Диссертация (1024744), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

вкачествеприоритетныхконкурентоспособностизадачотечественнойвыделяются:-промышленности;повышение-созданиеуникальных информационных производственных технологий на новомметрологическом уровне; - создание опережающего научно-технического53задела, отработка перспективных и прорывных критических технологий впромышленности, в том числе машиностроении; - создание новогоперспективного ряда продукции; - создание новых технических элементов,обеспечивающихбезусловномполучениеэффективныхудовлетворенииважнейшихтехническихврешенийэкстремальныхприусловияхтребований по безопасности и экологичности.Решениемпоставленныхстратегическихзадачгосударственногозначения может стать разработка Единой информационной измерительновычислительной фазохронометрической технологии поддержки жизненногоцикла объектов машиностроения.В соответствии с ФЗ №102 «Об обеспечении единства измерений»устанавливаются обязательные требования к измерениям, эталонам единицвеличин, стандартным образцам и средствам измерений в соответствии сзаконодательством Российской Федерации.

Из определения «единстваизмерений» следует, что показатели точности измерений не выходят заустановленные границы. Следовательно, одной из основных задач являетсявыполнение требований точности измерений.Достигнутаяметрологическаяточностьфазохронометрическойсистемы измерений позволила обеспечить наблюдение и регистрациюотклика валопровода на вариации нагрузки внешней сети и воздействиясистемы управления. Вариации нагрузки носят случайный характер.

Приподключении мощной нагрузки наблюдается резкое изменение периодавращения в сторону увеличения, при отключении - ускорение скоростивращения. Анализ выявил особенности взаимодействия турбогенератора свнешними нагрузками, порождающими различные переходные процессы привосстановлении номинального режима.ВЫВОДЫ по главе 1.Анализ измерительно - вычислительных средств сопровождения иоценки технического состояния по отраслям машиностроения, включаяэнергетическоетурбо-машиностроение,гидро-машиностроение,54металлообрабатыващего станкостроения, подшипников качения, редукторов,исследованиясвойствконструкционныхматериаловизделиймашиностроения определяет следующие факторы, предъявляемые качествуновые требования.Информационноеметрологическоеобеспечениенадежногофункционирования циклических машин и механизмов во многом решаетзадачи импортозамещения отечественной машиностроительной продукции.Сложившаяся обстановка приводит к смещению акцентов и приоритетов:- необходимость не только оценки технического состояния, но иосуществление его прогнозирования в реальном времени;- недостатки традиционных методов и отсутствие комплексногоподхода к измерительно-вычислительному сопровождению эксплуатацииобъектов машиностроения циклического действия;- низкая информативная эффективность существующих подходов, какследствиенедостаточнаяпрослеживаемостьвлиянияфакторов,сопровождающих начальную стадию рабочего цикла на последующие этапыжизненного цикла.Вместе с тем, очевидна невозможность построения на традиционныхорганизационных подходах и метрологическом уровне Единой системыинформационно-метрологическогосопровожденияполногожизненногоцикла объектов машиностроения циклического действия.

Невозможнообеспечить должную степень технологической надежности вследствиенечувствительности применяемых методов подобным факторам.Недостаточностьморальноустаревающихрезультатоввчастиотображения рассматриваемых процессов при производстве и эксплуатации.Все это требует качественно новых научных подходов, базирующихсяна новом уровне описания техносферы.Предпосылки для резкого перехода на качественно новый уровеньинформационно-метрологического сопровождения:измерения физико-технических свойств материалов (теория наследственности, эволюция55свойств), физико-математических моделей (использование теории твердоготела, прецизионное материаловедение).Цельюработыявляетсясозданиеинформационнойтехнологиипрецизионного сопровождения циклических объектов машиностроенияфазохронометрическим методом. Для решения необходимо формированиекомплексазадачинформационно-метрологическогодиагностики и аварийной защиты объектов машиностроения.сопровождения,56ГЛАВА 2.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГОКОНТРОЛЯ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВОБЪЕКТОВ МАШИНОСТРОЕНИЯ В ПРОЦЕССЕФУНКЦИОНИРОВАНИЯКолебания, созданные в твердом теле, быстро затухают даже приотсутствиивнешнегосопротивления,аупругаяэнергияколебанийрассеивается, превращаясь в тепловую. Силы внутреннего трения составляютдо 70% (и более) всех сил сопротивления, действующих в реальных условияхэксплуатации на колеблющееся тело. [125] Измерение внутреннего трениядает информацию о свойствах конструкционных материалов и широкоиспользуетсядляизучениядефектахкристаллическогостроения,дислокационной структуре, границах зерен, сведения о структуре твердогосостояния.

