Изменяющихся температур

Свойства используемого для печей топлива должны быть предварительно улучшены путем .его подсушивания, а в некоторых случаях и фракционирования, подбора наивыгоднейшего соотношения размеров кусков топлива и сырья (шахтные печи, работающие пересыпным способом, в том числе особенно вагранки). Каждая печь должна быть обеспечена достаточным резервом мощности топливосжи'гающих устройств и вентилятор-но-дымососной установки. Без этого невозможны дальнейшее повышение интенсивности работы печи и установление наивыгоднейшего режима работы при изменяющихся производственных условиях. Печь, работающая на наивысшем пределе по тепловой мощности, нуждается прежде всего в развитии топочных и вентиляционных устройств. Их работа должна быть проана-196

Существуют различные возможности придать очувствленному роботу те или иные элементы искусственного интеллекта. Структура и совершенство систем автоматического управления интеллектуальных роботов определяется техническими возможностями реализации нужных элементов интеллекта, а также содержанием и сложностью производственных задач. В общем случае интеллектуальный робот способен понимать естественный язык и вести диалог с человеком, формировать в себе модель производственной обстановки, распознавать и анализировать ситуации, обучаться понятиям и навыкам, планировать поведение, строить программные движения двигательной системы и осуществлять их надежную отработку в условиях неполной информированности об изменяющихся производственных условиях.

ляют собой сложную автоматическую производственную систему. Для обеспечения высокой эффективности использования ГАП необходим системный подход к проектированию и созданию РТК. В рамках такого подхода РТК нацеливается на решение определенной совокупности взаимосвязанных производственных задач и дело сводится к выбору конкретного места и функций РТК в общей структуре ГАП, к модульному проектированию РТК требуемого типа на базе существующего и нового оборудования, к введению средств адаптации и элементов искусственного интеллекта в систему автоматического управления для обеспечения надежности и живучести РТК в изменяющихся производственных условиях и т. п.

РТК, обеспечивающие фактическую отработку синтезированных ПД с требуемой точностью в изменяющихся производственных условиях.

Перейдем к описанию общей схемы алгоритмического синтеза законов адаптивного программного управления, гарантирующих желаемый характер переходных процессов при осуществлении заданного ПД в недетерминированных и изменяющихся производственных условиях. Специфические особенности динамической модели РТК позволяют разделить сложную задачу алгоритмического синтеза адаптивного управления ПД на две самостоятельные задачи.

управления решенной до конца. В самом деле, если РТК будет снабжен необходимыми датчиками сигналов обратной связи и системой автоматического управления, реализующей синтезированные алгоритмы построения ПД и законы адаптивного управления, то требуемое ПД будет фактически отрабатываться в изменяющихся производственных условиях, причем характер переходных процессов будет близок к желаемому.

Важную роль при разработке систем АПУ станков и обрабатывающих центров играет активный контроль размеров обрабатываемой детали и инструмента. Наряду с выносным контролем (на базе координатно-измерительных машин и роботов) все шире применяется и оперативный встроенный контроль. Для его организации используются различные средства контроля и измерения: ультразвуковые, тактильные, телевизионные, оптические (в том числе лазерные и голографические) и другие виды датчиков. Организация обратных связей по сигналам, снимаемым с этих датчиков, и адаптивная коррекция коэффициентов усиления в каналах обратной связи позволяет существенно повысить эффективность управления станком в изменяющихся производственных условиях. Такие условия особенно характерны для ГАП.

Особый интерес представляет построение систем АПУ типа CNC и DNC на базе микро- и мини-ЭВМ. Благодаря гибкости программного обеспечения таких систем АПУ они могут быстро самонастраиваться на конкретную систему станок — инструмент — деталь в изменяющихся производственных условиях, обеспечивая высокую производительность при заданной точности обработки.

не вошли коды деталей, подвергнутых многим характерным, но заранее не известным преобразованиям (нарушение технологических норм подвеса, естественные колебания деталей и др.)- Поэтому для увеличения точности в изменяющихся производственных условиях необходимо дообучить (адаптировать) распознающие и идентифицирующие автоматы так, чтобы они стали инвариантными ко всему классу возможных преобразований. С этой целью из контрольной выборки были отобраны элементы, ранее не встречавшиеся в обучающей выборке, и эти элементы были до-

