Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації

Розроблено концептуальні засади створення методологічних підходів до відбору даних від об’єктів дослідження методами акустичної емісії, магнітної релаксації, тензометрії на основі системних та інформаційних принципів, методології вимірювання та метрологічного забезпечення....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Микитин, Г.В., Сікора, Л.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України 2010
Schriftenreihe:	Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/27229
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації / Г.В. Микитин, Л.С. Сікора // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2010. — Вип. 55. — С. 186-196. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-27229
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-272292011-09-29T12:39:46Z Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації Микитин, Г.В. Сікора, Л.С. Розроблено концептуальні засади створення методологічних підходів до відбору даних від об’єктів дослідження методами акустичної емісії, магнітної релаксації, тензометрії на основі системних та інформаційних принципів, методології вимірювання та метрологічного забезпечення. Conceptual basis of creation of methodological approaches were developed to a selection of data objects of research methods of acoustic emission, magnetic relaxation and strain gauges on the basis of information system and principles, methods of measurement and metrological support. 2010 Article Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації / Г.В. Микитин, Л.С. Сікора // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2010. — Вип. 55. — С. 186-196. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. XXXX-0067 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/27229 621.129.16:621.317.44 uk Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Розроблено концептуальні засади створення методологічних підходів до відбору даних від об’єктів дослідження методами акустичної емісії, магнітної релаксації, тензометрії на основі системних та інформаційних принципів, методології вимірювання та метрологічного забезпечення.
format	Article
author	Микитин, Г.В. Сікора, Л.С.
spellingShingle	Микитин, Г.В. Сікора, Л.С. Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
author_facet	Микитин, Г.В. Сікора, Л.С.
author_sort	Микитин, Г.В.
title	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
title_short	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
title_full	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
title_fullStr	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
title_full_unstemmed	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
title_sort	концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації
publisher	Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/27229
citation_txt	Концептуальні засади створення методологічних підходів для розроблення інформаційних технологій відбору даних від металоконструкцій за сигналами акустичної емісії, магнітної післядії, деформації / Г.В. Микитин, Л.С. Сікора // Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України. — К.: ІПМЕ ім. Г.Є.Пухова НАН України, 2010. — Вип. 55. — С. 186-196. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
series	Збірник наукових праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім.Г.Є.Пухова НАН України
work_keys_str_mv	AT mikitingv konceptualʹnízasadistvorennâmetodologíčnihpídhodívdlârozroblennâínformacíjnihtehnologíjvídborudanihvídmetalokonstrukcíjzasignalamiakustičnoíemísíímagnítnoípíslâdíídeformacíí AT síkorals konceptualʹnízasadistvorennâmetodologíčnihpídhodívdlârozroblennâínformacíjnihtehnologíjvídborudanihvídmetalokonstrukcíjzasignalamiakustičnoíemísíímagnítnoípíslâdíídeformacíí
first_indexed	2025-07-03T01:40:21Z
last_indexed	2025-07-03T01:40:21Z
_version_	1836588017044684800
