zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka...

Mainstvo 2(1), 51 - 55, (1997) S. Delali,..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...

ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA @IVOTNOG VIJEKA KU]I[TA TOPLOTNIH MA[INA

Dr Sead Delali, Fakultet elektrotehnike i mainstva Tuzla Dr Dèmo Tufek~i, Fakultet elektrotehnike i mainstva Tuzla Dr Paaga Muratovi, Fakultet elektrotehnike i maintva Tuzla

REZIME ORIGINALAN NAU^NI RAD

Sanacijom pukotina zavarivanjem (REL postupak) mogue je produìti ìvotni vijek kuita toplotnih maina pod uslovom da se promijeni brzina dizanja i obaranja temperaturnog gradijenta u nestacionarnim reìmima rada.

Klju~ne rije~i: kuite, zavarivanje, termi~ki napon

WELDING AS A METHOD TO EXTEND WORKING PERIOD OF THE HEAT APARATURES HOUSING

Dr Sead Delali, FEM Tuzla Dr Dèmo Tufek~i, FEM Tuzla Dr Paaga Muratovi, FEM Tuzla

SUMMARY ORIGINAL SCIENTIFIC PAPER

Restoring cracks by welding (REL procedure) is a possible way to extend working period of a heat aparatures housing in term that is possible to change a rate of increasing and decreasing temperature gradient in the unsteady working regine.

Key words: housing, welding, thermal stress

UVOD Kretanje u pogon i zaustavljanje toplotnih maina jedna je od najteìh aktivnosti u eksploataciji. Te operacije su vezane sa zna~ajnim izmjenama mehani~kih i termi~kih naprezanja svih sklopova. Zbog toga je pravilno uputanje i zaustavljanje usko vezano za ìvotni vijek svake toplotne maine. U nekim momentima, usljed nepravilnog uputanja ili zaustavljanja nee momentalno doi do oteenja, ali kratkotrajna velika termi~ka naprezanja u pojedimim dijelovima toplotne maine mogu izazvati naprsline koje e se vremenom poveavati. Ispitivanja koja su vrena na toplotnim mainama pokazala su da naprsline koje nastaju na njenim elementima kao i izmjena strukture metala nastaje u kasnijem stadiju eksploatacije.

1. ORGANIZACIJA ISPITIVANJA Sve navedene pojave na elementima toplotnih maina nastaju usljed sljedeih naprezanja: - termi~ka naprezanja kao rezultat neravnomjernog zagrijavanja i hla|enja, - termi~ka naprezanja kao rezultat ukupnog gradijenta temperature u samom procesu ili dijelu presjeka, - strukturna naprezanja kao rezultat promjene obima. Ako se kuita toplotnih maina nalaze dugo vremena u eksploataciji, postoji bojaznost da je kod njih usljed velikog broja radnih sati dolo do habanja . U namjeri da se nastavi sa koritenjem ovakvih kuita pod sve teìm uslovima, a sa potrebnom pouzdanou, u poslednjih nekoliko godina su poduzeti energi~ni koraci da se izvre ispitivanja i sprovedu potrebne mjere. Me|utim, tradicionalne mjere koje se preduzimaju da bi se obezbijedila pouzdanost kuita i kad se striktno

- 51 -


primjenjuju, imaju svojih granica. Kako bi se rijeio ovaj problem, neophodno je poduzeti opse`ne mjere u duòj vremenskoj perspektivi zasnovane na predvi|anju trenda starenja i korisnog vijeka trajanja za dugotrajnu eksploataciju. Habanje usljed starenja kuita u dugoj eksploataciji uklju~uje akumulirana oteenja usljed izvijanja i zamora, istroenost, koroziju itd. Ako je oteenje koncentisano na jednom mjestu, odstranjivanjem oteene zone moè se efikasno izvriti obnavljanjem samog sklopa. Me|utim, ni ovaj vid popravke pri ~emu se zamjenjuje oteeni dio ne moè se ponavljati neograni~en broj puta. Ponekad se moè dogoditi da je materijal toliko istroen da ovakva popravka ne bi imala smisla. Zbog toga, u cilju poboljonja operativnosti kuita toplotnih

maina u dugotrajnoj eksploataciji i njihovog adekvatnog odràvanja, neophodno je utvrditi standarde odràvanja, metode kontrole kao i kriterije zamjene. U cilju prikupljanja što je mogue vie informacija u vezi sa habanjem materijala i ošteenjima koja su posljedica dugotrajne eksploatacije, kao dopuna probama na samom materijala vre se i ispitivanja bez razaranja. Iako su i ranije vrena sli~na ispitivanja, uzorci koji su koriteni, uglavnom su uzimani sa dijela kuita koji ima dovoljno materijala, a koji nisu ni termi~ki ni mehani~ki najoptereeniji. Kuita koja se nalaze u dugotrajnojnoj eksploataciji postaju krta i sklona pucanju prilikom sanacije pukotina zavarivanjem. Pri tome je va`no odrediti sljedee (slika1):

Slika 1. Algoritam popravke kuita zavarivanjem

- 52 -


- metod otklanjanja pukotina nastalih dugotrajnom eksploatacijom i uklanjanje naprslina u zoni koja se grani~i sa pukotinama, ako je primijenjen postupak zavarivanja, - metode kontrole kao i kriterijume za prihvatanje kuita prije i poslije postupka popravljanja zavarivanjem, - popravke zavarivanjem moraju biti prilago|ene kuitima koja su bila u dugotrajnoj eksploataciji.

