Розроблено та досліджено нові методи і системи, що забезпечують швидке точне визначення часових і частотних параметрів просторово розвинених невзаємних динамічних об'єктів і спектральних параметрів поширюваних у них сигналів у завданнях неруйнівного (неінвазивного) визначення їх структури, пошарового складу та стану. Розвинено часові та частотні критеріальні засади оцінювання структури та стану просторово розвинених динамічних об'єктів різного фізичного походження. Розвинено методологію формування сигналів порівняння та теорію просторових часових, частотних і спектральних вимірювань. Розроблено принципи побудови широкосмугових просторово розгалужених систем ампліфазометрії й ампліфазової спектрометрії, імпедансометрії та імпедансної томографії. Створено методологію визначення стану системи гемодинаміки на засадах пульсової амплітудної та фазової спектрометрії у традиційних (за Фур'є) і нетрадиційних (за Уолша, REX і CoREX) ортогональних базисах. Запропоновано новий метод просторової кореляційно-спектральної осцилометрії, що забезпечує завадостійке визначення параметрів артеріального тиску за умов завад і артефактів підвищеного рівня інтенсивності. Ефективність розроблених методів і систем підтверджено результатами їх застосування за умов реалізації технології оцінювання стану випробовуваних і впроваджених у провідних організаціях України та Росії технічних і біологічних об'єктів.

  Скачати повний текст

Визначено зміни технічного стану складних інженерних споруд у процесі їх експлуатації. Створено відовідні методики та систему вимірювань. Одержано діагностичну модель протизсувного анкера, яка описує залежність зміни власної частоти анкера від його натягу. Визначено залежності енергетичних та імовірнісних характеристик вимірюваних вібраційних сигналів від зміни технічного стану елементів конструкцій для різних типів вібраційного збурення. Визначено найбільш інформативні характеристики вібраційних сигналів для оцінювання технічного стану елементів конструкцій складних інженерних споруд. Запропоновано й обгрунтовано алгоритмічний метод зменшення систематичної похибки вимірювань на основі вейвлетної фільтрації. Відзначено, що провадження розробленої багатофункціональної системи вібраційного моніторингу має забезпечити безаварійну експлуатацію складних інженерних споруд, що знаходиться під впливом коливальних процесів природного та техногенного походження.

  Скачати повний текст

Вперше сформульовано та виконано універсальне рішення задачі прогнозу руйнівного навантаження та залишкового ресурсу за даними акустичної емісії (АЕ) для металевих матеріалів з накопиченими пошкодженнями. Підтверджено провідну роль пор у механізмі виникнення АЕ для пластичних металевих матеріалів на стадіях, які передують виникненню тріщин. Встановлено залежність між пошкодженістю матеріалів і зміною структурно-чутливих параметрів. Запропоновано критерій оцінки залишкового ресурсу матеріалів з експлуатаційним напрацюванням. Вперше формалізовано й успішно застосовано об'єктний підхід до розв'язання задачі. Створено й експериментально підтверджено математичну модель, яка пов'язує виникнення АЕ та зміну параметрів акустичних сигналів. Вдосконалено методику аналітичного розрахунку хвиль АЕ, які виникають від точкового джерела та розповсюджуються у матеріалі, шляхом розбиття сумарної хвилі на елементарні, які складаються за хвильовими числами та комплексними частотами.

  Скачати повний текст

Встановлено й експериментально підтверджено аналітичний взаємозв'язок між інтенсивністю зносу деталей машин (ДМ) та електропровідністю мастильної плівки. Розроблено методику визначення зміни електропровідності змащувального мастила залежно від ступеня його відпрацювання та інтенсивності зносу ДМ (за лабораторних та експлуатаційних умов досліджень). Встановлено максимально припустимі строки служби змащувального мастила, які забезпечують мінімальне значення інтенсивності зношування. Надано практичні рекомендації для діагностування зносу та довговічності ДМ, визначення строків служби мастил у зв'язку з їх електропровідністю.