fulltext	186 © Г. В. Микитин, Л.С. Сікора УДК 621.129.16: 621.317.44 Г. В. Микитин, к.т.н., с.н.с., Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, Л.С. Сікора д.т.н., проф., НУ «Львівська політехніка» КОНЦЕПТУАЛЬНІ ЗАСАДИ СТВОРЕННЯ МЕТОДОЛОГІЧНИХ ПІДХОДІВ ДЛЯ РОЗРОБЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВІДБОРУ ДАНИХ ВІД МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ ЗА СИГНАЛАМИ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ, МАГНІТНОЇ ПІСЛЯДІЇ, ДЕФОРМАЦІЇ Анотація. Розроблено концептуальні засади створення методологічних підходів до відбору даних від об’єктів дослідження методами акустичної емісії, магнітної релаксації, тензометрії на основі системних та інформаційних принципів, методології вимірювання та метрологічного забезпечення. Annotation. Conceptual basis of creation of methodological approaches were developed to a selection of data objects of research methods of acoustic emission, magnetic relaxation and strain gauges on the basis of information system and principles, methods of measurement and metrological support. Ключові слова: об’єкт, дані, сигнал, відбір, підхід, методологія, метрологічне забезпечення, системний аналіз. 1. Підхід до вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії Основними метрологічними критеріями, які забезпечують точність неруйнівного контролю (пасивного, активного) конструкційних матеріалів методом акустичної емісії є [1, 2, 3]: − обгрунтований вибір за метрологічними характеристиками первинних вимірювальних перетворювачів (ПВП), зокрема перетворювачів акустичної емісії (ПАЕ), тензометричних перетворювачів; − обгрунтування вибору стандартизованої методології локації – приймання та попереднього оброблення певним способом сигналу акустичної емісії (САЕ) перетворювачами з метою їх подальшої локалізації; − застосування стандартизованих універсальних аналогових вхідних підсилювачів; керованих смугових фільтрів; аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) сигналу акустичної емісії адекватно до фізичної моделі сигналу; − розроблення і застосування універсальних алгоритмів, програм аналізу і цифрового оброблення сигналів; − розроблення методології вимірювання параметрів САЕ на основі принципу, методу, методики вимірювання згідно діючих державних нормативних документів; − розроблення структури метрологічного забезпечення (МЗ) вимірювання (контролю) параметрів сигналу акустичної емісії; 187 − аналіз зв’язку стандартизованих параметрів сигналу акустичної емісії з визначеними параметрами тріщини адекватно до моделі тріщини (лінійної, нелінійної механіки руйнування). На достовірність неруйнівного контролю конструкційних матеріалів методом акустичної емісії впливають такі інформаційні аспекти: наявність (відсутність) дефектів; локалізація; площа; умовні розміри; форма; орієнтація; кількість; взаємне просторове розташування; фізичні характеристики неоднорідностей; інтегральні значення фізико-механічних параметрів матеріалу; просторовий розподіл характеристик матеріалу. Єдність і точність вимірювань параметрів сигналу акустичної емісії обумовлюється методологічними аспектами, зокрема наявністю метрологічного забезпечення. З метою створення МЗ неруйнівного контролю матеріалів методом АЕ запропонований методологічний підхід до вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії, який враховує: об’єкт дослідження , первинні вимірювальні перетворювачі; локацію (1); вимірювальну інформаційну систему акустико-емісійну (2); методологію вимірювання параметрів САЕ (3); метрологічне забезпечення (4); інтерпретацію результатів вимірювання (5); їх класифікацію (6) (рис.1) [4, 5]. Дж АЕ П А Е Т НМ Фізична модель сигналу Відбір і обробка вимірювань Зв’язок пара- метрів сигналу з параметрами тріщини Фізична модель тріщини Методика вимірювань Метод вимірювань Принцип вимірювань Нормативні документи 1 2 5 3 Метрологічне забезпечення 4 4 4 1 1 1 1 Об’єкт НК Індикація Іденти- фікація 6 Рис. 1. Методологічний підхід до вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії Методологічний підхід дозволяє забезпечити: − точність відбору і оброблення сигналу акустичної емісії, яка обумовлена: амплітудно-частотною характеристикою вимірювальних каналів (ВК) системи; типом та метрологічними характеристиками (МХ) п’єзоелектричного і тензометричного перетворювачів, їх калібруванням; коефіцієнтом перетворення, підсилення, фільтрації вимірювальних каналів; порогом дискримінації; 188 − методологію локації (лінійної, площинної, на циліндричних і