CC BY
1where fe^X fe^X fe^X (x5;y5) - coordinates of sensors and(d + d2), d, (d + d4), (d + d5) -their distance to the signal source, respectively.
To ensure better mobility and improve the accuracy of locating the sound source, for each acoustic sensor, its distance to the source of sound will be calculated. To do this, you need to find such sets of 4 sensors that they will not be in the same plane by counting the determinant of matrix (15).
The weight for each set of sensors will be calculated as
*3 — *0 Уз -Уо 3
Xi У1 -Уо 1 (15)
*2 — *0 У2 -Уо 2 -Zo
X = ■
z = ■
g=jW¿*X¿
EU"*
£"=iw¿ *y¿
Z?=1 ^
Tj=iWj*Zi
£r=iW¿
(16)
where x;, y;, z; - coordinates of the source of the acoustic signal received by the i-th set of sensors, w; -the weight of the i-th set of sensors.
w = ПГ=0Т
(17)
Where O^yoX Oi;yiX fe^X fe^) - coordinates of sensors.
For each set of sensors for which the determinant is not equal to 0, the distance to the source of sound will be calculated by one of the proposed methods and the coordinates of the sound source are determined. Based on the calculated data for each set of sensors, the location of the source of sound will be calculated.
Since each sensor can have different sensitivity and resistance, it is worthwhile to give preference to the results obtained from the data provided by more precise acoustic sensors. To do this we use an arithmetic mean weighted.
where Rd - the ratio of the input impedance to the output impedance of the amplifier of the acoustic sensor, and S - the sensitivity of the acoustic sensor.
Typically, electrical impedance is divided into low (50 - 2500 ohm), medium (2500 - 17500 ohm) and high (17500+ ohm). The greater the ratio of the input electrical resistance to the output resistance of the amplifier of the acoustic sensor, the better the signal will be obtained. Sensitivity will determine the minimum noise that the microphone can capture and can be measured in decibels or in the electric voltage of the external electric circuit[3]. In this case, it was decided to use voltage.
This averaging method is extremely important for the second method since its basis is the calculation based on the change in pressure with increasing distance.
However, for a method using three microphones and a difference in delay time of arrival, the accuracy of the microphone does not have such impact on the result. Thus, it is better for him to use the just arithmetic mean.
References
1. Middlebrooks JC, Makous JC, Green DM. Directional sensitivity of sound-pressure level in the human ear canal, 1989.
2. Parvaneh Parhizkari. Binaural Hearing-Human Ability of Sound Source Localization, Sweden, 2008.
3. J.-P.Dalmont. Acoustic impedance measurement, part I: a review: "Journal of Sound and Vibration", 2001.
нестационарный процесс пластической деформации при изгибе
ЗАГОТОВОК
У
Бровман Т.В.
Тверской государственный технический университет, д.т.н., доцент
NONSTATIONARY PROCESS PLASTIC DEFORMATION IN BENDING OF WORKPIECES
Brovman T.
Tver state University technical University, PhD, associate Professor
Аннотация
При изгибе пластическая деформация может происходить не по всему объему деформируемой заготовки, а только в части этого объема. Размер зоны деформации изменяется в течение всего процесса изгиба, т.е. имеет место нестационарный процесс пластической деформации Abstract
When bending, plastic deformation can occur not throughout the volume of the deformable workpiece, but only in part of this volume. The size of the deformation zone varies throughout the bending process, i.e. there is a non-stationary process of plastic deformation
Ключевые слова: изгиб, нестационарная, зона, пластическая деформация Keywords: bending, non-stationary, zone, plastic deformation
В металлургии и машиностроении используют процессы пластической деформации, в которых деформацию осуществляют не по всему объему деформируемого тела, а только в малой части его объема. В некоторых важных технологических процессах локальные изменения формы деформируемых заготовок могут существенно изменить процесс деформации. Так незначительные изменения оси цилиндрического тела могут при сжатии привести к потере устойчивости и изменению процесса: вместо одноосного сжатия происходит изгиб и существенное изменение формы деформируемого тела. При этом пластическая деформация может происходить не по всему объему деформируемой заготовки, а только в части этого объема.
