авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«СБОРНИК РАБОЧИХ ПРОГРАММ Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Содержание ...»

-- [ Страница 2 ] --

Цифровые методы улучшения при радиоскопии. Суммирование телевизионных кадров. Непрерывное усреднение изображений. Вычитание изображений. Изменение контраста изображений дефектов. Выравнивание (эквализация) гистограммы. Окрестная обработка (свертка) изображений. Автоматическая расшифровка светотеневых изображений.

6. РАДИОМЕТРИЯ Общие вопросы радиометрии.

Выбор энергии и источников фотонного излучения при измерении его параметров после прохождения через объект контроля Выбор детекторов, их электронных схем и коллиматоров. Пропорциональные счетчики. Счетчики Гейгера. Сцинтилляторы с фотоприемниками. Полупроводниковые детекторы. Электронные схемы детекторов.

Измерители толщины материалов.

Вычислительная томография Томография с использованием рассеянного излучения.

7. РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАБОТЕ С ИСТОЧНИКАМИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Общие сведения.

Система обеспечения безопасных условий труда при радиационном контроле.

Радиационные факторы опасности. Нерадиационные факторы опасности.

Принципы защиты от ионизирующих излучений. Нормирование времени облучения.

Удаление на безопасное расстояние от источника излучения. Расчет толщины защиты по кратности ослабления. Конструктивные особенности защитных устройств.

Методы контроля доз излучения.

4.2.2. Практические занятия:

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы 1. Проведение рентгенографического контроля реальных объектов (составление технологической карты контроля, расчет оптимального режима контроля.Выбор радиографической пленки и проверка ее свойств. 8 час 2.Экспонирование и фотообработка. Расшифровка рентгеновских снимков.8 час 3. Радиационно-безопасное расстояние и безопасная толщина экрана защиты от радиационного излучения. Определение слоя половинного ослабления 4 час 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Практические занятия лабораторные работы в лаборатории НК ФГУП ВИАМ;

контрольные работы по завершении каждого раздела.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ При прочтении каждого раздела проводится контрольная работа.

Аттестация по дисциплине: – зачет – по результатам выполнения контрольных и лабораторных работ.

Оценка за освоение дисциплины – оценка за зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Клюев В.В., Соснин Ф.Р. Теория и практика радиационного контроля: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Машиностроение, 1998. –170 с.

2. В.А. Добромыслов. Радиационные методы неразрушающего контроля. – М.:

Машиностроение, 1999 г. –104 с 3. Соснин Ф.Р. Неразрушающий контроль: Справочник: под общ. ред.В.В. Клюева. Т.1: в 2 кн.: Кн 2 Радиационный контроль.. – М.: Машиностроение, 2003. –560 с.: ил.

4. Румянцев С.В., Добромыслов В.А., Борисов О.И. Типовые методики радиационной дефектоскопии и защиты. – М.: Атомиздат, 1979.

5. Косарина Е.И., Степанов А.В. и др. Практическое руководство по радиографическому методу неразрушающего контроля. М. 2006 г.:105 с., ил.

б) дополнительная литература:

1. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Войткун Ф. Материаловедение– М.: «МИСИС»: 1999 – с Перечень нормативных документов ГОСТ 20426-82 Методы дефектоскопии радиационные. Область применения ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные.

Радиографический метод ГОСТ 30489-97 Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Общие требования Неразрушающий контроль. Квалификация и сертификация EN 473: персонала. Общие принципы Авиация и космонавтика квалификация и допуск персонала для EN 4179: неразрушающего контроля Неразрушающий контроль. Общие принципы EN 444: радиографического контроля металлов с использованием рентгеновского и гамма-излучения Неразрушающий контроль. Качество изображений при EN 462-1: радиографии. Часть 1: Индикаторы качества изображения (проволочного типа), определение величины качества изображения ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны НРБ – 99 /2009 Нормы радиационной безопасности (СП 2.6.1 –2523-09) ОСПОРБ-99/2010 (СП Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности 2.6.1.79-999) (СП 2.6.1.2612-10) Гигиенические требования к устройству и эксплуатации *- источников, генерирующих рентгеновское излучение при ускоряющем напряжении от 10 до 100 кВ. Санитарные правила СП 2.6.1.1283-03 Обеспечение радиационной безопасности при рентгеновской дефектоскопии ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования безопасности ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо:

наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов;

рентгеновская лаборатория неразрушающего контроля с размещенными в ней стационарными и переносными рентгеновскими аппаратами РАП220-5;

RE320/ оборудованная фотокомната для ручной обработки экспонированной радиографической пленки Agfa D5, Agfa D помещение, оснащенное приборами для просмотра и расшифровки рентгеновских снимков негатоскопом типа KOWOLUX-4 и денситометром DD5005-220.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и программе «Приборы и методы контроля качества и диагностики»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., с.н.с. Косарина Е.И.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электротехники и интроскопии к.т.н., профессор Лунин В.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 200100 Приборостроение Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ" Цикл: общенаучный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.1.5. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр Лекции 36 часов 1 семестр Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 18 часов 1 семестр Расчетные задания, рефераты не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 90 часов учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрен Курсовые проекты (работы) не предусмотрен Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является углубленное изучение методов акустической интроскопии, получение навыков работы с современными приборами акустического контроля, освоение методик акустической дефектоскопии материалов и изделий.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

к обобщению, анализу и восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

проводить исследования, обрабатывать и представлять экспериментальные данные (ПК-4);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

участвовать в разработке функциональных и структурных схем приборов (ПК-10);

использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17);

проводить измерения и исследования по заданной методике с выбором средств измерения и обработкой результатов (ПК-25);

составлять описания производимых исследований, собирать данные для составления отчетов (ПК-26);

выполнять наладку, настройку и опытную проверку отдельных видов приборов и систем в лабораторных условиях (ПК-27).

Задачами дисциплины являются:

освоение теории акустических волн и условий их распространения применительно к задачам неразрушающего контроля материалов и изделий;

ознакомление с методами возбуждения и приема акустических сигналов и конструкциями электроакустических преобразователей;

ознакомление с методами обнаружения и определения характеристик дефектов материалов и изделий при акустическом контроле;

детальное изучение методов и аппаратуры акустического контроля;

получение практических навыков работы с аппаратурой акустического контроля;

практическое освоение методик акустической дефектоскопии материалов и изделий.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к части дисциплины по выбору № 2 общенаучного цикла М. основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Приборы и методы контроля качества и диагностики» направления 200100 «Приборостроение».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Математический анализ», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Электротехника», «Электроника и микропроцессорная техника», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Основы проектирования приборов и систем», «Электронные цепи и схемотехника приборов контроля».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении программы магистерской подготовки 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные законы физической акустики, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

системы стандартизации и сертификации, осознание значение метрологии в развитии методик акустического контроля;

источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по вопросам акустической интроскопии (ПК-17).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи акустического контроля(ОК-7);

рассчитывать и проектировать электроакустичекие преобразователи, основанные на различных физических принципах действия;

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию по приборам акустического контроля и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при методик акустической дефектоскопии(ПК-1);

анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов акустического оборудования (ПК-17).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-2);

навыками получения, обобщения и анализа информации (ОК-1);

навыками сбора и анализа научно-технической информации (ПК-2);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 1 Основные методы акустического неразрушающего Контрольный опрос.