сферичних поверхнях) у задачі створення акустико-емісійних вимірювальних інформаційних систем; − методологію вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії згідно з концепцією метрологічне забезпечення; − інтерпретацію результатів неруйнівного контролю на основі вибраної моделі тріщини; − класифікацію САЕ і прийняття рішення про стан металоконструкції на основі його індикації та ідентифікації. Структура метрологічного забезпечення вимірювання охоплює застосування прецизійних первинних вимірювальних перетворювачів. Достовірна інформація про процеси руйнування закладена у параметрах САЕ, формі сигналу, частотних характеристиках системи об’єкт дослідження – ПВП – акустико-емісійний для каналу акустичного, тензометричний – для каналів розкриття тріщини і навантаження ВІС. Точність реєстрації амплітудного і частотного спектру САЕ обумовлюється: методологією і відповідно похибкою локації джерела акустичної емісії; МХ перетворювача; його калібруванням причинами обмеження частотного діапазону. Серед великої різновидності перетворювачів акустичної емісії, п’єзоелектричні (резонансні, смугові, смугові поздовжніх хвиль, резонансні теплостійкі, смугові теплостійкі, резонансні герметичні, смугові герметичні, широкосмугові; резонансні зсуву), мають високий ступінь завадостійкості, вібростійкості, високу стабільність параметрів за умови зовнішніх факторів впливу, наприклад підвищеної температури, радіації. Для вимірювання відносної деформації Δl/l і внутрішнього напруження σ в межах постійного значення модуля пружності Е матеріалу використовують фізичний тензоефект і тензорезистивні перетворювачі. Технологія акустико-емісійного контролю (діагностування) окрім системи відбору інформації повинна містити розгорнуту схему (карту) розташування первинних перетворювачів акустичної емісії, яка є основою певного типу локації. В нормативному документі [6] наведені найбільш поширені варіанти розташування ПАЕ в акустико-емісійних антенах з визначення координат джерел АЕ: зонна локація; лінійна локація; плоска локація. Для функціонування пропонованої методології відбору акустико- емісійного сигналу, використовується методологія локації плоского типу за схемою: чотири ПАЕ розташовані у вершинах і в центрі рівностороннього трикутника. Принцип, метод і методика вимірювання фізичної величини є основою методології вимірювання параметрів сигналів Взаємозв’язок елементів методології вимірювання параметрів САЕ: об’єкт дослідження; принцип вимірювань; метод вимірювань; методика вимірювання; методологія вимірювання; ВІС; нормативні документи. Вихідними аспектами створення методології вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії є: 189 − вивчення фізичних властивостей об’єкта дослідження і фізичної природи виникнення акустичної емісії та створення відповідної бази знань; − розроблення адекватної моделі сигналу акустичної емісії; − аналіз параметрів сигналу акустичної емісії; − вибір методу реєстрації (вимірювання) параметрів сигналу акустичної емісії, адекватної моделі сигналу, алгоритму реєстрації; − розроблення (вибір) засобу реєстрації сигналу акустичної емісії, вимірювальної інформаційної системи з метою вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії, їх оброблення, інтерпретація, ідентифікація результатів; − вибір методу, алгоритму вимірювання параметрів сигналів акустичної емісії; − розроблення алгоритму проведення натурних випробувань (розтяг і стиск досліджуваного зразка) з метою встановлення зв’язку параметрів акустичної емісії з параметрами руйнування матеріалу; − розроблення метрологічних основ застосування методу акустичної емісії та підходу до метрологічного забезпечення функціонування вимірювальної акустико-емісійної системи. Методологія вимірювання параметрів САЕ нормативно регламентована: − методом акустичної емісії, підосновою якого є: саме явище акустичної емісії; засіб – п’єзоелектричний перетворювач для приймання акустичних хвиль і перетворення їх в електричний сигнал; − методологією локації координат дефектів у площинних об’єктах, підосновою якої є: процедура вимірювання різниці часу приходу (РЧП) сигналу від джерела акустичної емісії на первинні вимірювальні перетворювачі; засіб – блок вимірювання РЧП (за моментами різних значень амплітуд зареєстрованих сигналів); − методом вимірювання, підосновою якого є: процедура вимірювання самих параметрів сигналу акустичної емісії, які функціонально пов’язані з параметрами руйнування матеріалу; засіб – АЦП, який представляє неперервну вимірювану величину кодом. 