Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Ле Суан Хау

Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний
<
Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Ле Суан Хау. Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.16 Москва, 2006 120 с. РГБ ОД, 61:06-5/2293

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Введение в прочностные испытания при действии заданных на грузок. Общая постановка задачи . 9

1.1. Измерительная система 10

1.2. Обработка и анализ результатов 11

1.3. Алгоритмы сокращения избыточности и повышения достоверности измерительной информации . 18

1.4. Управление нагружением при проведении испытаний 20

1.5. Усталостные испытания прочности конструкций 22

1.6. Испытания на действие импульсных нагрузок 23

1.7. Статические прочностные испытания 24

1.8. Актуальность, научная новизна и практическая ценность работы 25

1.9. Общая постановка задача 28

Глава 2. Сведения о нагрузках, действующих на летательный аппарат в полете 31

2.1. Коэффициент перегрузки 31

2.2. Зависимость маневренной перегрузки самолета от параметров его движения 35

2.3. Перегрузки при полете в неспокойном воздухе 36

2.4. Исходные условия для расчета на прочность 39

2.5. Коэффициент безопасности 40

2.6. Определение нагрузок, действующих на крыло 41

2.7. Распределение нагрузки по крылу 43

2.8. Построение эпюр поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов 45

2.9. Выводы по главе 2 48

Глава 3. Разработка процедуры приоритетного отображения информации на экране в ходе прочностных испытаний 49

3.1. Выбор модели нарастания отказов конструкции при увеличении нагружения 50

3.2. Постановка задача оптимального отображения информации при нагружении конструкции 54

3.3. Применение динамического программирования для приближенного решения задачи оптимизации 57

3.4. Вывод формулы назначения динамических приоритетов для предъявления страниц на экран 64

3.5. Составление необходимого числа линейных алгебраических уравнений в окрестности минимального риска 68

3.6. Нахождение коэффициентов аппроксимации и составление формулы назначения динамических приоритетов в квадратурах 71

3.7. Выводы по главе 3 75

Глава 4. Нейросетевая реализация процедуры приоритетного отображения тензометрической информации на экране 78

4.1. Нейронные сети 78

4.1.1. Элементы нейронных сетей 78

4.1.2. Архитектура нейронных сетей 80

4.1.3. Решение задач нейронными сетями 81

4.1.4. Обучение нейронных сетей 82

4.1.5. Базовый процессорный элемент - БПЭ 84

4.1.6. НС прямого распространения и алгоритм обучения обратного распространения ошибки 87

4.1.7. Подход к нейронному управлению 89

4.2. Примеры обучения нейронной сети, предназначенной для назначения динамических приоритетов 90

4.3. Результаты обучения и найденная структура двухуровневой нейронной сети для приоритетного наблюдения на экране 93

4.4. Выводы по главе 4 95

Глава 5. Нейросетевая система группового анализа напряженного состояния конструкций при статических прочностных испытаниях 96

5.1. Анализ локальной области испытуемой конструкции с помощью искусственной нейронной сети 96

5.2. Групповой нейросетевой анализ однотипных элементов конструкции при установке тензодатчиков в определенном сечении или площади. 101

5.3. Нейросетевой анализ поведения сложных конструкций при нагружении 106

5.4. Выводы по главе 5 114

Заключение 115

Список литературы 116

Введение к работе

В настоящее время сложился определенный вид статических прочностных испытаний под действием ступенчато растущих нагрузок при измерении напряжений конструкции с помощью большого числа тензодатчиков.

Результаты измерений после цифровой обработки на ЭВМ оформляются в виде нескольких страниц информации, каждая из которых состоит из заданного числа строк и может быть предъявлена человеку-оператору на экране системы отображения. При этом каждая строка содержит данные о номере шага нагружения и об уровне напряженности конструкции в отдельном месте. Оператор за заданное время может просматривать одну страницу на экране, выявляя существенные изменения параметров, а затем переходить к просмотру другой страницы.

Однако при последовательном переборе страниц на экране в некоторых непоказанных вовремя страницах появятся новые важные сведения о опасных нарушениях прочности конструкции, и это приведёт к аварии. При увеличении числа страниц такой способ становится неэффективным. Поэтому задача назначения динамических приоритетов в предъявлении наиболее важных страниц является актуальной [1].

