CC BY
12
Добавка разбавителей необходима для снижения вязкости исходной эпоксидной смолы и повышения жизнеспособности системы, уменьшения экзотермического эффекта реакции, что способствует увеличению смачиваемости, получению менее дефектной структуры и снижению уровня остаточных напряжений, а также снижению хрупкости отвержденного полимера. Наиболее эффективными из исследованных разбавителей оказались ПБН-М и ТГМ-3, но в большей степени первый, так как минимально снижает IЕ* I (сравните составы .№9 и 26, .№9 и 8, №9 и 24). Этот разбавитель, кроме того, практически не повышает значение tgL у эпоксидных композиций (сравните состав № 26 в сравнении с № 9) и поэтому добавка органобенто-нитов в такие составы практически не изменяет демпфирование (составы № 26 и 28).
Эпоксидные олигомеры модифицированные мале-инизированным бутадиен-нитрильным каучуком марки ПБН-М обладают более густосшитой сеткой химических связей, как следствие, повышенной прочностью в условиях воздействия ударных, вибрационных и термических нагрузок, повышенным удлинением при разрыве и пониженной хрупкостью.
Добавки кремнийорганических соединений (ТЭОС-40 и ЭТС-40) хотя и понижают величину IЕ* I по сравнению с исходной композицией и составами с добавкой ПБН-М (сравните составы №29 и 38 с №26), необходимы в качестве гидрофобизаторов порошковых наполнителей типа органобентонитов и волластонитов, так как это снижает водопоглощение наполнителей (до 2 раз по сравнению с наполнителями, необработанными гидрофобиза-тором) и увеличивает адгезию связующего к наполнителю. ТЭОС-40 и ЭТС-40 способствуют установлению
более прочных химических связей наполнителя со связующим, за счет чего прочность материала может повышаться до 25 J30%. Кроме того, порошкообразные наполнители, обработанные кремнийорганическими гидрофобизаторами, значительно лучше смешиваются с каучуками (сравните состав .№39 с исходной композицией №9).
При индивидуальном введении углеродных нано-трубок в состав эпоксидных композиций не только не происходит роста значений динамического модуля упругости, наоборот, \Е*\ снижается, a tg I значительно возрастает (сравните составы № 14 и № 9).
Список литературы
1. Смотрова С.А. О возможности использования наноматериалов и нанотехнологий для изготовления конструкций ДПМ, применяемых при изучении явлений аэроупругости в АДТ. - Труды ЦАГИ, 2007, вып. 2672. - с.188-193.
2. Смотрова С.А., Осипчик В.С., Одинцев И.Н. Применение полимерных композиционных материалов с добавками наночастиц для изготовления динамически подобных моделей летательных аппаратов. -Полет, декабрь, 2008. - с.83-86.
3. Смотрова С.А., Осипчик В.С., Смотров А.В. Создание эпоксидных связующих нового поколения для ПКМ, используемых при изготовлении агрегатов натурных конструкции ЛА и их ДПМ. Труды Всероссийской конференции «Механика и наномеха-ника структурно-сложных и гетерогенных сред. Успехи, проблемы, перспективы», М.: ИПРИМ РАН, 2010. - с.141-149.
ВЛИЯНИЕ ИСКАЖЕНИИ ФОРМЫ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА НА ТОЧНОСТЬ ОЦЕНКИ ЕГО ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Морозов Анатолий Петрович
Канд. технич. наук, доцент кафедры ЭГА и МТ института Нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ, г. Таганрог
Снесарев Сергей Стефанович
Ст. преподаватель кафедры ЭГА и МТ института Нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ, г. Таганрог
В ультразвуковой дефектоскопии изделий из слож-ноструктурных материалов из-за наличия неоднородно-стей при передачи импульсных акустических сигналов возникают временные искажения формы сигнала. Так, при зондировании сигналом с прямоугольной огибающей эхо-сигнал имеет форму, отличную от прямоугольной из-за увеличения времени нарастания и спада [1]. Влияние времени нарастания огибающей сигнала на точность оценки неэнергетических параметров рассматривалась в ряде работ [2,3].
Однако, известные результаты получены для эффективных оценок и не позволяют количественно оценить влияние непрямоугольности формы сигнала на точность оценки энергетических параметров (амплитуды и длительности) сигнала.
Целью работы является исследование влияния времени нарастания и спада импульсного сигнала на точность
совместной оценки вектора параметров Л , закодированных в огибающей эхо-сигнала на фоне гауссова белого шума.
Для достижения указанной цели, из всего многообразия используемых в ультразвуковой дефектоскопии сиг-
налов, необходимо выбрать модель сигнала форма огибающей которого может меняться от прямоугольной до колокольной. Таким свойством обладает сигнал с колокольной огибающей п - го порядка [4]
Sn (t,Ä) = A exp
— \b t—^
n
cos (2^ / + (1)
где п = 2,4,6,, А - амплитуда, Т - эффективная длительность, ^ - время задержки, / и р - несущая частота и
фаза сигнала, Ьп - коэффициент нормировки.