  Скачати повний текст

Розроблено метод діагностування руйнування крихких включень у конструкційних металевих сплавах за кількісними ознаками параметрів сигналів акустичної емісії (АЕ), які супроводжують їх руйнування. Об'єктом досліджень є поля пружних хвиль, які виникають під час зародження та розвитку руйнування у конструкційних матеріалах під впливом квазістатичного навантаження. На підставі аналізу відомих аналітичних розв'язків задач про розподіл напружень на включеннях, що знаходяться у в'язко-пружній матриці, а також динамічних задач про утворення дископодібної тріщини нормального відриву одержано аналітичні залежності щодо оцінювання розмірів крихкого включення, яке руйнується у матриці. Залежності пов'язують фізичні параметри зруйнованого включення та параметри сигналів АЕ. За допомогою числового розрахунку встановлено розподіл напружень, які виникають за різної форми включень та в їх околі, залежно від зміни форми включень та їх орієнтації у тілі. Доведено добру кореляцію між зміною амплітуд сигналів АЕ та руйнуванням крихких включень у чавунах та алюмінієвих сплавах.

  Скачати повний текст

Уперше сформульовано твердження про можливість приведення структури складних технічних систем з регулярною структурою (СТС РС) до нейроподібної шляхом скінченної кількості еквівалентних перетворень. Запропоновано положення про системну єдність СТС РС та складних інформаційних структур з регулярною структурою (СІС РС), що полягає у корельованості статистичних характеристик відмов технічних об'єктів і відмов топологічно подібних даних нейронних мереж. Розроблено метод ідентифікації відмови ушкоджених СТС РС, який полягає у порівнянні працездатності таких об'єктів з працездатністю топологічно подібних "ушкоджених" нейронних мереж. Створено імітаційну модель нагромадження ушкоджень та ідентифікації відмов складних технічних систем, яка є топологічно еквівалентною нейронною мережею. Уперше запропоновано алгоритм настроювання імітаційної моделі нагромадження ушкоджень та ідентифікації відмов СТС, що полягає у визначенні оптимального зовнішнього навантаження на технічну систему, яка забезпечує максимальне значення коефіцієнта кореляції Пірсона між залежностями ймовірностей відмови СТС і СІС за однотипних ушкоджень. Розвинуто алгоритм прогнозування ушкоджень складних технічних систем з регулярною структурою, що полягає у зваженому підсумовуванні впливів конструкції об'єкта та умов його експлуатації.

  Скачати повний текст

Створено нові методики та технічні засоби неруйнівного контролю та діагностики технічного стану деталей і конструкцій методом акустичної емісії. З метою визначення координат дефектів під час діагностування технічних об'єктів різноманітної форми теоретично розв'язано задачі лінійної, площинної та просторової локації джерел акустичної емісії та для їх реалізації створено засіб на базі трьох модифікованих приладів АФ-15 і комп'ютера. Розроблено методику неруйнівного діагностування технічного стану зварних з'єднань чавуну СЧ-4 в процесі твердіння розплаву. Шляхом занурення контрольованого об'єкту та п'єзоелектричного перетворювача (ПЕП) в акустопрозоре однорідне середовище вперше значно точніше розв'язано задачу визначення координат дефектів у конструкціях зі складною неоднорідною поверхнею. Знайдено кореляційні залежності між характеристиками міцності деяких деталей машин та енергією сигналів акустичної емісії.

  Скачати повний текст

Установлено взаємозв'язок між геометричними та магнітними параметрами зварного шва, зони термічного впливу й основного металу на величину коерцитивної сили зварного з'єднання, що уможливлює локальну оцінку пошкодженості зварних з'єднань. З'ясовано вплив циклічного та статичного навантажень на величину коерцитивної сили такого з'єднання. Обгрунтовано використання межових значень величини цієї сили у локальних зонах зварного з'єднання, а також її анізотропії для оцінки технічного стану конструкцій. Запропоновано метод цінки технічного стану зварних з'єднань трубопроводів з застосуванням магнітного коерцитиметричного методу, що полягає у локальній оцінці межових значень величини коерцитивної сили даних з'єднань з використанням зразків-свідків й аналізі кінетики зміни одержаних під час моніторингу її поточних значень для прогнозування залишкового ресурсу.

