CC BY
77
4. РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ТЕОРИЙ И МЕТОДОВ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ
УДК 59.45.31
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА
А.В. Чурилин, С.С. Никулин
Тамбовский государственный технический университет, Россия, г. Тамбов e-mail: umz2014@yandex.ru; teplotehnika@nnn.tstu.ru
В статье представлены результаты использования программы обработки изображений для определения структурных характеристик абразивных шлифовальных кругов.
Ключевые слова: абразивный инструмент, пористость, импрегнирование.
Качество деталей машин и аппаратов при их изготовлении во многом определяется эффективностью работы абразивного шлифовального инструмента. Эта эффективность зависит от совершенства технологии изготовления инструмента и его последующей дополнительной обработки. Наиболее распространенный и эффективный вид дополнительной обработки стандартного абразивного инструмента - импрегнирование. Заполнение пор инструмента импрегнаторами позволяет повысить его эксплуатационные свойства, расширить область применения, приводит к значительному экономическому эффекту [1]. Авторами разработан способ импрегнирования абразивных шлифовальных кругов путем пропитки их водной дисперсией акрилатных сополимеров с последующей сушкой [2].
Анализ процессов капиллярной пропитки не возможен без знаний параметров пористой структуры: общего объема пор, характеристических размеров пор и распределения их по размерам, внутренней поверхности пористой системы [3].
В связи с этим были проведены исследования структуры абразивных шлифовальных кругов по новой методике с применением программы «PhotoM 1.21» [4].
Проводились измерения так называемой видимой пористости, а также размеров пор поверхностей как стандартных абразивных кругов, так и кругов, пропитанных импрег-наторами.
Изучались круги из электрокорунда белого марки 25А, зернистостью 12, 16, 25, 32 и 40, условной твердостью (Ту) СМ1, СМ2, С1 и СТ1, с номером структуры 6, на керамической связке К5, с точностью изготовления по классу Б. Исследовались абразивные круги марок: 25А12СМ26К5Б, 25А16СМ26К5Б, 25 А25СМ16К5Б, 25А32СМ26К5Б, 25А25СТ16 К5Б, 25А40СМ26К5Б, 25А25С16К5Б [1].
Измерения пористости кругов были проведены при микрофотографировании образцов. Видимая пористость, являющаяся отношением площади, занятой сечением пор к общей площади фотографируемого участка (рис. 1, 2), определялась с помощью бинаризации изображения и расчета площади объектов программой PhotoM 1.21 [4]. Для ряда образцов в целях выполнения более точных расчетов предварительно применялась функция «Контраст».
Уровень бинаризации определялся для большей части образцов автоматически. При необходимости граница «фаза-объект» контролировалась визуально по диаграмме распределения и корректировалась вручную.
Статистическая обработка результатов измерений производилась с использованием редактора электронных таблиц Microsoft Excel и пакета "Adva^ed Grapher". В качестве примера использования программы по результатам измерений была получена зависимость, представленная на рисунке 3.
Полученные данные хорошо согласуются с литературными [5].
Психолого-педагогический журнал Гаудеамус, № 2 (24), 2014
а) б)
Рис. 1. Микрофотографии абразивных кругов 25А25ПС16К5Б (а) и 25А40ПСМ26К5Б (б) в исходном состоянии.
Увеличение 24х
Рис. 2. Микрофотографии абразивных кругов 25А32ПСМ26К5Б в исходном состоянии (а) и после импрегнирования Эмукрилом М (б). Увеличение 24х
Рис. 3. Значения пористости %) абразивных кругов при различной условной твердости Ту: 6 - СМ1; 7 - СМ2; 8 - С1; 10 - СТ1.
Использование методики позволяет получать надежные данные по структурным характеристикам абразивных материалов, так как применяемые в настоящее время способы исследования структур, основанные на водопоглощении и ртутной порометрии, могут изменять свойства импрегнатора, адсор-
бированного на поверхности пор, размывать его и искажать результаты измерений.
