Σύνδεση Μελών

Σύνδεση με προνόμια ΕΛ.Ι.Ν.Τ.

Πειραματική δυναμική πρότυπου συζευγμένου μηχανο-ηλεκτρομαγνητικού συστήματος - Εφαρμογές στη ναυτική μηχανολογία

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος IMS-PB-DIAGNOSIS σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε πρότυπη πειραματική διάταξη συζευγμένου μηχανο-ηλεκτρομαγνητικού συστήματος. Η διάταξη αυτή χρησιμοποιήθηκε για τη διερεύνηση και κατανόηση των βασικών φαινομένων που διέπουν αυτού του είδους τα συστήματα, καθώς μετρήθηκαν τα συζευγμένα πεδία δυναμικής. Σε τέτοιου τύπου συζευγμένα συστήματα υφίσταται ισχυρή μη γραμμική σύζευξη των μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Συνέπεια της ισχυρής σύζευξης είναι ενδεχόμενες καταστροφικές αστοχίες λόγω δυνητικών ασταθειών. Εκτελέστηκαν σύγχρονες μετρήσεις επιλεγμένων σημείων στα πεδία επιτάχυνσης, ηλεκτρικού ρεύματος, και πίεσης του περιβάλλοντος αέρα. Εντοπίστηκαν ισχυρές ευσταθείς και ασταθείς μη γραμμικές ταλαντώσεις μηχανικών και ηλεκτρομηχανικών μεταβλητών. Χρησιμοποιήθηκαν προχωρημένες μέθοδοι επεξεργασίας σήματος και διαφορικής γεωμετρίας για τον χαρακτηρισμό της συσχέτισης ηλεκτρικού ρεύματος - επιτάχυνσης καθώς και ηλεκτρικού ρεύματος - πίεσης διάκενου αέρος μεταξύ του μηχανολογικού και του ηλεκτρομαγνητικού υποσυστήματος (μέρους). Με τις συσχετίσεις αυτές δημιουργούνται βάσεις (βιβλιοθήκες) των υπογραφών της δομικής και λειτουργικής ακεραιότητας του πολύπλοκου αυτού συστήματος ενώ δύναται η σύγκρισή τους για τον εντοπισμό τυχόν βλαβών. Η έρευνα αυτή αποσκοπεί να συνεισφέρει επιπλέον γνώσεις στην επιστημονική περιοχή της διαγνωστικής βλαβών διαμέσου μετρήσεων δυναμικής πολυδιάστατης φυσικής, επεξεργασίας τους και φυσικής ερμηνείας των φαινομένων στα συζευγμένα δυναμικά πεδία. Επιπλέον τονίζεται η σπουδαιότητα των μη γραμμικοτήτων στη λειτουργία των πολύπλοκων μηχανο-ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων.

