схемы имеют достоинства: компактность, возможность применения стандартных серийных узлов лебедки, простота в обслуживании и ремонте. К недостаткам можно отнести применение нестандартных сборочных единиц гидромотора.

Научный руководитель канд. техн. наук, проф. Н.В. Мокин

Лысенко Р.П.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МЕМБРАНЫ ДЛЯ БАКА ЗАКРЫТОЙ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

Объемные гидропередачи строительных и дорожных машин выполнены по открытой схеме, то есть их баки сообщены с атмосферой через воздушный фильтр. При работе машины в гидросистему попадают воздух, влага и пыль из атмосферы. Это существенно уменьшает срок службы масла, насосов и гидродвигателей.

Предложен вариант герметичного бака переменного объема, в крышку которого вмонтирована эластичная мембрана. Изменение объема масла в баке вследствие изменения температуры и положения штоков гидроцилиндров ведет к изменению разности давлений между баком и атмосферой. В результате мембрана деформируется, а в баке поддерживается давление, отличающееся от атмосферного на малую величину.

Для расчета мембраны за основу взяты параметры однокубового экскаватора. Разность между максимальным и минимальным объемами масла в баке 57 л, из них 28,8 л из-за повышения температуры масла от –10 оС до +80 оС и 28,2 л из-за разности объемов поршневых и штоковых полостей гидроцилинров.

При прогибе мембрана принимает форму шаровой поверхности. Объем масла, который необходимо вместить в сферический сегмент под прогнутой в одну сторону мембраной, равен 28,5 л. С помощью ППП COSMOS рассчитаны мембраны с различными диаметрами и материалами. Максимальная разность давлений между баком и атмосферой принята 20000 Па. Получено, что мембрана с диаметром 620 мм, толщиной 2 мм, выполненная из силиконовой резины, при разности давлений 20000 Па и объеме сферического сегмента 28,5 л. имеет максимальный прогиб 172 мм. Наибольшее напряжение в теле мембраны 2 МПа, что в 2,5 раза меньше допускаемого.

Научный руководитель канд. техн. наук, проф. Н.В. Мокин

33

Пшеницын В.М.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

МАГНИТОСТРИКЦИОННАЯ ОБРАБОТКА ЖИДКИХ ТОПЛИВ

В настоящее время большое внимание уделяется интенсификации и повышению КПД процесса горения топлива.

Нами были проведены опыты по исследованию смеси дизельного топлива (ДТ) с водой. При этом опыты проводились со смесями разных пропорций воды и ДТ.

Магнитострикционная (МС) обработка этих смесей производилась с помощью лабораторной ультразвуковой (УЗ) установки ИЛ 100 6/4, которая состоит из УЗ генератора 1, магнитострикционного преобразователя 2 и концентратора 3 (см. рисунок).

Рис. Ультразвуковая установка ИЛ 100 6/4

Выходная мощность установки составляет около 2 кВт. При этом МС воздействие, с частотой 23 кГц, на приготовленную смесь продолжалось в течении 20 минут. Для уменьшения нагрева обрабатываемая смесь и МС преобразователь охлаждались водой, в результате температура самой смеси в процессе ее обработки увеличивалась с 20 до 70 °С. Кроме того была проведена обработка чистого ДТ на той же установке. Пробы обработанного (20 мин) и не обработанного кавитацией ДТ подвергались хромотографическому анализу.

34

Таблица

Характеристики эмульсий

В результате анализа были получены хроматограммы, анализируя которые можно прийти к выводу, что ДТ является смесью, состоящей из различных углеводородов. При сравнении двух хроматограмм до и после обработки можно сделать вывод, что химический состав ДТ практически не изменился. Получить хромотограммы для эмульсий с большим содержанием воды не удалось вследствие особенностей работы прибора (газовый хроматограф «Хромос ГХ-1000»).

