Исследование метода неразрушающего контроля структурных переходов в полимерных материалах

2. Статников И.Н., Фирсов Г.И. Интеллектуализация обработки информации при использовании дискретных методов исследования динамических систем // Гаудеамус. Тамбов, 2013. № 2 (22). С. 215-219.

3. Статников И.Н., Фирсов Г.И. Решение задач проектирования динамических систем интеллектуальным методом ПЛП-поиска // Вестник Московского финансово-юридического университета. 2012. № 1. С. 28-33.

4. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Техника, 1975. 312 с.

5. Соболь И.М. Многомерные квадратурные формулы и функции Хаара. М.: Наука, 1969. 288 с.

6. Поболь О.Н., Фирсов Г.И. Техносфера, ноосфера и экологические проблемы современных техногенных систем // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2013. Т. 18. Вып. 3. С. 1073-1076.

7. Поболь О.Н., Статников И.Н., Фирсов Г.И., Чернявский И.Т. О решении двухкритериаль-ной задачи оптимального проектирования системы вибропоглощения ткацкого станка // Методы решения задач машиноведения на вычислительных машинах. М.: Наука, 1979. С. 62-68.

References

1. Statnikov I.N., Firsov G.I. Metod PLP-poiska v reshenii obschey zadachi nelineynogo programmi-rovaniya // Gaudeamus. Tambov, 2010. № 2 (16). S. 368-370.

2. Statnikov I.N., Firsov G.I. Intellektualizatsiya obrabotki informatsii pri ispol'zovanii diskretnyh metodov issledovaniya dinamicheskih sistem // Gaudeamus. Tambov, 2013. № 2 (22). S. 215-219.

3. Statnikov I.N., Firsov G.I. Reshenie zadach proekti-rovaniya dinamicheskih sistem intellektual'nym me-

todom PLP-poiska // Vestnik Moskovskogo finanso-vo-yuridicheskogo universiteta. 2012. № 1. S. 28-33.

4. Ivahnenko A. G. Dolgosrochnoe prognozirovanie i upravlenie slozhnymi sistemami. Kiev: Tehnika, 1975. 312 s.

5. Sobol' I.M. Mnogomernye kvadraturnye formuly i funktsii Haara. M.: Nauka, 1969. 288 s.

6. Pobol' O.N., Firsov G.I. Tehnosfera, noosfera i ekologicheskie problemy sovremennyh tehnogen-nyh sistem // Vestnik Tambovskogo universiteta. Ser.: Estestvennye i tehnicheskie nauki. Tambov, 2013. T. 18. Vyp. 3. S. 1073-1076.

7. Pobol' O.N., Statnikov I.N., Firsov G.I., Cher-nyavskiy I.T. O reshenii dvuhkriterial'noy zadachi optimal'nogo proektirovaniya sistemy vibropoglo-scheniya tkatskogo stanka // Metody resheniya zadach mashinovedeniya na vychislitel'nyh mashinah. M.: Nauka, 1979. S. 62-68.

USE PLP-SEARCH IN THE PROCESSING OF THE RESULTS OF COMPUTATIONAL EXPERIMENTS

I.N. Statnikov, G.I. Firsov

Institute of Mechanical Engineering. A.A. Blagonravova Academy of Sciences, Moscow, Russia e-mail: firsovgi@mail.ru

The opportunity on the basis of the proposed computational experiment on the stage of mathematical modeling to build effective convolution of the received information. This allows you to build a direct functional relationship between the parameters and quality criteria of the dynamical system.

Key words: planning computational experiments LP-grid simulation, regression analysis.

УДК 59.45.31

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ

В.Д. Попов, Н.П. Жуков

Тамбовский государственный технический университет, Россия, г. Тамбов. е-тай: valentin.poopov@mail.ru; teplotehnika@nnn.tstu.ru

В статье рассматривается тепловой метод неразрушающего определения температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах. Численное исследование показало, что структурные переходы, сопровождающиеся тепловыми эффектами, могут быть зафиксированы разработанным методом по изменениям скорости нагрева.

Ключевые слова: тепловой метод, структурный переход, измерительная схема, полимерные материалы, неразрушающий контроль.

Совершенствование методов и средств контроля и диагностики состояний изделий из полимерных материалов актуально. Гибкость молекул полимеров обеспечивает наличие ряда агрегатных и фазовых состояний, богатство морфологических структур кристаллических образований, различные физические и релаксационные состояния аморфного полимера. Изучение суперпозиций состояний и переходов полимерных материалов необходимо для назначения технологических режимов их переработки в изделия и последующей эксплуатации.

Для изучения полимерных материалов применяются традиционные методы: рен-геновский; дифференциальный термический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия и др. Перечисленные методы требуют изготовления специальных образцов, длительного времени испытания, использования дорогостоящего оборудования.

В данной работе рассматривается тепловой метод неразрушающего определения температурных характеристик структурных переходов (твердофазных, релаксационных) в полимерах и композиционных полимерных

материалах на их основе, сопровождающихся тепловыми эффектами [1-3].

