Пример использования кластерного анализа statistica в автостраховании

Пример использования анализаторов Anritsu MS27101A и MS27102A на железной дороге

На железной дороге связь между поездами и пунктами управления осуществляется по радиоканалу

Поэтому важно обеспечить и контролировать отсутствие помех на частотах передачи. Решить эту задачу позволяет установка на каждом локомотиве спектрального монитора Anritsu MS27101A, а на столбах в ключевых точках пути всепогодных спектральных мониторов Anritsu MS27102A

Пример применения показан на этом рисунке.

Пример использования анализаторов Anritsu MS27101A и MS27102A для контроля состояния спектра на частотах, используемых для систем управления движением и диспетчерской радиосвязи.

Текст из PDF

Объемная модель камертона построена в CAD-программе SolidWorks (рис.1).Важная в данной верификационной работе служебная характеристика – частота слышимогозвука (основной тон), определяется конструкцией металлической вилки. Главное назначениевилки – генерация колебаний с частотой 440 Гц. В сборку входят также пластмассовое основание, деревянный резонатор, гайка, шайба и демпфирующие подушечки из войлока.Рис.1. Объемная модель камертона1Генератором колебаний в системе является металлическая вилка, которая благодаря совокупности свойств материала (стали) и конструкции способна накапливать механическуюэнергию и рассеивать её за счёт колебаний отдельных элементов конструкции.

При этом имеетместо обратимое циклическое преобразование потенциальной энергии механической колебательной системы в кинетическую энергию и обратно. Колебательный процесс затухает тем медленнее, чем меньше потерь происходит при переходе энергии в системе из одной формы в другую. Деревянный резонатор совершает вынужденные колебания, передаваемые от металлической вилки с той же частотой – 440 Гц.Анализ расчетных результатовРасчёты выполнены на сеточной модели с различным количеством конечных элементов.В ANSYS применялся элемент с квадратичной функцией формы SOLID95, изменение размеровэлемента регулировалось заданием соответствующих значений с помощью команды ESIZE, вANSYS Design Space – изменением параметра Relevance.

Варианты сеточных моделей, созданных генератором сетки ANSYS Design Space, представлены на рис.2.Результаты расчетов в различных модификациях программного комплекса ANSYS длясеток с различным количеством элементов приведены в таблицах 1-3. Соответствующие графики отклонений расчетного параметра от номинального представлены на рис.3-5.абвгРис.2. Варианты сеточных моделей генератора:а — 1 099 элементов, б — 4 922 элементов, в — 16 150 элементов, г — 40 844 элементов2Таблица 1Результаты расчёта в ANSYS 9.0 Classic EnvironmentВычисленнаячастота, Гц448,13441,49442,50441,34437,23Отклонениеот номинальной величины, %1,810,340,560,300,63Количествоэлементов1 0715 76416 20039 95356 588КоличествоузловМашинное время, чч:мм:сс2 28310 42127 34063 25886 7860:00:050:00:350:04:380:28:060:54:04Таблица 2Результаты расчёта в ANSYS Design Space 9.0Вычисленнаячастота, Гц451,13436,91436,16435,48438,23Отклонениеот номинальной величины, %2,530,700,871,030,40КоличествоэлементовКоличествоузлов5129 55715 17337 66558 6681 14115 69824 75959 52588 095Машинное время, чч:мм:сс0:00:070:02:420:08:070:31:010:54:32Таблица 3Результаты расчёта в ANSYS 7.0 Classic EnvironmentВычисленнаячастота, Гц451,16441,49441,91440,62437,22Отклонениеот номинальной величины, %2,470,340,430,140,64КоличествоэлементовКоличествоузлов1 0994 92216 15040 84455 7902 3199 04127 27064 45185 714Машинное время, чч:мм:сс0:00:050:00:330:04:310:24:451:10:073Отклонение расчётного значения отноминального, %21,91,81,71,61,51,41,31,21,110,90,80,70,60,50,40,30,20,1001020304050607080Количество узлов в модели, тыс.90100Отклонение расчётного значения отноминального, %Рис.3.

Зависимость отклонения расчётного значения частоты от номинальногодля расчёта в ANSYS 9.0 Classic Environment2,702,602,502,402,302,202,102,001,901,801,701,601,501,401,301,201,101,000,900,800,700,600,500,400,300,200,100,0001020304050607080Количество узлов в модели, тыс.90100Рис.4. Зависимость отклонения расчётного значения частоты от номинальногодля расчёта в ANSYS 9.0 Design Space4Отклонение расчётного значения отноминального, %2,602,502,402,302,202,102,001,901,801,701,601,501,401,301,201,101,000,900,800,700,600,500,400,300,200,100,0001020304050607080Количество узлов в модели, тыс.90100Рис.5. Зависимость отклонения расчётного значения частоты от номинальногодля расчёта в ANSYS 7.0 Classic EnvironmentВыводы1.

