Розробка скануючого пристрою для неруйнівного контролю рейок різних типів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПаренюк, Дмитро Володимирович
dc.contributor.authorШаповалов, Ілля Костянтинович
dc.date.accessioned2024-01-12T05:29:57Z
dc.date.available2024-01-12T05:29:57Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractУ наш час наша країна захищає право бути незалежною та демократичною європейською державою від країни-терориста, яка за будь яку ціну хоче не дати цьому статися. Наша армія цілодобово та без вихідних боронить наш дім. У цьому нам сильно допомагає цивілізований світ постачаючи зброю, набої, генератори, а також багато гуманітарної допомоги. Через відсутнє авіасполучення з міркувань безпеки велика частина транспортування покладена на залізницю. Кожного дня потяги курсують по всій країні без зупину, що досить сильно виснажує залізничне сполучення. Зараз будь яка затримка через поломку колії може дуже сильно нашкодити, саме тому постає питання контролю стану колій. Одним з таких способів контролю є неруйнівний контроль колії, що дозволяє уникати демонтажні роботи та економити час і фінансування. Найчастіше використовуються ультразвуковий метод контролю (УЗК) та вихрострумовий (ВСК) метод контролю. За допомогою ультразвукового методу можна виконувати контроль частини колії усередині на наявність підповерхневих дефектів. У свою чергу вихрострумовий метод дозволяє контролювати поверхню колії на наявність несуцільностей. Комбінований метод, який використовує обидва УЗ та ВТ методи, дозволяє проводити контроль об’єкту у зонах всередині і одночасно на поверхні, що робить цей метод результативним та виграє час у порівнянні з іншими методами. Мета магістерської дисертації - розробка скануючого пристрою для неруйнівного контролю колії, у якій можливе використання різних типів рейок. Визначення можливості використання для контролю рейки комбінованого методу, який дозволить поєднати два методи неруйнівного контролю і за допомогою якого буде можливість виявляти усі імовірні дефекти на зовні і всередині головки рейки, якщо вони перекривають достатню площу ультразвукового променя та незалежно від їх орієнтації відносно локації акустичного сканеру. Підбір датчиків для ультразвукового контролю із відповідними кутами входження ультразвукових променів у об’єкт контролю, їх місця розміщення та можливої будови скануючого приладу. Досягнення цієї мети передбачає розв'язання таких задач: 1. Визначення особливостей одночасного використання різних за фізичною природою методів неруйнівного контролю рейки. 2. Вдосконалення теорії неруйнівного контролю рейок. 3. Експериментальна перевірка можливостей використання методів неруйнівного контролю при нестандартному встановленні датчиків. 4. Експериментальна можливість використання нового діагностуючого параметру для проведення неруйнівного контролю рейок – ширини головки рейки. 5. Встановлення можливості використання типових перетворювачів неруйнівного контролю для контролю різних об’єктів контролю, котрі відрізняються хімічним складом. 6. Розробка та розрахунок параметрів роботи нового типу скануючого пристрою для ультразвукового неруйнівного контролю. Об’єктом дослідження є процес перетворення енергії коливань п’єзопластини під час проходження ними шляху через скануючий пристрій у об’єкт контролю та у зворотному напрямі, трансформація енергії електромагнітних коливань у металі. Предметом дослідження є акустичний та вихрострумовий тракти приладу неруйнівного контролю, котрі працюють у визначеному діапазонові частот та використовують у якості об’єкту контролю рейки різних типів. Методи дослідження. Дослідження проведено використовуючи два методи неруйнівного контролю: ультразвуковий та вихрострумовий. Ульразвуковий метод використовується для контрою підповерхневих та глибинних дефектів, вихрострумовий для знаходження поверхневих несуцільностей об’єкту контролю. Використання тесту Шапіро-Уілка та графічний методу для аналізу відповідності нормальному розподілу у вибірці отриманих результатів; t–критерій Стьюдента вибірок із нормальним законом розподілу результатів. Практичне значення одержаних результатів. Отримані під час виконання дисертації результати ожуть бути використані: - для покращення якості та продуктивності контролю лінійних ділянок залізничної колії, що зменшить час та фінансові витрати на її діагностику; - для забезпечення збереження цілісності використовуваного матеріального забезпечення при проведені контролю пошкоджених рейок; - при підготовці фахівців на кафедрі Акустичних та мультимедійних електронних систем, а саме, при проведенні лабораторних та практичних робіт з дисциплін "Акустичні прилади та системи", "Прилади та системи неруйнівного контролю". Публікації: [1] Д. В. Паренюк, І. К. Шаповалов, К. С. Дрозденко, і В. П. Міщенко, «Аналіз можливості використання пристрою для контролю стану рейки із нестандартним встановленням сканеру», Мікросистеми, Електроніка та Акустика, vol 27, no 2, p 8, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.263459. [2] Д. В. Паренюк і І. К. Шаповалов, «ОГЛЯД ЗОН КОНТРОЛЮ РЕЙКИ ПРИ НЕСТАНДАРТНОМУ ВСТАНОВЛЕННІ СКАНЕРУ», в Proceedings of the 14th International scientific and practical conference, 2022, pp 151–155, [Online]. Available at: https://sci-conf.com.ua/xiv-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-modern-directions-of-scientific-research-development-13-15-07-2022-chikago-ssha-arhiv/.uk