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στα πλαίσια υλοποίησης του ερευνητικού προγράμματος «Εγγενής Πολυδιάστατη Παλμική Διάγνωση Βλαβών σε Πολύπλοκες Κατασκευές με Εφαρμογές στην Παρακολούθηση της Δομικής Ακεραιότητας Μηχανημάτων και Κατασκευών στη Ναυτική και Αεροναυπηγική Μηχανολογία», (ακρωνύμιο: IMS-PB-DIAGNOSIS), κατασκευάστηκε μια πρότυπη πειραματική διάταξη ενός συζευγμένου μηχανο-ηλεκτρομαγνητικού συστήματος. Η διάταξη αυτή έχει ήδη προσομοιωθεί και διερευνηθεί θεωρητικά [1], [13]. Αυτού του είδους οι μηχανισμοί δύναται να επιτελούν τριπλή λειτουργία. Κατά πρώτον τέτοιου είδους συζευγμένα συστήματα έχουν κάνει την εμφάνισή τους σε μετρητικούς μικρο-αισθητήρες (επιταχυνσιόμετρα, αισθητήρες ταχύτητας κ.λπ.). Κατά δεύτερον ένα τέτοιο σύστημα δύναται να χρησιμοποιηθεί στη διαγνωστική βλαβών ενός μηχανολογικού συστήματος στη διάρκεια λειτουργίας του. Κατά τρίτον μπορούν να υπάρξουν δυνατότητες εκμετάλλευσής τους και αξιοποίησής τους ως αποκεντρωμένων μικροπαραγωγών (μικροπαραγωγικών) συστημάτων ενέργειας, μέσω της απομάστευσης ενέργειας είτε της απορριπτόμενης ενέργειας από διάφορα μηχανολογικά συστήματα και μηχανές, είτε από την εκμετάλλευση της κινητικής ενέργειας του ανέμου, κυμάτων κ.λπ. Αναλυτικότερα με τον όρο απορριπτόμενη μηχανική ενέργεια θεωρούμε την ενέργεια που απορρίπτεται είτε μέσω των ανεπιθύμητων αλλά αναπόφευκτων ταλαντώσεων (κραδασμών), που δημιουργούνται κατά τη λειτουργία μιας μηχανής, είτε των ταλαντώσεων που παράγονται σε γέφυρες, ράγες από την κίνηση οχημάτων και τρένων, είτε μιας ταλάντωσης μιας θαλάσσιας κατασκευής λόγω κυματισμού. Όπως γίνεται αντιληπτό η εμβάθυνση στη μελέτη της πολυδιάστατης δυναμικής συμπεριφοράς ενός τέτοιου συστήματος εξαιτίας της ισχυρής σύζευξης μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων είναι σημαντική και θα οδηγήσει στην πληρέστερη κατανόηση του φαινόμενου αλλά και την πλήρη εκμετάλλευση των δυνατοτήτων μιας τέτοιας συσκευής. Σε ένα τέτοιο σύστημα παρατηρείται ισχυρή μη γραμμική σύζευξη μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων με συνέπεια την ύπαρξη δυνητικών ασταθειών οι οποίες δύναται να οδηγήσουν σε δυσλειτουργίες και καταστροφικές αστοχίες. Η καινοτομία της συγκριμένης πρότασης - συσκευής έγκειται: (α) στη διαγνωστική βλαβών μέσω της κατάλληλης επεξεργασίας των παραμέτρων λειτουργίας (τιμές έντασης ρεύματος, συχνότητα, επιτάχυνση) και (β) στην απομάστευση ενέργειας από τις ταλαντώσεις αποκλειστικά και μόνο από τη σύζευξη μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και όχι με τις μέχρι τώρα υφιστάμενες μεθόδους που χρησιμοποιούν πιεζοηλεκτρικά στοιχεία. Η πλήρη διερεύνηση και κατανόηση των φαινομένων σε τέτοιου είδους διατάξεις δημιουργεί δυνατότητες εφαρμογών όπως της κατασκευής ηλεκτρομαγνητικών αποσβεστήρων των κραδασμών σε ναυτικές μηχανές και πλήθος άλλων κατασκευών, με ταυτόχρονη απομάστευση της απορριπτόμενης ενέργειας τους αλλά και πιθανή εκμετάλλευσή τους στην διαγνωστική βλαβών. Μια άλλη εφαρμογή με ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον θα αφορούσε τη διαδικασία μέτρησης και μείωσης της μαγνητικής υπογραφής (με τη χρήση συστημάτων απομαγνήτισης) ενός πλοίου, όπου είναι ένα πολύπλοκο φαινόμενο, καθότι η μαγνητική υπογραφή του πλοίου εξαρτάται από την πορεία του, το γεωγραφικό πλάτος και μήκος, από τα μαγνητικά υλικά που φέρει, τον τόπο κατασκευής του και τον προσανατολισμό του στην ναυπηγική κλίνη. Η διερεύνηση θα εστίαζε στη μελέτη της επίδρασης των κραδασμών της γάστρας στη μαγνητική υπογραφή, είτε εξαιτίας της λειτουργίας μηχανών και μηχανημάτων είτε λόγω του κυματισμού. Το παρόν άρθρο ακολουθεί την εξής δομή: στην παράγραφο 2 γίνεται μια σύντομη βιβλιογραφική επισκόπηση. Στην παράγραφο 3 παρουσιάζεται το πρότυπο πειραματικό σύστημα καθώς και η διαδικασία καταγραφής των παραμέτρων. Στην παράγραφο 4 παρουσιάζονται ενδεικτικά μετρήσεις και τα αποτελέσματα της επεξεργασίας των μετρήσεων αυτών. Τέλος στη παράγραφο 5 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα – προοπτικές εφαρμογών καθώς και η μελλοντική ερευνητική δραστηριότητα για τη διερεύνηση των φαινομένων στο σύστημα αυτό και σε παρεμφερή.

Το πληρες άρθρο είναι διαθέσιμο μόνο για τα μέλη ΕΛ.Ι.Ν.Τ.
Αν είστε μέλος παρακαλούμε συνδεθείτε με τον κωδικό σας.
Για να γίνετε μέλος ΕΛ.Ι.Ν.Τ. ακολουθήστε τις οδηγίες στις Εγγραφές Μελών
Τετάρτη, 24 Απριλίου 2013

TRAINING WORKSHOP, ΠΟΥ ΟΡΓΑΝΩΘΗΚΕ ΑΠΟ «ΕΛΙΝΤ» / «MAR.TEC.M.A.» / «Ε.Ε.Δ.Ε.» ΣΤΙΣ 19 & 20 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2013, ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΩΝ ΕΚΔΗΛΩΣΕΩΝ:
«ΗΦΑΙΣΤΟΣ 2013» / ΑΘΗΝΑ & «HE.M.E.EXPO. 2013» / ΣΑΓΚΑΗ

Σε συνέχεια της προηγούμενης – ενημερωτικής εσπερίδας που οργανώθηκε

Περισσότερα...
Παρασκευή, 25 Νοεμβρίου 2016

Το καθιερωμένο βραβείο ΕΛ.Ι.Ν.Τ απονεμήθηκε φέτος κατά τη διάρκεια του Επίσημου Δείπνου στο Ναυτικό Όμιλος Ελλάδος στον κ. Αθανάσιο Μαρτίνο για τη μεγάλη του προσφορά στο ναυτιλιακό χώρο αλλά και για το σημαντικό κοινωνικό έργο.

Περισσότερα...
Παρασκευή, 02 Μαΐου 2014

ΗΜΕΡΙΔΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ TOY 9ου ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑ – ΝΑΥΤΙΚΗΣ & ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Γίνεται γνωστό ότι την Τρίτη 08/04/2014 με πρωτοβουλία του «Ελληνικού Ινστιτούτου Ναυτικής Τεχνολογίας» πραγματοποιήθηκε

Περισσότερα...
Δευτέρα, 08 Απριλίου 2013

ΕΣΠΕΡΙΔΑ – “HEPHAESTUS 2013” ΤΗΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 29/03/2013

Πραγματοποιήθηκε με πολύ μεγάλη επιτυχία η πρώτη προγραμματισμένη ενημερωτική εκδήλωση του forum «Ήφαιστος 2013» την Παρασκευή 29/03/2013 στις εγκαταστάσεις της «Environmental Protection Engineering» – E.P.E. S.A. Περισσότερα...