У магістерській дисертації розроблена та досліджена система магнітного контролю для виявлення дефектів бокових рам візків вантажних вагонів.
Актуальність теми :
Актуальність теми магістерської дисертації полягає у вирішенні важливої задачі підвищення безпеки залізничного транспорту шляхом розробки сучасного автоматизованого методу неруйнівного контролю. Бокові рами візків вантажних вагонів є критичними конструктивними елементами, які піддаються інтенсивним циклічним навантаженням. Це значно підвищує ризик утворення дефектів, таких як тріщини та пори, які можуть стати причиною серйозних аварій, ставлячи під загрозу безпеку перевезень.
Головним недоліком існуючих систем контролю є значна тривалість перевірки, яка в окремих випадках може складати декілька діб. Така тривалість створює серйозні перешкоди для забезпечення безперебійної експлуатації вагонів та своєчасного виконання ремонтних робіт. Крім того, існуючі методи неруйнівного контролю мають низку інших обмежень, зокрема високу вартість обладнання, залежність результатів від кваліфікації оператора та складність виконання перевірки у важкодоступних місцях.
Запропонована автоматизація контролю базується на використанні сенсорів, закріплених на гнучкому немагнітному матеріалі, який охоплює всю область сканування. Це дозволяє повністю автоматизувати процес контролю, забезпечуючи ефективне отримання, зберігання та аналіз протоколів контролю. Такий підхід виключає необхідність застосування дорогих роботів-маніпуляторів для позиціонування датчиків, що значно знижує тривалість перевірки та матеріальні витрати. Одночасно це сприяє підвищенню достовірності результатів контролю, що є критично важливим для забезпечення безпеки залізничного транспорту.
Крім того переваги методу включають:
•    Зменшення фізичного зносу датчиків завдяки їх статичному розташуванню. Це критично важливо для об'єктів із шорсткою поверхнею, яка може швидко пошкодити сенсори при традиційному способі сканування.
•    Можливість виявлення дефектів на глибших рівнях. Система дозволяє розміщувати сенсори на відстані до 5 мм від поверхні, що мінімізує контакт із матеріалом і перевершує методи, такі як вихретоковий контроль, у здатності проникати вглиб.
Таким чином, автоматизація на основі статичних сенсорів забезпечує ефективність, чутливість і точність виявлення дефектів, одночасно знижуючи експлуатаційні витрати та продовжуючи термін служби сенсорів, також розширює можливості для роботи з об'єктами складної геометрії. Це робить запропоновану технологію особливо актуальною для підвищення безпеки та економічності обслуговування залізничного транспорту.
Об'єктом дослідження: виступає магнітне поле, що збурюється у зоні розташування дефектів. Метою роботи є створення моделі для визначення характеристик полів розсіювання при різних типах та розмірах дефектів, а також побудова макету системи контролю для проведення експериментальних досліджень та порівняння їх результатів із модельними даними.
Метод дослідження: базується на математичному моделюванні з використанням методу кінцевих різниць. Бокові рами візків вантажних вагонів мають підвищену ймовірність виникнення дефектів у певних ділянках, що може стати причиною аварійних ситуацій. У роботі проведено математичне моделювання для визначення магнітних полів розсіювання, що виникають у результаті наявності як поверхневих, так і підповерхневих дефектів. На основі отриманих результатів було розроблено макет магнітної системи контролю, що використовує лінійний магнітний матричний перетворювач на основі магніторезистивних сенсорів. Як інформативний параметр запропоновано використовувати градієнт зміни магнітного поля. У подальших дослідженнях запропоновано використовувати перетворювач, у якому механічне сканування замінене електронним, що реалізується за допомогою матриці магніторезисторів, закріплених на гнучкій основі.
Наукова новизна:  полягає у створенні інноваційної магнітної системи автоматизованого неруйнівного контролю, яка об’єднує в собі новітні досягнення у галузі магніторезистивних технологій, сучасних мікроконтролерів та кросплатформеного програмного забезпечення. Основні аспекти новизни включають:
•    Автоматизація процесу контролю за рахунок використання статичних сенсорів, які фіксують результати у реальному часі, і передачі даних через Bluetooth на кросплатформене програмне забезпечення для візуалізації та аналізу. Такий підхід забезпечує підвищення точності  та швидкості контролю і зменшення людського фактору.
•    Розробка та впровадження матриці магніторезистивних датчиків, що забезпечує можливість електронного сканування без механічного переміщення датчиків. Це суттєво зменшує знос сенсорів та виключає залежність результатів контролю від стану поверхні об’єкта.

Керівник: к.т.н., доц. Баженов В.Г.

Повний текст дисертації (.pdf)

Повний перелік магістерських дисертацій