На основе анализа литературных источников можно сделать вывод, что в кавитационных полостях, происходит ионизация и последующее расщепление молекул воды с образованием валентно-ненасыщенных радикалов (ОН, НО2, Н), обладающих большим окисляющим или восстанавливающим действием. Процессы окисления в поле УЗ волн усиливаются еще тем, что в кавитационных пузырьках также ионизируются или диссоциируют молекулы кислорода, растворенного в обрабатываемой смеси. Образовавшиеся свободные радикалы в момент схлопывания кавитационных пузырьков могут привести к характерным реакциям распада углеводородов, а также вызвать цепные реакции и как следствие изменение структуры топлива. В целом этот процесс приводит к деструкции углеводородов, чем и объясняется горение эмульсии с малым содержанием ДТ.

Данная работа проведена при поддержке РФФИ № 07-08-00195а.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. В.А. Мухин

Шмидт И.В.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН В УМ-6 ОАО «СТРОЙМЕХАНИЗАЦИЯ»

Основными видами производственной деятельности управления механизации № 6 (УМ-6), являются:

–оказание услуг строительным организациям и компаниям в механизации строительных и монтажных работ;

–техническое обслуживание (ТО) и ремонт (Р) строительной техники и транспорта;

–оказание транспортных и строительно-монтажных услуг населению.

Для этого УМ-6 содержит парк машин в 95 единиц, штатную численность рабочих 164 человека, ремонтнопроизводственною базу и вспомогательные службы.

Объем строительно-монтажных работ выполненных УМ-6 в последние годы (2007 г., 2008 г.) достиг 53692 тыс. р., что в 1,5 раза больше чем в 2005 г. Стабильный объем работ последних лет, позволяет предполагать, что в ближайшие 5 лет существенных изменений в объемах строительно-монтажных работ не произойдет.

Для выполнения указанного объема работ УМ-6 располагает парком строительных машин, который включает: краны на гусеничном ходу (52 % от общего количества машин), автокраны (25 %), технологический транспорт и др. строительно-монтажные механизмы. Парк машин состоит в основном из морально и физически устаревших машин и механизмов: средний срок службы автокранов составляет 21 год, кранов на гусеничном ходу 27 лет, кранов на спец шасси 24 года и т.д..

Приведенные данные позволяют сделать вывод, что оптимизация количества и структуры машинного парка, мощности ремонтной базы, являются актуальной задачей для данного предприятия.

Проведенное исследование итогов производственно-финансовой деятельности предприятия за период 2005– 2008 гг. показывает, что основную часть расходов предприятия (около 75 %) составляют материальные затраты, причем эти затраты ежегодно увеличиваются, в среднем в 1,4 раза. Основной причиной роста материальных затрат является ежегодное увеличение расходов на ТО и Р., на их долю приходится около 50 % от материальных затрат. По видимому, основной причиной больших затрат на проведение ТО и Р является большие расходы запасных частей и материалов на поддержание машин в работоспособном и исправном состоянии, а также низкая производительность труда ремонтников, по причине применения устаревшего ремонтного оборудования и технологической оснастки.

Анализ структуры расходов предприятия позволяет сделать вывод, что одной из первоочередных задач является совершенствование технологии и организации технической эксплуатации парка машин УМ-6.

Это совершенствование должно пойти по пути:

–оптимизации парка машин по составу и количеству;

–разработки и внедрения современных технологических процессов ТО и Р узлов, механизмов и машин в целом;

35

–оптимизации производственной структуры ремонтной базы предпри-ятия;

–внедрение современного ремонтного, диагностического оборудова-ния и технологической оснастки;

–оптимизации численности и состава производственных рабочих ремонтной базы.

Научный руководитель канд. техн. наук, проф. А.В. Бабич

36

СЕКЦИЯ «НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ»

Быченко А.Г.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО НЕРАЗРУШАЮЩЕМУ КОНТРОЛЮ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ ДЕФЕКТОСКОПОМ УД2-102 «ПЕЛЕНГ»

Одной из составляющих обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте является уровень квалификации специалистов по неразрушающему контролю. В настоящее время решение задачи повышения квалификации специалистов может заключаться в использовании виртуальных тренажеров дефектоскопов, что в свою очередь позволит снизить затраты центров на подготовку специалистов, а также воссоздать различные условия проведения контроля. Поэтому тема работы, направленной на создание тренажера одного из самых распространенных дефектоскопа УД2-102 «ПЕЛЕНГ» актуальна.

