DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.290818.31.87

Математична модель прогнозу якості металу

V. M. Volchuk, M. S. Shtandenko

Анотація


Вступ. На якість масивних виробів з металу впливає багато факторів, що зумовлює труднощі їх оцінювання неруйнівними методами контролю. Оскільки теорія фракталів дає можливість більш адекватно оцінювати структуру складних об’єктів різної природи, в статті розглянуто можливість застосування цієї теорії для більш адекватного оцінювання елементів структури металу на мікроструктурному рівні. Методика. Застосовується математичне моделювання критеріїв якості прокатних валків із чавуну на основі аналізу фрактальної розмірності елементів їх структури. Розрахунок фрактальної розмірності металу проводився на основі розробленої методики. Практичне значення. Встановлено чутливість механічних властивостей чавунних валків до фрактальної розмірності елементів їх структури (перліту, карбідів, графіту). Найбільшу чутливість показників міцності зафіксовано до фрактальної розмірності карбідів та графіту. Такий підхід допоміг побудувати математичну модель, що дозволяє прогнозувати механічні властивості валків з похибкою 5‑7 % на основі їх залежності від найбільш чутливих показників розмірності елементів структури. Висновки. Показано, що критерії якості чавунних валків можуть бути описані фрактальною моделлю на основі аналізу елементів їх структури.


Ключові слова


математична модель; метал; структура; теорія фракталів; критерії якості

Повний текст:

PDF

Посилання


Bunin K.P., Malinochka Ya.N. and Taran Yu.N. Osnovy metallografii chuguna [Foundations of metallurgy of cast iron]. Moskva: Metallurgiya, 1969, 416 p. (in Russian).

Skoblo T.S., Vorontsov N.M., Budagyants N.A. and others. Prokatnye valki iz vysokouglerodistyx stalej [Rolling rolls made of high-carbon steels]. Moskva: Metallurgiya, 1994, 336 p. (in Russian).

Mishutn А., Kroviakov S., Pishev O. and Soldo B. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures. Technical Journal. 2017, vol. 11, no. 3, pp. 121-124. Available at: https://hrcak.srce.hr/186657. (Accessed on June 26, 2018).

Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. O prognozirovanii kachestva celevogo produkta v periodicheskix texnologiyax [Predicting the quality of a desired product in periodic technologies]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. Kyiv, 2014, no. 11, pp. 77-81. Available at: https://doi.org/10.15407/dopovidi2014.11.0771 (in Russian).

Laukhin D.V., Beketov O.V., Rott N.O. and Laukhin V.D. Algoritm provedeniya pervichnoj statisticheskoj obrabotki massivov eksperimental'nyx dannyx [Algorithm of primary statistical analysis of arrays of experimental data]. Vіsnyk Prydnіprovskoi derzhavnoi akademіi budіvnitstva ta arkhіtektury [Bulletin of Prydniprovs‘ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnіpro, 2017, no. 2, pp. 68–77. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Osnovy organizacii fraktal'nogo modelirovaniya [Fundamentals of fractal modeling]. Kiev: Akademperiodika, 2017, 170 p. (in Russian).

Volchuk V.M. K primeneniyu fraktal'nogo formalizma pri ranzhirovanii kriteriev kachestva mnogoparametricheskix texnologij [On the Application of Fractal Formalism for Ranging Criteria of Quality of Multiparametric Technologies ]. Metallofizika i noveyshiye texnologii [Metal Physics and Advanced Technologies]. 2017, vol. 39, no. 3, рp. 949-957. Available at: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. (Accessed on June 26, 2018). (in Russian).

Zhuravel I.M. Vybir nalashtuvan pid chas obchyslennia polia fraktalnykh rozmirnostei zobrazhennia [The choice of parameters when calculating the fractal dimension of the image] Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy [Scientific Bulletin of UNFU]. Nats. lisotekhn. un-t Ukrainy [National Forestry University of Ukraine]. Lviv, 2018, vol. 28, no. 2, pp. 159-163. Available at: https://doi.org/10.15421/40280230. (Accessed on June 26, 2018). (in Ukrainian).