[126] Методы внутреннего трения не описывают чисто упругиеявления и явления упрочнения и наклёпа, наблюдаемые в металлах исплавах. Среди методов измерения внутреннего трения можно выделитьприменяемые для измерения свойств конструкционных материалов. [127,128, 129, 130]2.1.Имитационноеэкспериментальногоматематическоеопределениямоделированиепараметровдеградирующейколебательной системыРассматриваетсязадачаоматематическомимитационноммоделировании процесса измерительно–вычислительного сопровожденияповедения механического осциллятора, материал упругого элемента которогопретерпевает деградацию [131,132].Исследование основано на изучении эволюции физико-механическихпараметров,характеризующихупругостьивнутреннеетрениеконструкционного материала «стареющей» колебательной системы.

В57качестве источника экспериментальной информации выступают результатырегистрации в дискретные моменты времени координаты инертной массы«стареющего»линейногоосциллятора,совершающегосвободныезатухающие колебания.Если поведение деградирующей системы описывается уравнением:•••2X + 2 ⋅ β (τ ) ⋅ X + ω 0 (τ ) ⋅ X = 0 ,где β (τ ) - коэффициент затухания,ω 0 (τ )(2.1)- собственная циклическаячастота, зависящие от времени, то, как известно, получить компактныерешения в аналитическом виде не удается.Представление уравнения 2.1 в виде конечных разностейX i +1 − 2 ⋅ X i + X i −1X − Xi2+ 2 ⋅ β (τ i ) ⋅ i +1+ ω 0 (τ i ) ⋅ X i = 02∆τ∆τ(2.2)позволяет найти его частное решение численно.Здесьвремяизменяетсяпозаконуτ i = τ 0 + i ⋅ ∆τ , i=0…n, n–натуральные числа в пределах заданного интервала, τ 0 – начальный моментвремени, ∆τ – шаг квантования (интегрирования).При решении прямой задачи, т.е.

расчете зависимости X i = X i (τ i ),начальными данными служат значения X0 и X1 . Вид решения зависит отповедения коэффициентов β (τ i ) и ω 02 (τ i ) , заданных заранее.Результат решения прямой задачи приведен на Рис. 2.1.58Рис. 2.1.Регистрация результатов измерений положений инертной массы«стареющего» линейного осциллятора в дискретные моменты времени τ iНа практике больший интерес представляет решение обратной задачи.Положение осциллятора в моменты времени τ1,...,τ n регистрируется посхеме ξi = X i + ν i , где X i - координаты осциллятора в определенный моментвремени τ i , ν i - погрешность, и по результатам измерений требуется оценитьпараметры β (τ i ) и ω0 (τ i ) в каждый момент времени τ i , i = 1,..., n .

[133],Предполагается, что в интервале времени от τ k до τ k + m эти параметрыможно считать постоянными и равными β k и ω02, k , то есть их изменение незаметно на фоне погрешности наблюдений. Фиксировав число k, задающееначало анализируемого участка данных, на котором оцениваются значенияпараметров β k и ω02, k , можно представить их значения в виде вектора βk f k =  2  . ω 0 ,k Для упрощения задачи предполагается, что коэффициент затухания исобственная частота являются некоррелированными случайными величинамис нулевым математическим ожиданием случайной погрешности (отсутствуетсистематическаяпогрешность( )2 = ϕk2,2Eβ k2 = ϕ k2,1 , E ω02, kкаждогоотдельногоизмерения)идисперсиями,равными:для β k и ω02, k соответственно. Погрешностьизмерениятакжеявляетсянекоррелированнойслучайной величиной с нулевым математическим ожиданием и дисперсиейравнойσ2.Согласно [134], для каждого k = 1,..., n − m справедливы соотношенияD2ξ k = Ak f k − N k f k + D2ν k .(2.3)59Значения координат X i , результаты их измерений ξ i , а также значенияслучайныхνiпогрешностейбудемрассматривать,каккоординатысоответствующих векторов, где: ξk  νk  Xk ξν k +1  k +1 Xk+1ξk = νk = Xk = ,,MMM ,ξ ν X k+m k +m  k +m (2.4)где ξ k - вектор - столбец результатов измерения положений инертноймассы «стареющего» линейного осциллятора на анализируемом участкеданных;-νkнаблюдениивектор-столбец,положенияхарактеризующийинертноймассыпогрешности«стареющего»прилинейногоосциллятора; X k - вектор – столбец координат инертной массы осцилляторана анализируемом участке данных.

Характеристики

Список файлов диссертации