  Скачати повний текст

Розроблено метод масштабних коефіцієнтів (МК) та індикаторних функцій стандартизації інформаційних сигналів, виділено основні типові класи випадкових процесів, для яких задача стандартизації може мати розв'язок та бути технічного завершеною. Доведено теорему стаціонаризації за методом МК та ІФ для кусково-однорідних процесів Пуассона. Обгрунтовано математичну модель кусково-однорідного процесу Пуассона у задачах надійності, діагностики технічного обладнання, що працює за нестаціонарних режимів. Розроблено метод імітаційного моделювання кусково-однорідного пуассонівського процесу, що враховує кусковий характер процесу функціонування виробів. Базуючись на результатах дослідження, є можливим застосовувати класичні процедури прийняття рішень про стан діагностованого об'єкта шляхом використання методу К та ІФ для перевірки гіпотез за методами Неймана - Пірсона та Вальда й у разі планування перевірки виробів щодо надійності з використанням зазначених методів.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему дистанційного визначення параметрів і характеристик поверхонь складних великогабаритних виробів у тривимірному просторі з використанням багатоканальних лазерних дальномірних систем. Методи базуються на визначенні координат точок поверхні з використанням методу найменших квадратів для обробки результатів. Виконано аналіз трьох-, чотирьох-, п'яти-, шести-, дев'ятиканальних дальномірних систем. Проведено теоретичні дослідження їх потенційних можливостей з метою визначення форми складних поверхонь. Здійснено модельні дослідження стосовно відновлення форми складних поверхонь, які описуються точними математичними виразами, а також особливостей відбиття лазерного випромінювання від складних поверхонь та досліджено дифракційно-інтерференційні явища, які зумовлюють формування індикатриси розсіяння зворотнього сигналу. Досліжено вплив характеру обробки та захисних покриттів металевих і неметалевих поверхонь на коефіцієнти відбиття та зворотню діаграму відбиття у широкому спектральному діапазоні. Досліджено амплітудно-частотні характеристики, шуми та флуктуації інтенсивності двомодових гелій-неонових лазерів і напіпровідникових інжекційних лазерів за різних режимів випромінювання та модуляції з урахуванням їх "старіння". Розроблено методології побудови програмно-математичного комплексу багатоканальних лазерних далекомірних систем.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику визначення оптимальних значень періодичності проведення технічного обслуговування (ТО) інженерної техніки (ІТ) тривалого зберігання з урахуванням почасової надмірності та відомої функції розподілу наробітку до відмови. Запропонована методика передбачає врахування почасової надмірності - допустимого часу виконання ТО, а також часу перебування зразка ІТ тривалого зберігання у стані прихованої відмови, що дозволяє одержати результати розрахунків періодичності проведення ТО, які більш достовірно відображають реальні умови зберігання. Удосконалено методику визначення отимальних значень періодичності проведення ТО зразків ІТ за зазначених умов з урахуванням почасової надмірності та неповної інформації щодо безвідмовності. Запропонована методика враховує неповноту інформації щодо безвідмовності зразка ІТ, почасову надмірність і час перебування зразка у стані прихованої відмови у разі тривалого зберігання.

  Скачати повний текст

Побудовано напівмарковські моделі технічного обгрунтування (ТО) за віком, за сумарним напрацюванням елементів і календарного ТО, як у випадку повного відновлення елементів після їх відмов, так і мінімального. Розв'язано комплекс задач визначення оптимальної періодичності проведення технічного обслуговування з метою досягнення найкращих значень стаціонарних характеристик системи. Встановлено достатні умови існування розв'язків задач оптимізації. Показано можливість і доцільність застосування одержаних результатів для розв'язання конкретних практичних задач підвищення надійності й ефективності функціонування складних технічних систем за рахунок вибору оптимальної періодичності проведення технічного обслуговування.

