Основные выводы

1. В упругонапряженных элементах авиаконструкций непрерывно протекают процессы пластического деформирования (накопления остаточной деформации).

2. Повреждаемость материалов конструкций от длительно приложенных нагрузок относится к категории структурно-чувствительных процессов; в области высоких напряжений и температур решающим фактором является состояние микроструктуры, в области малых нагрузок – состояние субмикроструктуры.

3. Интегральной характеристикой, определяющей предельную длительную повреждаемость материалов конструкций, является величина накопленной остаточной деформации.

4. В подавляющем большинстве случаев длительная повреждаемость подчиняется закону нелинейного суммирования повреждений, что свидетельствует о непропорциональности наработки конструкций в условиях длительного статического нагружения и их несущей способности.

5. В процессе повторно-переменного нагружения общее повреждение конструкции происходит вследствие совместного воздействия двух независимо протекающих процессов: воздействие кратковременных резонансных нагрузок и циклического старения.

6. Повреждаемость конструкций кратковременными резонансными нагрузками в общем случае не пропорциональна увеличению наработки и обусловлена типом материала и нестационарностью нагружения.

7. Степень повреждаемости материалов при циклическом старении определяется в основном соотношением , невысоком уровне циклических напряжений возможна "тренировка" материала, благоприятно сказывающаяся на выносливости элементов конструкции в ограниченном интервале наработки.

8. Отмеченные виды повреждаемости сопровождаются изменением структуры материала в основном на микро- и субмикроуровне.

9. Повреждаемость термоциклическими нагрузками при фиксированном размахе напряжений зависит от статической подгрузки при работе и в общем случае также не пропорциональна увеличению наработки. В отличие от механической повреждаемость термоциклами трудно поддается управлению, а появление на элементах конструкции термоусталостных растрескиваний свидетельствует о необходимости ограничения ресурса конструкции.

10. Авиационные конструкции, работающие в условиях трения, повреждаются при скольжении, качении и при воздействии абразива. Обобщенная модель повреждаемости при указанных видах изнашивания представляет собой экспоненциальную случайную функцию, строящуюся по накопленным статистическим данным об износе на различных этапах наработки.

11. Повреждаемость при изнашивании не является структурно-чувствительным процессом, а связана с условиями нагружения, а также с наличием, качеством и достаточностью смазки.

12. Любой вид коррозии обусловлен электрохимическими процессами, основанными на протекании коррозионного тока в присутствии кислорода

13. Виды коррозии, которыми могут подвергаться авиационные конструкции, достаточно многообразны. Возникновение того или иного вида коррозионного повреждения зависит от условий работы и типа материала конструкции.

14. Наиболее существенно коррозия влияет на характеристики выносливости материалов (особенно фреттинг-коррозия), что требует периодического контроля степени коррозионной повреждаемости элементов авиационных конструкций, работающих при повторно-переменном нагружении.

15. Разные группы металлов имеют свои специфические виды продуктов коррозионного повреждения, отличающиеся друг от друга внешним видом и химическим составом.

TEMA 4

Диагностическая информация

при эксплуатации АТ

Лекция 11. Информация в технической диагностике

Вопрос 1. Информационные основы технической диагностики

Получение информации об объекте – необходимое условие для постановки диагноза. В основе процесса получения и оценки информации лежит понятие «энтропия», изучаемое в термодинамике, также с ее помощью можно измерять информацию об объекте.

Вспомним основное правило: в самопроизвольных системах энтропия всегда возрастает, причем возрастание всегда сопровождается хаотическим разупорядочением. Книги и бумаги на столе обязательно приходят в беспорядок, если за ними не следить. Это результат случайной, а не организованной деятельности. Порядок создается искусственно и ему соответствует уменьшение энтропии. Неупорядоченное состояние всегда более вероятно, а вероятность количественно оценивается на основе накопленных статистических данных.

Зависимость энтропии от статистических характеристик впервые открыта Л.Больцманом в 1872 г. и имеет вид

,

где – статистический вес системы;

– константа (постоянная Больцмана).

Физический смысл статистического веса заключается в числе способов существования системы или объекта при заданных условиях. Это целое положительное число.

Чем больше у системы возможностей отклонения от равновесного неупорядоченного состояния, тем интенсивнее возрастает статистическая энтропия, стремясь к максимальному значению (у системы из 4 элементов максимальный статистический вес равен 6, у системы из 6 элементов уже будет равно 20, соответственно увеличится и ).

Теперь коснемся связи между энтропией и информацией. С этой точки зрения энтропия есть мера нашего «незнания», мера недостатка информации о рассматриваемой системе. При подбрасывании монеты у нас могут произойти только два события – выпадение «орла» или выпадение «решки». Энтропия невелика, и информации дает одно из событий немного, так как вероятность появления события велика. При подбрасывании игральной кости энтропия растет, так как может произойти 6 событий, и каждое событие дает нам больше информации.

Реализация менее вероятного события дает больше информации. Этот постулат разработал американский инженер и математик К.Шеннон при разработке основ теории информации.

Очевидно, что при бросании двух игральных костей мы получаем вдвое больше информации. Таким образом, информация, получаемая в независимых сообщениях, суммируется, т.е.

,

где , – число равновероятных событий в первой и второй системах.

В то же время полное число равновероятных событий в двух независимых системах равно их произведению:

.

Количество информации находится по формуле

.

Информация выражается в битах – двоичных единицах.

Если перейти к состояниям технических объектов (систем), то очевидно, что появление неисправных состояний менее вероятно, чем исправных. Простой моделью такой системы может послужить та же игральная кость, у которой пять граней с цифрой 1 (исправное состояние), а одна – с цифрой 2 (неисправное состояние). Вероятность появления определенного состояния , где , – соответственно число реализованных и возможных событий в каждом из состояний . Если известно число возможных состояний системы , а также вероятность их появления, то можно оценить максимальную неопределенность системы или степень ее возможной изменчивости

.

Эта зависимость называется информационной энтропией.