Существует оптимальная плотность сетки, обеспечивающая устойчивое решение задачи о нахождении собственной частоты механических колебаний. Минимальное количество расчетных узлов в сетке, необходимых для получения устойчивого решения,в рассматриваемой модели составляет 10 000. При дальнейшем уплотнении сетки отклонение расчётного значения от номинального изменяется мало и не превышает 1%.2. ANSYS версии 9.0 быстрее проводит вычисления на больших расчетных сетках и более эффективно распределяет машинные ресурсы.__________________* Программы были предоставлены авторам компанией Делкам-Урал.5.

Документация

Эта документация в формате PDF содержит наиболее полное описание возможностей анализаторов для удалённого контроля радиочатотного спектра Anritsu серии MS2710xA, их технических характеристик и режимов работы.

Описание анализаторов удалённого контроля спектра Anritsu MS2710xA (на английском) (37 стр.; 6 МБ)

Технические характеристики анализаторов Anritsu MS2710xA (на английском) (24 стр.; 2 МБ)

Руководство пользователя анализаторов Anritsu MS2710xA (на английском) (100 стр.; 2 МБ)

Руководство пользователя Anritsu Vision Software MX280001A (на английском) (38 стр.; 4 МБ)

Что делает поездку в автомобиле плавной

Вы никогда не задумывались о том, что делает поездку в автомобиле такой плавной и приятной? Этот эффект связан с исключением форм колебаний, которые могут привести к резонансу, то есть с сохранением динамической устойчивости механических характеристик изделия.

Проводя анализ современного трейлера, представьте себе конечно-элементную модель с высокой степенью идеализации за счет использования балочных элементов для небольших трубок в конструкции, пластинчатых элементов для основных продольных трубок и множества массовых элементов для имитации двигателя, кондиционеров, топливных и водяных баков и пассажиров. По итогам анализа естественных форм колебаний мы получаем 45 частот в диапазоне от 2,3 до 15 Гц.

Не стоит пытаться понять, какая из форм колебаний может вызвать проблемы, не зная, какая доля массы приходится на каждую из этих форм. Чтобы всё упорядочить и избежать хаоса, мы можем графически изобразить суммарное распределение масс по осям Х, Y и Z.

Плавность движения зачастую представляет собой не что иное, как «прыжок» структуры, или скачок по оси Y. Самый большой интересующий нас скачок происходит в форме колебаний 21, когда доля массы, участвующая в образовании данной формы, резко возрастает с 21 до 43% (20% массы движется вперед в форме колебаний 21). Если мы исследуем эту форму колебаний более детально, то обнаружим, что весь корпус автомобиля движется вперед с частотой около 10 Гц. Теперь ясно, что частот порядка 10 Гц следует избегать.

К счастью, стандартный дорожный шум при движении автомобиля редко превышает частоту в 5 Гц. С учетом полученных знаний о поведении собственных форм колебаний и долях участия массы структуры в них мы можем рассчитывать на плавную и спокойную поездку.

Конструктивные особенности удалённых спектральных мониторов Anritsu MS2710xA

Модель Anritsu MS27101A предназначена для установки в стойке внутри помещения. Анализатор расположен в маленьком корпусе высотой 1U и шириной всего 0,5U. Как правило, такие устройства размещают стационарно, но также возможно размещения внутри автомобиля или другого движущегося объекта. На фотографии ниже показаны три ракурса модели MS27101A: сбоку, спереди и сзади.

Три ракурса модели Anritsu MS27101A: сбоку, спереди и сзади.

Модель Anritsu MS27102A предназначена для установки снаружи помещений: на столбах, крышах и подобных местах. Анализатор расположен внутри всепогодного корпуса, выполненного по классу защиты IP67 (полностью защищён от проникновения пыли и влаги, выдерживает погружение в воду на глубину 1 метр). Диапазон температур, в котором работает MS27102A, составляет: от -40°С до +55°С. Все коннекторы анализатора также имеют защиту от воздействия окружающей среды по классу IP67. Внешний вид коннекторов модели MS27102A показан на этой фотографии (вид анализатора снизу).

Внешний вид коннекторов модели Anritsu MS27102A (вид анализатора снизу).

