Влияние механических шумов на использование инвариантов акустико-эмиссионных процессов при диагностике конструкций

Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении

Решение перечисленных выше проблем осуществляется имитационной системой на базе ее внутреннего и внешнего программного обеспечения.

В заключение следует отметить, что для реализации имитационных систем необходимо предусматривать:

• унификацию их и обеспечение исчерпывающей документацией;

• обеспечение средствами машинного анализа свойств, влияющих на выбор окончательного варианта модели - точности модели, полноты представления исходных данных, чувствительности характеристик относительно параметров модели, ее устойчивости и т. д.;

• оснащение совокупностью программ для работы с моделью в окончатель -ном варианте, позволяющих проводить целенаправленное моделирование (идентификацию параметров и структуры модели, планирование машинных экспериментов, анализ качественных свойств модели, оптимизацию, структурные исследовании);

• активное участие человека в процессе моделирования, позволяющее ему оперативно вмешиваться как в процесс отладки программы, реализующей модель на ЭВМ, так и в сам процесс моделирования для управления ходом эксперимента;

• оснащение систем универсальными математическими и программными средствами, позволяющими сокращать время подготовки моделей.

А.В.Попов, И.В.Косенков

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ШУМОВ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНВАРИАНТОВ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ КОНСТРУКЦИЙ

В решении проблем оценки и прогнозирования прочности и ресурса конструкций всё большее применение получает акустико-эмиссионный (АЭ) метод неразрушающего контроля. Это обусловлено тем, что метод АЭ основывается на исследовании кинетики процессов накопления повреждений и позволяет решать ряд вопросов диагностики «опасных» (развивающихся) дефектов в силовых элементах конструкций [1].

Но при измерении параметров АЭ в производственных условиях и при эксплуатации конструкций фактором, существенно ограничивающим возможности метода, являются акустические или электромагнитные шумы, которые могут привести к регистрации сигналов, не связанных с изменениями структуры материала. В большинстве случаев использование существующих информативных параметров АЭ (амплитуда и интенсивность сигналов, и др.) при динамическом диапазоне сигналов менее 40 Дб становится невозможным. При этом проведение контроля возможно только при научно-техническом обосновании возможности выявления требуемых источников АЭ.

Используемые методы снижения (отсечки) уровня и частоты помех оказывают существенное влияние на информативность полезного сигнала.

В работе [2] описан статистический метод инвариантов, основанный на использовании характерных свойств нестационарных акустико-эмиссионных процессов. При реализации данный подход свободен от ряда трудностей, свойственных известным методам [1].

Предложенный метод инвариантов даёт возможность оценки степени опасности дефектов в процессе контроля изделия; степень «разладки» не зависит от предыстории нагружения, что позволяет использовать инварианты при постоян-

ном и периодическом контроле; изменение разработанных инвариантов в процессе деформирования не зависит от амплитуды и интенсивности сигналов и определяется только стадией деформирования.

Проведённые исследования при моделировании на ПЭВМ, испытании образцов и диагностике конструкций показали хорошую информативность и устойчивость инвариантов на фоне механических и электронных шумов. Это объясняется возможностью разделения распределений шума и сигнала АЭ, специфическим характером распределений АЭ на стадиях деформирования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Муравин Г.Б., Лезвинская В.В., Шип В.В. Акустическая эмиссия и критерии разрушения (Обзор) // Дефектоскопия. 1993. № 8. С. 5 -16.

2. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. Метод инвариантов в задаче исследования потоков

акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2000. №10. С. 79-82.

С.И. Клевцов, А.В. Пирский

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДАТЧИКА АБСОЛЮТНОГО

ДАВЛЕНИЯ

Создание интеллектуальных датчиков физических величин связано с разработкой алгоритмического и программного обеспечения, проверка и отладка которого осуществляется в составе специальных испытательных стендов. Формирование измеряемого сигнала для реализации процедур проверки и отладки с помощью соответствующих физических установок на этапах разработки нецелесообразно, поскольку требует больших и необоснованных затрат. Наиболее эффективным в этом случае является использование вместо реального физического сигнала его имитации на уровне электрических сигналов чувствительного элемента (ЧЭ). Это позволит отойти от создания крупногабаритных аналогово-цифровых имитационных стендов, обеспечит гибкость в работе и снизит стоимость разработки в целом.

Для датчиков абсолютного давления необходимым является синхронная имитация сигналов, снимаемых с двух каналов ЧЭ, - давления и температуры, поскольку в интеллектуальном датчике корректировка температурного влияния на результат измерения абсолютного давления осуществляется автоматически в процессе обработки поступающих данных о текущих измеренных значениях давления и температуры [1].

Имитация заключается в предварительном компьютерном моделировании сигналов ЧЭ с учетом особенностей их обработки в микроконтроллере и последующей генерации полученных в результате моделирования дискретных представлений сигналов с помощью генератора произвольных сигналов, выходы которого подключены к аналоговой части интеллектуального датчика.

Компьютерное моделирование сигналов ЧЭ включает в себя:

построение на основе экспериментальных данных о результатах градуировочных испытаний ЧЭ его функции преобразования;

определение согласованных между собой функциональных зависимостей изменения давления и температуры во времени, которые характерны для объекта размещения датчиков;

построение дискретных зависимостей изменения давления и температуры во времени с учетом длительности цикла обработки поступающих данных в микроконтроллере;