Размещено на http://www.allbest.ru/

Омск 2013

Программа "Исследование трансформации акустических волн в объекте сложной формы"

Разработчики:

Макарочкин В.В.

Чередов А.И.

Функциональное назначение разработки, область применения, ее ограничения

Программа «Исследование трансформации акустических волн в объекте сложной формы» (далее - программа) предназначена для построения объекта контроля (далее - ОК) сложной конфигурации, исследования прохождения и трансформации акустических колебаний в ОК и нахождения координат отражателей в ОК.

Программа позволяет:

- создать модель реального объекта на основе математического описания;

- изменять положение пьезопреобразователя на поверхности объекта контроля;

- отображать прохождение поперечной акустической волны по объекту контроля;

- определять точки трансформации введенной акустической волны;

- осуществлять автоматический поиск отражателя с заданными координатами;

- автоматически определять параметры точки касания поперечной волны с поверхностью ОК (оси) при изменении значения текущего угла диаграммы направленности;

- сохранять в файл и копировать в буфер обмена графический и текстовый отчеты;

- сформировать анимационное изображение процесса поиска отражателя.

Подготовка к работе

Если в рабочем каталоге лабораторной работы отсутствуют файлы "Axis_RU1.centr_Dps_198.dat" и "Axis_RU1_SCH.centr_Dps_198.dat", представляющие массивы данных контура двух объектов (осей типа РУ1 и РУ1Ш), то необходимо запустить файл «Формирование контура осей». Данный файл позволяет создать в текущем каталоге указанные выше файлы данных.

Для начала сеанса работы с программой необходимо запустить исполняемый файл Mathcad.exe из рабочего каталога и вызвать программу.

Работа с программой

Элементами отображения информации и управления программой являются:

- управляемые области;

- элементы управления;

- элементы в виде графиков.

Основное окно программы содержит несколько полей.

Поле «Выбор типа оси» (рис. 1) служит для выбора типа оси.

При нажатии клавиши «ось РУ1» или «ось РУ1Ш» из файлов данных в среде Mathcad осуществляется чтение контура объекта контроля - вагонной оси заданного типа и в поле появляется изображение соответствующей оси.

а б

Рисунок 1 Поле выбора типа оси: а - РУ1; б - РУ1Ш

Поле «Выбор РД, установки преобразователя и изменения положения точки трансформации» (рис. 2) служит для установки преобразователя на поверхности объекта контроля.

Рисунок 2 Поле выбора РД, установки преобразователя и изменения положения точки трансформации

Элементы управления (рис. 3) позволяют осуществлять заданную постановку пьезоэлектрического преобразователя для ввода в ОК акустической волны определенного направления. Установка положения преобразователя осуществляется нажатием клавиши «верх» или «низ» и смещением преобразователя с помощью элемента «слайдер» «смещение преобразователя положение преобразователя»

При этом в автоматическом режиме отслеживается смещение точки касания поперечной волны с поверхностью объекта и определяются значения ее координат.

Рисунок 3 Изменение положения преобразователя на поверхности объекта

Поле «Управление положением отражателя» (рис. 4) служит для задания положения отражателя.

Рисунок 4 Поле управления положением отражателя

При наличии на поверхности ОК отражателя, если он попадает в поле «видимости» акустической волны, то индикатором отображаются координаты этого отражателя (рис. 5). Если отражатель находится с помощью поперечной волны, то координаты отражателю корректируются, т. к. расчетные значения определяются временем прохождения ультразвуковой продольной волны.

Рисунок 5 Поиск отражателя по заданному значению координаты: Ld_ - заданное значение координаты отражателя; L_У - значение координаты по суммарному времени и скорости продольной волны

Поле «Управление текущим значением угла диаграммы направленности» (рис. 6) предназначено для изменения ушла диаграммы направленности.

Рисунок 6 Поле управления текущим значением угла диаграммы направленности

Поле «Расчет траектории луча по заданному углу диаграммы направленности» (рис. 7) предназначено для графического представления траектории акустического луча.

Рисунок 7 Поле расчета траектории акустического луча по заданному углу диаграммы направленности

При исследовании объекта акустическими волнами следует учитывать диаграмму направленности преобразователя. Перемещением регулятора по шкале можно изменять текущий угол диаграммы направленности и в автоматическом режиме наблюдать перемещение точки касания акустической волны по поверхности ОК с сообщением текущей координаты.

Это позволяет наглядно оценить «видимость» поверхности сложного по конфигурации объекта контроля с помощью акустического преобразователя (рис. 8).

а б

Рисунок 8 Определение параметров точки касания волны с поверхностью оси при изменении значения текущего угла диаграммы направленности

L_{t.wave_Fi} - координата точки касания поперечной волны с поверхностью оси; L_{total_Fi} - расчетное значение координаты точки по суммарному времени и значению скорости продольной волны

Используемые технические средства

Требования к техническим средствам