CC BY
14
Экспертная оценка напряженно-деформированного состояния элементов автомобильного кузова
Гуляев В.А.1, Гуляев А.В.2
Гуляев Вадим Анатольевич / Guljaev Vadim Anatoljevich - кандидат технических наук, доцент; 2Гуляев Александр Вадимович / Guljaev Alexander Vadimovich - студент, кафедра оборудования и технологии машиностроительного производства, Институт машиностроения, Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти
Аннотация: в данной статье рассматривается экспертная модель распределения остаточных напряжений закаленного автомобильного стекла на основе логики антонимов.
Abstract: in this article examines the expert model the distribution of residual stress of hardened glass based on the logic of antonyms.
Ключевые слова: экспертная модель, остаточные напряжения, логика антонимов, фази-алгоритм, автомобильное стекло. Keywords: expert model, residual stresses, the logic of opposite, fuzzy-algorithm, automobile glass.
Для автоматизации процесса контроля качества автомобильного стекла с помощью нечеткой логики необходимо создать фази-алгоритм. Он является алгоритмом логической связи, описывающей объект управления в терминах «вход-выход» в форме высказываний «если-тогда», подобно тому, как в классической теории автоматического регулирования объект или система управления в терминах «вход-выход» описывается в количественной форме в виде дифференциальных уравнений или передаточных функций.
Получен алгоритм процесса расчета оценки остаточных напряжений закаленных стекол в терминах «освещенность (пиксель) -уровень напряжений (Мпа) (вход-выход регулятора)», который выражен в терминах нечетких множеств типа «темная», «светлая», «высокий» и т.д.
Трудности оперирования нечеткими множествами в исходном пространстве преодолены путем преобразования этих нечетких множеств в безразмерные числовые переменные, для которых использовались обычные правила, принятые в математическом анализе. Затем после получения результата в терминах безразмерных переменных использовалось обратное преобразование, которое соответствует получению результата в терминах физических переменных.
В настоящее время нет четкой и стройной теории строения стекла, что не позволяет математически описать взаимосвязь какой-то части его параметров, тем более всех. Используемый математический аппарат логики антонимов отличается исключительным удобством и простотой его использования в целях моделирования. С его помощью построение модели процесса оценки остаточных напряжений в стекле предполагает понимание причинно-следственных связей между выбранными различными статистическими показателями, характеризующими исследуемое стекло на основе экспертных данных. При большом числе параметров, показателей качества закаленного стекла (более трех) смоделировать объект управления и выработать алгоритм управления удобнее всего, используя логику антонимов.
Связь между показателями определяется как тесная или слабая на основе экспертной оценки. Тесная связь у между статистическими элементами стекла подразумевает следующее: если характеристика хотя бы одного из элементов выходит за допустимые пределы, то и совокупная характеристика всей системы выходит из допустимых границ. Слабая связь Р между элементами означает, что выход за пределы значений, характеризующих любой из элементов, не влечет за собой вывод из допустимых границ характеристики всего стекла, а лишь ухудшает ее. Математическое описание связей осуществляется в соответствии с аксиоматикой логики антонимов. Для построения графической модели исследуемого образца, необходимо определить его поэлементный состав и виды взаимосвязей между элементами. Для этого необходимо произвести условное разделение образца на составные части. Стекло рассматриваем как систему, состоящую из ряда подсистем, которые в свою очередь состоят из модулей и т.д.
Представленные в графической модели элементы, блоки, подблоки и т.д. связываются между собой с помощью соответствующих операторов Р и у . Каждая подсистема, соответствующая одной из девяти зон делится на два модуля: 8 - статистические параметры и Б - картина распределения интенсивности прохождения поляризованного света через оцениваемый образец. Первый модуль делится на пять элементов: среднее математическое 81; среднее гармоническое 82; среднее квадратичное 83; среднее по отклонению 84; среднее взвешенное 85. Второй модуль делится на три элемента: коэффициент равномерности распределения связанных областей по горизонтальным срезам Б1; коэффициент равномерности распределения связанных областей по вертикальным срезам Б2; количество связанных областей Б3.
В силу аксиоматики логики антонимов проводится оценка всей исследуемой области в целом:
Н[Z] = рЛИ[A] - log-
1 (l - 2Рв,Н [B] i=1
П (l - 2-PciH [C,])
i =1
и каждой из девяти зон отдельно: Н[A] = psH[S] - log- |l - (l - 2-PdH[D] )J
H[B, ] = PsH[S] - log
H[C, ] = PsH[S] - log где H[S] и H[D
H[S ] = - log 2
1 -(i - 2-pdh[d
1 - (i - 2-pdh [ D]
1-П(l -2
i=1
H [D] = PdH D J-log
соответственно равны:
-Ps.H[S, ]
1-П(l -2
i=1
-pd,H [D,]
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Для идеально закаленного стекла оценка будет иметь численное значение равное 100%. Просчитываем число Н для каждого образца из партии. Отслеживая стекла с разными показателями на основе экспертной оценки, устанавливаем нижний порог «качества».
)
2
Выбор контролируемых в процессе испытаний параметров является исключительно важной задачей, так как от числа контролируемых параметров и от того, какие конкретно параметры контролируются, зависят как стоимость испытаний или время контроля, так и информативность испытаний. Контролируемые параметры выбирались во многом интуитивно, а также на основе вероятностных подходов.
Определение степени соответствия «идеальному» распределению остаточных напряжений в закаленном стекле - обобщенного показателя, характеризующего состояние объекта, проводилось с ориентацией на определение соответствия контролируемых характеристик выбранным нормативным документам по целому ряду показателей, каждый из которых характеризует одну из сторон объекта. Согласно такой методике техническое состояние стекла по остаточным напряжениям считается удовлетворительным, если все контролируемые характеристики находятся в заданных пределах их изменения. В качестве «идеального» стекла выбирается стекло, характеризующееся «идеальными» значениями выбранных контролируемых параметров.
Полученные зависимости для оценки качества закаленного стекла с использованием нечеткой информации о контролируемом стекле дали возможность аналитически получить комплексную количественную оценку остаточных напряжений контролируемого стекла.
Литература
1. Мурзаева И.В., Дружинин В.Ю., Клочкова Т.Н., Павлихин С.Е., Гуляев В.А. Исследование прочности клеевого соединения автомобильных стекол // Сборка в машиностроении, приборостроении. М.: 2008. № 2. С. 21-24.
2. Мурзаева И.В., Гуляев В.А. - Уточняющий расчет физико-механических свойств клея для стекла методом конечных элементов (МКЭ) // Сборка в машиностроении, приборостроении. М: 2008. № 3. С. 31-33.
3. Гуляев В.А. Экспертная оценка технического состояния элементов автомобильного кузова на основе компьютерного моделирования // Сборник научных трудов Sworld. Одесса: 2012. т. 7. № 3. С. 75-79.
4. Гуляев В.А.Аналитическое исследование остаточных напряжений оболочечных элементов автомобильного кузова // Сборник научных трудов Sworld. Одесса: 2012. т. 7. № 3. С. 87-91.
5. Гуляев В.А., Гуляев А.В.Моделирование монтажа стекла с учетом процесса формирования клеевого шва // Сборник научных трудов Sworld. Одесса: 2012. т. 5. № 4. С. 79-84.
