Разработка методики и системы диагностики осей и колес железнодорожных вагонов методом собственных частот с применением тарированного излучателя

• Автор: Десятников, Валерий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Вводные замечания
1.1. Историческая справка
1.2.Основы теории колебаний стержней и стержневых систем
1.2.1. Общие сведения по свободным колебаниям стержней и стержневых систем
1.2.2. Общие сведения по свободным колебаниям стержней и стержневых систем
1.2.3. Изгибные колебания стержней
1.2.4. Принцип метода собственных частот
1.3 .Анализ отечественных и зарубежных аналогов применения
методов акустической дефектоскопии в различных объектах
1.4.Анализ Фурье
1.4.1. Преобразование Фурье
1.4.2. Быстрое преобразование Фурье
1.5.Выбор информативных признаков
1.б.Определение параметров процесса колебаний при ударнодинамическом воздействии '
1.7.Построение решающего правила распознавания дефектов
ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИИ ТЕЛ
И ДЕФЕКТОВ НА ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ОСЕЙ И КОЛЕС
Вводные замечания
2.1.Расчет методом конечных элементов собственных колебаний типовых колес и осей грузового железнодорожного вагона

2.2.Расчет методом конечных элементов собственных колебаний колеса и оси с измененной геометрией
2.3.Расчет методом конечных элементов собственных колебаний типовой оси грузового железнодорожного вагона с различными дефектами
2.4.Расчет методом конечных элементов собственных колебаний типового колеса с различными дефектами
ВЫВОДЫ
3. ВЫБОР СПОСОБА ВОЗБУЖДЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ. СОСТАВ, УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ МЕТОДОМ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
Вводные замечания
3.1.Выбор способа возбуждения собственных колебаний в исследуемых объектах
3.1.1. Описание эксперимента
3.2.Состав, устройство и работа системы диагностики методом собственных частот
ВЫВОДЫ
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА НАТУРНЫХ ОСЯХ И КОЛЕСАХ
Вводные замечания
4.1 .Эксперимент с колесом
4.2.Эксперимент с осью
ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Методика проведения диагностики для колеса
Приложение 2. Методика проведения диагностики для оси
Приложение 3. Устройство и работа составных частей системы диагностики методом собственных частот колес и осей грузовых железнодорожных вагонов
Приложение 4. Руководство по технической эксплуатации Системы диагностики осей и колес железнодорожных вагонов методом собственных частот
Приложение 5. Технико-экономическое обоснование «Комплекса диагностики осей и колес железнодорожных вагонов методом собственных частот с применением тарированного излучателя»

Х2жм[к,р] =Хх/м[к,р] + Wk2l/мXN/M[k,p+M/2], где к=0,1
Х[к] = Хк[к] =Хн/2[к,0] + УкыХК/2[к,1], (23)
где к=0,1
На каждом этапе вычислений производится по N комплексных умножений и сложений. А так как число разложений исходной последовательности на подпоследовательности половинной длины равно 1о&М, то полное число операций умножения-сложения в алгоритме БПФ равно Мо§2Ы. При больших N имеет место существенная экономия вычислительных операций по сравнению с прямым вычислением ДПФ. Например, при N = 210 = 1024 число операций уменьшается в 117 раз. Рассмотренный нами алгоритм БПФ с прореживанием по времени основан на вычислении преобразования Фурье путем формирования подпоследовательностей входной последовательности х[п]. Однако можно использовать также разложение на подпоследовательности преобразования Фурье Х[к]. Алгоритм БПФ, основанный на этой процедуре, носит название алгоритма с прореживанием по частоте.
1.5.Выбор информативных признаков
При проведении дефектоскопии изделий методом собственных частот возникает задача сравнения спектров колебаний изделий [15,16,58]. Спектральные характеристики даже годных объектов могут отличаться. Например, из-за того, что могут быть не однозначными условия возбуждения объекта контроля (разные точки, характеристики удара, крепление исследуемого изделия и т.п.) [31]. В то же время анализировать желательно все составляющие спектров колебаний, причем с максимально возможным разрешением по частоте, что делает визуальное сравнение спектров затруднительным. Обычно «классические» критерии сравнения явно включают предположение, что исследуемые случайные величины