2. Підхід до оцінювання концентрації водню у феромагнетиках на основі магніторелаксаційного методу Особливу роль у теорії і практиці сучасного матеріалознавства відіграють феромагнітні матеріали. Магнітні властивості матеріалів залежать від часових явищ, таких як дисперсія магнітної проникності, феромагнітний резонанс, магнітна післядія У процесі дослідження властивостей феромагнітних матеріалів при дії на них імпульсних магнітних полів був виявлений ефект магнітної післядії, який полягає в тому, що під час включення чи виключення зовнішнього магнітного поля встановлення рівноважного значення магнітної проникності матеріалу відбувається із запізненням з деякою постійною часу τ [7]. 190 Наявність водню і механічного напруження в матеріалі, особливо в ділянці пластичної деформації, де виникають нові дислокації, створюють додаткові перешкоди для повороту доменів і зміщення їх границь. Тому оцінювання параметра магнітної післядії дає змогу виявити ступінь наводнення матеріалу, величину механічних навантажень за умови відсутності водню, а також встановити залежність між величиною ступеня наводнення і спричиненим нею механічним напруженням у матеріалі феромагнітного зразка. З метою оцінювання механічних параметрів феромагнітних матеріалів та визначення водневих показників запропонована система реєстрації параметра магнітної післядії, яка реалізує відбір параметра магнітної післядії на основі перетворення магнітна проникність – частота, що дає змогу визначати постійну часу τ спаду магнітної проникності при зондуванні феромагнітного зразка змінним магнітним полем і, на цій основі, оцінювати величину деформації ε та концентрацію водню CH у досліджуваному матеріалі [8]. Для науково-технічної проблематики матеріалознавства характерні нові аспекти розроблення методологічних підходів до оцінювання стану якості матеріалів. Серед них системний підхід, який ґрунтується на принципах системного аналізу – ієрархічності, багатоаспектності, цілісності представлення проблемно-об’єктної ситуації досліджуваної предметної сфери. З метою забезпечення достовірності процедури визначення параметра τ і, на цій основі, оцінювання концентрації водню CH у феромагнетиках необхідний такий підхід, який буде враховувати інформаційні аспекти – фізичної структури об’єкта дослідження; факторів впливу на феромагнетик; фізичного явища, що формують базу знань фізичних теорій технології відбору даних про стан матеріалу. Пропонуємо підхід до оцінювання концентрації водню у феромагнетиках на основі фізичного явища магнітної післядії, магніторелаксаційного методу та засобу реєстрації магнітних параметрів за умов наводнення і навантаження зразка [9]. В основі пропонованого підходу є системне представлення проблеми метал-водень на основі принципів системного аналізу. Принцип цілісності (єдності) передбачає інтеграцію (об’єднання) частин цілого і проявляється в появі нових властивостей (ознак, характеристик, параметрів, фізичних величин) цілого, які відсутні у його частинах. Принцип цілісності відображає зовнішнє бачення проблеми метал- водень і дозволяє взяти до уваги такі основні елементи підходу щодо оцінювання концентрації водню у феромагнітних матеріалах на основі фізичного явища магнітної післядії: − об’єкт дослідження (1) – феромагнітній зразок визначеного типу матеріалу і визначеної геометричної форми (в даному випадку – циліндр); − вплив зовнішніх чинників на досліджуваний зразок (2, 3, 4) газоподібного водню, навантаження (розтягу), магнітного поля визначеної частоти; 191 − методи і засоби відбору інформації (вимірювання) про зміну параметрів матеріалу через явище магнітної післядії (5); − умови експерименту (6) – стабільність температури довкілля, відсутність електромагнітних випромінювань електронних технологій, які працюють у визначеному радіочастотному діапазоні; метод, засіб і МЗ вимірювання параметра магнітної