Кроме того, весьма важно провести групповой анализ показаний тензодатчиков, установленных на одном конструктивном узле, чтобы принять ответственное решение о состоянии его прочности в целом и, если нужно, снизить или снять нагрузку для предотвращения разрушения конструкции.

Целью данной диссертационной работы является разработка процедуры приоритетного отображения тензометрической информации на экране и нейросетевой системы группового анализа напряженного состояния конструкции при статических прочностных испытаниях.

При проведении исследований решались следующие задачи:

1. Анализ функционирования системы и проведение расчета сил нагру- жения, имитирующих наиболее напряженные режимы полета летательного аппарата;

2. Разработка процедуры назначения динамических приоритетов для предъявления страниц тензометрической информации на экран;

Реализация процедуры приоритетного отображения информации с помощью нейронной сети (НС);

Разработка нейросетевой процедуры группового анализа напряженного состояния элемента конструкции при её статических прочностных испытаниях.

В данной диссертационной работе на защиту выдвигаются следующие основные положения:

Процедура приоритетного предъявления страниц тензометрической информации на основе динамического программирования;

Схема управления наблюдением на экране и нейросетевая структура альтернативного выбора предъявляемой страницы на экран;

Нейросетевая процедура группового анализа напряженного состояния конструкции в однотипных сечениях или всей конструкции при контроле в зоне упругих деформаций с помощью массовой тензометрии.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем: процедура приоритетного предъявления получена с помощью предложенного критерии оптимизации, обеспечивающего минимум среднего количества потерянной информации из-за её старения вследствие задержек времени в наблюдении страниц на экране. найденное правило назначения приоритетов учитывает в свертке как априорную важность наблюдаемых страниц, так и апостериорное число отказов в прочности в отдельных точках конструкции и время задержки в их предъявлении. показана возможность поочередной реализации процедур альтернативного выбора страниц и группового анализа состояния прочности конструкции на основе одной двухслойной НС. нейросетевая процедура группового анализа состояния прочности конструкции обеспечивает повышенную достоверность контроля, т. к. нейронная сеть играет роль своеобразного сумматора небольших отклонений работы конструкции в различных точках и позволяет спрогнозировать развитие аварийной ситуации при испытаниях.

Практическая ценность работы состоит в том, что в результате использования оптимальной процедуры назначения динамических приоритетов в наблюдении страниц резко сокращается время задержки в их предъявлении. В частности, по сравнению с режимом последовательного перелистывания страниц запаздывание в восприятии опасных ситуаций снижается в 3-4 раза. Кроме того, предложенная нейросетевая процедура группового анализа большого числа тензодатчиков, установленных в выявленном опасном месте, позволяет предотвратить испытуемую конструкцию от разрушения.

Достоверность полученных результатов подтверждается применением научно обоснованных методов динамического программирования, теории оптимального управления, методов искусственного интеллекта. Ряд примеров для обучения нейронных сетей взят из реального полученных данных прочностного эксперимента. Моделирование на ЭВМ предложенных нейронных сетей подтвердило их работоспособность.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на 5 международных и общероссийских научно-технических конференциях: "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации" (XIII международный научно-технический семинар, Алушта 2004г.; XIV международный научно-технический семинар Алушта 2005г.), Восьмая научная сессия "Аэрокосмические приборы и системы" (ГУАП 2005г., Санкт-Петербург), VI-я международная конференция "Авиация и космонав-

7 тика" (МАИ 2005г., Москва), Научный симпозиум "Неделя горняка" (МГГУ 2006г., Москва), опубликованы в одном научно-техническом отчете по НИР МАИ (2004, 2005г.), а также в статье в журнале «Авиакосмическое приборостроение», 2005г., №5. Всего по результатам работы имеется 9 публикаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и содержит 120 стр. машинописного текста в том числе 38 рисунков и 5 таблиц. В работе обоснована возможность нейро-сетевого подхода к процессам отображения на экране тензометрической информации и её группового анализа в реальном масштабе времени при проведении прочностных испытаний.