Используя «энергетический» подход к определению эффективной длительности сигнала, можно найти коэффициент нормировки
b = 2
■Г
n +1
где Г (•) - гамма функция.
Если считать, что время нарастания А сигнала равно интервалу времени, в течении которого огибающая сигнала возрастает от 0,1А до 0,9А, то для сигнала (1) имеем
2
т
n—1
n
n
А_ п (^4б)-
(2)
2 Г
Очевидно, что время спада А гс сигнала (1) равно А гН .
Таким образом, выражение (2) определяет зависимость длительности фронтов сигнала от параметра его формы п, что позволяет для различных искажений формы сигнала выбрать модель сигнала (1) с точностью до параметра п. Например, при п=10 ^Агя = 0,15г, а при
п=100 ^А гя = 0,015 г.
Для определения потенциальной точности оценки
вектора параметров Я сигнала (1) необходимо найти информационную матрицу, элементы которой равны [3]
_2_ ГdSnМ) dSn(1,Я)
" N
d Я-
d Я
^г,
(3)
в
4 г2
^Эф (г) = -~ п в
(4)
>
&2эф (г З ) =
г3 стремятся к нулю. Но необходимо отме-
на практике для оценки параметров широко используются устройства, реализующие алгоритм максимального правдоподобия (МП). При больших отношениях сигнал/шум в первом приближении оценки МП являются эффективными, т.е. их точность определяется по формулам (4). Однако, при конечных отношениях сигнал/шум оценки МП имеют дисперсию, значительно большую, чем эффективные оценки. Например, с учетом второго приближения [5] при решении уравнения правдоподобия для рассматриваемой модели сигнала дисперсии оценок длительности и времени задержки сигнала имеют вид
а2(г) =
4г
(п+1) в
1+
2 п + п + 2 (п+1) в
(5)
&2(г з ) =
(п - л
0 -Г ' ~ г ' "у
где N0 - спектральная плотность шума. Вычисление элементов (3) информационной матрицы показало, что только оценки А и г являются между собой коррелированными. После обращения информационной матрицы дисперсии оценок параметров, закодированных в огибающей сигнала, равны
2 . .. п +1 Л1 °эф (А) =---—
1 +
(2п -1) Г(п) Г(2 -
(п - 1)е
Г\ 1 --
. л .
¡^1П—
п
(п-1)лд
^ 2Е
где в =-, Е - энергия сигнала (1).
N0
Полученные выражения (4) определяют потенциальную точность оценки параметров сигнала в зависимости от степени искажения (параметра п) его формы. Нетрудно заметить из (4), что с ухудшением прямоугольности огибающей сигнала точность оценки его параметров понижается. И наоборот, при идеальной пря-моугольности огибающей сигнала (п ^г) дисперсия
оценок г и гз
тить, что реальные сигналы не бывают идеально прямоугольными, так как нулевое время нарастания и спада огибающей сигнала требует бесконечно широкой полосы пропускания излучателя, среды и т.п.
Абсолютная погрешность формулы (5) имеет порядок р-
5/2
Расчеты по формуле (5) показали, что при фиксированном отношении сигнал/шум с улучшением прямо-угольности сигнала, эффективность оценки МП уменьшается. Это объясняется тем, что при малых Q аддитивная помеха «размывает» крутые фронты сигнала.
Таким образом, полученные выражения (4,5) позволяют определить точность эффективных оценок и оценок максимального правдоподобия для модели сигнала (1) в зависимости от параметра, учитывающего искажения акустического сигнала из-за наличия неоднородностей в сложноструктурных материалах и изделиях.
Список литературы
1. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Неразрушающий контроль. Справочник. Т.3. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. - 864 с.
2. Куликов Е.И. Вопросы оценок параметров сигналов при наличии помех. М.: Сов. радио, 1969.
3. Трифонов А.П. О распределении оценок максимального правдоподобия. Изв. вузов.: Радиоэлектроника, 1970, № 12, с.145 - 146.
4. Фалькович С.Е. Оценка параметров сигнала. М.: Сов. радио, 1970. - 334 с.
5. Черницер В.М., Морозов А.П., Гаврилов А.М., Ситников Р.О. Акустические сигналы и методы их обработки: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. - 252 с.
1
г
п
п
2
1
п
п
2
пг
РАЗВИТИЕ ЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ГОРОДА БАРНАУЛА
Стулова Инна Александровна
Студент 1 курса магистерской программы АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул, ведущий эксперт отдела контрольно-экспертной деятельности КАУ «Алтайский центр финансовых исследований»
Перфильев Виктор Васильевич
Канд. тех. наук, доцент кафедры строительных конструкций, АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул
Харламов Иван Викентьевич Канд. тех. наук, профессор кафедры строительных конструкций,
АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул
Проблема нехватки свободных территорий для жилищного строительства в последние годы все более остро встает перед властями многих городов Российской Федерации. Барнаул также не стал исключением. Свободные
территории под застройку в городе ограничены изгибами реки Обь с северной и восточной сторон, а так же реликтовым бором с южной стороны и аэропортом в западной части города (рисунок 1).