В качестве объекта исследования выбран полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), занимающий ведущее место по объему производства и применения.

Согласно измерительной схеме, представленной на рисунке 1, тепловое воздействие на исследуемое полимерное тело, имеющее равномерное начальное температурное распределение, осуществляется с помощью двух линейных нагревателей постоянной мощности, встроенных в подложку измерительного зонда. Начальное температурное распределение контролируется одновременно пятью термоэлектрическими преобразователями, расположенными на поверхности подложки измерительного зонда (ИЗ) [4, 5].

Нагреватели, выполненные в виде полос шириной 2Н = 2,2 мм, расположены на расстояниях 2,7 мм по обе стороны от центральной оси измерительного зонда. Один термоприемник расположен на линии центральной оси зонда, остальные термоприемники находятся по обе стороны от нее на расстояниях 4,3 и 4,8 мм [4, 5].

Рис. 1. Схема расположения термоприемников и нагревателей в подложке зонда (слева); измерительная схема (справа): 1 - нагреватель, 2 - подложка измерительного зонда, 3 - исследуемое тело, 4 - термоприемники

Реализация метода осуществляется измерительной системой (ИС), детальное описание которой представлено в работах [1, 6, 7].

Возможен расчет первой производной по времени от температуры, выражающей скорость (V) изменения этой величины на кривых температурных зависимостей от времени, что позволяет осуществлять неразрушающий контроль значений температуры структурных

переходов в полимерных материалах без дополнительной калибровки ИС [2, 6, 7].

В результате проведенного численного моделирования теплопереноса методом конечных элементов в соответствии с измерительной схемой (рис. 1) получены термограммы в заданных точках контроля (рис. 2). Моделирование проводилось при следующих условиях: подложка измерительного зонда

4

выполнена из пенополиуретана марки «Ри-пор» (Я = 0,028 Вт/(мК), с = 1050 Вт/(мК), р = 50 кг/м3); объект исследования - полиэтилен низкой плотности, ПЭНП (Я = 0,3 Вт/(м-К), с = 1750 Вт/(м-К), р = 1550 кг/м3). Режимные

характеристики: тепловая мощность на нагревателе задавалась в интервале от 20 до 24 Вт; частота дискретизации Ат = 0,5 с.

Рис. 2 Термограммы в точке (0;0) 1) д = 24000 Вт/м2; 2) д = 23000 Вт/м2; 3) д = 22000 Вт/м2; 4) д = 21000 Вт/м2; 5) д = 20000 Вт/м2

Твердофазный структурный переход в ПЭНП, сопровождающийся эндотермическим тепловым эффектом, моделировали скачком теплоемкости при температуре около 81 °С.

На рисунке 2 представлены термограммы, полученные в точке контроля, расположенной на линии центральной оси изме-

рительного зонда, при различных значениях теплового потока: 1) д1 = 24000 Вт/м2; 2) д2 = 23000 Вт/м2; 3) д3 = 22000 Вт/м2; 4) д4 = 21000 Вт/м2; 5) д5 = 20000 Вт/м2.

На рисунке 3 представлены зависимости скорости нагрева исследуемой точки поверхности изделия от времени (рис. 3а) и от температуры (рис. 36).

Рис. 3а. Зависимость V = у(х), полученная по термограммам, представленным на рисунке 2

в точке с координатами (0;0): 1) д = 24000 Вт/м2; 2) д = 23000 Вт/м2; 3) д = 22000 Вт/м2; 4) д = 21000 Вт/м2; 5) д = 20000 Вт/м2

К°С /о

50

40

30

20

10

20

40

60

80

100

г,°с

0

Рис. 3б. Зависимость V = /(Т), полученная по термограммам, представленным на рисунке 2

в точке с координатами (0;0) 1) д = 24000 Вт/м2; 2) д = 23000 Вт/м2; 3) д = 22000 Вт/м2; 4) д = 21000 Вт/м2; 5) д = 20000 Вт/м2

Из представленных данных видно, что твердофазное превращение в ПЭНП, сопровождающееся поглощением тепла, проявилось на зависимостях V = Дт); V = ДТ) в узком интервале значений температуры 81 °С.

На рисунке 3а твердофазное структурное превращение явно проявилось в исследуемой точке полимерного объекта (на линии центральной оси измерительного зонда) при достижении температуры структурного перехода по мере нагревания в соответствующее время.

Таким образом, структурные превращения в полимерных материалах, сопровождающиеся тепловыми эффектами, могут быть зафиксированы разработанным методом по изменениям скорости нагрева.

Литература

1. Многомодельные методы в микропроцессорных системах неразрушающего контроля теп-лофизических характеристик материалов / С.В. Мищенко [и др.]. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. 112 с.

2. Майникова Н.Ф. Методы и средства неразру-шающего теплового контроля температурно-временных характеристик структурных пре-

вращений в полимерных материалах: дис. ... д-ра техн. наук. Тамбов, 2007.

