ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том23 № 4 2021 74 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ В случае необходимости внесения корректив значения , получаемые из функций расчетным образом , можно сравнивать с непосредственно отсканированными , поскольку разработанное устройство может осуществлять сканирование по любойзаданнойтраектории . Одним из вариантов практического ис - пользования может выступать экспресс - анализ состояния поверхности объектов , имеющих поворотнуюсимметрию . Использование цилин - дрических координат в данномслучае логично и имеет следующие преимущества : – отслеживание динамики изменения рассто - янияНвдоль полярного радиуса r при неизмен - ном полярном угле φ в виде функций ( r ). Их получают выделением из массива данныхзначе - ний , соответствующих определенным полярным углам . Шаг между полярными углами вы - бирается исходя из конкретных целей исследо - вания ; – отслеживание динамики изменения формы расстояния H вдоль полярного угла при не - изменном полярном радиусе r в виде функций r ( ). Их получают выделениемиз массива дан - ных значений , соответствующих определенным значениям радиуса , с интересующим шагом r . Одновременное использование ( r ) и r ( ) для анализа поверхности дает возможность изу - чить « эволюцию » формы поверхности при ра - диальном или угловом смещении вдоль каждой лопасти винта . Таким образом , достаточно бы - стро и нетрудоемко могут быть оцененыдефек - тынагнетающей и засасывающей поверхностей каждой лопасти , входящей и выходящей кромок : количество сколов , их площадь , максимальная глубина , средний объем . Далее производится как оценка дефектов формылопастей , так и сравне - ние форм различных лопастей междусобой , при которой исследуются : отклонения , изгибы или деформации в радиальном и перпендикулярном ему направлении , различия в площадях лопа - стей . Как уже было указано , высокие значения коэффициентов детерминации моделей , описы - вающих поверхность , позволяют эффективно экстраполировать данные и переходить из одной системы координат ( ri , i , Hi ) в другую ( xk , yk , zk ). Кроме формулы (16), при пересчетах пло - щадей и объемов следует помнить , что Якобиан перехода J ( r, , H ) = r H r H r H x x x y y y z z z ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ = r , (17) т . е . dSxyz = rdSr H , а dVxyz = rdVr H . После того как получены эксперименталь - ные данные , они разделяются на массивы . Для каждой лопасти производится оценка формы поверхности путем анализа Hi – отклонений экспериментальных значений от значений , рас - считанных порегрессионнымзависимостям . По значениям , статистически значимо превышаю - щимсреднее отклонение на поверхности , опре - деляются границысколов и прочих дефектов , а затем рассчитываются их параметры : площадь , максимальная глубина , средний объем исходя из приближения . Следующий этап – изучение различия форм поверхностей лопастей . Для его реализации сравниваются данные , соответствующие одним и тем же значениям радиуса r при изменении угла вдоль каждой лопасти и , наоборот , сравниваются данные , соответствующие одним и тем же значениям угла при изменении полярного радиуса r вдоль каждой лопасти , т . е . используются функции ( r ) и ( ). Обозна - чив через zjkотклонения взначениях междуj- и k- лопастями , получим возможность определить как величину отклонения вдоль радиуса , так и – угла отклоения в перпендикулярномрадиусу направлении . Для винтовых движителей с осерадиально - переменным шагом ( шаг винтовых линий из - меняется как вдоль оси , так и по радиусу ) угол между кривыми поверхностей соседних лопа - стей , соответствующими одним и тем же зна - чениям радиусов , меняется , причем расстояния между кривымитакже возрастают . По результатам экспериментальных иссле - дований после рассмотрения массива величин отклонений Нiдля соответствующихточек раз - ных лопастейвинта была получена зависимость нарастания отклонений от полярных радиуса и угла ( рис . 5). Двухфакторная степенная модель , описы - вающая отклонения формы лопасти с коэффи - циентом детерминации R2 = 0,967, имеет вид H = 1,071·10 –4r5,487 9,017 , т . е . в среднем угол отклоения в перпендикулярномрадиусу направ -
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1