Автоматизоване вимірювання фрактальної розмірності поверхонь руйнування матеріалів, утворених за статичного та ударного деформування (комплексна тема)

Abstract

В даній квалафікаційній роботі бакалавра розроблено роботизовану технологію виготовлення зварного бака, що включає технологічний процес виготовлення обичайки, днища та трубного вузла та їх зварювання між собою. Для зварювання бака запропоновано роботизоване зварювання плавким електродом в середовищі аргону. У відповідності з технологією виготовлення було підібрано основне зварювальне обладнання та оснастка. Визначено основні недоліки існуючих автоматизованих систем і технологій для фрактодіагностування та комп’ютерного аналізу ФР зображень одержаних методами скануючої електронної мікроскопії, серед яких особливу увагу слід приділити таким: застосування методів і підходів, які базуються на обробленні бінарних зображень; використання несертифікованого і некаліброваного обладнання; оброблення відеозображень здійснюється в більшості випадків в off-line режимі, хоча число ситуацій, які потребують on-line режиму, з кожним роком все збільшується. Обґрунтовано перспективи розвитку напрямку фрактодіагностування об'єктів – ділянок зруйнованих матеріалів і конструкцій, який може бути реалізовано у вигляді відповідної системи автоматизованої технічної діагностики. Застосовано алгоритм обчислення ФР в режимі з досліджуваними і подальшим обчисленням параметрів поверхонь руйнування зварного шва виготовленого роботизованим способом. Технічні рішення проекту передбачають вирішення наступних завдань: автоматизація основних і допоміжних операцій робототехнічного зварювання; оптимізація робототехнічного зварювання; автоматизоване фрактодіагностування та комп’ютерного аналіз ФР зображень одержаних методами скануючої електронної мікроскопії; Апробовано алгоритм обчислення ФР в автоматизованому режимі з досліджуваними і подальшим обчисленням параметрів поверхонь руйнування зварного шва виготовленого роботизованим способом. Практичне застосування розробленого підходу фрактодіагностування підтвердило ефективність за в’язко-крихких мікромеханізмах статичного да динамічного руйнування швів виконаних при роботизованому зварюванні. Застосування розробленої системи автоматизованої діагностики забезпечує експрес-діагностику процесів окрихчення і індикатором підвищення ефективності роботизованого зварювання.

In this qualification work of the bachelor the robotic technology of manufacturing of a welded tank which includes technological process of manufacturing of a shell, the bottom and a pipe knot and their welding among themselves is developed. Robotic fusion welding in argon is proposed for tank welding. In accordance with the manufacturing technology, the main welding equipment and accessories were selected. The main shortcomings of the existing automated systems and technologies for fractodiagnosis and computer analysis of FD images obtained by scanning electron microscopy are identified, among which special attention should be paid to: application of methods and approaches based on binary image processing; use of uncertified and uncalibrated equipment; video processing is carried out in most cases in off-line mode, although the number of situations that require on-line mode is increasing every year. Prospects for the development of the direction of fractodiagnosis of objects - areas of destroyed materials and structures, which can be implemented in the form of an appropriate system of automated technical diagnostics. The algorithm of calculation of FD in the mode with investigated and the subsequent calculation of parameters of surfaces of destruction of a weld made by the robotic way is applied. Technical solutions of the project include the solution of the following tasks: automation of basic and auxiliary operations of robotic welding; optimization of robotic welding; automated fractodiagnosis and computer analysis of FD images obtained by scanning electron microscopy; The algorithm of calculation of FD in the automated mode with investigated and the subsequent calculation of parameters of surfaces of destruction of a weld made by the robotic way is tested. The practical application of the developed approach to fractodiagnosis has confirmed the effectiveness of viscous-brittle micromechanisms of static and dynamic destruction of seams made by robotic welding. The use of the developed system of automated diagnostics provides rapid diagnostics of embrittlement processes and an indicator of improving the efficiency of robotic welding.