14 1 4 2 контроля, типы акустических волн Акустические свойства сред, прохождение и Контрольный опрос 14 1 4 2 отражение волн Излучение и прием акустических сигналов, Контрольный опрос 8 1 2 2 электроакустические преобразователи Расчет акустического поля преобразователей, Контрольный опрос 20 1 4 4 диаграмма направленности Расчет поля Контрольный опрос, 14 1 2 4 фазированной решетки контрольная работа Контрольная работа письменный 6 6 1 2 Импульсный эхометод:

аппаратура, расчет зхосигналов, Контрольный опрос 18 1 4 4 характеристики эхометода их оптимизация и проверка Методы прохождения и комбинированные методы: теневой метод, временной теневой Контрольный опрос 12 1 4 метод, зеркально теневой метод, эхосквозной метод.

Методы колебаний:

методы свободных 6 1 2 колебаний, методы вынужденных колебаний, резонансный толщиномер.

Акустико-эмиссионный метод, аппаратура, области применения 6 1 2 АЭ.

Дефектоскопия неметаллических материалов и 10 1 2 4 многослойных конструкций Измерение размеров:

ультразвуковая толщинометрия, ультразвуковой 10 1 2 4 импульсный толщиномер, контроль шероховатости поверхности.

Ультразвуковые методы контроля физико-механических свойств материала:

контроль упругих 6 1 2 свойств материалов, контроль прочности, контроль твердости, контроль коррозии.

Зачет контрольная работа 14 0 0 0 0 Итого:

15 144 0 36 18 4.2 Содержание лекционной формы обучения 4.2.1. Лекции 1 семестр 1.Упругие колебания и волны.Основные методы акустического неразрушающего контроля теневой,временной теневой эхометод, реверберационный метод, зеркально теневой метод, эхотеневой метод,импедансный метод, методы колебаний, акустическая эмиссия, шумодиагностические методы.

2. Типы акустических волн Закон Гука, характеристики волнового процесса,продольная и поперечная волны, поверхностная волна Рэлея, головная волна, волны на поверхности раздела двух сред, волны в слоях и пластинах, волны в стержнях Акустические свойства сред: импеданс и волновое сопротивление, коэффициент затухания.

3. Отражение и преломление плоских волн Закон синусов, понятие нормального импеданса, коэффициенты прохождения и отражения, критические углы.

Прохождение плоской волны границы сред разделенных слоем: схема замещения плоскопараллельного слоя, просветляющий слой.

Понятие о дифракции и рефракции акустических волн: дифракция волн, дифракция на плоском диске, дифракция на цилиндре, сфере, эллипсоиде, рефракция волн.

4. Излучение и прием акустических волн Пьезоэлектрический преобразователь и его основные характеристики, схема замещения, Мэзона, частотные и временные характеристики. Бесконтактные преобразователи:Электромагнитно-акустический, лазерный способ возбуждения УЗ волн 5. Акустическое поле преобразователя Расчет поля дискообразного преобразователя на оси, понятие ближней и дальней зоны.

6. Характеристика направленности преобразователя Методы расчета характеристики направленности преобразователя, характеристики направленности для преобразователей различной формы.

7. Поле преобразователя с акустической задержкой Поле преобразователя с плоскопараллельной задержкой, поле преобразователя с клиновидной задержкой, поле фокусирующего, преобразователя 8. Поле фазированной решетки Методика расчета, виды фокусирующих преобразователей, секторное сканирование и фокусировка поля решетки с временным и фазовым управлением.

9.Импульсный эхометод Аппаратура: импульсный ультразвуковой дефектоскоп;

преобразователь для контроля эхометодом;

технические характеристики дефектоскопа.

10.Расчет эхосигналов Понятие акустического тракта, расчет методом Кирхгофа, расчет в энергетическом приближении АРД диаграмма. Общий подход к оценке максимальной амплитуды отражения от моделей дефектов.

Методика расчета, особенности отражения от реальных дефектов.

Внешние шумы, шумы электрических цепей, помехи преобразователя, ложные сигналы, структурные помехи.

11.Характеристики эхометода их оптимизация и проверка Помехи эхометода.Чувствительность, максимальная и минимальная глубина прозвучивания, разрешающая способность, точность определения координат дефекта, метрологическое обеспечение.

12.Методы прохождения и комбинированные методы Теневой метод. временной теневой метод, зеркально-теневой метод, эхосквозной метод.

13.Методы колебаний:

Методы свободных колебаний, методы вынужденных колебаний, резонансный толщиномер.

14.Акустико-эмиссионный метод Физические основы метода, форма импульсов АЭ, основные параметры АЭ, акустическая эмиссия при деформации материалов, аппаратура АЭ, области применения АЭ.

15.Применение акустических методов Дефектоскопия металлических объектов, общие положения методики контроля, выбор схемы контроля, настройка аппаратуры, поиск дефектов, определение положения и размеров дефекта, контроль поковок и литья, контроль проката, контроль сварных соединений.

16.Дефектоскопия неметаллических материалов и многослойных конструкций импедансный метод контроля, велосиметрический метод, методы колебаний.

17.Измерение размеров Ультразвуковая толщинометрия, ультразвуковой импульсный толщиномер, контроль шероховатости поверхности.

18.Ультразвуковые методы контроля физико-механических свойств материала контроль упругих свойств материалов, контроль прочности, контроль твердости, контроль коррозии.

4.2.2. Практические занятия практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 1 семестр №1. Изучение основных характеристик акустических волн №2 Исследование импульсного эхометода ультразвуковой дефектоскопии №3 Измерение размеров дефектов с помощью ультразвука №4. Исследование ультразвуковых методов контроля толшины.

№5. Измерение коэффициента затухания №6. Исследование электромагнитно-акустического метода испытания металлов.

4.4. Расчетные задания расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Практические занятия практические занятия учебным планом не предусмотрены Самостоятельная работа самостоятельное изучение некоторых разделов курса, с использованием рекомендованных источников, подготовка к тестам и контрольным работам, подготовка к лабораторным работам, подготовка к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на зачете.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ. В 5 кн. Кн. 2 Акустические методы контроля:

Практическое пособие/И. Н. Ермолов, Н. П. Алешин, А. И. Потапов;

Под ред. В. В. Сухорукова.-M.: Высш. шк., 1991.-283 с.: ил.

2. МЕТОДЫ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ/ Н. П. Алешин, В. Е. Белый, А. Х. Вопилкин и др.: Под ред. А. П. Алешина. - М.:Машиностроение, 1989.

- 456 с.;

ил.

3. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля,. М.:

Машиностроение, 1981. - 240 с.

4. И. Н. Ермолов, М. И. Ермолов Ультразвуковой контроль. Издание четвертое. - М.: 2001. – 171с.:

ил. 80.

