Математические модели динамики, алгоритмы и информационно-измерительные средства виброакустической диагностики и неразрушающего контроля контактных устройств авиационных приборов

• Автор: Уланов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1.1. Устройства и соединители. Принцип действия и контактное

сопротивление.

1.2. Физикохимические процессы в электрических контактах .

1.3. Анализ точности параметров контактных соединений на при

мере контактного нажатия. Надежность контактных устройств.

1.4 Особенности конструирования контактных устройств

1.5 Методы оптимального синтеза динамических систем по частотным спектрам.

1.6. Обзор КС и автоматов защиты, разработанных ОАО КБ

электроизделий XXI века

1.7. Постановка цели и задач исследований.

Глава 2. Метод конечных элементов для моделирования динамики

контактных устройств и оптимизации формы их звеньев.
2.1. Оптимизация формы звеньев контактных устройств с распределенными параметрами.
2.2. Применение метода конечных элементов для расчета контактных устройств.
2.2.1. Модификация матриц стержневого КЭ
2.2.2. Расчт колебаний контактной системы под воздействием кинематического возбуждения
2.2.3. Основные соотношения для вычисления напряжений
МКЭ в стержневой системе
4 2.3. Применение метода конечных элементов для моделирования
динамики контактных устройств.
2.3.1. Конечноэлементная формулировка задачи о контактном динамическом взаимодействии звеньев системыс использованием реологи ческах моделей.
2.3.2. Определение зон виброустойчивости и виброударных режимов конечноэлементной модели
2.4. Определение временных параметров контактной системы с
жесткими ограничителями.
2.5. Полученные результаты и выводы
Глава 3. Диагностика механических напряжений деталей кон
тактных устройств с помощью верификации виброакустичсских сигналов
3.1. Введение
3.2. Методика измерения механического напряжения контактов контактного соединения.
3.3. Верификация виброакустических стохастических сигналов,
описываемых авторегрессионной моделью
3.4. Физические механизмы случайных отказов в несущей спо
собности деталей контактных устройств
3.5. Пластические необратимые деформации
3.6. Полученные результаты и выводы
Глава 4. Разработка алгоритмов и технических средств для нераз
рушающего контроля контактных соединений путем измерения теплофизических и магнитных характеристик их деталей
4.1. Введение
4 4.2. Устройство для магнитошумовой структуроскопии ферромагнитных деталей контактного устройства
4.3. Методика и устройства определения времени нарастания
и спада фронтов импульсных сигналов
4.4. Технические средства для измерения теплофизических свойств материалов контактного соединения.
4.5. Устройства для определения температуропроводности, обеспечивающее распознавание квазилинейного участка напряжения
4.6. Диагностика анизотропии структурной плотности материалов КС
4.7. Полученные результаты и выводы.
Заключение
Литература


Получены экспериментальные зависимости коэффициентов температуропроводности с помощью созданных информационноизмерительных средств, обеспечивающих импульсное воздействие лазерного луча в точки поверхности конструкции КС, преобразование тепловой энергии, снимаемой в контролируемой точке конструкции, в электрический сигнал, предварительной обработки сформированного сигнала и вычисления этого коэффициента с помощью компьютера. Реализация работы в производственных условиях. Результаты диссертационной работы были использованы при разработке, создании и серийном изготовлении целой гаммы контактных устройств 2ВНИ, 2ВНИК, 2ППИ, 2ППИК, В НМ, 2ВНМ, ВНМС, КПС, 2ВНМС, ЗППМС5, ППНМ, 2ППНМ, ЗППНМ, ПСР, П2Н, ПК4А, ПК4Н, ПНП, РШС1, ТД, ТД1, ТД2, ТД3 и др. Данные изделия разрабатывались при непосредственном участии автора работы в ОАО КБ Электроизделий XXI века по заказам предприятий и организаций ОАО ОКБ Сухого, ОАО МВЗ им. М.Л. ОАО ТАНТК им. Г.М. Бериева, ОАО ОКБ им. Яковлева, ОАО КАМОВ, авиационный научнотехнический комплекс Антонов, ОАО Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина. Данные изделия были использованы в качестве комплектующих на самолетах и вертолетах следующих марок Ту4, Ил, Ил, Ил, Ан, Бе0, Илтд, Ил0, Ил4, ТуМ, Ту, Ту4, Су, Су, Су, Ан, ТуМ, Ту0, Бе, Бе3, Ми8, Ми, Ка, Ка и др. Апробация работы. Результаты работы докладывались на Российской научнотехнической конференции Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства Ижевск, Международной НТК, иосвящ. ИжГТУ Ижевск, Ii Viii, , Международной научнотехнической конференции Информационные технологии в инновационных проектах Ижевск, 6м Международном конгрессе по мат. Н.Новгород, Международной НТК Искусственный интеллект Таганрог, Международном симпозиуме Надежность и качество Пенза, , Международной НТК Интеллектуальные и многопроцессорные системы Таганрог, международной конференции Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе Украина, Крым, Ялта Гурзуф, . Публикации. Результаты работы отражены в научных трудах 3 статьи в центральной печати, 9 публикаций в сборниках материалов всероссийских и международных научнотехнических конференций, 1 депонированная рукопись объемом страницу. Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 9 с. В работу включены рис. Глава 1. Устройства и соединители. Разновидности контактных коммутационных устройств и соединителей. В контактных устройствах обеспечивается протекание тока в результате механического соединения или соприкосновения двух металлических деталей контактдеталей и прекращение протекания тока при разъединении или устранений соприкосновения этих деталей. Основной характеристикой является контактное сопротивление. Контактные коммутационные устройства и соединители имеют разные конструкции, могут быть нормализованными, изготавливаться на специализированных заводах или частного применения, когда проектирование и изготовление ведется на аппаратостроительных заводах. Основные осо6енюсти контактных устройств. Как известно, явление проводимости металлов состоит в том, что благодаря наличию свободных электронов создаются благоприятные условия для протекания тока. Физические процессы, которые наблюдаются при протекании тока по соединению металлических тел, гораздосложнее, чем в металлах. Это происходит потому, что поверхности металлов, даже тщательно обработанные, имеют шероховатости, размер которых значительно превышает размер молекул и атомов металлов, а также потому, что в результате воздействия окружающей среды они никогда не бывают абсолютно чистыми. На поверхностях адсорбируются молекулы кислорода и других газов, многие металлы вступают во взаимодействие с газами окружающей среды кислородом, парами воды, сернистыми газами. Контакт между двумя металлами схемотехнически показан на рис. Процессы в контакте между двумя металлами усложняются в результате процессов прохождения токов через тонкие пленки и соединения металлов в локальных точках вследствие тепловых процессов, связанных с местными перегревами плавления металлов в точках, где нагрев достигает температуры плавления процессов образования дуги и пробоя механических процессов деформации выступов на поверхности контактдеталей изменения механических свойств поверхностей металла изза наклепа и разрушений химических процессов, связанных со взаимодействием металлов с кислородом, парами воды и сернистыми соединениями. Рис.