В результате работы создана древовидная структура меню дефектоскопа, на основании которой разработан виртуальный тренажер дефектоскопа УД2-102 «ПЕЛЕНГ».

Подготовлены методические указания, включающие в себя: 30 контрольных вопросов для самостоятельной работы; 40 тестовых заданий для проверки знания; 15 лабораторных работ для отработки навыков работы на тренажере.

Лабораторные работы состоят из трех частей:

–изучение системы меню и органов управления дефектоскопа;

–отработка навыков управления дефектоскопом;

–проведение контроля деталей подвижного состава, настройка дефектоскопа на стандартном образце с использованием прямых и наклонных преобразователей, настройка чувствительности на стандартном образце предприятия.

Создано мультимедийное пособие для самостоятельного изучения дефектоскопа УД2-102 «ПЕЛЕНГ» специалистами по неразрушающему контролю вагонного хозяйства.

Программное обеспечение опробовано в Институте повышения квалификации и перспективных транспортных технологий СГУПС при повышении квалификации и для подготовки к сертификации специалистов.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. С.А. Бехер

К.В. Канифадин

(факультет «Строительные и дорожные машины)

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КЛАСТЕРИЗАЦИИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ КОНТРОЛЕ СВАРКИ

На сегодняшний день сварка является одним из ведущих технологических процессов получения неразъемных соединений. В связи с этим в процессе выполнения сварки предъявляются повышенные требования к качеству сварных соединений. Используемые на сегодняшний день методы неразрушающего контроля (НК) осуществляют контроль уже остывшего сварного шва. Однако для обеспечения возможности исправления обнаруженных дефектов до остывания сварного шва требуется контролировать процесс сварки. Для этих целей используется метод акустической эмиссии (АЭ), позволяющий осуществлять контроль в реальном времени. Однако регистрация АЭ-информации в процессе сварки осложняется шумами и помехами высокого уровня. Поэтому для практического использования метода АЭ в процессе сварки необходимо разработать методику отделения полезных сигналов от дефектов, от помех и шумов.

Известный метод кластеризации по форме сигналов АЭ требует больших временных затрат, что делает невозможным его применение для контроля процесса сварки.

Сцелью сокращение времени, предлагается осуществлять кластеризацию по набору параметров сигналов АЭ.

Впроцессе экспериментальных исследований было установлено, наиболее полную картину о сигнале АЭ можно получить с помощью координат локализации, доминантной частоты, числа осцилляций, скорости и времени нарастания переднего фронта сигнала АЭ.

Выделение сигналов по координатам осуществлялось следующим образом. Сначала первый из зарегистрированных сигналов принимался в качестве базового. При определении второго и последующих кластеров в качестве базового выбирались последующие сигналы, в зависимости от того, отнесены они к этому времени в какойлибо кластер или нет.

Поскольку каждый сигнал локализуется с определенной погрешностью, то вначале для базового сигнала определялась погрешность локализации, которая рассчитывалась по определенной методике. Из рассчитанных

погрешностей х, y для координат x, y выбирались максимальные значения либо по х, либо по у. Максимальное значение из двух рассчитанных погрешностей принималось в качестве границы для отбраковки сигналов АЭ.

37

Затем определялась функция расстояния d E между двумя сигналами. В качестве первого использовался ба-

зовый сигнал, а в качестве второго — поочередно все остальные l сигналов. Функция расстояния di на плоскости находилась по формуле:

где хбаз, убаз — координаты локализации базового сигнала АЭ; xi, yi — координаты локализации оставшихся сигналов АЭ.