б) дополнительная литература:

1. Алешин Н. П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ, пособие.— Мн.: Выш. шк., 1987.— 271 с: ил.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.ndt.net;

www.ndt.com;

www.ndt.ru 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Учебная аудитория кафедры ЭИ, снабженная мультимедийными средствами для представления презентаций лекций, показа слайдов и учебных фильмов.

Лаборатория кафедры ЭИ имеет компьютернизированные лабораторные стендами с современной аппаратурой акустического контроля, оборудование для проведения экспериментальных работ, наборы аттестованных образцов для практического обучения методикам дефектоскопии.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и программе «Приборы и методы контроля качества и диагностики».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.ф.м.н., доцент Петрусь А.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электротехники и интроскопии к.т.н., профессор Лунин В.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 200100 Приборостроение Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ" Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр Лекции 36 часов 2 семестр Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 18 часа 2 семестр Расчетные задания, рефераты расчетное задание 2 семестр Объем самостоятельной работы по 126 часов учебному плану (всего) Экзамены устный 2 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является обучение студентов современным информационным технологиям, применяющимся в приборостроении при сборе и анализе экспериментальной информации, а также изучение методов анализа диагностических данных в задачах неразрушающего контроля.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

собирать и анализировать научно-техническую информацию, учитывать современные тенденции развития и использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в профессиональной деятельности (ПК-2);

способность анализировать поставленные исследовательские задачи в области приборостроения на основе подбора и изучения литературных, патентных и других источников информации (ПК-22);

выполнять математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований (ПК-23);

способность проводить измерения и исследования по заданной методике с выбором средств измерений и обработкой результатов (ПК-25).

Задачами дисциплины являются:

научить студентов методам анализа результатов измерений;

освоить применение информационных технологий, современных систем компьютерной математики;

изучение методов классификации данных;

основ регрессионного анализа;

обучение студентов технологиям data mining в применении к задачам анализа измерительной информации.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по направлению "Приборы и методы контроля качества и диагностики" направления 200100 Приборостроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математический анализ", "Информатика", "Теория вероятности и математическая статистика".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении НИР, выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные методы анализа измерительной информации;

области и возможности применения информационных технологий в задачах неразрушающего контроля и технической диагностики;

основные методы статистического анализа данных;

основы теории нейронных сетей, базовые архитектуры и методы обучения нейронных сетей;

Уметь:

собирать и анализировать научно-техническую информацию, учитывать современные тенденции развития и использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в профессиональной деятельности (ПК-2);

анализировать диагностическую измерительную информацию;

формулировать задачи статистического оценивания для неразрушающего контроля;

строить статистические модели для анализа результатов измерений, проводить классификацию данных;

оценивать влияние различных факторов в задачах неразрушающего контроля и технической диагностики;

строить приближенные решения обратных задач неразрушающего контроля статистическими методами;

проводить интеллектуальный анализ данных по технологии data mining;

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике;

терминологией информационных технологий и информационных систем, применяющихся в неразрушающем контроле;

методами проведения анализа, обработки и представления экспериментальных данных;

методами статистического анализа данных, в том числе при помощи пакета Statistica;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Информация, данные, знания в задачах Тест на знание 9 2 4 неразрушающего терминологии контроля Обработка и Типовой расчет, представление 13 2 4 4 задание результатов измерений Регрессионный анализ.

Построение регрессионных моделей Типовой расчет, 23 2 4 4 для решения задач задание неразрушающего контроля.

Дисперсионный анализ.

Оценка значимости Типовой расчет, влияния различных 16 2 6 задание факторов на результаты измерений.

Классификация данных в неразрушающем Типовой расчет, контроле. 32 2 6 6 задание Дискриминантный и кластерный анализ.

Применение нейронных сетей для решения информационных задач 7 2 2 в области неразрушающего контроля Основные нейросетевые Типовой расчет, парадигмы. Сети 16 2 4 задание Кохонена и Хопфилда.

Технология data mining в задачах Контрольная работа 28 2 8 неразрушающего контроля Зачет 2 2 -- -- Экзамен устный 34 2 -- -- Итого: 180 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Информация, данные, знания в задачах неразрушающего контроля Понятия информация, данные знания. Их свойства. Информационные модели задач неразрушающего контроля. Понятие о диагностической информации. Использование различных информационно-диагностических моделей в задачах неразрушающего контроля.

2. Обработка и представление результатов измерений Элементарные статистические выводы, расчет основных выборочных статистик.

Построение и анализ частотных гистограмм, получение эмпирических функций распределения вероятностей. Постановка задачи проверки гипотез. Критерии согласия.

Проверка гипотез относительно средних значений и дисперсий.

3. Регрессионный анализ. Построение регрессионных моделей для решения задач неразрушающего контроля.

Регрессионный анализ. Построение модели простой линейной регрессии. Проверка адекватности модели, расчет стандартных ошибок, построенеи критериев гипотез относительно значений коэффициентов регрессионного уравнения. Множественная линейная регрессия. F-отношение и коэффициент детерминации для проверки адекватности модели множественной линейной регрессии. Понятие о множественном и частном коэффициентах корреляции. Построение процедуры пошагового регрессионного анализа. Применение регрессионной модели для определения размеров точечного дефекта в магнитном контроле.

4 Дисперсионный анализ. Оценка значимости влияния различных факторов на результаты измерений.

Дисперсионный анализ. Основы теории общей линейной модели. Однофакторный дисперсионный анализ, модели со случайными и фиксированными эффектами.

Двухфакторный дисперсионный анализ. Общая программа факторного планирования.

5. Классификация данных в неразрушающем контроле. Дискриминантный и кластерный анализ.

Постановка задачи классификации. Проблемы неразрушающего контроля и технической диагностики, приводящие к решению задач классификации.

Дискриминантный анализ (управляемая классификация). Теорема Байеса, построение дискриминационных уравнений на ее основе. Критерии достоверности дискриминантного анализа, понятие о расстоянии Махалонобиса. Кластерный анализ (неуправляемая классификация). Мера близости, способы ее расчета. Иерархическая кластеризация, парадигмы complete link, single link и average link. Кластеризация методом k-средних.

6. Применение нейронных сетей для решения информационных задач в области неразрушающего контроля Основные понятия теории искусственных нейронных сетей. Модели нейронов и синапсов, функции активации. Методы обучения нейронных сетей.

7. Основные нейросетевые парадигмы. Сети Кохонена и Хопфилда Основные нейросетевые парадигмы Основные методы обучения. Однослойный и многослойный персептрон. Архитектура, методы обучения. Самообучающиеся нейронные сети. Нейронные сети Хопфилда и Кохонена.

8. Технология data mining в задачах неразрушающего контроля Добыча данных Data Mining: задачи, практическое применение, модели и методы Data Mining, средства Data Mining. Задачи классификации и регрессии, поиска ассоциативных правил, кластеризации. Визуальный анализ данных Visual Mining.

Стандарты Data Mining. Data Mining в реальном времени (Real-Time Analytics).

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 6. № 1 Введение в работу с пакетом Statistica 7. № 2 Вычисление описательных статистик. Калькулятор вероятности.

