Прочностной мониторинг вагонных конструкций (Раздел дипломного проекта), страница 8

Требования к банкам данных:

1.  Адекватность отображения предметной области;

2.  Возможность взаимодействия пользователей;

3.  Малое время на освоение системы;

4.  Обеспечение секретности для некоторой части данных;

5.  Обеспечение взаимной независимости программ и данных;

6.  Обеспечение надежности функционирования банков данных.

Ядром банка данных является база данных.

База данных – это объективная форма представления и организации совокупности данных, систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ.

Базы данных подразделяют:

-  по форме представления информации (видеосистемы, аудиосистемы, мультимедиа);

-  неструктурированые, частично структурированнае, структурированные;

-  по типу хранимой информации (документальные, фактографиеские, лексикографические);

-  по характеру организации данных и обращения к ним (локальные, общие, распределенные);

-  по охвату предметной области [15].

Предлагаю следующую структуру банка данных «Прочностной мониторинг»:

- база данных «Защитные покрытия»;

- база данных «Материалы и сплавы»;

- база данных «Эксплуатационные дефекты»;

- база данных «Коррозионный износ»;

- база данных «Конечно-элементные модели конструкций»

Все перечисленные базы данных связываются между собой в процессе расчетов.

Рисунок 3.3 – Связь между базами данных в банке данных «Прочностной мониторинг»

База данных «Защитные покрытия» содержит следующие поля:

- код покрытия;

- схема защитного покрытия;

- количество слоев;

- используемые материалы (марка и т.д.);

- изготовитель материалов (сведения);

- рекомендуемая толщина защитного покрытия;

- способ подготовки под окрашивание;

- дополнительные технологические операции (особенности технологии применения данного покрытия);

- прогнозируемый срок службы;

- адгезия покрытия к металлу в баллах;

- рекомендации по типу подвижного состава (комментарии разработчиков);

- рекомендации по защищаемым элементам конструкции (рекомендации разработчиков и испытателей);

- математическая модель описывающая снижения защитных свойств;

- условия наступления предельного состояния (размер площади поверхности разрушения);

- количественные и качественные характеристики (скользящие добавки, вязкость, наличие механических примесей, стойкость к прямому и обратному удару).

В базе данных «Материалы и сплавы» должна собираться информация о конструкционных материалах (как уже используемых, так и перспективных).

- код материала;

- название;

- химический состав;

- диаграмма деформирования (модель);

- рекомендации по использованию.

Банк данных «Эксплуатационные дефекты» содержит описание дефектов, их математические модели развития и характерные зоны возникновения.

- код дефекта;

- название;

- тип дефекта;

- модель развития дефекта;

- причины возникновения дефекта;

- зона возникновения дефекта.

Банк данных «Конечно-элементные модели конструкций содержит исчерпывающее описание расчетной модели (включая модель моделируемого вагона), а также информацию о разработчиках и историю ее (модели) применения.

- код модели;

- наименование модели;

- тип описываемого вагона (модель);

- тип конечно-элементной модели;

- используемые в КЭ модели элементы;

- программный комплекс;

- количество конечных элементов

- количество степеней свободы;

- когда и где использовалась;

- КЭ модель (непосредственно сам файл);

- тип закрепления;

- нагружение;

- коды материалов, используемых при расчете;

- коды покрытий, используемых при расчете;

- коды дефектов, используемых при расчете;

- ссылки на файлы результатов расчетов в которых использовалась конечно-элементная модель.

Банк данных «Конечно-элементные модели конструкций» включает в себя ссылки на коды защитных покрытий, конструкционных материалов, повреждений и др., внесенных в остальные банки базы данных «Прочностной мониторинг». Таким образом, все базы данных связаны между собой и сфокусированы на процессе расчета конечно-элементной модели и обеспечение ее адекватности.

3.5 Структурная схема прочностного мониторинга

Одним из наиболее мощных методов исследования реально существующих и проектируемых объектов самой различной природы и степени сложности является метод имитационного моделирования. В общем случае, под моделированием понимается исследование, включающее постановку задачи, построение моделей, нахождение решения, внедрение результатов и контроль их правильности. Целью моделирования системы является максимально точное описание характеристик отклика ее на входные воздействия (условия эксплуатации, род перевозимого груза и др.).

Для столь сложной системы как вагон, реально возможным является поблочное описание систем с объединением через численные данные. Этот принцип построения модели дает возможность верифицировать каждый блок до его включения в общую модель.

Задачи организации прочностного мониторинга затрагивают не только построение информационной системы, математической модели, но и разработку или адаптацию существующих проблемно-ориентированных программных комплексов, средств измерения и баз данных. Реализация прочностного мониторинга приведена на рисунке 3.4.

Сам процесс состоит из трех стадий: сбор информации непосредственно с объекта контроля, сопоставление полученной информации с банком данных по прочностному мониторингу и дополнение его новыми сведениями, анализ полученной информации с вынесением соответствующих выводов.