Корпус модели Anritsu MS27102A содержит монтажную пластину, благодаря которой возможно простое расположение анализатора на столбах разного диаметра, а также любые другие виды наружного монтажа. Питание анализатора MS27102A осуществляется от источника постоянного тока, с напряжением в диапазоне от 11 до 24 В. Потребляемая мощность составляет всего 11 Вт, что позволяет использовать различные источники энергии, в том числе солнечные батареи. Пример расположения удалённого анализатора радиоспектра MS27102A в аэропорту показан на фотографии ниже.

Пример расположения удалённого анализатора радиоспектра Anritsu MS27102A в аэропорту.

Модель Anritsu MS27103A предназначена для установки в стойке внутри помещения. Анализатор расположен в полноразмерном стоечном корпусе высотой 2U. Существует две разновидности модели MS27103A: на 12 радиочастотных портов (код заказа MS27103A-0706) и на 24 радиочастотных порта (код заказа MS27103A-0706-0424). Все радиочастотные коннекторы типа SMA(f). Обеспечивается изоляция (уровень утечки) между радиовходами не хуже 30 дБ. Внутри анализатора MS27103A расположен скоростной электронный переключатель, который подключает любой из входов к измерительному блоку. Скорость переключения входов составляет 0,3 мкс.

Модель с 12 портами обычно используется с трёх секторными базовыми станциями, содержащими несколько несущих на сектор. Модель с 24 портами обычно используется с шести секторными базовыми станциями, содержащими несколько несущих на сектор, но возможны и другие многоканальные применения. Потребляемая мощность составляет всего 11 Вт. На фотографии ниже показаны модификации модели MS27103A с 12 и с 24 радиочастотными входами.

Модификации модели Anritsu MS27103A с 12 и с 24 радиочастотными входами.

Виброускорение

Виброускорение – это значение вибрации, прямо связанное с силой, вызвавшей вибрацию. Виброускорение характеризует то силовое динамическое взаимодействие элементов внутри агрегата, которое вызвало данную вибрацию. Обычно отображается амплитудой (Пик, Peak) — максимальное по модулю значение ускорения в сигнале. Применение виброускорения теоретически идеально, т. к. пъезодатчик (акселерометр) измеряет именно ускорение и его не нужно специально преобразовывать. Недостатком является то, что для него нет практических разработок по нормам и пороговым уровням, нет общепринятого физического и спектрального толкования особенностей проявления виброускорения. Успешно применяется при диагностике дефектов, имеющих ударную природу — в подшипниках качения, редукторах.

Виброускорение измеряется в:

  • метрах на секунду в квадрате [м/сек2]
  • G, где 1G = 9,81 м/сек2
  • децибелах, должен быть указан уровень 0 дБ. Если не указан, то берётся значение 10-6 м/сек2 (Стандарт ISO 1683:2015 и ГОСТ Р ИСО 13373-2-2009)

Как перевести виброускорение в дБ ?

Для стандартного уровня 0 дБ = 10-6 м/сек2:

AdB = 20 * lg10(A) + 120

AdB – виброускорение в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

A – виброускорение в м/с2

120 дБ – уровень 1 м/с2

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть программного обеспечения (ПО) измерителей представляет программный продукт SCHOMANDL FAT 2710 Firmware.

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1

Идентиф икационное наименование ПО

Номер версии ПО

Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода)

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

SCHOMANDL FAT 2710 Firmware

1.0

45C52F55161B0C6C560

1A4AA9A6546D1

MD5

Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Будем проще

Анализ статического напряжения — сущий пустяк для большинства специалистов, занимающихся аналитической работой. Эта процедура воспринимается как крайне понятная и простая: мы прикладываем фиксированную нагрузку и наблюдаем проистекающее статическое поведение (как правило, линейное при заданном линейном поведении материалов). В результате мы получаем несколько аккуратных прогибов и деформаций, которые благополучно соответствуют нашим ожиданиям относительно поведения конструкции. И хотя в ходе процесса могут возникнуть небольшие несоответствия, полученный конечный результат, как правило, представляется нашим техническим умам вполне логичным.

Динамическое поведение структуры также можно рассматривать в подобном ключе, достаточно только взглянуть на ситуацию под немного другим углом и подумать о том, как будет деформироваться наша структура в ходе динамического воздействия. Когда структура подвергается удару или некой меняющейся во времени нагрузке (переменной или стабильной), она реагирует на подобное воздействие весьма характерным образом. Если нагрузка не чрезмерна и структура под ее воздействием не разрушается и не подвергается пластической деформации, то динамическая реакция вашей структуры, скорее всего, будет линейной. То есть если нагрузку убрать и дать структуре вернуться в состояние покоя, то она вернется в исходное, недеформированное состояние. Тот же принцип следует использовать при анализе линейного статического напряжения: когда нагрузка исчезает, напряжение конструкции вновь обнуляется.