8. № 3 Регрессионный анализ в пакете Statistica.

9. № 4 Дискриминантный анализ в пакете Statistica.

10. № 5 Кластерный анализ в пакете Statistica.

11. № 6 Обучение нейронных сетей в MatLab.

4.4. Расчетные задания 1. Расчет описательных статистик. Проверка гипотез относительно характера распределения данных 2. Определение размеров дефектов при помощи регрессионной модели.

3. Классификация акустических сигналов при помощи кластерного анализа.

4. Классификация электрических сигналов при помощи дискриминантного анализа.

5. Формирование карты Кохонена.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций и видеофильмов, проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения.

Лабораторные занятия кроме традиционной формы проводятся в виде разбора конкретных ситуаций, компьютерных симуляций, занятий на тренажерах.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Кобранов Г.П. Элементы математической статистики, корреляционного и регрессивного анализа и надежности/Под ред. В.В.Галактионова, Ч. 2. -М.: Изд-во МЭИ. -1992. -128 с., л. табл.: ил.

2. Афифи А., Эйзен С., Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. Пер. с англ. М.:Мир,1982.-488с.,ил.

3. Бородин А.Н. Элементарный курс теории вероятностей и математической статистики:

Учеб. пособие для студентов вузов по немат. спец. -СПб., 1998. -223 с.

4. Хайкин С. Нейронные сети. Полный курс. Изд-во: Вильямс, 2006 – 1104с.

5. Чубукова И.А. Data mining. Бином., 2008.- 384с.

6. Барат В.А. Статистический анализ экспериментальных данных в задачах неразрушающего контроля. М.:МЭИ, 2005 – 16с.

б) дополнительная литература:

1. Барсегян А. А., Куприянов М. С., Степаненко В. В., Холод И. И., Технологии анализа данных. Data Mining, Visual Mining, Text Mining, OLAP (+ CD-ROM). – СПб.: БХВ-Петербург, - 384с.

2. Ю. Н. Тюрин, А. Н. Макаров. Анализ данных на компьютере. Изд-во Форум, 2010, - 368с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.ndt.net;

www.softline.ru;

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и программе «Приборы и методы контроля качества и диагностики»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент _ Барат В.А "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электротехники и интроскопии к.т.н. профессор _ Лунин В.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 200100 Приборостроение Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРНЫХ СИСТЕМАХ" Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр Лекции 36 часов 1 семестр Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 18 часов 1 семестр Расчетные задания, рефераты не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 90 часов учебному плану (всего) Экзамены устный 1 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ применения методов математического моделирования в приборостроении, в частности, наиболее эффективного из средств численного моделирования - метода конечных элементов, позволяющего решать краевые задачи, описываемые дифференциальными уравнениями, с минимальными допущениями о характере взаимодействия поля с контролируемым изделием в электрическом, магнитном, вихpетоковом, ультразвуковом, тепловом методах неразрушающего контроля.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

совершенствовать и повышать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

самостоятельно использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

осознать основные проблемы своей предметной области, определить методы и средства их решения (ПК-3);

анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК 5);

осуществлять проектную деятельность в профессиональной сфере на основе системного подхода (ПК-7);

анализировать состояние научно-технической проблемы и определять цели и задачи проектирования приборных систем на основе изучения мирового опыта (ПК-8);

проектировать приборные системы и технологические процессы, с использованием средств автоматизации проектирования и опыта разработки конкурентоспособных изделий (ПК-10);

принимать решения по результатам расчетов и результатам анализа эффективности проектируемых приборных систем (ПК-12);

разрабатывать методические и нормативные документы, техническую документацию на объекты приборостроения (ПК-14);

разрабатывать методики проведения теоретических и экспериментальных исследований по анализу, синтезу и оптимизации характеристик материалов, используемых в приборостроении (ПК-16);

построить математические модели анализа и оптимизации объектов исследования, выбрать численные методы их моделирования или разработать новый алгоритм решения задачи (ПК-21);

выбрать оптимальные методы и разработать программы экспериментальных исследований и испытаний, провести измерения с обработкой результатов измерений (ПК-22);

разработать и провести оптимизацию натурных экспериментальных исследований приборных систем с учётом критериев надёжности (ПК-23);

подготовить научно-технические отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-24).

Задачами дисциплины являются:

изучение характера взаимодействия поля и излучения различной физической природы с контролируемым изделием с помощью математического моделирования процедуры контроля;

обучение приемам выбора математической модели для оптимального решения задач моделирования при электрическом, магнитном, вихpетоковом, ультразвуковом, тепловом методах неразрушающего контроля;

получение информации о достоинствах и ограничениях различных методов неразрушающего контроля, о возможности выбора наилучших условий контроля и оптимальной конструкции соответствующего преобразователя и о выводах, которые могут быть сделаны по результатам моделирования;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработке методов неразрушающего контроля.

изучение способов принятия и обоснования конкретных технических решений по результатам моделирования при разработке методов неразрушающего контроля и технической диагностики.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю "Приборы и методы контроля качества и диагностики" направления 200100 «Приборостроение».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математический анализ", "Информатика», «Вычислительные методы», «Физические основы получения информации», «Электротехника», «Компьютерные технологии в приборостроении»

образовательной программы бакалавров.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Обнаружение и фильтрация сигналов в неразрушающем контроле», «Информационные технологии в приборостроении», «Применение тепловых и оптических полей в неразрушающем контроле» и "Методы неразрушающего контроля энергетического оборудования".

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные научные школы, направления, концепции и методологию научных исследований в неразрушающем контроле (ОК-1);

основные источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по методам магнитного контроля (ПК-2);

технологию определения связей магнитных характеристик объектов с их физико химическими и магнитными свойствами и способы установления этих связей (ПК-1);

классификацию и возможности методов магнитного контроля (ПК-34, ПК-35).

Уметь:

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ПК-5);

использовать программы моделирования процессов при магнитном контроле (ПК 23);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые режимы магнитного контроля (ПК-22, ПК-35);

анализировать информацию о новых методах и путях совершенствования магнитного контроля (ПК-22).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-3);

терминологией в области основных видов магнитного контроля (ПК-1);

навыками поиска информации о возможностях неразрушающего контроля (ПК-2);

информацией о технических параметрах оборудования для использования при выборе режимов проведения неразрушающих испытаний (ПК-27);

навыками применения полученной информации при проектировании технических средств и режимов проведения магнитного контроля (ПК-7, ПК-34).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 7 8 Задачи анализа физических полей при Тест на знание 8 1 4 неразрушающем терминологии контроле Уравнения Максвелла для электромагнитного Тест на составление поля в интегральной и уравнений и анализ 14 1 4 4 дифференциальной граничных условий форме Квазистационарные задачи Защита ЛР № 12 1 4 2 электромагнитного поля Вариационный принцип в применении к Тест на применение решению задачи метода конечных 12 1 4 2 вихретокового контроля элементов методом конечных элементов Реализация вариационного подхода Защита ЛР № 18 1 4 2 в методе конечных элементов Осесимметричные Тест на решении задачи вихретокового осесимметричных и 18 1 4 контроля нелинейных задач Применение метода Галеркина к задаче с Защита ЛР № 16 1 6 вихревыми токами Метод конечных элементов в Защита ЛР № 18 1 6 трехмерной постановке Результаты тестов и Зачет 2 1 защит ЛР Экзамен устный 26 1 Итого: 144 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Задачи анализа физических полей при неразрушающем контроле Основы взаимодействия физических полей с веществом;