dc.description.abstractotherNowadays, our country defends the right to be an independent and democratic European state against a terrorist country that wants to prevent this from happening at any cost. Our army defends our home 24/7. The civilized world helps us a lot in this by supplying weapons, ammunition, generators, as well as a lot of humanitarian aid. Due to the lack of air traffic for security reasons, most of the transportation is carried out by rail. Every day, trains run all over the country without stopping, which exhausts the railway connection quite a lot. Now, any delay due to a broken track can be very damaging, which is why the issue of monitoring the condition of the tracks arises. One of these methods of control is non-destructive control of the track, which allows you to avoid dismantling work and save time and money. The ultrasonic method (US) and the eddy current (EC) method are most often used. With the help of the ultrasonic method, it is possible to control a part of the track inside for the presence of subsurface defects. In turn, the eddy current method allows you to control the surface of the track for the presence of discontinuities. The combined method, which uses both US and EC methods, allows you to control the object in areas everywhere and at the same time on the surface, which makes this method effective and saves time compared to other methods. The goal of the master's thesis si the development of a scanning device for non-destructive testing of the track, which it is capable of being used with different types of rails. Determination of the possibility of using a combined method to control the rail, which will allow combining two methods of non-destructive testing and with which it will be possible to detect all possible defects on the outside and inside of the rail head, if they cover a sufficient area of the ultrasonic beam and regardless of their orientation relative to the location of the acoustic scanner. Selection of sensors for ultrasonic control with corresponding angles of entry of ultrasonic rays into the object of control, their location on the rail and possible layout of the scanning device. Achieving this goal involves solving the following problems: 1. Determination of the features of the simultaneous use of different physical methods of non-destructive rail control. 2. Improvement of the theory of non-destructive control of rails. 3. Experimental verification of the possibilities of using non-destructive testing methods for non-standard installation of sensors. 4. Experimental possibility of using a new diagnostic parameter for non-destructive control of rails - the width of the rail head. 5. Establishing the possibility of using typical transducers of non-destructive testing for monitoring various control objects that differ in chemical composition. 6. Development and calculation of operating parameters of a new type of scanning device for ultrasonic non-destructive testing. The object of the research is the process of transformation of the vibration energy of the piezo plate during it`s passage through the scanning device to the object of control and in the opposite direction, transformation of the energy of electromagnetic vibrations in the metal. The subject of the research is acoustic and eddy current tracts of the non-destructive testing device, which work in a pre-set frequency range and apply different types of rails as an object of control. Research methods. The research was carried via usage of two methods of non-destructive testing: ultrasonic and eddy current. The ultrasonic method is used to detect subsurface and deep defects, and the eddy current method is used to find surface discontinuities of the control object. Using the Shapiro-Wilk test and the graphic method was analized the conformity to the normal distribution in the sample of the obtained results; Student's t-test of samples with a normal distribution of results. Practical significance of the obtained results. The results obtained during the dissertation will be used: - to improve the quality and productivity of control of linear sections of the railway track, which will reduce time and financial costs for its diagnosis; - to ensure the preservation of the integrity of the material base used during inspection of the damaged rails; - during the training of specialists at the Department of Acoustic and Multimedia Electronic Systems, namely, when conducting laboratory and practical work in the disciplines "Acoustic devices and systems", "Non-destructive testing devices and systems". Publications: [1] D. V. Pareniuk, I. K. Shapovalov, K. S. Drozdenko, and V. P. Mishchenko, "Analysis of Application the Device with Nonstandard Scanner Installation for Rail Condition Monitoring", Microsystems, Electronics and Acoustics, vol 27, no. 2, p. 8, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.263459. [2] D. V. Pareniuk and I. K. Shapovalov, "OVERVIEW OF RAIL CONTROL ZONES AT NON-STANDARD INSTALLATION OF THE SCANNER", in Proceedings of the 14th International scientific and practical conference, 2022, pp 151–155, [Online]. Available at: https://sci-conf.com.ua/xiv-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-modern-directions-of-scientific-research-development-13-15-07-2022-chikago-ssha-arhiv /.uk
dc.format.extent112 с.uk
dc.identifier.citationШаповалов, І. К. Розробка скануючого пристрою для неруйнівного контролю рейок різних типів : магістерська дис. : 171 Електроніка / Шаповалов Ілля Костянтинович. – Київ, 2022. – 112 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/63704
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectнеруйнівний контрольuk
dc.subjectехо-імпульснийuk
dc.subjectвихреструмовий метод контролюuk
dc.subjectдзеркально-тіньовийuk
dc.subjectголовка рейкиuk
dc.subjectрейкаuk
dc.subjectстатистичний аналізuk
dc.subjectскануючий пристрійuk
dc.subjectіммерсійне колесоuk
dc.subjectnon-destructive testinguk
dc.subjectecho-impulseuk
dc.subjecteddy current control methoduk
dc.subjectmirror-shadowuk
dc.subjectrail headuk
dc.subjectrailuk
dc.subjectstatistical analysisuk
dc.subjectscanning deviceuk
dc.subjectimmersion wheeluk
dc.titleРозробка скануючого пристрою для неруйнівного контролю рейок різних типівuk
dc.title.alternativeDevelopment of a scanning device for non-destructive control of different types of railsuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Shapovalov_magistr.pdf
Розмір:
3.35 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АМЕС)
Магістерські роботи