При изгибе заготовки на двух опорах усилием Р,рис.1,приложенным в середине ее длины, изгибающий момент М(х) = 0,5Рх, где х - координата, равная расстоянию от левой опоры А [1-9]. Усилия в
3Рх
опорах А и В равны 0,5Р, а напряжения а = ^^для заготовки прямоугольного сечения Ъ х к. Прис = аТ - начнется зона пластической деформации (аТ -предел текучести материала заготовки), 11 определено уравнением:
атЬИ2
Но существует предельное значение момента Мтах= 0,25атЬк2 и предельное значение размера 1\ .В сечении х = 0,51 зона пластической деформации охватит все сечение заготовки и максимальная сила равна
ьи2
Pm = :
и при этом
U =
ат bh2l
(2)
(3)
li =
(1)
э&т ьь2 з'
При получении заготовок деформацией изгиба ее участки вблизи опор длинами ^ остаются упругими и после разгрузки - прямолинейными. Изгиб прямолинейной заготовки - это процесс, в котором даже при максимальной нагрузке 2/3 длины заготовки останутся прямолинейными, рис.1 в. Пластическую зону можно создать только на длине, равной 1 длины заготовки. Это создает ряд трудностей при необходимости получить заготовки постоянной кривизны. Если при деформации труб локальный характер деформации был определен целью процесса, то при изгибе локальный характер деформации является отрицательным фактором, возникающим из-за того, что изменить кривизну нельзя в зоне, равной 2/3 длины заготовки.
Рисунок 2 - Схема изгиба заготовки сосредоточенной силой и эпюра изгибающих моментов: а -схема нагрузки при изгибе; б - эпюра изгибающего момента М(х); в - конфигурация заготовки после деформации
Основной задачей процессов изгиба является не достижение заданного прогиба, а получение необходимой кривизны заготовок. В трубе или в цилиндрическом сосуде радиусом Я с толщиной обо-лочкиИдавление газа (или жидкости) р приводит к появлению тангенциальных напряжений рав-величина кривизны. Колеба-
Р TS
ных а = —, где К
Kh'
AK
ния напряжений Aa =-а— и колебания кривизны
ЛК
— = ±0,1 вынуждают предусматривать «запасы
К
прочности» и уделять особое внимание повышению точности кривизны заготовок.
При изгибе заготовки усилием Р, приложенным в середине ее длины в зоне пластической де-
, „ й2У 2а 1
формации кривизна составит« =
dx2
При т < - по всей длине реализуется только упругая деформация, а значение т — 1 является для упругопластической среды без упрочнения предельным, остаточная кривизна при х — 0,51 будет максимальной:
= тЬ
12т\
(3)
0 I [^3т11-4т.
Если задана функция переменных х1,х2: ... хп; [(х1,х2,х3 ...хп) и эти переменные испытывают изменения на Лх1, Лх2Лх3,... Лхп, то воз-
df_
- d%i
АХ;.
можное отклонение функции:Л/ = Максимальная величина кривизны:
ЛКт_ЛаЛ1 2Лт _ ~ Лх^ _ ~ Ла ~ Л1 ~ Лт ...
— г Т 7 — С — С + С? . (4)
Кт а I (1-4т) 1 х^ 1 а 2 I 3 т у '
Максимальная погрешность Кт равна сумме относительных погрешностей аргументов^ =\, С2
_ ^ £ _ 4-12^3(1-4т)15
, 3 (2-12т!з11-4т)(1-4т) '
Отклонения параметров «а» и «I» суммируются — = 0,08; — = - 0,06; наибольшее отклонение
а I
—т= 0,14,рис.9.Возможная погрешность резко воз-
кт
растает с приближением параметра «т» к предельной величине т = 0,25 (исследования упругопла-стического изгиба выполнены совместно с аспирантом А.А.Кутузовым). Возможная величина отклонения ЛК0 равна:
Ла( 2 . „ \ Л1а (
ЛК0 — л-1—^=- 12т)—Т(-
" I \l3ili-4m ) I2 Vv
2
2
12т\.
\l3ill-4m
12т) + - [-= ч Функция С3 (ш)имеет минимум при т = 0,225,
^ Лт
небольшое отклонение параметра нагрузки—порядка 0,01-0,02 может вызвать погрешность в величинах остаточной кривизны в 50 -100 раз выше.
Рисунок 3 -График функций Сз(т) для кривизныК0
pi
Безразмерный параметр, характеризующий нагрузку m =
имеет относительное отклоне-
4а^ЬЬ2
Лт ЛР , Л1 Лат ЛЬ 2 „ ,
ние:— — —I--------Ла.
т Р I а? Ь Ь „ ЛРЛ1 с ЛаТ ЛЬ ЛЬ
Если — — — — 0,05; — = - 0,05; — = — = 0,01, то верхняя оценка относительного отклонения пара-
п п Лт „ Л „ „ Ла ~ л . Лт „ л „ Л1 „ „ _
метра т равна — = 0,17.Приняв значения— — 0,14 и— = 0,17,а — =0,05, относительное отклонение мак-
т а т I
симальной величины кривизны Кт при т =0,2:—т = 0,53, коэффициент С3 — 76,43,а относительное изме-
кт
нение кривизны значительно:—0 = 13,2.Эта величина на порядок выше, чем относительные изменения мак-
ко
ЛК0 ^ ЛКт
симальной кривизны, т.е.— »-.