физические явления и эффекты, используемые для получения измерительной информации в задачах неразрушающего контроля. Постановка и методы решения задач анализа и синтеза физических явлений и эффектов для создания средств измерения, диагностики и контроля. История методов анализа электромагнитного поля. Основные соотношения векторной и скалярной алгебры, свойства векторных полей. Совpеменное состояние методов анализа и пpоектиpования сpедств электромагнитной интpоскопии. Общие принципы организации программ численного расчета поля: препроцессор (диалоговая система, разбиение области), процессор, постпроцессор (визуализация результатов, расчет необходимых интегральных параметров) 2. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной и дифференциальной форме Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме (соотношение векторов электрического и магнитного поля, свойства материалов: линейные, нелинейные, анизотропные, гистерезисные). Классификация задач электромагнитного поля (статические, стационарные, квазистационарные - изменяющиеся по гармоническому закону, нестационарные). Уравнения в частных производных: уравнения Лапласа и Пуассона, волновое уравнение, уравнение диффузии.

3. Квазистационарные задачи электромагнитного поля Квазистационарные задачи электромагнитного поля (поле квазистационарных токов в проводниках, поля в магнетиках, описываемые векторным потенциалом, поле, описываемое векторным электрическим потенциалом). Граничные условия на поверхности проводника. Граничные условия на поверхности раздела электропроводящих сред. Граничные условия для магнитной индукции и напряженности магнитного поля на поверхности раздела сред.

4. Вариационный принцип в применении к решению задачи вихретокового контроля методом конечных элементов Основы вариационного подхода, вывод функционалов из дифференциальных уравнений, функционалы с векторным потенциалом. Основы метода конечных элементов: требования к дискретизации области на конечные элементы, вывод уравнения для конкретного конечного элемента, объединение уравнений в общую систему.

5. Реализация вариационного подхода в методе конечных элементов Практическая реализация вариационного подхода в применении к задаче квазистационарных токов, к квазистационарным магнитным полям, описываемым векторным потенциалами, к полям, описываемым электрическим векторным потенциалом 6. Осесимметричные задачи электромагнитного контроля Применение метода конечных элементов к осесимметричным структурам объектов контроля и источников поля, дискретизация области решения на конечные элементы, вывод уравнения для конкретного конечного элемента, особенности решения в анизотропных средах.

7. Применение метода Галеркина к задаче с вихревыми токами Применение метода Галеркина к двумерной задаче с вихревыми токами (конечный элемент первого порядка в локальных координатах, уравнение для векторного потенциала с использованием дискетизации по времени, уравнение с комплексным векторным потенциалом, структуры с движущимися элементами конструкции, осесимметричные постановки, уравнение Гельмгольца). Изопараметрические конечные элементы высокого порядка (треугольный элемент второго порядка, применение к методу Ньютона-Рафсона);

два трехмерных изопараметрических элемента (тетраэдр второго порядка, линейный гексаэдр).

8. Метод конечных элементов в трехмерной постановке Метод конечных элементов в трехмерной постановке. Трехмерная задача, описываемая скалярным потенциалом (тетраэдр первого порядка, применение вариационного подхода, модель постоянного магнита). Методы взвешанных невязок в трехмерных задачах (методы Галеркина, коллокации, наименьших квадратов) 4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 1 семестр №1. «Экспериментальные исследования образцов теплообменных труб парогенераторов АЭС вихpетоковым методом с помощью внутренних пpоходных пpеобpазователей»

№2. «Численное моделирование задачи вихpетоковой дефектоскопии внутренними пpоходными пpеобpазователями теплообменных тpуб. Сопоставление с экспериментом»

№3. «Экспериментальные исследования образцов тепловыделяющих элементов (твэлов) реакторов АЭС вихpетоковым методом с помощью многоэлементных пpеобpазователей»

№4. «Численное моделирование задачи вихpетоковой дефектоскопии внешними пpоходными многоэлементными пpеобpазователями тепловыделяющих элементов (твэлов). Сопоставление с экспериментом»

№5. «Экспериментальные исследования образцов железнодорожных рельсов вихpетоковым методом с помощью накладных многоэлементных пpеобpазователей»

№6. «Численное моделирование задачи вихpетоковой дефектоскопии внешними накладными многоэлементными пpеобpазователями образцов железнодорожных рельсов.

Сопоставление с экспериментом»

№7. «Численное моделирование задачи электpоемкостной дефектоскопии: контpоль диэлектpической пpоницаемости композитных матеpиалов»

№8. «Численное моделирование задачи магнитной структуроскопии: исследование свойств феppомагнитного материала, выбор конструкции намагничивающего устройства»

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций и видеофильмов (ЭОР), проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения).

Лабораторные занятия, кроме традиционной формы, проводятся в виде разбора конкретных ситуаций, компьютерных симуляций, занятий на тренажерах.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, разработку методик контроля, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,2 (среднеарифметическая оценка за тесты) + 0,2 (оценка за защиты лабораторных работ) + 0,6 (оценка на экзамене).

В приложение к диплому вносится оценка за 1-й семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Неразрушающий контроль. Справочник в 5 кн. Книга 3. Электромагнитный контроль.

В.Г.Герасимов, А.Д.Покровский, В.В.Сухоруков. М.: Высш. шк., 1996, 490 с.

2. Демирчян К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей.- М.:

Высшая школа, 3. Лунин В.П. Метод конечных элементов в задачах прикладной электротехники. учебное пособие по курсу "Численные модели в интроскопии". - М.: Изд-во МЭИ, 1996, 78 с.

4. Лунин В.П. "Моделирование поля в задачах вихретокового контроля", - М.: Из-во МЭИ, 2004, 56 c.

5. Лунин В.П., Кирсанов С.В., Иванов А.А. Методические указания по проведению практических занятий на ПЭВМ с пакетом конечно-элементного анализа электромагнитных полей MagNum. - М.:Изд-во МЭИ, 1996, 48 с.


6. Лунин В.П., Кирсанов С.В., Иванов А.А. Лабораторные работы по курсу "Численные модели и компьютерное проектирование в интроскопии". - М.:Изд-во МЭИ, 1996, 28с.

7. Покровский А.Д. Магнитные методы неразрушающего контроля. Учебное пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 88с.

б) дополнительная литература:

1. В.П.Лунин Феноменологические и алгоритмические методы решения обратных задач электромагнитного контроля // Дефектоскопия. 2006. № 6. с.3-16.

2. В.П.Лунин Двухшаговый алгоритм конечно-элементного решения задач электромагнитного контроля. Электроемкостный контроль // Дефектоскопия. 2006. № 12. с.3-14.