После расчета функции расстояния осуществлялось ее сравнение с максимальной погрешностью определения координат базового сигнала. Если рассчитанное расстояние было меньше максимальной погрешности, то считалось, что данный сигнал принадлежит к тому же источнику, что и базовый.

Кластеризация сигналов на втором этапе осуществлялась методом «ближайших соседей». Принадлежность каждого из m зарегистрированных сигналов к одному кластеру осуществлялась сравнением значений четырех выбранных параметров с аналогичным набором параметров базового образца. Если значения всех параметров сравниваемого сигнала находились в пределах ширины заданного интервала от значений базового сигнала, то считалось, что они принадлежат к одному кластеру.

Для отработки методики кластеризации осуществляли имитацию дефектов сварки, при которой в сварной шов добавлялись инородные включения в виде титановых и алюминиевых вставок (рис. 1).

Рис. 1. Результаты кластеризации, полученные на образце с титановой и дюралюминиевой вставками

После проведения контроля образцы были подвергнуты металлографическому анализу, проводившемуся на поперечных шлифах. Проведенный анализ позволил определить внутренние дефекты в сварных швах.

Разработанная методика кластеризации сигналов АЭ по параметрам позволяет выделять из общего набора регистрируемых сигналов, сигналы от определенных источников и позволяет исключить сигналы от помех. В ходе проведенной работы было установлено, что при использовании разработанной методики кластеризации, можно определять наличие дефектов в сварном шве, что было подтверждено результатами металлографического анализа.

Рис. 2. Макроструктура сварного шва с дюралюминиевой вставкой

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. Л.Н. Степанова

38

Кочетков А.С.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УДАРНЫХ НАГРУЗОК НА РЕЛЬС

Взаимодействие колес движущихся транспортных средств с рельсами сопровождается динамическими процессами, связанными с возбуждением упругих колебаний при ударных воздействиях дефектных колес на рельсы. Для разработки методики обнаружения дефектов поверхности катания колес в движении по показателям динамики их взаимодействия с рельсами экспериментально выполнена оценка спектральных характеристик упругих колебаний, коэффициентов затухания по времени и по расстоянию, распределения колебаний по сечению рельса (модовый состав колебаний).

Исследования проводили на участке пути длиной 10 м с наклеенными тензодатчиками с двух сторон рельса. Деформации рельса измеряли 20-ти канальной микропроцессорной тензосистемой «Динамика-1» разработки ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина». Собственные колебания рельса возбуждали ударной нагрузкой, для создания которой с высоты H на головку рельса бросали груз (стальной шар) массой 9 кг. Колебания в рельсе описывались зависимостью деформации от времени, амплитуда которых изменялась в диапазоне от 64 до 800 млн-1. Применив к сигналу быстрое преобразование Фурье, была построена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Низкочастотная составляющая спектра до 1 кГц определялась формой огибающей сигнала и изменением амплитуды колебаний во времени. Среднее значение максимума АЧХ по 20 измерениям составило 1,34 кГц (СКО равно 0,03 кГц).

Распределение амплитудных значений деформаций в шейке рельса в процессе распространения упругих колебаний характеризует их модовый состав. В процессе испытаний были зарегистрированы две основные моды колебаний: симметричные и антисимметричные. В симметричной моде вертикальные деформации материала на противоположных сторонах шейки рельса находятся в одной фазе. При этом шейка рельса деформируется по типу «сжатия-растяжения». В антисимметричной моде колебания с противоположных сторон шейки рельса имеют противоположные знаки, а шейка рельса испытывает изгибные деформации. Следовательно, тензометрический метод способен выявлять как удары от дефектов поверхности катания, так и боковые удары гребня или удары на поверхности катания, приходящиеся не в плоскости симметрии рельса, а смещенные относительно нее.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. Л.Н. Степанова

Ровнин Н.Ю.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СТЫКОВ НА РЕЛЬСОСВАРОЧНОМ ПРЕДПРИЯТИИ

Методика проведения стыковой сварки рельсов на РСП заключается:

В начале смены настраивается машина контактной сварки по заданным параметрам, проводится сварка нескольких стыков. Для проверки качества сварных стыков изготавливается специальная рубка, свариваются два рельса длиной 800 мм, на которой определяется, достаточно ли хорошо сварен рельс и насколько правильно настроены параметры машины и следует ли их откорректировать. Корректировка производится до тех пор пока не будет получена рубка с необходимыми показателями (стрела прогиба рельса при нагружении, и усилие машины при разрушении или прогибе рубки). Если сваренный стык рубки имеет хорошие показатели, то начинается процесс сварки рельсов. Перед обедом проводится контрольная рубка, на которой повторно определяется качество стыков. Если рубка оказалась плохой, то вся партия сваренных рельсов до обеда бракуется. Если показатели хорошие, то сварка просто приостанавливается на обед. В конце рабочего дня проводится испытания очередной контрольной рубки, в случае отрицательных результатов все свариваемые рельсы в течение дня отправляются в брак.

После сварки идут операции абразивной и термической обработки сварных стыков.

Весь технологический процесс сварки состоит из комплектование и подбора рельсов, зачистки контактной поверхности, сварки рельсов, шлифовки сварных стыков, термической обработки, приемочного контроля. Дефектоскопирование происходит в конце процесса на выходе рельса из процесса сварки.

Для того чтобы уменьшить количество дефектов сварных стыков необходимо внедрить контроль качества свариваемого стыка уже непосредственно после сварки рельсов.

Контроль качества свариваемого стыка проводят акустическим методом, путем излучения ультразвуковых волн и приема их двумя преобразователями, один из которых установлен вне стыка, второй после него, в результате часть волны проходит через стык, а часть по основному сечению. Поскольку расстояние между излучателем и приемниками одинаковое, то путем сравнения параметров пришедших сигналов это амплитуда, форма сигнала, АЧХ, время пройденное волной можно судить о различие основной структуры рельса и структуры сварного стыка. По величине этого отличия можно судить о качестве стыка.

39

Проверка дефектности стыка акустико-эмиссионным контролем проводится при его непосредственном нагружении по двум направлениям, которые позволяют выявляют трещины в подошве и шейке, а также на поверхности подошвы рельса — при нагружении сверху и трещины в головке и шейкепри нагружении снизу.

Для внедрения данного метода контроля необходимо определить информативные параметры оценки качества сварного стыка рельса, определить критерии браковки при контроле АЭ методом, разработать методику контроля качества рельсов.

Результатом внедрения этой методики будет являться предотвращение попадания дефектных рельсов в эксплуатацию и снижение затрат на выпуск рельсовых плетей.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. Е.В. Бояркин

Сыч Т.В.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

ПОДГОТОВКА К МЕЖДУНАРОДНОЙ АККРЕДИТАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ТРАНСПОРТНОГО ВУЗА

В современных условиях конкуренции на рынке трудоустройства возрастает актуальность профессиональной аккредитации образователь-ных программ (ОП). В настоящее время в Европе существует Европейская сеть по аккредитации в области инженерного образования (ENAEE). Семь национальных аккредитационных агентств, входящих в ENAEE, включая Ассоциацию инженерного образования России (АИОР), имеют право присвоения знака EUR-ACE (аккредитованный европейский инженер).

Критерии и процедура профессиональной аккредитации образовательной программы разработаны АИОР с целью обеспечения высокого качества подготовки специалистов с высшим профессиональным образованием в области техники и технологий. Критерии и процедура АИОР соответствуют положениям Болонской декларации. Необходимым условием аккредитации образовательной программы является подтверждение достижения планируемых результатов обучения всеми студентами, завершающими обучение по программе.

Ученый совет факультета «Мосты и тоннели» (МТ), учитывая мнение потенциальных потребителей ОП и обратную связь от ассоциации выпускников, подготовило следующие формулировки целей ОП:

1.Обеспечить крепкую базовую подготовку в принципах и методах проектирования, строительства и эксплуатации мостов и тоннелей.