Что именно мы подразумеваем под характеристическим динамическим поведением? Все структуры имеют характеристический, или собственный, вид колебаний. Звук или нота колеблющейся гитарной струны — это типичный пример собственной частоты колебаний. При ударе по гитарной струне ее вибрация соответствует определенной ноте, или тону. Эта нота — и есть характеристическая частота струны.

Другим примером могут послужить алюминиевые бейсбольные биты. Лучшие алюминиевые биты проектируются так, чтобы их характеристические колебания могли ограничить деформацию, которая происходит при ударе по мячу не оптимальной для удара частью биты. Каждая частота создает физическую деформацию или форму, и суммарная динамическая реакция биты является комбинацией всех форм ее собственных колебаний (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Первая форма собственных колебаний алюминиевой бейсбольной биты фирмы NCAA

Рис. 2. Вторая форма собственных колебаний алюминиевой бейсбольной биты NCAA

В конечно­элементном анализе (КЭА) эти собственные частоты называются собственными частотами (eigenvalues), а их формы обозначаются как собственные векторы (eigenvectors) или собственные формы колебаний (eigenmodes). Эта терминология заимствована из немецкого языка, где eigen означает «характерный» или «свойственный для», и первоначально получила распространение среди математиков XIX века. В динамическом анализе вам также встретятся термины «нормальная форма колебаний» и «анализ нормальных колебаний». Слово «нормальное» применительно к слову «колебание» — это еще один синоним естественных, характерных, собственных (eigen) форм колебаний. Описывая формы колебаний, мы чаще всего будем использовать термин «нормальные колебания», чтобы подчеркнуть естественный, неизбежный характер реакции структуры.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Серия устройств удалённого контроля спектра Anritsu MS2710xA предназначена для организации эффективной системы мониторинга и контроля радиочастотного ресурса на объектах любого типа: от офисного здания до аэропорта или даже целого города. Такая система мониторинга позволяет обнаруживать нелегальные передатчики, источники периодических и случайных помех, а также контролировать корректность работы лицензионных передатчиков (ширину занимаемой полосы частот, мощность в канале и др.). Серия состоит из трёх моделей: две модели для работы внутри помещения в стойке (MS27101A и MS27103A) и одна модель для наружного размещения во всепогодном исполнении по классу IP67, с рабочим диапазоном температур от -40°С до +55°С (MS27102A — изображена на рисунке выше).

Все модели анализаторов серии MS2710xA работают в диапазоне частот от 9 кГц до 6 ГГц и обладают высокой скоростью сканирования спектра: 24 ГГц/с (при RBW 3 МГц) и 12 ГГц/с (при RBW 30 кГц). Анализаторы Anritsu MS2710xA разрабатывались специально для круглосуточной безотказной работы на удалённых объектах и содержат специальное аппаратное устройство, способное автоматически перезагрузить программу анализатора в случае её зависания или сбоя во время удалённого обновления прошивки прибора. Полное описание всех характеристик Вы можете скачать ниже на этой странице в разделе .

Основные характеристики:
Частота: 9 кГц – 6 ГГц.1 радиочастотный вход (модель MS27101A).1 или 2 радиочастотных входа, наружное исполнение IP67 (модель MS27102A).12 или 24 радиочастотных входа (модель MS27103A).
Разрешение (RBW): 10 Гц – 3 МГц. Ширина полосы БПФ: 20 МГц (мгновенный анализ).
Амплитуда: +30 дБм до -152 дБм. Шумы: -152 дБм. Встроенный предусилитель.
Скорость сканирования: до 24 ГГц/с. Встроенный GPS приёмник.
Оптимизированы для удалённого управления. Потребляемая мощность: менее 11 Вт.
Интерфейсы: Gigabit Ethernet. Масса: от 2,8 до 6,9 кг (зависит от модели).
Рабочая температура: от 0°С до +50°С (модель MS27101A).
Рабочая температура: от -40°С до +55°С (модели MS27102A и MS27103A).Отличный выбор для круглосуточного удалённого контроля спектра

Нужен недорогой портативный анализатор реального времени? Смотрите серию Tektronix RSA306B.
Нужен переносной анализатор спектра для сетей мобильной связи? Смотрите серию Anritsu MS271xE.
Нужен портативный анализатор спектра до 54 ГГц? Смотрите серию Anritsu MS2090A Field Master Pro.
Нужен анализатор спектра, совмещённый с осциллографом? Смотрите серию Tektronix MDO3000.
Хотите посмотреть полный список? Переходите на главную страница по анализу спектра.