3. В.П.Лунин Двухшаговый алгоритм конечно-элементного решения задач электромагнитного контроля. Вихретоковый контроль // Дефектоскопия. 2006. № 12.

с.15-26.

4. В.П.Лунин Современные методы решения обратных задач электромагнитного контроля - Вестник МЭИ. 2003, №1, с.60- 5. В.П.Лунин Эффективный алгоритм расчета сигнала преобразователя при вихретоковом контроле труб парогенераторов АЭС // Вестник МЭИ, 2003, №2 с.46- 7.2. Электронные образовательные ресурсы: Электронный образовательный ресурс.

Кафедра Электротехники и Интроскопии. Учебно-методический комплекс «Численные модели в интроскопии», Электронный учебник, Авторы: В.П.Лунин, А.Г.Жданов, Е.А.Куликова.

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.eti.magnum.ru;

http://www.elma-m.com 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и профилю «Приборы и методы контроля качества и диагностики»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., профессор _ Лунин В.П.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электротехники и интроскопии к.т.н. профессор _ Лунин В.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 200100 Приборостроение Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ОБНАРУЖЕНИЕ И ФИЛЬТРАЦИЯ СИГНАЛОВ В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ" Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: 1 семестр Трудоемкость в зачетных единицах:

2 семестр 18 часов 1 семестр Лекции 18 часов 2 семестр Практические занятия 18 часов 1 семестр Лабораторные работы 18 часов 2 семестр Расчетные задания, рефераты расчетное задание 2 семестр Объем самостоятельной работы по 108 часов учебному плану (всего) Экзамены устный 2 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов обработки и анализа сигналов с целью обнаружение полезных сигналов на фоне помех, методов оценки параметров полезных сигналов, методов построения и оптимизации алгоритмов обработки сигналов, характерных для систем неразрушающего контроля и технической диагностики.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

осознать основные проблемы своей предметной области, определить методы и средства их решения (ПК-3);

оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6);

построить математические модели анализа и оптимизации объектов исследования, выбрать численные методы их моделирования или разработать новый алгоритм решения задачи (ПК-21) Задачами дисциплины являются:

изучение моделей сигналов, используемых в системах неразрушающего контроля и технической диагностики, и параметров, описывающих эти модели;

изучение и освоение методов обнаружения полезных сигналов на фоне помех;

изучение и освоение методов оценки параметров полезных сигналов;

получение информации о методах обработки сигналов, используемых для решения типовых задач различных методов неразрушающего контроля;

изучение методов оптимизации алгоритмов обработки сигналов с целью выделения информативной составляющей.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю "Приборы и методы контроля качества и диагностики" направления 200100 Приборостроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Теория вероятности и математическая статистика", "Электротехника", "Цифровая обработка сигналов".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные модели сигналов, используемые в системах неразрушающего контроля и технической диагностики (ПК-1);

основные характеристики детерминированных и случайных сигналов (ПК-1);

основы теории обнаружения полезных сигналов на фоне помех и принципы синтеза оптимальных алгоритмов обнаружения (ПК-3);

методы обработки стационарных и нестационарных диагностических сигналов (ПК-3).

Уметь:

оценивать соотношение полезной составляющей и помехи в исследуемом сигнале и выбирать тип и параметры фильтра для улучшения этого соотношения (ПК-6);

выбирать правильную модель для описания полезной составляющей сигнала и оценивать основные параметры этой модели (ПК-21);

синтезировать оптимальный фильтр для обнаружения полезного сигнала на фоне помех и оценивать ожидаемую достоверность обнаружения (ПК-21);

выбирать оптимальный метод обработки сигнала для оценки параметров полезной составляющей в соответствии с моделью исследуемого сигнала (ПК-21).

Владеть:

методами аналитического описания сигналов и оценки их параметров (ПК-1);

методами оценки статистических параметров сигналов (ПК-1);

методами синтеза оптимального алгоритма обработки сигнала в соответствии с поставленной задачей (ПК-5).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Все Виды учебной работы, го С включая Формы текущего Раздел дисциплины.

час е самостоятельную работу контроля № Форма промежуточной ов м студентов и успеваемости п/п аттестации на ес трудоемкость (в часах) (по разделам) (по семестрам) раз тр лк пр лаб сам.

дел 1 2 3 4 5 6 7 8 Задачи анализа сигналов, модели Тест: основные 8 1 4 2 сигналов, пространство модели сигналов сигналов Обобщенные характеристики 14 1 4 4 сигналов Обработка сигналов в Тест: частотный частотной области спектр простых 16 1 4 4 сигналов Основы теории 10 1 4 4 случайных процессов Обнаружение сигналов Расчетное задание 20 1 2 4 на фоне помех Оптимальная 2 2 4 фильтрация сигналов Информационные 6 2 2 параметры сигналов Методы обработки нестационарных Расчетное задание 16 2 4 сигналов Использование вейвлет Расчетное задание 12 2 4 преобразования для обнаружения сигналов Скрытые марковские Расчетное задание 16 2 2 4 модели Защита расчетного Зачет 2 2 -- -- -- задания Экзамен (рекомендуется до 1 устный/письмен.

36 2 -- -- -- з.е.) Итого: 180 32 18 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Задачи анализа сигналов, модели сигналов, пространство сигналов Задачи анализа сигналов, классификация сигналов, модели сигналов (гармонический, полигармонический, амплитудно-модулированный, фазомодулированный, импульсный).

Пространство сигналов, представление произвольных сигналов с помощью простых сигналов. Обработка сигналов во временной области. Пороговое детектирование сигнала.

Временное разрешение сигнала.

2. Обобщенные характеристики сигналов Энергетический спектр сигнала. Преобразование Фурье и его свойства. Спектральная плотность мощности, пример расчета спектральной плотности мощности. Обобщенные характеристики сигналов (энергия сигнала, длительность сигнала, ширина спектра).

Информативные признаки диагностических сигналов.

3. Обработка сигналов в частотной области Временное и частотное представление сигналов. Обработка сигналов в частотной области.

Расчет спектральной плотности реального сигнала, оконная функция. Частотное разрешение. ВЧ-, НЧ-фильтр, полосовой фильтр. Аналитический сигнал и комплексная огибающая. Преобразование Гильберта. Детектирование амплитудно-модулированного сигнала.

4.Основы теории случайных процессов Случайные процессы. Характеристики случайных процессов. Ковариационная функция гармонического процесса. Пример расчета автоковариационной функции. Взаимно ковариационная функция. Функция спектральной плотности случайного сигнала, соотношение Винера-Хинчина. Корреляционный анализ. Узкополосные случайные процессы. Законы распределения огибающей и фазы узкополосного процесса.

Корреляционная функция и спектральная плотность узкополосного процесса.

5. Обнаружение сигналов на фоне помех Задача обнаружения как задача проверки статистических гипотез. Простые и сложные гипотезы. Байесовская стратегия выбора решения. Принцип минимакса. Критерий максимального правдоподобия.