2.Способствовать интеллектуальной зрелости, развитию творческого и критического мышления, навыков проектирования, общения и сотрудничества, профессиональной и этической ответственности, потребности обучения в течение всей жизни.

3.Готовить студентов к успешной карьере в транспортном строительстве, общественных и государственных организациях, учебных заведениях, посредством преподавания дисциплин, которые обеспечат фундаментальные знания, инструментарий и интеллектуальную зрелость, необходимые в конкурентной глобальной окружающей среде.

Так же были сформулированы результаты обучения, которые должен достигать каждый выпускник факультета. С тем, чтобы получить обратную связь от потребителей программы — студентов, обучающихся на пятом курсе, было проведено анкетирование студентов. Выборка составила 34 анкеты, из возможных 47. Вопросы анкеты были сформулированы таким образом, чтобы студент мог адекватно оценить достижение результатов своего обучения. Вопросы анкеты были разбиты на 8 тематических категорий, таких как:

– жизнь студенческого городка;

– преподаватели и руководство;

– элективные курсы;

– инженерное проектирование;

– внимание к первокурснику;

– перспектива занятости;

– качество образования;

– цели и результаты образовательной программы.

Студентам предлагалась пятибалльная шкала от 1 до 5, по которой оценивались результаты. В первой тематической категории более высокую оценку получили спортивные и культурные возможности, чем компьютерное обеспечение. Во второй тематической категории наиболее высоко была оценена квалификация преподавателей. Среднее значение оценки по категории составило 4 — «хорошо». Категория элективных курсов была оценена минимально в сравнении с другими категориями. Такой результат может быть связан с недостатком таких курсов в университете. Инженерное проектирование было оценено на оценку «хорошо». Среднее значение оценки категории по перспективам занятости стало максимальным по средним значениям категорий в общем и составило 4,6. Категория, раскрывающая качество образования, в среднем оценена на оценку «хорошо». Подготовку по иностранному языку в профессиональной сфере студенты оценили минимально в данной категории, оценка близка к 3 — «средне». Категория, касающаяся целей и результатов

40

образовательной программы, в среднем была оценена на 4,1. В этой категории минимально оценена студентами способность работать в команде, и способность проектировать систему и ее элементы. На оценку 4,5 оценивают студенты то, что во время обучения они пробрели понимание этических и профессиональных обязанностей инженера и осознали необходимость обучения в течение всей жизни.

Было выведено среднее значение по каждой категории. Данные представлены в следующей таблице:

Таблица 1

В дальнейшем для предоставления отчета по самообследованию вуза в Аккредитационный Центр АИОР, предстоит провести опрос студентов всех курсов данной специальности, а также других потребителей образовательной программы — работодателей, преподавателей, родителей и выпускников факультета.

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. С.И. Герасимов

Тенитилов Е.С.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ПРИХОДА АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО СИГНАЛА

Одним из основных достоинств метода акустической эмиссии (АЭ) является определение координат развивающихся дефектов, осуществляемое по разности времен прихода (РВП) АЭ-сигнала на преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ). Основу погрешности локализации составляет ошибка, связанная с вычислением момента начала сигнала (МНС).

Существуют общие и итеративные подходы автоматического вычисления МНС. В общем подходе для определения начала сканируется весь сигнал. Итеративный подход основан на предварительном выборе отдельной области, в которой и определяется начало.

Общий подход реализован в методе пороговой дискриминации с автоматическим определением порогового уровня. Это самый простой способ определения МНС. Момент первого пересечения сигналом порогового уровня, состоящего из суммы уровня шума в области предыстории АЭ-сигнала и добавки к уровню шума, регистрируется как МНС.

Итеративный подход представлен методами «скользящего окна» с подсчетом числа пересечений порогового уровня, с вычислением среднеквадратического отклонения (разработка ФГУП «СибНИА им С.А. Чаплыгина»), двухинтервальным методом (разработка СГУПС), а также AIC-методом (автор Hirotugu Akaike).