к0 кт
Остаточная кривизна на участке постоянной кривизны равна:
f
2
J3 ll-8m
to
дК0 _ 8am
' ai = i2
ß(l-8mff)
1,5
- 3
(5)
Относительное изменение остаточной кривизны равно — = Сх — + С2А- + С3 — + где коэффициенты^: С = 1;
Кп а I ш 1п
с2 =
1,5
;С3 = С4 =
4m!f\l-3j3(l-8mf)
-= 0,10;m = 1,2;то^0 = 0,78-;С1 = 1;С2 = -1,15;С3 = С4 = -0,46, при этих условиях — =
I 1 KQ
„ „ г- Al „ . , Ат „ . , AIq ~ Аа „ „ „ Al „ „„ Ат „ „ - AIq
- 1,15-- 0,46-- 0,46 aл в наихудшем случае, если — = 0,10; — = -0,03;— = 0,15; — =
1 m IQ al m IQ
Если
Аа „ „ _ Al
2
1
1.5
и
0,03;—= 0,22. Предельная величина для упругой деформации равна mmin = —'—,К0 = 0,а— ^ Ве-
12in
К0
К0
личины С2,С3,С4по модулю возрастают при у > 0,15, возрастание усиливается с увеличением нагрузки и величины кривизны, рис.4.Чем выше степень деформации при изгибе, тем выше погрешности и тем ниже точность размеров заготовок. При у= 0,5 - т.е. при изгибе одной силой, приложенной в середине длины
заготовки, точность ее размеров резко снижается. Экспериментальные исследования зависимости прогиба от усилий проводили на прессах усилиями 0,25 МН и 0,50 МН листов из углеродистой стали пристТ= 260 ^ Ь =0,5 м, к =4-10-2 м при I =1 м.
а б
Рисунок 4 - Графики функций для схемы изгиба заготовки двумя
равными силами — С2(ш); С3(ш) = С4(т): а — = 0,15;б — =0,20
Были определены средние величины прогибов, их среднеквадратичные отклонения и параметр5 =
'Ю^т)2
.При Р = 140 кН; 5 = 0,086, числе опытов
п-(п-1)
п = 6 и доверительной вероятности « = 0,999; функция = 6,86 отклонениее = • 5 = 0,59; интервал разброса: V = (5,1±0,59)- 10-3м.
Список литературы
1. Бровман Т.В., Бабенко Н.Е. Локальная пла-
стическая деформация полых загото-вок[текст]/Т.В.Бровман, Н.Е. Бабенко //Металлы. -2014. №4. С.23-29.2. БровманТ.В.Конструкция сварного двухслойного трубопровода[текст]/ Т.В.Бровман//Сварочное производство. -2011, №2, с.31-33.
3. БровманТ.В. Кинематическидопустимыепо-ляскоростейприрадиальномобжатиицилиндриче-скихзаготовок[текст]/ Т.В.Бровман // Изв. Ву-зов.Чер. Металургия, 1993. №7. С. 29 - 33.
4. Бровман Т.В.Локальная деформация труб с криволинейными осями// Сборник материалов DFMN-2015VI -Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и нанома-териалов». 10-13 ноября 2015 г. Москва, ИМЕТ РАН.- С.336.
5. Бровман Т.В. Разработка методики расчета точности и исследование кривизны при деформации изгиба // Сборник материалов DFMN-2017 VII - Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». 7-10 ноября 2017г. Москва: ИМЕТ РАН. - С.65.
6. Бровман Т.В. Усилия при локальной деформации полых заготовок [текст]/ Т.В.Бровман //Технология металлов. 2015. № 6. С. 9-13.
7. Бровман Т.В., Кутузов А.А.Определение усилий подгибки в штампах кромок стальных кольцевых заготовок/[текст]Т.В.Бровман, А.А.Кутузов.// Производство проката. 2015. № 2. С. 18-23.
8. Бровман Т.В., Васильев М.Г. Способ вытяжки осесимметричных заготовок с их предварительной деформацией /[текст] Т.В.Бровман, М.Г. Васильев. //Заготовительные производства в машиностроении. 2014. № 5. С. 20-22.
9. Бровман Т.В., ВасильевМ.Г.Модель численных расчетов искусственной анизотропии при деформации тонколистового ме-талла/[текст]Т.В.Бровман, М.Г.Васильев // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Прикладная математика. 2014. № 2. С. 25-32.
10. Бровман Т.В., Кутузов А.А. О выборе режимов изгиба при вальцовке заготовок/[текст] Т.В. Бровман, А.А.Кутузов // Производство проката. -2014. № 12. С. 29-32.