Прибор диагностики лопаток турбин ИЧСК-2

Компания «Интерприбор» представляет портативный измеритель частот собственных колебаний ИЧСК-2, в основе действия которого лежит способ ударного возбуждения исследуемого объекта с последующей регистрацией и анализом спектра частот собственных колебаний. Он обладает широким рядом преимуществ:

  • надежные измерения в зашумленных условиях благодаря эффективной фильтрации сигналов;
  • вычисление модулей упругости, плотности и пористости широкого спектра материалов, определение твёрдости абразивов;
  • компактность виброизмерительного прибора и оснащённость его мощным аккумулятором позволяют использовать ИЧСК-2 для измерений в труднодоступных местах, работая длительное время автономно (например, при диагностике лопаток турбин);
  • простота и удобство обработки результатов измерений благодаря графическому дисплею с подсветкой и современному программному обеспечению;
  • дополнительная комплектация по желанию заказчика.

К измерителю частот собственных колебаний ИЧСК-2 выпускаемого нашей компанией Вы можете приобрести следующую дополнительную комплектацию:

  • внешний датчик-акселерометр ДН-3;
  • камертон;
  • укомплектовать прибор разъемами LEMO.

Описание

Конструктивно измеритель выполнен в виде моноблочного прибора портативного исполнения. Измеритель включает в себя источник ВЧ сигнала, приемник опорного и измеряемого сигналов, КСВН мост, рефлектометр, устройство управления и обработки информации. На передней панели измерителя расположены: монохроматический жидкокристаллический индикатор, клавиши для выбора требуемых режимов работы и установки параметров. На нижней панели измерителя расположены: интерфейсный разъем, USB и разъем источника питания. На верхней панели измерителя расположен СВЧ разъем измерительного входа/выхода.

Принцип действия измерителей основан на раздельном измерении мощности падающего и отраженного ВЧ зондового сигнала, разделяемых с помощью КСВН моста, и на вычислении их отношения с последующим выведением измерительной информации в виде зависимости КСВН от частоты или возвратных потерь от частоты на монохроматическом жидкокристаллическом дисплее.

Измерители обеспечивают управление всеми режимами работы и параметрами как вручную, так и дистанционно от внешнего компьютера, автоматическое тестирование и самодиагностирование.

В измерителях реализована коррекция систематической ошибки, которая производится при выпуске из производства.

По условиям эксплуатации измерители удовлетворяют требованиям группы 3 по ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур от 10 до 30 °С и относительной влажностью окружающего воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С без предъявления требований по механическим воздействиям.

Внешний вид измерителя с указанием места нанесения знака утверждения типа и защиты от несанкционированного доступа в виде пломбировки корпуса приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 — Внешний вид измерителя

Технические характеристики

Диапазон рабочих частот, МГц……………………………………………………………….от 30 до 2700.

Диапазон измерений КСВН…………………………………………………………………….от 1,07 до 2,0.

Мощность выходного СВЧ сигнала, дБм, не менее………………………………………….минус 4.

Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты выходного СВЧ сигнала…………………………………………………………………………………………………………………….± 5-10″5.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений КСВН, %: для значений КСВН до 1,3:

—    в диапазоне частот от 30 до 650 МГц………………………………………………………………….± 15;

—    в диапазоне частот от 650 до1450 МГц……………………………………………………………….± 15;

—    в диапазоне частот от 1450 до 2700 МГц…………………………………………………………….± 15;

для КСВН от 1,3 до 1,7:

—    в диапазоне частот от 30 до 650 МГц……………………………………………………………………± 7;

—    в диапазоне частот от 650 до1450 МГц…………………………………………………………………± 7;

—    в диапазоне частот от 1450 до 2700 МГц……………………………………………………………….± 8.

для КСВН от 1,7 до 2,0:

—    в диапазоне частот от 30 до 650 МГц………………………………………………………………….± 10;

—    в диапазоне частот от 650 до1450 МГц……………………………………………………………….± 10;

—    в диапазоне частот от 1450 до 2700 МГц……………………………………………………………..± 20.

Количество измерительных входов/выходов………………………………………………………………1.

Масса (с учетом массы аккумуляторной батареи), кг, не более………………………………..0,5.

Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более…………………31 x 82 x 165.

Ссылка на основную публикацию