Тепловой метод контроля и диагностика плоских тепловыделяющих элементов в условиях их эксплуатации с оценкой остаточного ресурса

• Автор: Баранов, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Оглавление

Введение
1 Анализ современного состояния методов и средств диагностики технического состояния тепловыделяющих объектов с оценкой их остаточного ресурса по анализу температурных
полей

1.1 Современное состояние методов теплового

неразрушающего контроля материалов , изделий и ...'

конструкций

1.2 Анализ современного состояния методов

обнаружения дефектов и определения их характеристик при неразрушающем контроле

1.2.1 Анализ методов обнаружения дефектов
1.2.2 Анализ современных методов определения
характеристик дефектов при тепловом неразрушающем контроле
1.3 Анализ современного состояния математического моделирования процессов теплового
неразрушающего контроля материалов, изделий и конструкций
1.4 Современное состояние методов оценки
достоверности результатов контроля, в том числе в условиях отсутствия эталона, и определение погрешности измерений
1.5 Постановка задачи исследования
1.6 Выводы по разделу
2 Теоретическое моделирование процесса теплового
неразрушающего контроля и диагностики технического состояния плоских
тепловыделяющих элементов в условиях контроля
и реальной эксплуатации
2.1 Разработка физико-математической модели
теплового состояния НЭСТ в условиях
эксплуатации в замкнутом объеме
2.2 Разработка физико-математической модели
теплового состояния НЭСТ в процессе
индивидуального функционирования
2.3 Разработка физико-математической модели определения поля электрических сопротивлений греющего слоя как функции температурного поля
НЭСТ
Теоретические исследования процесса теплового неразрушающего контроля НЭСТ
1 Исследование влияния дефектов в виде воздушных расслоений между греющим слоем и
электроизоляционными слоями
2 Исследование влияния дефектов в виде
отклонения электрического сопротивления локального участка греющего слоя на
температурное поле НЭСТ
3 Исследование влияния аномальных участков НЭСТ на результаты контроля
Выводы по разделу
Методические принципы разработки и внедрения
методов и программно-аппаратных средств
автоматизированной диагностики технического состояния плоских тепловыделяющих объектов в реальных условиях их эксплуатации Разработка требований к методике и программноаппаратным средствам теплового контроля и диагностики технического состояния плоских нагревательных элементов
Разработка метода оценки остаточного ресурса НЭСТ
Разработка метода выбора оптимальных параметров аппаратуры для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей
Исследование влияния величины шумов и помех на результаты контроля.
Исследование погрешности результатов теплового контроля в зависимости от погрешностей исходных данных (теплофизических и геометрических характеристик, шумов аппаратуры и т.п.)
Разработка программно-аппаратных средств Выводы по разделу
Экспериментальные исследования и внедрение метода теплового контроля и диагностики технического состояния плоских
тепловыделяющих элементов в условиях производства и реальных условиях эксплуатации с оценкой остаточного ресурса

Экспериментальные исследования и определение режимов теплового контроля, адекватных условиям функционирования НЭСТ в замкнутом
объеме
Экспериментальные исследования теплового
состояния НЭСТ в замкнутом объеме
Экспериментальные исследования температурного поля НЭСТ в условиях контроля контактными
средствами измерений
Экспериментальные исследования теплового состояния НЭСТ в условиях контроля средствами
тепл овизионной техники
Экспериментальные исследования полей электрических сопротивлений греющего слоя
НЭСТ
Экспериментальные исследования метода оценки
остаточного ресурса
Проведение теплового контроля и диагностики технического состояния НЭСТ с оценкой их остаточного ресурса в соответствии с
разработанной методикой
Выводы по разделу
Основные результаты работы
Литература
Приложения

1.3. Анализ современного состояния математического моделирования процессов теплового неразрушающего контроля материалов, изделий и конструкций
Единый подход при проведении экспериментальных исследований теплового неразрушающего контроля (ТНК) применительно к большому классу объектов весьма затруднителен, в частности, при проведении ТНК изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Это связано с тем, что, практически, невозможно обеспечить наличие реальных и искусственных дефектов с необходимым набором значений характеристик, необходимой дискретностью их изменения и требуемой точности (порядка 50-И00 мкм). Поэтому наиболее предпочтительным методом исследования, особенно применительно к конструкциям из ПКМ, является метод теоретического моделирования.
Наличие математической модели исследуемого процесса ТНК является необходимым условием для решения обратной задачи.
Физико-математическая модель процесса ТНК должна обладать двумя, вообще говоря, противоречивыми свойствами:
- во-первых, она должна быть адекватна реальному физическому процессу, что позволит использовать ее для моделирования физического эксперимента без применения дорогостоящей аппаратуры и значительно сократить время экспериментальных исследований;
- во-вторых, достаточно проста.
Проведенные информационные исследования показали, что имеется большое количество работ, посвященных разработке физико-математических моделей ТНК (решению прямых задач).
В настоящее время создано несколько математических моделей процесса ТНК изделий из ПКМ с внутренними дефектами [110, 114-117] . В [114] дефект описывается разрезом с теплоизолированными границами. Модель трехмерная, но дает лишь качественное соответствие между теоретическими и экспериментальными данными.