В первой главе проводится анализ функционирования и классификация испытательных систем с учетом проблемы получения информации о ходе прочностных испытаний с помощью большого количества тензодатчиков, ус- ' тановленных в различных точках конструкции. Рассматриваются только ста- тические прочностные испытания, и при последовательном нагружении конструкции выявляются её наиболее опасные места. Сформулирована общая постановка задачи, согласно которой необходимо свести к минимуму время предъявления отказных показаний тензодатчиков на экран и их вторичного анализа для оценки безопасности продолжения испытаний.

В главе II проводится анализ сил и моментов, действующих на самолет в наиболее напряженных режимах полета. Рассмотрена известная методика * расчета эпюр напряжений вдоль продольной оси самолета и проведен расчет нагружающих сил применительно к пассажирскому самолету ЯК-40. Показа на неоднородность поля нагружения отдельных элементов конструкции с ' помощью применяемых в прочностных испытаниях рычажных систем.

Алгоритмы сокращения избыточности и повышения достоверности измерительной информации

Определив внутренние силы и момент в сечении, можно, приняв определенные допущения, найти суммарные силы и моменты, действующие на отсекаемую данным сечением часть конструкции. Методика основана на рассмотрении условий равновесия отсеченной части. Равнодействующая приложенных к ней сил должна равняться внутренней силе в сечении. Основные затруднения связаны с наличием распределенных нагрузок и дополнительными неизвестными - плечами при определении моментов. Во многих случаях задача решается достаточно точно, если выбрать несколько сечений на объекте и принять оправданные допущения о величинах и распределении некоторых сил. Инерционные силы находят по показаниям акселерометриче-ских датчиков.

В определенных условиях в полете фиксируют не нагрузки, а вызываемые ими напряжения. Измерение напряжений имеет преимущество, если соответствующие конструктивные элементы не подвергаются испытанием (об их прочности судят по величине напряжений), если методика лабораторных испытаний основана на воспроизведении напряжений, если нет уверенности, что при лабораторных испытаниях создается правильное напряженное состояние для локальных задач. Однако измерения сил или моментов позволяют получить более точные данные, дающие более полное представление о природе сил и характере распределения нагрузки.

При исследованиях параметров, определяющих нагружение, их выбирают в зависимости от вида причины возникновения повышенных сил и моментов. Маневренные нагрузки характеризуются перегрузками, углами, угловыми скоростями и ускорениями летательных аппаратов, положением и действиями органов управления. В полетах в неспокойной атмосфере регистрируют перегрузки и параметры, необходимые для определения эффективной скорости порывов. При посадках измеряют вертикальную скорость снижения, углы крена, боковую составляющую ветра у земли. Изучают характеристики неровности взлетно - посадочной полосы и рулежных дорожек. Во всех испытаниях регистрируют основные параметры режима - скорость, высоту полета, температуру наружного воздуха. При испытаниях обязательно соблюдают правила безопасности: постепенное изменение определяющих параметров, назначение ограничений с учетом возможных ошибок пилотирования, оборудование летательного аппарата индикаторами определяющих значения параметров и нагрузок, применение тензодатчиков, особо тщательные межполетные осмотры, внимание ко всем частям летательного аппарата, анализ данных и расчеты в ходе испытаний.

Обработка зависимостей, полученных при испытаниях, проводится в соответствии с принятым разделением нагрузок на большие однократные и усталостные. В первом случае отмечают максимумы нагрузки или соответствующие значения определяющих параметров, построенные графики повторяемости. Для этого разбивают весь диапазон значений исследуемого параметра на интервалы и считают число значений, попавших в каждый из них за определенное время. Для оценки усталостной прочности сложный реальный процесс изменения нагрузки заменяют более простым - совокупностью синусоид с различной амплитудой и средним значением.

Основная цель усталостных испытаний состоит в определении долговечности, т. е. времени воздействия переменной нагрузки до разрушения объекта. Часто регистрируют также число циклов, при котором появляется усталостная трещина, изучают особенности излома. Методика испытания определяется особенностями усталостного разрушения, большими разбросами долговечности номинально одинаковых объектов и очень существенной зависимостью долговечности от конфигурации детали и характера обработки её поверхности. Поэтому достоверные результаты можно получить только на основе статистического подхода с испытаниями достаточно большого числа объектов. На крупных стендах ведут испытания элементов, стыков и узлов конструкции самолета. Испытательный стенд характеризуется максимальной силой, предельным габаритами объекта, наличием автоматического способа создания нагрузки, видом и типом нагружения. Отмеченная зависимость долговечности от состояния объекта, его конфигурации и обработки поверхности требует проведения испытаний конструкции в целом или его частей. Число объектов при этом ограничено возможностями проведения испытаний.