  Скачати повний текст

З метою вирішення науково-технічної проблеми забезпечення стабільних експлуатаційних характеристик машин створено й апробовано моніторингові системи багатопараметричного діагностування, впровадження яких сприяє подальшому підвищенню ефективності використання технічної інфраструктури суспільства. Моніторингову систему багатопараметричного діагностування машин розроблено на базі використання комплексу теоретичних та експериментальних методів і засобів визначення діагностичних параметрів, встановлення їх взаємозв'язку та закономірностей впливу на експлуатаційні характеристики машин і механізмів. Запропоновано уніфіковані методи проектування систем моніторингу машин з наперед заданими властивостями: інтегрованою похибкою вимірювальної інформації, необхідною кількістю та якістю чутливих елементів, аналого-цифрових перетворювачів, фільтрів низьких і високих частот; математичним моделюванням у першому наближенні досліджуваних процесів у машинах і механізмах. Проаналізовано практичні питання багатопараметричної діагностики машин і механізмів, які найбільш поширені у різних галузях промисловості та містять у своєму складі найбільш розповсюджені типові елементи, працюють за умов високого рівня вібрації та характеризуються підвищеними вимогами щодо надійності функціонування.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод електронної ширографії для неруйнівного контролю тонколистових конструкцій, які виготовляються з застосуванням зварювання, пайки та склеювання, з метою оптимізації технологій виготовлення машинобудівних конструкцій. Установлено аналітичну залежність, яка дає змогу моделювати процес одержання широграм. Удосконалено існуючі та розроблено нові завадостійкі алгоритми програмного забезпечення для створених ширографічних установок. З використанням даного обладнання визначено чутливість методу та діапазон реєстрації похідних від переміщень за вибраним напрямком, а також одержано залежності, що відбивають вплив величини широзсуву на чутливість та діапазон реєстрації вказаних похідних. Експериментально визначено області виявлення тріщиноподібних дефектів за методом електронної ширографії. Обгрунтовано ефективність застосування розробленої методики для контролю якості тонкостінних зварних судин високого тиску, виготовлених з високоміцних сталей та призначених для експлуатації за умов циклічного навантаження, що обумовлює їх підвищену чутливість до дефектів і концентраторів напруг.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи розв'язання актуальної проблеми підвищення ефективності функціонування складних інформаційних управляючих систем за рахунок оптимізації параметрів системи технічного діагностування (СТД). Розроблено комплекс математичних моделей СТД стану старіючих технологічних систем, що враховують наявність прихованих і помилкових відмов, а також ненадійність апаратури контролю. На підставі використання розроблених моделей сформульовано та вирішено задачу визначення раціональної стратегії технічного обслуговування системи за станом. На базі одержаних співвідношень розраховано оптимальний період контролю системи для заданого набору числових значень основних технічних характеристик системи (зокрема, визначено інтенсивність відмов об'єкта контролю та апаратури контролю, імовірність виявлення відмови працездатною апаратурою контролю, а також тією, що відмовила, імовірність помилкової відмови). Запропоновано напівмарковську модель системи технічного діагностування, яку використано для розрахунку оптимальної періодичності контролю установок з вирощування монокристалів залежно від інтенсивності відмов.