6. Оптимальная фильтрация сигналов Оптимальная фильтрация сигналов.Оптимальный фильтр Винера. Синтез оптимального фильтра. Согласованный линейный фильтр. Прохождение суммы сигнала и шума через согласованный фильтр.

7. Информационные параметры сигналов Информационные параметры сигналов. Энтропия, взаимная информация. Информация в непрерывных сообщениях. Пропускная способность дискретного канала. Пропускная способность непрерывного канала.


8. Методы обработки нестационарных сигналов Модели нестационарных сигналов. Применение традиционных методов анализа к нестационарным сигналам. Общие теоретические аспекты частотно-временных распределений. Распределение Вигнера и его свойства. Псевдо-распределение Вигнера.

Сглаженное распределение Вигнера. Сглаженное распределение Вигнера для некоторых типичных нестационарных сигналов. Распределение Чой-Вильямса. Задача выбора ядра распределения частотно-временного рапределения.

9. Использование вейвлет-преобразования для обнаружения сигналов Элементы теории вейвлет-преобразования. Свойства вейвлет-преобразования. Вейвлет Хаара, вейвлет Морле. Вейвлет-функции как базис дискретного разложения сигналов.

Временное и частотное разрешения вейвлет-преобразования. Разложение сигнала с использованием вейвлет-пакетов. Применение вейвлет-пакетов для фильтрации сигнала от шума.

10. Скрытые марковские модели Случайные процессы с дискретным временем. Марковские цепи. Скрытые марковские модели. Алгоритм прямого хода. Алгоритм обратного хода. Алгоритм Виттерби.

Алгоритм Баума-Уэлша. Пример применения скрытых марковских моделей для распознавания сигналов.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр 1. Расчет временного и частотного разрешения линейной системы обработки сигнала.

2. Расчет обобщенных характеристик сигналов основных моделей.

3. Расчет соотношения сигнал/шум на входе и выходе фильтра. Определение параметров фильтра для улучшения соотношения сигнал/шум на заданную величину.

4. Изучение корреляционных функций типовых случайных сигналов.

5. Выбор порога обнаружения дефекта при заданной достоверности обнаружения и вероятности ошибки.

4.3. Лабораторные работы 2 семестр 1. Изучение возможности использования НЧ- и ВЧ-фильтрации для разделения близких составляющих полигармонического сигнала, изучение влияния параметов рекурсивного фильтра на результат обработки при конечной длительности сигнала.

2. Изучение согласованной фильтрации и возможности ее применения для обнаружения полезного сигнала на фоне помехи на примере измерительных сигналов магнитной и вихретоковой дефектоскопии.

3. Изучение методов обработки нестационарных сигналов на примере Фурье спектрограммы, сглаженного распределения Вигнера и распределения Чой Вильямса.

4. Изучение вейвлет-преобразования. Применение вейвлет преобразования для формирования информативных признаков сигналов. Применение вейвлет преобразования для фильтрации шума и подавления помех.

5. Применение скрытых марковсих моделей для описания диагностических сигналов.

4.4. Расчетные задания Синтезировать оптимальный фильтр для приема полезного сигнала заданной формы и заданными параметрами при наличии помехи, определенной своей спектральной характеристикой. Получить путем численного моделирования форму сигнала на выходе фильтра и рассчитать дисперсию помехи на выходе.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций.

Лабораторные занятия проводятся в виде компьютерных симуляций и решения задач из практики неразрушающего контроля.

Самостоятельная работа включает ознакомление с дополнительными параграфами курса, подготовку к тестам, оформление расчетного задания и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Примерный перечень вопросов для промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, включенных в Учебно-методический комплекс:

1. Для идеального полосового фильтра с полосой пропускания 2кГц – 4 кГц рассчитать временное разрешение по уровню 3 дБ по отношению к прямоугольным импульсам.

2. Полезный сигнал имеет в виде модулированного колебания с частотой 30 Гц с несущей 1 кГц амплитудой 1 В, помеха имеет вид белого шума в диапазоне 0 – 5кГц, подобрать ВЧ- и НЧ-фильтры Баттерворта для максимального ослабления шума при ослаблении сигнала не более, чем на 10%. Оценить с/ш на выходе фильтра.

3. Определить длительность прямоугольного временного окна для оценки спектра сигнала, в составе которого 2 гармонические составляющие с частотами 210 и Гц.

4. При заданной форме сигнала от дефекта и уровне помехи определить минимальное значение порога обнаружения на выходе согласованного фильтра, если достоверность обнаружения должна составлять 90%. Амплитуда сигнала составляет 1 В, помеха носит характер белого шума с дисперсией 0.0001 В2/Гц.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, рассчитывается из условия: 0,2x(среднеарифметическая оценка за тесты) + 0,3x(оценка за расчетное задание) + 0,5x(оценка на экзамене.) В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 5. Интроскопия и автоматизация 1.

контроля: Практ. пособие /В.В.Сухоруков, Э.И.Вайнберг, Р.-Й.Ю.Кажис, А.А.Абакумов;

Под ред. В.В.Сухорукова. - М.: Высшая школа,1993.

Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник. Изд.5-е. - М.:

2.

Радио и связь, 1994.

Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 3.

1989.

4. Слесарев Д.А. Методы анализа нестационарных диагностических сигналов с использованием времячастотных и времямасштабных представлений: Учебное пособие – М.: Издательство МЭИ, Ярлыков М.С., Миронов М.А. Марковская теория оценивания случайных 5.

процессов. - М.: Радио и связь, 1993.

б) дополнительная литература:

1. Теория обнаружения сигналов. П.С. Акимов, П.А. Бакут, В.А. Богданович и др. / Под ред. П.А.Бакута.- М.: Радио и связь, 1984.

6. Л евин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989.

7. Д обеши И. Десять лекций по вейвлетам. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

ЭОР «Обнаружение и фильтрация сигналов в неразрушающем контроле» расположен на сервере кафедры Электротехники и интроскопии.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 200100 «Приборостроение» и профилю «Приборы и методы контроля качества и диагностики»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Слесарев Д.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электротехники и интроскопии д.т.н. профессор Лунин В.П.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 200100 Приборостроение Магистерская программа: Приборы и методы контроля качества и диагностики Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ" Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр Лекции 36 часов 2 семестр Практические занятия 18 часов 2 семестр Лабораторные работы не предусмотрены Расчетные задания, рефераты не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 90 часов учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрены Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является приобретение знаний и практических навыков по диагностированию опасных производственных объектов, изучение нормативных и правовых документов определяющих их особенности эксплуатации и нормы оценки предельного состояния.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

совершенствовать и повышать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

самостоятельно использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

осознать основные проблемы своей предметной области, определить методы и средства их решения (ПК-3);

анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК 5);

осуществлять проектную деятельность в профессиональной сфере на основе системного подхода (ПК-7);

анализировать состояние научно-технической проблемы и определять цели и задачи проектирования приборных систем на основе изучения мирового опыта (ПК-8);

проектировать приборные системы и технологические процессы, с использованием средств автоматизации проектирования и опыта разработки конкурентоспособных изделий (ПК-10);

принимать решения по результатам расчетов и результатам анализа эффективности проектируемых приборных систем (ПК-12);

разрабатывать методические и нормативные документы, техническую документацию на объекты приборостроения (ПК-14);

разрабатывать методики проведения теоретических и экспериментальных исследований по анализу, синтезу и оптимизации характеристик материалов, используемых в приборостроении (ПК-16);

построить математические модели анализа и оптимизации объектов исследования, выбрать численные методы их моделирования или разработать новый алгоритм решения задачи (ПК-21);

разработать и провести оптимизацию натурных экспериментальных исследований приборных систем с учётом критериев надёжности (ПК-23);

подготовить научно-технические отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-24).