Zhuravel' I.M. and Svirs'ka L.M. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions. Materials Science. 2015, vol. 46, no. 3, рp. 418-420.

Shtofel' O. A. and Rabkina M.D. Ispol'zovanie mul'tifraktal'nogo analiza dlya ocenki svojstv konstrukcionnyx stalej [The use of a multifractal analysis for property evaluation of constructional steels]. Universum: Tekhnicheskiye nauki [Universum: Engineering]. 2016, vol. 31, no. 10. Available at: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3791. (Accessed on June 26, 2018). (in Russian).

Uzlov O., Malchere A., Bolshakov V.I. and Esnouf C. Investigation of Acicular Ferrite Structure and Properties of C-Mn-Al-Ti-N Steels. Advanced Materials Research. 2007, vol. 23, pp. 209-312. Available at: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.23.209. (Accessed on June 26, 2018).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Бунин К. П. Основы металлографии чугуна / К. П. Бунин, Я. Н. Малиночка, Ю. Н. Таран. – Москва : Металлургия, 1969. – 416 с.
  2. Прокатные валки из высокоуглеродистых сталей / Т. С. Скобло, Н. М. Воронцов, С. И. Рудюк [и др.] ; ред. Т. С. Скобло. – Москва : Металлургия, 1994. – 336 с.
  3. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures / А. Mishutn, S. Kroviakov, O. Pishev, B. Soldo // Tehnicki Glasnik/Technical Journal. - 2017. - Vol. 11, № 3. - P. 121-124. – Режим доступу: https://hrcak.srce.hr/186657. - Проверено: 26.06.2018.
  4. Большаков В. И. О прогнозировании качества целевого продукта в периодических технологиях / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. - 2014. - № 11. - С. 77-81. – Режим доступу: http://www.dopovidi.nas.gov.ua/2014-11/14-11-13.pdf.
  5. Алгоритм проведения первичной статистической обработки массивов экспериментальных данных / Д. В. Лаухин, А. В. Бекетов, Н. А. Ротт, В. Д. Лаухин // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – Дніпро, 2017. – № 2. – С. 68–77.
  6. Большаков В. И. Основы организации фрактального моделирования : монография / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров. - Киев : Академпериодика, 2017. – 170 с.
  7. Волчук В. Н. К применению фрактального формализма при ранжировании критериев качества многопараметрических технологий / В. Н. Волчук // Металлофизика  и новейшие технологии. - 2017. - Т. 39. - Вып. 7. - С. 949-957. - Режим доступу: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. - Проверено: 26.06.2018.
  8. Журавель І. М. Вибір налаштувань під час обчислення поля фрактальних розмірностей зображення / І. М. Журавель // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук. пр. / Нац. лісотехн. ун-т України. - Львів, 2018. - Т. 28. - № 2. - С. 159-163. - Режим доступу: https://doi.org/10.15421/40280230. - Проверено: 26.06.2018.
  9. Zhuravel' I. M. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions / I. M. Zhuravel', L. M. Svirs'ka // Materials Science. - 2010. – Vol. 46, no. 3. - P. 418-420.

10. Штофель О. А. Использование мультифрактального анализа для оценки свойств конструкционных сталей / О. А. Штофель, М. Д. Рабкина // Universum: Технические науки. - 2016. - № 10 (31). - Режим доступу: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3791. - Проверено: 26.06.2018.

11. Investigation of Acicular Ferrite Structure and Properties of C-Mn-Al-Ti-N Steels / O. Uzlov, A. Malchere, V. I. Bolshakov, C. Esnouf // Advanced Materials Research. - 2007. - Vol. 23. - P. 209-312. – Режим доступу: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.23.209. - Проверено: 26.06.2018.



Коментарі цієї статті

Дивитися всі коментарі