Nowoczesny system diagnostyczny 5 razy wydajniejszy

Nowoczesny system diagnostyczny 5 razy wydajniejszy

Inżynierowie z Purdze University opracowali innowacyjny system wykorzystujący czujniki i modele matematyczne do wykrywania uszkodzeń w nowoprodukowanych oponach. Nowa technologia okazuje się znacznie lepsza od konwencjonalnych testów.

Technika diagnostyczna opiera się na analizie fal drgań przechodzących przez oponę, przez co wykrywany jest powszechny rodzaj defektu, prowadzącego do trwałego uszkodzenia miejsc w których opona styka się metalową obręczą koła. Defekt taki może rozprzestrzenić się dookoła całej opony, prowadząc do utraty ciśnienia lub innego niebezpiecznego uszkodzenia – wyjaśnił Timothy J. Johnson, uczestniczący w projekcie.

Administracja amerykańska zajmująca się bezpieczeństwem ruchu na autostradach zatwierdziła nowe, bardziej zaostrzone standardy dotyczące wytrzymałości opon. Było to konsekwencją serii wypadków drogowych, częściowo śmiertelnych, jakie miały miejsce w latach 90. Wynikiem tego było wycofanie z użytku około 6,5 mln opon.

Obecne testy wytrzymałości zmęczeniowej są najczęściej dokonywane ręcznie, przez pracowników technicznych przez co rezultaty pomiarów często zależały od samych umiejętności i wprawy pracowników, a dodatkowo wymagały dużo czasu. Brakowało technologii, która zapewniłaby zautomatyzowane, szybkie, solidne i tanie procesy sprawdzające stan opon.

Adams i jego współpracownicy opracowali nowoczesne modele matematyczne które mają usprawnić testy nowowyprodukowanych opon. Jego modele pomagają przewidzieć jak defekt opony może się rozprzestrzenić, jak powstają i co może być ich konsekwencją. Posiadanie takich informacji pomoże zbudować doskonalszą oponę – zapewnił Adams.

Badacze z Purdze porównali wydajność ich systemu diagnostycznego z wydajnością pracowników sprawdzających ręcznie wytrzymałość opon. Okazało się, że ich system wykrył uszkodzenie w oponie 5 razy szybciej niż w przypadku tradycyjnej inspekcji. Jest to dowód na to, że technologia ta dzięki wykrywaniu defektów w bardzo wczesnym stadium pozwoli zaoszczędzić czas i pieniądze.

Dla potrzeb analizy, naukowcy wprawiają koło samochodowe w ruch rotacyjny i w trakcie jego trwania używają tzw. trójosiowych czujników przyspieszenia zbierających fale drgań przepuszczanych przez opony. Zgromadzone informacje są następnie przesyłane do komputera, gdzie dzięki specjalnemu oprogramowaniu i algorytmom dokonywana jest analiza danych.

Uszkodzenie opony powoduje, że jej ruch rotacyjny jest nierówny. W takim przypadku znajduje to odzwierciedlenie w analizie odczytanych fal drgań przepuszczanych przez taka oponę. Informacje o tym są wyświetlane na monitorze, a komputer szkicuje „mapę fal”, która umożliwia nie tylko wykrycie defektu, ale też wskazanie miejsca jej wystąpienia.

Pojawił się już pomysł, aby taki system diagnostyczny zaimplementować do pojazdów wojskowych, gdzie działałby w czasie rzeczywistym i ostrzegał przed ewentualnym zagrożeniem pojawiającym się w przypadku wystąpienia uszkodzenia koła.

Ta sama idea mogłaby także znaleźć praktyczne zastosowanie w innych dziedzinach, włączając w to nadanie jakości produkcji silników, czy wykrywanie wad w silnikach odrzutowych, turbinach, napędach hydroelektrycznych, a nawet w urządzeniach zasilania nuklearnego.

Adams podkreślił, że nowa technologia może okazać się bardzo przydatna w wykrywaniu uszkodzeń wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z układem mechanicznym o ruchu rotacyjnym.

(lz)