Розробка моделей складних коливань для систем автоматизації віброакустичного контролю безпеки експлуатації будівель і споруд

Abstract

UK: Постановка проблеми. Довготривала безпечна експлуатація будівель і споруд неможлива без визначення стійкості їх несних елементів, особливо після струсів і динамічних навантажень завпливувибухів і пожеж. Утаких умовах достовірний і продуктивний моніторинг надійності будівель і споруд стає найважливішим елементом підвищення безпеки людей. Віброакустика –ефективнийі інформативнийметод, який дозволяє провести неруйнівну оцінку стану бетонних, залізобетонних, цегляних, багатошарових стін та інших видів конструкцій. Однак для підвищення швидкості та якості визначення стану об’єктів потрібна максимальна автоматизація систем віброакустичного контролю. Мета дослідження. –підвищенняпродуктивності та достовірності віброакустичного контролю будівель і споруд шляхомавтоматизації ударної дії із заданими параметрами на базі розробки динамічних моделей складних коливань. Методика. Аналітичні дослідження динамічних кінематичних моделей збуджувача механічних коливань, комп’ютерне моделювання, лабораторні випробування системи керування вібраційним збуджувачем.Результати. Розроблено моделі складних коливань, які дозволяють підвищити надійність та реалізувати нові закони керування, неможливі для класичних вібраційних систем та необхідні для систем автоматизованого віброакустичного контролю будівель та споруд і забезпечення безпеки їх експлуатації. Обґрунтовано використання коефіцієнтів зменшеної розрядності усхемі обчислення за алгоритмом JackW.Crenshawв більш широкому діапазоні значень аргументу, ніж із початковими значеннями коефіцієнтів для пристроїв керування вібраційними машинами з обмеженою обчислювальною продуктивністю. Це необхідно дляствореннявиконавчих органів сучасних систем автоматизованого віброакустичного моніторингу тріщин та порушень однорідності несних конструкцій будівель і споруд. Збуджувач коливань апробований в лабораторних умовах. Наукова новизна.Розроблено нові методи йалгоритми автоматичного керування вібраційним збуджувачем для отримання полічастотних коливань, лінійних хвиль та хвильових полів із заданими амплітудними та частотними характеристиками.Практична значимість. Розроблено збуджувач коливань для системи автоматизованого віброакустичного контролю безпеки експлуатації будівель і споруд. Це дає необхідну і достатню базу для удосконалення методів оціненнязміни структури середовища внаслідок прояву тріщин та порушення однорідності.

EN: Problem statement.Long-term safe operation of buildings and structures is impossible without determining the stability of their load-bearing elements, especially after shocks and dynamic loads under the influence of explosions and fires. In such conditions, reliable and productive monitoring of the reliability of buildings and structures is a critical element in increasing human safety. Vibroacoustic is an effective and informative method that allows for non-destructive assessment of the condition of concrete, reinforced concrete,brick, multi-layer walls and other types of structures. However, to increase the speed and quality of determining the state of objects, maximum automation of the vibroacoustic method is required. Purpose of the study. Increasing the productivity and reliability of vibroacoustic monitoring of buildings and structures by automating the impact action with specified parameters based on the development of dynamic models of complex oscillations. Methods.Analytical studies of dynamic and kinematic models of the exciter of mechanical vibrations, computer modeling, laboratory tests of the vibration generator control system. Research results. Models of complex oscillations have been developed to improve reliability and implement new control laws that are impossible for classical vibration systems and are necessary for automated vibroacoustic control of buildings and structures and ensure the safety of their operation. The use of reduced bit depth coefficients in the calculation scheme using the JackW.Crenshaw algorithm is justified in a wider range of argument values than with initial coefficient values for controlling vibration systems with limited computational performance. This is necessary when creating executive bodies of modern systems for automated vibroacoustic monitoring of the cracks and violations of the homogeneity of load-bearing structures of buildings and structures. The oscillation exciter has been tested in laboratory conditions.Scientific novelty.New methods and algorithms for automatic control ofvibration exciters have been developed to obtain polyfrequency oscillations, linear waves and wave fields with specified amplitude and frequency characteristics. Practical significance. An oscillation exciter has been developed for a system of automated vibroacoustic control of the buildings and structures operation safety. This provides a necessary and sufficient basis for improving methods for assessing changes in the environment as a result of the appearance of cracks and loss of homogeneity.