Результаты испытаний образцов используют для определения характеристик материалов, разработки новых материалов, исследования влияния технологических процессов. Испытания натурных узлов, сборочных единиц, изделий проводят для отработки ресурса конструкции и выбора силовой компоновки на стадии проектирования, проверки эффективности доработок, оценки методик расчета, получения кривых выносливости типовых элементов, отработки методов дефектоскопии и регламента осмотров в качестве контрольных испытаний серийной конструкции. По результатам испытаний конструкции в целом определяют его ресурс, проверяют соответствие результатов испытаний изолированных элементов их поведению в конструкции, выявляют опасные места, не установленные при испытаниях элементов. 1.6. Испытания на действие импульсных нагрузок.

В эксплуатации на части конструкции воздействует нагрузки, быстро нарастающие от нуля до максимальной величины, тогда такого рода нагрузки обычно называют импульсными. При этом максимальные внутренние силы и моменты в сечениях конструкции, напряжения, реакции взаимодействия с другими частями могут быть значительно больше, чем при статическом действии внешней нагрузки той же величины. Законы изменения внутренних сил и моментов могут существенно различаться в разных местах конструкции. Поэтому при нагружении должно быть обеспечено измерение сил и моментов или напряжений во всех ответственных элементах конструкции, и необходим выбор измерительной системы с нужными точностными характеристиками.

Построение эпюр поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов

При проведении прочностных испытаний таких сложных конструкций, как самолеты, мосты, здания и так далее, наряду с организацией поля нагру-жения и установкой тензометрических датчиков, измеряющих напряженность состояния изделия, существует проблема выбора части информации о ходе испытаний, которая нужна оператору в первую очередь.

Общей целью испытаний таких сложных конструкций является получение наиболее полной информации о текущем состоянии объекта. При этом текущие оценки прочности конструкции с помощью процедуры приоритетного наблюдения отдельных её элементов, должны отвечать противоречивым требованиям по точности, оперативности, полноте оценивания, от которых зависит выбор соответствующих методов цифровой обработки, тензометрических измерений и представления полученных результатов на экран. Кроме того, что при оперативной обработке данных важно согласовать поток поступающих на обработку измерений с производительностью ЦВМ, зависящей от скорости её счета и выбранной структуры математического обеспечения, в противном случае возникает потеря информации в результате переполнения буфера в памяти ЦВМ поступившими результатами. Под рассматриваемой в работе оперативной обработкой данных будем понимать такой процесс извлечения из них информации, при котором средняя скорость их поступления не превышает средней скорости их обработки, а время задержки в обработке данных лежит в заданных пределах. Для выполнения этого условия в состав математического обеспечения обычно вводятся упрощенные алгоритмы обработки данных.

Принятой в практике процедурой предъявления результатов на экране системы отображения в темпе испытаний, является предъявление одной из нескольких страниц, состоящих из заданного числа строк. При этом каждая строка содержит ряд буквенно-цифровых символов, представляющих собой полученные в результате первичной обработки сведения об отдельном параметре объекта, например, уровне напряженности конструкции в отдельном месте и номере шага нагружения. Таким образом, число строк К на всех страницах определяется размерностью вектора оценки и может быть значительным, что потребовало бы при полном контроле всех параметров одновременно большого количества экранов. Характерной особенностью получившего распространение процесса отображения информации на экраны является то, что сформированная для процесса просмотра каждая строка страницы имеет свое состояние лишь для момента времени, соответствующего появлению нового, существенного изменения параметра. Эти изменения, как правило, происходят не часто, что свидетельствует об ординарности потока сообщений, полученных после сокращения их избыточности на этапе предварительной обработки.