Задачами дисциплины являются:

изучение характера взаимодействия поля и излучения различной физической природы с контролируемым изделием с помощью математического моделирования процедуры контроля;

обучение приемам выбора математической модели для оптимального решения задач моделирования при электрическом, магнитном, вихpетоковом, ультразвуковом, тепловом методах неразрушающего контроля;

получение информации о достоинствах и ограничениях различных методов неразрушающего контроля, о возможности выбора наилучших условий контроля и оптимальной конструкции соответствующего преобразователя и о выводах, которые могут быть сделаны по результатам моделирования;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработке методов неразрушающего контроля.

изучение способов принятия и обоснования конкретных технических решений по результатам моделирования при разработке методов неразрушающего контроля и технической диагностики.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Приборы и методы контроля качества и диагностики" направления 200100 «Приборостроение».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математический анализ", "Теория вероятности и математическая статистика" образовательной программы бакалавров.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и НИР.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Студент изучивший дисциплину должен уметь:

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные научные школы, направления, концепции и методологию научных исследований в технической диагностике (ОК-1);

основные источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по методам технической диагностики (ПК-2);

порядок проведения диагностирования опасных производственных объектов;

диагностические параметры и конструктивные особенности опасных производственных объектов;

нормативные документы, определяющие проведения диагностирования опасных производственных объектов.

Уметь:

выбрать программы по техническому диагностированию;

пользоваться нормативными документами определяющими эксплуатационные и диагностические параметры опасных производственных объектов;

проводить техническое диагностирования объектов;

анализировать информацию о новых методах и путях совершенствования магнитного контроля (ПК-22).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-3);

терминологией в области технической диагностики (ПК-1);

навыками поиска информации о возможностях технической диагностики (ПК-2);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 7 8 Понятие о технической диагностике. Ее роль в 8 2 4 современном производстве.

Методы технической Тест на знание 12 2 4 2 диагностики терминологии Диагностическая 18 2 4 4 модель объекта Структура систем технической Проверочная работа 18 2 4 4 диагностики Техническая Дискуссия в рамках диагностика практического 32 2 6 4 энергетических систем занятия Дискуссия в рамках Диагностирование практического 30 2 6 трубопроводов занятия Диагностирование сосудов, работающих 16 2 6 под давлением Зачет 2 2 Итого: 144 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Понятие о технической диагностике. Ее роль в современном производстве.

Понятие технической диагностики, ее роль в современном производстве, связь с надежностью и качеством продукции. Содержание курса и связь с другими дисциплинами учебного плана. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения.

Современные направления технической диагностики. Задачи технической диагностики, цель диагностики. Понятие о диагностике сложных технических систем. Организация проведения технической диагностики.

2. Методы технической диагностики Методы диагностики, их особенности, преимущества и недостатки. Развитие методов технической диагностики и использование достижений физики и компьютерной техники.

Тестовое и функциональное диагностирование.

3. Диагностическая модель объекта Диагностическая модель объекта. Математическое моделирование, информационные аспекты технической диагностики. Модели, используемые в СТД. Их классификация, свойства и краткое описание. Математические и физические модели. Масштабные модели. Электрические модели. Статические модели в СТД. Их особенности и применение статических моделей. Формирование систем статических параметров в СТД.

4. Структура систем технической диагностики Системы технической диагностики;

структура средств диагностирования. Обобщенная функциональная схема диагностической системы. Требования к диагностической аппаратуре. Оценка качества, состояния и прогнозирование возможности дальнейшей эксплуатации систем. Основные типы параметров и их физические свойства (режимные, технологические и конструктивные параметры). Свойства систем технической диагностики функциональная полнота, многопараметровость, многоуровневость, обучаемость.

5. Техническая диагностика энергетических систем Блок-схема энергетического агрегата. Его вибро-акустические (в/а) и гидро-динамические (г/д) свойства. Источники шумов (в/а, г/д, нейтронных и температурных), их частотные и временные параметры. Электрические модели механических систем. Усталостные характеристики механических систем.

6. Диагностирование трубопроводов Нормативные документы по диагностированию трубопроводов. Диагностирование трубопроводов пара и горячей воды. Диагностирование технологических трубопроводов.

Диагностирование магистральных трубопроводов. Диагностирование в нефтегазоперекачивающих системах.

7. Диагностирование сосудов, работающих под давлением Нормативные документы по диагностированию, сосудов работающих под давлением.

Диагностирование воздухосборников. Диагностирование автоклавов.Диагностирование сосудов химической промышленности. Диагностирование сосудов аммиачного комплекса.

4.2.2. Практические занятия 1. Составление функциональной схемы информационно-измерительного канала.

Определение эквивалентных параметров каждого блока.

2. Определение частотных характеристик для различных типов информационных каналов (вибро-акустических, гидро-динамических, нейтронных и температурных).

3. Анализ случайных сигналов в частотной области с использованием различных базисов. Определение граничных частот цифровых фильтров для всех типов каналов.

Формирование систем диагностических параметров на базе статических 4.

параметров случайных сигналов.

5. Схема технического диагностирования и составление отчета по результатам диагностирования энергетической установки 6. Схема технического диагностирования и составление отчета по результатам диагностирования трубопровода 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций, проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения).

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, разработку методик контроля, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,2 (среднеарифметическая оценка за тесты) + 0,8 (оценка на экзамене).

В приложение к диплому вносится оценка за 2-й семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

8. Неразрушающий контроль. Справочник в 5 кн. Книга 3. Электромагнитный контроль.

В.Г.Герасимов, А.Д.Покровский, В.В.Сухоруков. М.: Высш. шк., 1996, 490 с.

9. Демирчян К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей.- М.:

Высшая школа, 10. Лунин В.П. Метод конечных элементов в задачах прикладной электротехники. учебное пособие по курсу "Численные модели в интроскопии". - М.: Изд-во МЭИ, 1996, 78 с.

11. Лунин В.П. "Моделирование поля в задачах вихретокового контроля", - М.: Из-во МЭИ, 2004, 56 c.

12. Лунин В.П., Кирсанов С.В., Иванов А.А. Методические указания по проведению практических занятий на ПЭВМ с пакетом конечно-элементного анализа электромагнитных полей MagNum. - М.:Изд-во МЭИ, 1996, 48 с.

13. Лунин В.П., Кирсанов С.В., Иванов А.А. Лабораторные работы по курсу "Численные модели и компьютерное проектирование в интроскопии". - М.:Изд-во МЭИ, 1996, 28с.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.