Возможность расчета поверхностной пористости пропитанного абразивного круга (как высушенного, так и влажного) и экс-прессность выгодно отличают новую методику от известных.
Литература
1. Оробинский В.А. Абразивные методы обработки и их оптимизация: монография. 2-е изд. М.: Машиностроение. 2000. 314 с.
2. Способ импрегнирования абразивного инструмента: патент РФ 2284895. / Н.Ф. Майнико-ва, Н.П. Жуков, А.В. Чурилин, С.П. Рудобаш-та, В.М. Дмитриев. БИ № 28, 2006.
3. Чурилин А.В. Кинетика и аппаратурно-техно -логическое оформление процессов пропитки и сушки абразивного инструмента: дис. ... канд. техн. наук. Тамбов, 2004. 223 с.
4. Программа PhotoM 1.21 (freeware), разработчик А. Черниговский. URL: http://t_lambda.chat.ru.
5. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. М.: Машиностроение, 1975. 296 с.
References
1. Orobinskij V.A. Abrazivnye metody obrabotki i ih optimizaciya: monografiya. 2-e izd. M.: Mashi-nostroenie. 2000. 314 s.
2. Sposob impregnirovaniya abrazivnogo instrumenta: patent RF 2284895. / N.F. Majnikova,
N.P. Zhukov, A.V. Churilin, S.P. Rudobashta, V.M. Dmitriev. BI № 28, 2006.
3. Churilin A.V. Kinetika i apparaturno-tehno-logicheskoe oformlenie processov propitki i sush-ki abrazivnogo instrumenta: dis. ... kand. tehn. nauk. Tambov., 2004. 223 s.
4. Programma PhotoM 1.21 (freeware), razrabotchik A. Chernigovskij. URL: http://t_lambda.chat.ru.
5. Osnovy proektirovaniya i tehnologiya izgotovle-niya abrazivnogo i almaznogo instrumenta. M.: Mashinostroenie, 1975. 296 s.
APPLICATION IMAGE PROCESSING PROGRAM TO DETERMINE POROSITY OF THE ABRASIVE TOOL
A.V. Churilin, S.S. Nikulin
Tambov State Technical University, Tambov, Russia. e-mail: umz2014@yandex.ru; teplotehnika@nnn.tstu.ru
We present the results of the use of image-processing software to determine the structural characteristics of abrasive grinding wheels.
Key words: grinding tool, porosity, impregnation.
УДК 620.179.13.05
АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛА В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ РЕАЛЬНОМУ ПРОЦЕССУ ПРИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ
Д.Г. Бородавкин, С.С. Никулин, Н.Ф. Майникова
Тамбовский государственный технический университет, Россия, г. Тамбов. e-mail: teplotehnika@nnn.tstu.ru
В статье рассмотрено определение условий адекватности модели распределения тепла в цилиндрическом полупространстве реальному процессу при неразрушающем контроле теплофизических свойств твердых материалов.
Ключевые слова: неразрушающий контроль, полимер, теплофизические свойства, численное моделирование.
Совершенствование известных и создание новых эффективных методов и средств контроля востребованы и являются актуальными в связи со сложностью и большим объемом экспериментальных исследований по определению качества, долговечности и надежности как традиционных, так и вновь синтезированных материалов различного назначения. Тепловые методы неразрушаю-щего контроля (НК) и диагностики позволяют определять качество исследуемых материалов и готовых изделий из них по тепло-физическим свойствам (ТФС) [1].
В случае НК активными тепловыми методами искомые ТФС проявляются через температурный отклик исследуемого образца на тепловое воздействие, которому подвергается образец (или изделие) в специально организованном эксперименте. Известно, что теплофизические измерения отличаются сложностью проведения эксперимента и трудоемкостью обработки полученных данных [1]. Поэтому наиболее важной и сложной задачей при создании тепловых методов НК ТФС является разработка математических моделей, адекватно описывающих реальные