післядії. Принцип ієрархічності – надає можливість точно виділити істотні характеристики і взаємозв’язки складного об’єкта, що забезпечує докладний опис його властивостей внаслідок використання апріорних знань про внутрішню будову об’єкта. Принцип ієрархічності у пропонованому підході ґрунтується на фізичному явищі магнітної післядії, методі і засобі вимірювання параметра магнітної релаксації, внаслідок взаємодії феромагнетика з зовнішніми чинниками впливу – зовнішнім змінним магнітним полем, газоподібним воднем, навантаженням, МЗ. Принцип багатоаспектності – дає змогу розглядати об’єкт з різних точок зору з урахуванням взаємозв’язків виявлених особливостей, ґрунтується на розділенні його на підсистеми, що сприяє спрощеному опису. Багатоаспектність представляє проблему метал-водень на рівні взаємозв’язку об’єкта дослідження – феромагнетика і підсистем – зовнішнього змінного магнітного поля, наводнення (водню), навантаження. Наприклад, підсистема водню ґрунтується на моделі атома і молекули водню, умовах наводнення зразка, фазі водню. У структурі пропонованого підходу (рис.2) використані позначення: – вплив водню (2), змінного магнітного поля (4) на циліндричний феромагнітний зразок; – вплив розтягу (3); – зв’язок елементів підходу; – – фізичне явище магнітної післядії (5) у феромагнетику (1) за умов експерименту і впливу зовнішніх факторів на нього. Для оцінювання концентрації водню у феромагнетиках на основі фізичного явища магнітної післядії експериментально реєструється сигнал, де закладений параметр магнітної релаксації τ, зміна якого характеризує концентрацію водню CH у досліджуваному матеріалі. Час спаду магнітної проникності у матеріалі залежить від ступеня його наводнення. Отже, знаючи величину часу спаду магнітної проникності, яка є певною характеристикою кількості розчиненого водню у матеріалі, можна визначити середню концентрацію водню для відповідної системи метал-водень. Запропонований підхід до оцінювання концентрації водню ґрунтується на принципах системного аналізу предметної сфери, інформаційних аспектах формування сигналу магнітної післядії, явищі магнітної післядії, магніторелаксаційному методі та системі реєстрації параметра магнітної релаксації. 192 3. Підхід до визначення параметрів напружено-деформованого стану матеріалів Проблема визначення механічних характеристик матеріалів та елементів конструкцій різними фізичними методами і, на цій основі, оцінювання залишкового ресурсу об’єктів енергетичного обладнання пов’язана з процедурою контролю стану матеріалу, відповідно з процедурою вимірювання фізичних величин (при тензометрії – зусилля, напруги), які корелюють з параметрами напружено-деформованого стану (НДС) (деформацією ε, напруженням σ, довжиною тріщини l та динамічним коефіцієнтом інтенсивності напруження (ДКІН) за умов динамічного навантажування зразка (на розтяг, стиск, згин і т. і ) є актуальною і потребує цілісного підходу до її вирішення. З метою вирішення цієї проблеми необхідно розробити ідеологію процедури оцінювання стану якості металоконструкцій за вимірюваними величинами, аналітично зв’язаними з параметрами руйнування на рівні метрологічних характеристик їх знаходження експериментальним шляхом. Структура пропонованої ідеології така: підхід до визначення параметрів НДС матеріалів, методологія вимірювання фізичних величин, що корелюють з параметрами руйнування, метрологічне забезпечення вимірювання. Особливостями підходу до визначення параметрів НДС конструкційних матеріалів є системний та інформаційно-фізичний рівні його створення. За структурою підхід є системним, оскільки дозволяє аналізувати предметну сферу – оцінювання напружено-деформованого стану матеріалів з позиції багатоаспектності, ієрархічності, цілісності. За змістом підхід є інформаційно-фізичним, оскільки фізичні методи і засоби контролю та вимірювання направлені на відбір інформації від досліджуваного об’єкта, закладених у фізичному сигналі деформації. Основою процедури контролю стану складного технічного об’єкта є процедура вимірювання фізичних величин, пов’язаних з параметрами контролю. Основою процедури вимірювання є методологія, яка орієнтована на питання: що, як і чим вимірюємо? У цьому розумінні