3. Методы и средства неразрушающего теплового контроля структурных превращений в полимерных материалах: монография / Н.Ф. Майникова [и др.]. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. 320 с.

4. Теоретическое обоснование метода неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Н.П. Жуков [и др.] // Вестник Тамбовского государственного технического университета. Тамбов, 2010. Т. 16. № 2. С. 296-302.

5. Жуков Н.П., Майникова Н.Ф. Математическое моделирование теплопереноса от двух нагревателей в полуограниченном теле // Вестник Тамбовского государственного технического университета. Тамбов, 2012. Т. 18. № 2. С. 327-322.

6. Майникова Н.Ф. Измерительная система не-разрушающего контроля структурных превращений в полимерных материалах // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 9.С. 45-48.

7. Жуков Н.П., Майникова Н.Ф. Измерительно-вычислительная система неразрушающего те-плофизического контроля // Приборы и систе-

мы. Управление, контроль, диагностика. 2005. № 2. С. 153-154.

References

1. Mnogomodel'nye metody v mikroprotsessornyh sistemah nerazrushayuschego kontrolya teplofizi-cheskih harakteristik materialov / S.V. Mischenko [i dr.]. Tambov: Izd-vo FGBOU VPO «TGTU», 2012. 112 s.

2. Maynikova N.F. Metody i sredstva nerazrushayuschego teplovogo kontrolya temperaturno-vremennyh harakteristik strukturnyh prevrasche-niy v polimernyh materialah: dis. ... d-ra tehn. nauk. Tambov, 2007.

3. Metody i sredstva nerazrushayuschego teplovogo kontrolya strukturnyh prevrascheniy v polimernyh materialah: monografiya / N.F. Maynikova [i dr.]. Tambov: Izd-vo FGBOU VPO «TGTU», 2012. 320 s.

4. Teoreticheskoe obosnovanie metoda nerazru-shayuschego kontrolya teplofizicheskih svoystv materialov / N.P. Zhukov [i dr.] // Vestnik Tam-bovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo un-iversiteta. Tambov, 2010. T. 16. № 2. S. 296-302.

5. Zhukov N.P., Maynikova N.F. Matematicheskoe modelirovanie teploperenosa ot dvuh nagrevate-ley v poluogranichennom tele // Vestnik Tam-bovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo un-iversiteta. Tambov, 2012. T. 18. № 2. S. 327-322.

6. Maynikova N.F. Izmeritel'naya sistema nerazru-shayuschego kontrolya strukturnyh prevrascheniy v

polimernyh materialah // Pribory i sistemy. Uprav-lenie, kontrol', diagnostika. 2006. № 9. S. 45-48. 7. Zhukov N.P., Maynikova N.F. Izmeritel'no-vychislitel'naya sistema nerazrushayuschego tep-

lofizicheskogo kontrolya // Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika. 2005. № 2. S. 153-154.

STUDY NDT METHODS OF STRUCTURAL TRANSITIONS IN POLYMERIC MATERIALS

V.D. Popov, N.P. Zhukov

Tambov State Technical University, Russia, Tambov. e-mail: valentin.poopov @ mail.ru; teplotehnika@nnn.tstu.ru

The article deals with the thermal method of nondestructive determination of temperature characteristics of structural transitions in polymeric materials. Numerical study shows that structural transitions accompanied by thermal effects can be detected by the method developed by changes in the rate of heating.

Key words: thermal method, the structural transition, the measuring circuit, polymeric materials, non-destructive testing.

УДК 51-7

О МЕТОДАХ ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ1

А.В. Федоров

Закрытое акционерное общество «Прогноз», Россия, г. Пермь. e-mail: fedorovav@prognoz.ru

Инвестиции в информационные технологии (далее - ИТ) очень быстро растут во всех отраслях экономики. Возрастающие ИТ-бюджеты компаний заставляют руководителей думать о том, насколько выгодны вложения в информационные технологии с экономической точки зрения. Цель данной работы заключается в разработке методики оценки экономической эффективности инвестиций в ИТ, так как на текущий момент большинство компаний используют стандартные методики анализа отдачи от инвестиций, которые не учитывают специфики информационных технологий. На текущий момент проведен сравнительный анализ существующих методик, выявлены особенности информационных технологий как объекта инвестирования, проведен анализ информационной продуктивности на примере российских кредитных организаций и сформулированы основные положения, которые должны использоваться при построении методики оценки экономической эффективности инвестиций в ИТ.

Ключевые слова: информационные технологии, экономическая эффективность, инвестиции.

В настоящее время существует множество подходов, позволяющих оценивать целесообразность и экономическую эффективность инвестиций в различных направ-

лениях бизнеса. Данные подходы и методики содержат в себе инструменты для расчета количественных и для оценки качественных характеристик инвестиционного проекта. Зачастую в разных отраслях используются схожие стандартные методы, такие

1 Работа поддержана ЗАО «Прогноз».