Алгоритмизацию и программирование адаптивных систем управления отдельных РТК и ГАП в целом можно рассматривать как своеобразный технологический процесс составления планов решения задач на ЭВМ. Достаточно детальные планы, записанные на понятном ЭВМ языке, составляют суть программного обеспечения с элементами искусственного интеллекта. Главным достоинством такого интеллектуального программного обеспечения является возможность автоматического синтеза программ для решения любой задачи из некоторого класса, сведения о котором хранятся в банке знаний. Для реализации этой возможности служат диалоговый процессор и специальная организующая программа — монитор. Последняя в соответствии с заданной технологией вызывает из банка знаний необходимые программные модули, снабжает их соответствующими исходными данными и текущей информацией, поступающей по каналам обратных связей, и «собирает» рабочий набор программ, обеспечивающий адаптивное управление РТК в изменяющихся производственных условиях.

Наиболее эффективными САК являются системы адаптивного контроля. Они позволяют достичь предельной точности в непредсказуемо изменяющихся производственных условиях. В основе адаптивного контроля лежат принципы коррекции программного управления и самонастройки управляющих параметров.

Кинетика фазовых превращений при различных степенях переохлаждения описывается изотермической диаграммой превращения, называемой также С-образной диаграммой превращения (рис. 13.4). Фазовое превращение в условиях непрерывного охлаждения или нагрева подчиняется тем же основным закономерностям, что и изотермическое превращение. Условно превращение при непрерывном изменении температуры можно рассматривать как серию многочисленных изотермических превращений при последовательно меняющихся температурах. Чем быстрее меняется температура, тем меньше успевает образовываться новой фазы при каждой степени переохлаждения. В результате превращение протекает в диапазоне непрерывно изменяющихся температур при большей степени переохлаждения или перегрева, чем изотермическое превращение. В этом случае кинетика фазового превращения описывается анизотермической диаграммой

Действие термометров сопротивления основано на свойстве металлов увеличивать свое электрическое сопротивление при нагревании. Для изготовления термочувствительных элементов термометров сопротивления используют металлы, имеющие большой коэффициент сопротивления а: платину, медь, никель, железо. Термометры сопротивления имеют значительные габариты, что не позволяет устанавливать их в небольших по размеру образцах. Более совершенны полупроводниковые термометры сопротивления, они характеризуются малой термической инерционностью и пригодны для быстро изменяющихся температур.

также кривая малоцикловои усталости, свойственная рассматриваемому режиму нагружения и нагрева. С другой стороны, для определения величины повреждений в этих условиях необходима система базовых данных: во-первых, кривые малоцикловой усталости, получаемые в условиях длительного малоциклового жесткого нагружения с учетом цикличности действия температур и частоты (времени) деформирования, свойственных исследуемому режиму неизотермического нагружения, по методике [6] на программных установках с независимым нагревом и нагруже-нием, и, во-вторых, информация о располагаемой пластичности материала, получаемая при монотонном растяжении (см. рис. 1, режимы К, Л] либо при длительном статическом нагружении (см. рис. 1, режимы Ж, И) с учетом скорости деформирования в условиях постоянных или циклически изменяющихся температур, реализующихся в реальном реж! ме термомеханического нагружения зоны разрушения конструктивного элемента.

пенсационных проводов сохраняется постоянным. Приборы с непосредственным отсчетом можно использовать для грубых измерений, но для всех точных работ желательно иметь потенциометр. Для измерения постоянной температуры могут быть использованы нулевой метод и потенциометры реохордного типа, но для измерения изменяющихся температур целесообразнее применять потенциометры с неполной компенсацией. В приборах этого типа потенциометр снабжен несколькими катушками. Когда катушка выключается из цепи, то для того, чтобы сохранить ее сопротивление неизменным, в цепь гальванометра включается эквивалентное сопротивление. В потенциометрах с неполной компенсацией1 к контактным штифтам лимба присоединены катушки, каждая из которых позволяет компенсировать э. д. с. по 0,5 мв. Разбаланс э. д. с. отсчитывается по отклонению гальванометра; обычно отклонению в несколько делений шкалы (10 или 20 см) соответствует одна ступень в 0,5 мв на лимбе. Таким образом, за изменением температуры можно проследить по движению светового зайчика на шкале гальванометра, причем переключение лимба на одну ступень соответствует отклонению гальванометра на всю шкалу. Прибор такого типа пригоден для измерений как с платиновой термопарой, так и с термопарами из обычных металлов. Для точных измерений с платиновыми термопарами удобно использовать делитель напряжения, 'Подключенный к прибору таким образом, чтобы ток, проходящий через цепь потенциометра, уменьшался в два раза. Если при этом использовать гальванометр с удвоенной чувствительностью, то чувствительность всего прибора также удвоится, и при 1000° отклонение указателя гальванометра на 1 см будет эквивалентно 1°, так что появится возможность заметить изменение температуры на 0,05°. Принципиальная схема этого прибора показана на рис. 55.