В связи с этим появляется возможность поочередного просмотра на одном экране одной из нескольких страниц. Тогда оператор за заданное время Дг может просматривать одну страницу и выявлять, если они есть, существенные изменения параметров, а затем переходить к просмотру другой страницы. Однако при последовательном переборе страниц может возникнуть ситуация, когда в некоторых строках непоказанных и хранящихся в памяти ЭВМ страниц появятся новые сообщения, которые вследствие длительного времени их непредъявления на экран «потеряются» в формуляре оперативной памяти ЦВМ из-за появления более новых сообщений и поэтому не «достигнут» человека-оператора. Чем больше времени t, (величина ti может быть кратно нескольким значением т) страница не выводится на экран и чем больше число х; новых сообщений на ней, тем выше вероятность потери этих сообщений. При последовательном переборе страниц неодинаковость текущего состояния их координат х, и ti и, значит, их ценность не учитывается, поэтому при увеличении числа одновременно выводимых на один экран страниц этот способ становится неэффективным. Поэтому с целью улучшения характеристик системы отображения информации на экраны целесообразно определить процедуру оптимального предъявления страниц с помощью назначения динамических приоритетов.

Итак, пусть дано п страниц, каждая из которых наблюдается оператором на экране заданное время Аг. Пусть также на каждую /-тую страницу при формировании репортажа поступает ординарный поток существенных сообщений с заданной интенсивностью. Необходимо обеспечить такой режим предъявления страниц на экран, чтобы в соответствии с принятым критерием оптимальности свести потери информации к минимуму.

В [15] показана зависимость динамических приоритетов каждой страницы от её априорной относительной важности, от числа вновь появившихся изменений напряженного состояния в отличие от режима упругих деформаций, от времени задержки в предъявлении страницы на экран, а также - от ожидаемой степени надежности элемента конструкции, или априорной оценки запаса прочности.

В качестве такого критерия можно взять условие минимума среднего количества сообщений, потерянных вследствие их старения из-за задержек в предъявлении оператору за время испытаний тк: где /o(x„,/„,r) - среднее количество сообщений, потерянных за один интервал времени предъявления Аг на текущем шаге, которое зависит от текущего вектора состояния системы с координатами х„,1„. Существуют различные оценки потерь информации вследствие её старения из-за временной задержки, среди которых приемлемой может быть экспоненциальная модель [16]:

Применение динамического программирования для приближенного решения задачи оптимизации

Полученный приближённый ответ, требующий экспериментального уточнения, можно объяснить следующим образом. Чем больше ожидаемая интенсивность mj разрушения конструкции по площади, контролируемой её части, и чем выше скорость развития трещины (чем меньше постоянная времени Tj = —), чем выше относительный приоритет С j опасности и необходимости наблюдения этого места, наряду с важностью текущего числа Xt новых изменений и времени задержки tj их непоказа - тем выше общий динамический приоритет Пj.

Реализация режима приоритетного предъявления страниц на экране возможна с помощью схемы управления наблюдением за испытаниями, показанной на рис.3.4. Предлагается следующая процедура автоматизации процессов управления наблюдений и нагружением конструкции, состоящая из трёх шагов. На первом после очередного нагружения блок формирования страниц обеспечивает обновление в памяти ЭВМ информации, контролируемой с помощью счетчиков числа новых сообщений и времени их не показа. Блок вычисления приоритетов выбирает первоочередную страницу и автоматически предъявляет её на экран как наиболее важную.

После этого на втором шаге процедура соответствия этой страницы с эталонной эпюрой напряжений должна автоматически дать альтернативный ответ - меняется ли поведение конструкции в зоне упругих деформаций, либо оно вызывает определенную тревогу. Наконец, в завершение принимается решение либо о продолжении нагружения с обычным шагом увеличения нагрузки, либо неразрушающее нагружение с уменьшенным шагом, либо немедленное прекращение испытаний и снятие нагрузки с конструкции.

