Слєпко Р. Т. Аналіз стану поверхонь пар тертя за характеристикаси вібраційних сигналів

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U000335

Облікова картка дисертації

0825U000335.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 113 - Прикладна математика

28-04-2023

Спеціалізована вчена рада

PhD 1169

Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка Національної академії наук України

Анотація

Проведені дослідження взаємодії між тертям і вібраціями, в яких поєднані досягнення трибології і механіки вібрацій, що дали можливість розвʼязати цілий ряд практично важливих задач по підвищенню зносостійкості контактуючих поверхонь та зменшенню рівня вібрацій механічних динамічних систем. Важливим напрямом у цій області є проведення експериментальних досліджень по встановленню звʼязку між контактною взаємодією та трибологічною поведінкою матеріалів зі структурою вібрацій. Основою таких досліджень є обґрунтування методів обробки реалізацій вібраційних коливань, яке може бути проведене, виходячи з їхньої математичної моделі. Представлено результати експериментальних досліджень вібрацій, викликаних тертям при обертанні тіл за схемою диск-колодка. Описано обладнання та методику для досліджень трибологічних властивостей матеріалів. Випробування проводили на зразках зі сталі 40 ХН за сухого та граничного тертя (мастило І-20) за різних навантажень. Аналіз часових послідовностей проводився з використанням методів ПНВП з невідомим періодом. Спочатку були встановлені загальні властивості кореляційних функцій стаціонарного наближення ПНВП та спектральні складові вібрацій. Для виявлення прихованих періодичностей першого та другого порядків і визначення їхніх базових частот використано квазіоптимальні квадратичні функціонали. За оцінками базових частот обчислені коефіцієнти Фурʼє математичного сподівання і дисперсії, а також їхні амплітудні спектри. Запропоновано індикатор для характеристики стану контактних поверхонь, у формулу якого включені як зміни середньої потужності стохастичних коливань, так і сумарна амплітуда гармонік, що описують її часові зміни. Результати обчислень наведені для кожної стадії експерименту у вигляді графічних залежностей, діаграм, таблиць та проведено їх порівняння. Наведені також графіки часових залежностей детермінованих та стохастичних складових потужностей коливань. Проведено аналіз залежностей кореляційних компонентів від зсуву, які відображають властивості високочастотної модуляції обертових гармонік. Встановлено, що характерною відмінністю вібрацій при сухому та граничному терті є зміни у частотному діапазоні вібрацій, що породжує відмінності у корельованості гармонік. Такі корельованості є результатом переносу спектрів, що відбуваються при високочастотній модуляції. Поява високочастотних вібрацій при сухому терті на другій стадії експерименту зумовлена зародженням локальних пошкоджень поверхонь, які на третій стадії експерименту вже є достатньо розвинутими. Величина індикатора стану пошкодження для цієї стадії є більшою від двадцяти. Проте, для поверхонь тертя при змащуванні величина індикатора стану пошкодження на третій стадії експерименту є меншим від семи, що є початком інтервалу, котрий визначає діапазон середнього рівня пошкоджень. Таким чином, зміна умов взаємодії контактних пар тертя суттєво змінює структуру вібрацій та впливає на трибологічні характеристики. Ключові слова: періодично нестаціонарний випадковий процес, вібраційний сигнал, стохастична модуляція, тертя, індикатор стану.

Читати повністю

Публікації

1. Javorskyj I., Yuzefovych R., Lychak O., Slyepko R., Semenov P. Detection of distributed and localized faults in rotating machines using periodically non-stationary covariance analysis of vibrations. // Measurement Science and Technology. 2023. № 34. 065102. 24 p. (IF: 2.398, Q2) https://doi.org/10.1088/1361-6501/acbc93

2. Javorskyj I., Yuzefovych R., Lychak O., Slyepko R., Semenov P. Hilbert transform for analysis of amplitude modulated wide-band random signals // Proceedings of ХII International Conference on Advanced Computer Information Technologies, Spišská Kapitula, Slovakia, 26-28 September 2022. – P. 68–71. https://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913131

3. Javorskyj I., Yuzefovych R., Lychak O., Slyepko R., Varyvoda M. Hilbert transform of periodically non-stationary random signals: narrow-band high frequency amplitude modulation // Proceedings of 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology, Kharkiv, Ukraine, 3–7 October 2022. – P. 273–277. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916452

4. Мардаревич Р.С., Винар В.А., Слєпко Р.Т., Василів Х.Б. Вплив термічної обробки на трибокорозію гальванічних покриттів на основі нікелю // Проблеми трибології. 2018. № 3. С. 6–10.