  Скачати повний текст

У дослідженні розв'язано науково-технічну задачу підвищення чутливості, вірогідності та розширення функціональних можливостей теплових методів неруйнівного контролю об'єктів промислового призначення. Для підвищення чутливості активного методу теплового неруйнівного контролю вдосконалено теплофізичну модель процесу активного теплового контролю шляхом врахування характерних для цього методу завад, в результаті чого запропоновано підхід до оптимізації режиму проведення контролю, заснований на максимізації співвідношення сигнал/завада. Підвищення вірогідності пасивного теплового методу (термографії) та розширення сфер його впровадження забезпечені вибором інформативних ознак, що враховують специфіку контрольованих об'єктів, формуванням еталонів і вирішальних правил для виявлення дефектів.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі, які формують дані про навантажений стан напружено-деформованого технологічного об'єкта з метою визначення процесу взаємодії його з середовищем, що контролюється в реальному часі. Розвинуто теорію, запропоновано нові принципи побудови вимірювальних структур і засоби їх реалізації, що дозволяють створювати єдині інформаційно-вимірювальні системи (ІВС) для всіх інтердисциплінарних класів напружено-деформованих об'єктів (НДО). Наведено нові методи та способи установлення конструктивно-функціонально-технологічної єдності об'єктів та ІВС, що за умов мінімальної кількості незалежних змінних забезпечують підвищення інформативності, надійності і достовірності одержаних результатів і ефективність систем визначення стану напружено-деформованих об'єктів. Засоби, пристрої, мікропроцесорні багатоканальні системи, створені на базі розроблених математичних моделей і алгоритмів для аналізу та визначення параметрів НДО, практично ліквідують недоліки, притаманні даному виду ІВС: недостатній діапазон вимірювань, велику похибку лінеаризації, незадовільні метрологічні характеристики, відсутність іскробезпечних вимірювальних ланцюгів, надійність.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми розробки методу діагностування крихкого руйнування матеріалів за кількісними значеннями параметрів сигналів акустичної емісії (АЕ), що супроводжують руйнування твердих тіл. Досліджено пружні хвилі, що виникають під час зародження та розвитку різних типів руйнування конструкційних матеріалів під впливом квазістатичного навантаження. В основу класифікування типів руйнування покладено критеріальний параметр <$Ezeta>, який ураховує найстійкіші характеристики сигналів АЕ: час наростання переднього фронту сигналів, ширину їх спектрів частот, амплітуду огинаючої, робочу смугу первинних перетворювачів, а також коефіцієнт підсилення аналогового тракту вимірювальної АЕ-системи та коефіцієнт передачі первинного перетворювача. За результатами експериментальних досліджень, з використанням розробленої методики та АЕ-засобів, запропоновано кількісний критерій оцінювання крихкого руйнування. Наведено методичні рекомендації щодо АЕ-діагностовування реальних виробів чи конструкцій.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість і доцільність використання характеристик теплопереносу як структурно чутливих. Розроблено новий метод визначення фізико-механічних характеристик сталей, який полягає у комплексному врахуванні кількох параметрів (твердості, теплопровідності та питомого електричного опору) неруйнівного контролю. Побудовано математичну модель процесу вимірювання лінійної теплопровідності. Проведено дослідження щодо виділення інформативного параметра, який характеризує теплопровідність згідно з обраними критеріями. Наведено інформативний параметр з площею спеціальної побудови на графічному зображенні виміряних часових залежностей температури, який відображає фізичну суть процесу теплопереносу та залежність від дійсного значення теплопровідності. Визначено шляхи технічної реалізації розробленого методу контролю. Здійснено метрологічну оцінку запропонованого методу визначення фізико-механічних характеристик. Розроблено та виготовлено дослідно-експериментальний зразок установки для визначення фізико-механічних характеристик сталей за допомогою розробленої інформаційно-вимірювальної системи ФМХ-1.

  Скачати повний текст

Досліджено питання побудови інформаційно-вимірювальної системи (ІВС) для статистичного діагностування виробів з композиційних матеріалів авіаційного призначення. Запропоновано новий спосіб підвищення вірогідності контролю композиційних матеріалів, який полягає у рандомізації стимулювальної дії на об'єкт контролю та використанні як діагностичних ознак статичних характеристик параметрів інформативних сигналів. Побудовано математичні моделі процесу ударної взаємодії у вигляді лінійних випадкових полів та запропоновано способи їх дослідження. Як діагностичні ознаки запропоновано використовувати статистичні характеристики параметрів імпульсів ударної взаємодії - тривалості першої півхвилі та її амплітуди. Прийняття діагностичного рішення в ІВС грунтується на статистичному методі перевірки гіпотез за критерієм Лємана - Розенблата за умов виявлення та методі - відстані Бхатачарія у разі класифікації дефектів). Проведено оцінку метрологічних характеристик ІВС та розроблено необхідне програмне забезпечення.

  Скачати повний текст