Шаги управления наблюдения, вторичного анализа и управления нагру-жением должны выполнятся за минимальное время и поэтому полностью автоматизированы. Моделирование на ЭВМ первого шага управления наблюдением показало, что с помощью приоритетного предъявления страниц можно сократить время задержки в показе новых изменений по крайней мере, в 3+5 раз при нейросетевом подходе существует возможность повторного использования тех же нейронов сети, обученных для последующего вторичного анализа эпюр напряжений элементов конструкции, с целью выявления места отказа. Вопрос дополнительного обучения сети задаче распознавания эпюр напряжений носит самостоятельный характер и требует дополнительных исследований. 3.7. Предложена динамическая модель нарастания увеличения числа отказов при увеличении нагрузки, описываемая линейным дифференциальным уравнением первого порядка, которая позволяет учитывать запас прочности и ожидаемую скорость разрушения испытуемого элемента конструкции. 2. Поставлена задача оптимального режима наблюдения страниц тензо-метрической информации по критерию минимум средних потерь сообщений вследствие их старения из-за задержки в их предъявлении оператору. 3. Разработан метод приближенного решения задачи с помощью динамического программирования путем представления функции Беллмана в виде степенного полинома второго порядка, что позволило представить формулу вычисления динамического приоритета в квадратурах. 4. Приравнивание ординат риска друг другу в окрестности рабочей точки позволило найти систему линейных алгебраических уравнений для определения коэффициентов аппроксимации функции Беллмана, установить зависимость приоритета страницы от её априорной важности, а также от запаса прочности и скорости разрушения элемента конструкции. 5. Предложена схема приоритетного предъявления страниц на экран, обеспечивающая в первую очередь наблюдение за наиболее опасным местом конструкции и возможность проведения вторичного анализа выбранной группы тензодатчиков.

Примеры обучения нейронной сети, предназначенной для назначения динамических приоритетов

В главе 5 исследуется процесс вторичного анализа выбранной группы тензодатчиков, после того как на предшествующем этапе получения информации назначен наиболее приоритетный для наблюдения конструктивный узел.

Рассматривают три случая анализа: анализ локального места сварки одного элемента к другому при установке в этом месте небольшого числа датчиков; групповой анализ показаний (50 +100) тензодатчиков, установленных на значительной площади, но с однотипным конструктивным исполнением и поведением отдельных зон; анализ более сложных конструкций с использованием предварительно рассчитанных для каждого шага нагружнения эпюр напряжений.

Показана целесообразность использования нейросетевой структуры, что позволяет избежать трудоемких вычислений для формирования сигнала предупредительной тревоги и снижения силы нагружения при испытаниях. 5.1. Анализ локальной области испытуемой конструкции с помощью искусственной нейронной сети.

Как было сказано в предыдущей главе, массовая тензометрия позволяет контролировать большие площади испытуемой конструкции, а система назначения приоритетов в наблюдении на экране показаний тензодатчиков обеспечивает автоматический выбор наиболее «опасного» места этой конструкции. Вполне очевидно, что таким местом могут оказаться локальные области крепления одного конструктивного элемента к другому, например места соединения консоли крыла и фюзеляжа, места сварки силового элемента к корпусу и.т.д. Задача исследования напряженного состояния в этих случаях представляет значительные вычислительные трудности. Так, при действии на цилиндрическую оболочку корпуса локальной радиальной нагрузки Р(а,/3), имитирующем давление силового элемента, проблема может быть сведена к решению краевой задачи для дифференциального уравнения в частных производных восьмого порядка [33]:

Отметим, что исследования напряжений существенно усложняются при передаче нагрузки на оболочку через приваренный к ней силовой элемент (рис.5.1), так как, к краевой задаче добавляется контактная задача силового элемента с оболочной по сварному шву. Отсюда вытекает необходимость уточнения напряжений путём экспериментального исследования в областях, где по расчетам ожидается отклонение от упругого поведения материала конструкции. Поэтому в данной работе в качестве примера локальной области рассмотрено место сварки силового элемента (бугеля), которое в случае неправильного соблюдения технологии сварки может выйти из строя в любой точке сварки. На рис.5.1 видно, что в месте варки по узлам прямоугольного элемента установлено 3 датчика. Возникает вопрос - может ли искусственная нейронная сеть справиться с задачей автоматического распознавания приближения конструкции к отказу? На рис.5.2 показаны кривые поведения 3 тензодатчиков, когда один из них вместо линейного характера поведения начинает отклоняться от зоны упругих деформаций выходить из строя. Видно, что датчик №1 вызывает тревогу, и важно подчеркнуть, что этот вывод не нуждается в применении формул и вычислений. Значит, этим действиям можно обучить и нейронную сеть.

С этой целью будем использовать несколько отсчетов по каждому из датчиков, полученных на различных шагах нагружения, чтобы уловить либо линейность нарастания напряженного состояния конструкции, либо его отклонение.

Похожие диссертации на Нейросетевая система назначения приоритетов в обработке и отображении информации при проведении испытаний