5. Яворський І.М., Юзефович Р.М., Личак О.В., Слєпко Р.Т., Вариво-да М.З. Демодуляція нестаціонарного випадкового сигналу з використанням перетворення Гільберта // Відбір і обробка інформації. 2022. № 50(126). C. 26–33. https://doi.org/10.15407/vidbir2022.50.026

6. Яворський І.М., Юзефович Р.М., Личак О.В., Слєпко Р.Т., Вариво-да М.З., Семенов П.О. Діагностика пошкоджень зубчатих пар методами біперіодично корельованих випадкових процесів. Частина 1. Теоретичні аспекти проблеми. // Технічна діагностика і неруйнівний контроль. 2022. № 4. С. 4–11. https://doi.org/10.37434/tdnk2022.04.01

7. Слєпко Р.Т. Дослідження процесів трибокорозії за кореляційними параметрами вібраційних сигналів // Матеріали конференції “Young Scientists Conference on Materials Science and Surface Engineering” (MSSE 2019). Lviv : Karpenko Physico-Mechanical Institute of NAS of Ukraine, 2019. С. 35–36.

8. Яворський І.М., Слєпко Р.Т., Юзефович Р.М., Личак О.В. Застосування кореляційного аналізу вібраційних сигналів для дослідження трибокорозії // Праці XX Міжнародної науково-технічної конференції “Приладобудування: стан і перспективи”. Київ : Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, 2021. С. 155–156.

9. Slyepko R., Javorskyj I., Lychak O., Yuzefovych R. Application of covariance parameters for investigation of the tribocorrosion process // Proceedings of International Young Scientists Conference on Materials Science and Surface Engineering. Lviv : Karpenko Physico-mechanical institute of NAS of Ukraine, 2021. Р. 168–171.

10. Личак О.В., Слєпко Р.Т., Яворський І.М., Юзефович Р.М. Дослідження процесів трибокорозії поверхні тіл обертання із застосуванням кореляційного аналізу вібраційних сигналів // Праці XXI Міжнародної науково-технічної конференції “Приладобудування: стан і перспективи”. Київ : Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, 2022. С. 200–201.

11. Трохим Г.Р. Личак О.В., Юзефович Р.М., Яворський І.М., Слєпко Р.Т. Модель стохастичної модуляції вібраційних сигналів для виявлення дефектів підшипників // Збірка тез міжнародної науково-практичної конференції “Міцність і довговічність сучасних матеріалів та конструкцій” присвячена 70-ти річчю з дня народження член-кореспондента НАН України, проф. Я.П. Яснія. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2022. С. 224–225.

12. Pokhmurskyi V., Vynar V., Slepko R. Electrochemical approaches for the study of tribocorrosion processes // Book of abstracts of the XVI international conference “Problems of corrosion and corrosion protection of structural materials”. Lviv : Karpenko Physico-Mechanical Institute of NAS of Ukraine, 2022. Р. 5.

13. Юзефович Р.М., Яворський І.М., Слєпко Р.Т., Личак О.В., Стецько І.Г., Варивода М.З., Трохим Г.Р. Застосування вібродіагностичних систем відбору та обробки вібраційних сигналів для визначення технічного стану промислового обладнання // Збірка тез конференції “Зварювання та технічна діагностика для відновлення економіки України”. Київ : Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, 2022. С. 22.

Читати повністю

Схожі дисертації

0825U000334

Іванюк Андрій Олегович

Дослідження взаємозв’язків у даних з використанням шту- чних нейронних мереж

0825U000322

Гембара Назар Тарасович

Математичне моделювання двоїстого впливу водню на залишкову довговічність елементів конструкцій

0825U000323

Гриненко Михайло Васильович

Моделювання напружено-деформованого стану та експериментально-розрахунковий метод оцінки опірності руйнуванню теплоенергетичної сталі

0825U000316

Райтер Орест Костянтинович

Математичні моделі для оцінки довговічності фібробетонних елементів конструкцій за повзучості

0825U000218

Ольшевська Віта Анатоліївна

Алгоритми i коди над силовськими 2-пiдгрупами симетричних груп S2n