пенсационных проводов сохраняется постоянным. Приборы с непосредственным отсчетом можно использовать для грубых измерений, но для всех точных работ желательно иметь потенциометр. Для измерения постоянной температуры могут быть использованы нулевой метод и потенциометры реохордного типа, но для измерения изменяющихся температур целесообразнее применять потенциометры с неполной компенсацией. В приборах этого типа потенциометр снабжен несколькими катушками. Когда катушка выключается из цепи, то для того, чтобы сохранить ее сопротивление неизменным, в цепь гальванометра включается эквивалентное сопротивление. В потенциометрах с неполной компенсацией1 к контактным штифтам лимба присоединены катушки, каждая из которых позволяет компенсировать э. д. с. по 0,5 мв. Разбаланс э. д. с. отсчитывается по отклонению гальванометра; обычно отклонению в несколько делений шкалы (10 или 20 см) соответствует одна ступень в 0,5 мв на лимбе. Таким образом, за изменением температуры можно проследить по движению светового зайчика на шкале гальванометра, причем переключение лимба на одну ступень соответствует отклонению гальванометра на всю шкалу. Прибор такого типа пригоден для измерений как с платиновой термопарой, так и с термопарами из обычных металлов. Для точных измерений с платиновыми термопарами удобно использовать делитель напряжения, 'Подключенный к прибору таким образом, чтобы ток, проходящий через цепь потенциометра, уменьшался в два раза. Если при этом использовать гальванометр с удвоенной чувствительностью, то чувствительность всего прибора также удвоится, и при 1000° отклонение указателя гальванометра на 1 см будет эквивалентно 1°, так что появится возможность заметить изменение температуры на 0,05°. Принципиальная схема этого прибора показана на рис. 55.

Для определения температуры при индукционном нагреве пользуются безынерционными фотоэлектрическими пирометрами, но для исследовательских целей наиболее совершенным и объективным методом в этом случае является измерение быстро изменяющихся температур термопарой из тонких хромель-алюмелевых проволок диаметром 0,5 мм, приваренных раздельно к исследуемой стальной детали и соединенных с безынерционным прибором шлейфным осциллографом.

Из приведенной общей схемы центробежного литья труб вытекает, что внутренняя поверхность формы подвергается воздействию быстро изменяющихся температур. В особенности очень велик градиент нарастания температуры.

Свойства сварных соединений отличаются от свойств основного металла, так как они формируются под влиянием весьма многочисленных факторов. Это исходный основной металл, сварочные материалы, воздействие источников энергии, сложные процессы плавления и кристаллизации металла в процессе сварки, взаимодействие его с окружающими жидкими и газовыми компонентами, структурные превращения при воздействии изменяющихся температур, случайное возникновение разного рода несгагошностей и другие. Ввиду большого числа факторов, свойства сварных соединений могут изменяться в крайне широких пределах. Основная задача при организации технологического процесса состоит в ограничении возможных вариантов и смещении их в по возможности в благоприятную сторону, имея в виду,

В процессе эксплуатации изменения нагрузки и температуры во времени нередко имеют циклический характер. Испытания материалов до разрушения в условиях многократно повторяющихся циклов изменения температуры и нагрузки обычно называют программными, и они представляют собой большую самостоятельную область исследований. В настоящем параграфе рассмотрены лишь примеры, связанные с технологией изготовления сварных конструкций, когда необходимо проводить испытания по заданной программе нагружения в условиях изменяющихся температур. Наиболее типичными случаями являются:

В первом случае определяют способность металла сопротивляться протеканию пластических деформаций. Здесь, по существу, речь идет об экспериментальном определении связи между деформациями и напряжениями в металле в условиях изменяющихся температур.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве металлов увеличивать свое электрическое сопротивление при нагревании. Для изготовления термочувствительных элементов термометров сопротивления используют металлы, имеющие большой коэффициент сопротивления а: платину, медь, никель, железо. Термометры сопротивления имеют значительные габариты, что не позволяет устанавливать их в небольших по размеру образцах. Более совершенны полупроводниковые термометры сопротивления, они характеризуются малой термической инерционностью и пригодны для быстро изменяющихся температур.