запропонована методологія вимірювання параметрів НДС матеріалів відображає: модель об’єкта, модель процедури вимірювання, спосіб вимірювання, фізичний ефект відбору інформації, а відповідно і метод, обґрунтовані критерії вибору первинного вимірювального перетворювача, засіб вимірювання, алгоритм опрацювання сигналу деформації. Процедура вимірювання параметрів напружено-деформованого стану матеріалів повинна мати метрологічне забезпечення. Метрологічне забезпечення вимірювання параметрів НДС матеріалів та елементів конструкцій взаємопов’язане з відповідними методами технічного діагностування (контролю) об’єктів енергетичного обладнання. Технічне діагностування стану елементів конструкцій у водні за складного 193 Ри с. 2 . П ід хі д до о ці ню ва нн я па ра ме тр а ма гн іт но ї п іс ля ді ї у ф ер ом аг ні тн ом у зр аз ку н а ос но ві м аг ні то ре ла кс ац ій но го ме то ду 194 поєднує елементи механіки руйнування, металознавства і неруйнівного контролю. Актуальними є методи контролю НДС матеріалів, які є підґрунтям процедури оцінювання залишкового ресурсу, їх міцності та тріщиностійкості. Необхідною умовою для розроблення МЗ вимірювань параметрів НДС матеріалу є залучення до його структури наукової, законодавчої, нормативної, технічної основ [10]. З такої позиції розроблений концептуальний підхід до метрологічного забезпечення вимірювань, який охоплює особливості процедур контролю, діагностування, прогнозування, розпізнавання об’єкта з метою забезпечення єдності і точності вимірювання. Особливостями пропонованої структури МЗ є взаємозв’язок та взаємодія об’єкта дослідження, засобів випробувань і вимірювання, методології вимірювання, метрологічної атестації вимірювальних каналів інформаційної системи. Пропонується структура методологічного підходу до визначення параметрів (фізичних величин) НДС матеріалів, елементів конструкцій енергетичного обладнання (рис.3). Об’єктом дослідження (1) є метали, з яких виготовлений широкий спектр енергетичного обладнання. Довготривала експлуатація об’єктів та інформаційний вплив на них зовнішніх факторів призводить на руйнування металу, відповідно до зміни його первинного фізико-механічного стану. Певний вид металу, наприклад сталь має власне фізичне поле (2) та геометричні, фізичні, механічні характеристики (3), які пов’язані з відповідними фізичними величинами, що відображають властивості металу до початку експлуатації об’єкта (або динамічного випробування). Вимірювані фізичні величини приймають числові значення в певному діапазоні для кожного виду металу. За умов впливу факторів експлуатації (або динамічного випробування) (4): температури середовища Т, водню Н, складного динамічного навантаження (стиску, розтягу, удару, згину, кручення зразка) F , елементів експерименту Е – змінюється фізичне поле об’єкта, відповідно змінюються його геометричні, фізико-механічні властивості, що знаходить адекватне відображення у вимірюваних фізичних величинах (2-3), аналітично пов’язаних з параметрами напружено- деформованого стану металу. З метою відбору інформації про НДС об’єкта, в результаті довготривалої експлуатації (динамічного випробування), необхідно використовувати способи визначення параметрів НДС – деформації, пов’язаної з механічними напруженням, і, на цій основі, розрахунку ДКІН – характеристики динамічної тріщиностійкості металів. Зазначимо, що фізичне поле ОД (2) змінюється не тільки за умов експлуатації (випробування), але й при способі відбору інформації (5) – прямому, непрямому, який взаємопов’язаний з активним або пасивним методом НК. Така зміна власного фізичного поля об’єкта дослідження (металу) обумовлена тим, що йому властива інформаційна пам’ять, яка відображає енергетичні параметри металу, відповідно і геометричні. Для визначення параметрів НДС матеріалу використовують фізичні методи неруйнівного контролю (6) та відповідні методи вимірювання 195 фізичних величин (7), пов’язаних з параметрами деформації, міцності, тріщиностійкості. Оскільки процедура контролю стану досліджуваного об’єкта ґрунтується на вимірюванні фізичних величин, зв’язаних з параметрами руйнування. Методу НК та методу вимірювання відповідають засоби НК (8) та засоби вимірювання параметрів НДС