Внастоящее время локализация источников сигналов АЭ, в основном, осуществляется с использованием метода «скользящего окна», а также — двухинтервальным и двухинтервальным модифицированным методами.

Вметоде «скользящего окна» определяется пороговый уровень, затем на оцифровку сигнала, начиная с Ti=iδt (i — номер отсчета в оцифровке сигнала; δt — шаг дискретизации), накладывается «окно» размером Δtок. Далее «окно» продвигается по оцифровке от i = 0 до i = 0…[N − (Δtок)/(δt)]. За МНС принимается начало «окна», в области которого произошло превышение числа переходов через порог заданного значения. Данный алгоритм имеет высокую степень достоверности при локализации источников АЭ благодаря возможности фильтрации АЭсигналов типа электрических помех и межканальных наводок.

Двухинтервальный модифицированный метод предполагает вычисление суммы амплитуд АЭ-сигналов U(t), возведенных в квадрат, с шагом дискретизации ∆τ в эмпирически задаваемых границах интервала T. За МНС принимается отсчет, соответствующий максимуму функции

K(t)=[A1(t)/A2(t)] – 1,

где A1(t) — суммы амплитуд АЭ-сигналов U(t), возведенных в квадрат в интервале (t…t + T); A2(t) — суммы амплитуд АЭ-сигналов U(t), возведенных в квадрат в интервале (t – T…t).

41

На рис. 1 приведена локализация сигналов АЭ, полученная при статическом нагружении в машине MTS-250 ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» образца из дюралюминия. Обработка АЭ-информации осуществлялась с использованием порогового (а), двухинтервального (б) и двухинтервального модифицированного (в) методов. Проведенный анализ результатов локализации показал, что наименьший разброс наблюдается при использовании двухинтервального метода. Однако двухинтервальный модифицированный метод (рис. 1, в) позволяет уменьшить число пропущенных при локализации сигналов АЭ.

Рис. 1. Локализация источников сигналов АЭ

Научный руководитель д-р техн. наук, проф. Л.Н. Степанова

Чернова В.В.

(факультет «Строительные и дорожные машины»)

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ СИГНАЛОВ К ИЗМЕНЕНИЮ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА

В настоящее время контроль технически сложных объектов нельзя представить без применения акустикоэмиссионного метода. Основным преимуществом данного метода является его пригодность для оценки повреждаемости как небольших, так и крупногабаритных конструкций по всему объему при изготовлении, испытаниях и в процессе эксплуатации. Однако не все параметры акустико-эмиссионного сигнала устойчивы к изменению координат источника. Таким образом, тема работы актуальна, так как направлена на исследование параметров АЭ сигналов и их устойчивости к изменению координат источника АЭ.

Экспериментальные исследования проводились на плоском объекте — пластине толщиной 3 мм, на которую устанавливали два датчика. АЭ сигналы с датчиков регистрировались с помощью системы СЦАД-16.03. При помощи имитатора сигнала Су-Нильсона (графитного стержня диаметра 0,5 мм) возбуждали АЭ сигналы в средней части пластины. АЭ сигналы обрабатывали с использованием программного обеспечения Mathcad-2000.

Экспериметнальные исследования коэффициентов корреляции параметров (амплитуда, размах, среднее квадратическое отклонение, среднее модуля сигнала на интервале) акустико-эмиссионных сигналов на двух датчиках показали, что среднее модуля сигнала имеет наибольший коэффициент корреляции. Следовательно, данный параметр является наиболее информативным из исследуемых.

Анализ коэффициента корреляции среднего модуля сигналов в зависимости от начала и длительности интервала усреднения показал, что данный параметр зависит от формы сигнала, которая изменяется при изменении координаты исочника. По результатам исследования были оптимизированы значения начала окна сигнала и его длительность. Максимальный коэффициент корреляции (0,96 отн. ед.) среднего модуля сигнала наблюдается при значении начала окна 370 мкс и длительностью интервала 380 мкс.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. С.А. Бехер

42