матеріалів (9), адекватні до використовуваних способів і принципів вимірювання фізичних величин. Визначення параметрів НДС матеріалів має своїм підґрунтям методологію вимірювання фізичних величин (10), методику виконання вимірювання (МВВ) (11) та МЗ (12). Пропонований системний підхід до визначення параметрів НДС конструкційних матеріалів на основі використання державних, міждержавних, міжнародних стандартів в галузі механіки руйнування, неруйнівного контролю, метрології дозволяє отримати точні результати вимірювання параметрів НДС матеріалу і визначити характеристики міцності і тріщиностійкості матеріалів і на основі процедури порівняльного аналізу з відповідним способом і методом з характеристиками до експлуатації (випробування) прогнозувати залишковий ресурс складних технічних об’єктів. 1 5 6.1 7.1 6.п 7.п 6 7 8.1 9.1 8.п 9.п 8 9 Н Т F E 3 2 4 2-3 11 10 12 Рис. 3. Підхід до визначення параметрів напружено-деформованого стану матеріалів Методологічні підходи створені на основі: проблемно-об’єктної ситуації, системного аналізу, інформаційних технологій відбору різнорідних даних від об’єктів дослідження, метрологічного забезпечення можуть бути використані для галузі неруйнівного контролю матеріалів енергетичного обладнання з метою прийняття рішення про стан об’єкта та коригувальних дій щодо його експлуатації [11]. 196 Висновки. 1. Розроблено методологічний підхід до вимірювання параметрів САЕ та метрологічне забезпечення. 2. На основі системного аналізу та інформаційних аспектів відбору сигналу магнітної післядії створено підхід до оцінювання концентрації водню у феромагнетиках. 3. Запропоновано підхід до визначення параметрів НДС матеріалів на основі: системних принципів, методології відбору інформації та МЗ. 1. Микитин Галина. Актуальні питання теорії вимірювання / Галина Микитин // Фізичний збірник НТШ. – Том 4. – 2001. – С. 347-353. 2. Микитин Г. В. Особливості метрологічного забезпечення неруйнівного контролю / Г. В. Микитин // В кн.: Механіка руйнування і міцність матеріалів. Довідниковий посібник // за загальною редакцією В. В. Панасюка. Т. 5. Неруйнівний контроль і технічна діагностика. / За ред.. З. Т. Назарчука. – Львів. – ФМІ, 2001. – С. 931-937. 3. Микитин Г. В. Концептуальний підхід до створення метрологічного забезпечення вимірювань / Г. В. Микитин, О. П. Бухало, Б. П. Клим, Є. П. Почапський, Р. Ф. Федорів // Український метрологічний журнал. – 2001. – № 4. – С. 5-9. 4. Микитин Г.В. Методологія вимірювання параметрів сигналу акустичної емісії / О. П. Бухало, Б. П. Клим, Г. В. Микитин, Є. П. Почапський, Р. Ф. Федорів // Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. – Випуск 5. – 2000. – С. 53-58. 5. Микитин Г. В. Метрологический поход к применению метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля материалов и конструкций / Г. В. Микитин, Б. П. Клим, Є. П. Почапський, З. В. Дмитрив // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2006. – С. 20-25. 6. ДСТУ 4227-2003. Настанови щодо проведення акустико-емісійного діагностування об’єктів підвищеної небезпеки. – Київ : Держспоживстандарт України, 2003. – 25 с. 7. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма, Магнитные характеристики и практические применения / С. Тикадзуми. – М. : Мир, 1987. – 419 с. 8. Микитин Г. В. Методика визначення метрологічних характеристик засобу вимірювальної техніки для оцінювання параметру магнітної післядії феромагнітних матеріалів / Г. В. Микитин, О. П. Бухало, З. В. Дмитрив, Б. П. Клим, Є. П. Почапський // Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів, 2006. – С. 164-170. 9. Микитин Г.В. Оцінювання концентрації водню у феромагнетиках на основі магніторелаксаційного методу / Я. Л. Іваницький, О. П. Бухало, Г. В. Микитин, З. В. Дмитрив, М. М. Гвоздюк // Відбір і обробка інформації, 2009. – Вип. 30 (106). – С. 71-80. 10. Микитин Г. В. Основи метрології / Г. В. Микитин. – Львів: Сполом, 2008. – 296 с. 11. Сікора Л.С. Лазерні інформаційно-вимірювальні системи для управління технологічними процесами. Частина 2. Системологія прийняття рішень в складних технологічних структурах / Сікора Л.С. – Львів: Каменяр, 1998. – 453 с. Поступила 15.02.2010р.

Institution

Ähnliche Einträge