2. EKSPERIMENTALNA ISPITIVANJA 2.1. Mjesto ispitivanja Na kuitu turbokompresora tekog oko 6 tona izra|enog od SL26 u toku eksploatacije dolo je do prekora~enja radne temperature (oko 400° C) tako da je dolo do pucanja gornje polovine u dva identi~na presjeka (slika2). Usljed neadekvatne tehnologije dolo je do oteenja osnovnog materijala u irini oko 70 mm tj. do izdvajanja lamela grafita iz cementita (slika 3). Oteeni dio materijala morao se ukloniti, a vrijeme sanacije je bilo znatno produ`eno. Zbog toga je na lijevoj strani postavljen me|ukomad od konstrukcionog ~elika, dok je desna strana cjelokupna popunjena dodatnim materijalom (slike 4 i 5).

Slika 2 - Kuite kompresora gornje polovine

- 53 -


- 54 -

Slika 3 Mikrostruktura uzoraka kuita gornje polovine a-uzorak sa ivice oslonca b-uzorak iz neposredne blizine pukotina

Slika 4. Pogled na vanjsku povrinu Slika 5. Pogled na vanjsku kuita gornje polovine sa lijeve povrinu kuita gornje strane polovine sa desne strane 2.2. Rezultati ispitivanja Kontrola zavarenih mjesta izvršena je razlièitim metodama bez razaranja. Rezultati su pokazali da su zavareni spojevi uraðeni kvalitetno tj. zadovoljavaju svim standardima iz ove oblasti. Ali najmjerodavnija kontrola zavarenih spojeva izvršena je prilikom zagrijavanja kuæišta u toku probnog upuštanja kao i kod hlaðenja kada su najveæa termièka naprezanja. Proces zagrijavanja kuæišta prema brzini dizanja temperature kuæišta tekao je vrlo sporo. Sa tog aspekta može se reæi da se radi o gotovo stacionarnom procesu. Nakon zaustavljanja kompresora, dolazi do hlaðenja zagrijanih elemenata okolnim vazduhom kao i vazduhom koji se uvlaèi preko prednje i zadnje parne brtve. Na taj proces nije mogao uticati ljudski faktor jer je isklju~ivo zavisio od temperature okolnog vazduha. Kvalitet ova dva zavarena mjesta izvršen je u dva nestacionarna re`ima za pribli`no

isti temperaturni gradijent i to preko cirkularnih napona. Poznato je da su kod cilindri~nih kuita oni puno vei nego aksijalni naponi. Tenzometrijska mjerenja naprezanja vršena su tenzometrijskim mjernim trakama Hottinger Messtechnik tip -10/129LY 41 sa koeficijentom trake K= 2,06±1 %. Mjerni instrumenti su u obliku tenzometrijskog mosta sa moguænošæu istovremenog mjerenja na 24 mjerna mjesta, proizvodnje HEWLEET PACARD. Rezultati ispitivanja pokazali su da nema velikih razlika u kvalitetu ova dva zavarena spoja , ali samo u procesu zagrijavanja kada ljudski faktor može uticati na brzinu promjene temperaturnog gradijenta (slika 6). U slu~aju drugog nestacionarnog re`ima , tj. u slu~aju hla|enja vidi se da je kvalitet zavarenog spoja sa uba~enim me|ukomadom znatno slabiji i postoji mogunost pucanja tog zavarenog spoja ukoliko se hla|enje kuita vri pri niskim vanjskim temperaturama. Tada nije mogue kontrolisati brzinu


promjene temperaturnog gradijenta jer ona isklju~ivo zavisi od temperature vazduha u prostoriji. Da bi se smanjila veli~ina termi~kih naprezanja kao i

njihova brza promjena. U takvim uslovima je potrebno prostoriju u kojoj se nalazi kuite zagrijavati ili vriti kontrolisano hla|enje.

Slika 6 Promjena cirkularnih napona 1- cirkularni napon na mjestu mjerne trake 1 u toku zagrijavanja 2- cirkularni napon na mjestu mjerne trake 1 u toku hla|enja 3-cirkularni napon na mjestu mjerne trake 2 u toku zagrijavanja 4-cirkularni napon na mjestu mjerne trake 2 u toku hlaðenja ZAKLJU^AK: 1. Da bi se velika oteenja na kuitima toplotnih maina mogla brzo sanirati ubacivanjem me|ukomada od razli~itog materijala nego što je kuite mora se strogo voditi obzira o brzini promjene temperaturnog gradijenta kako kod zagrijavanja tako i kod hla|enja kuita. 2. Za odre|ivanje radnog vijeka kuita toplotnih maina osim standardnih ispitivanja materijala sa i bez razaranja , veliki uticaj ima analiza temperatura i napona u nestacionarnim re`imima rada.

LITERATURA: [1] B.E.LEVINA: Tehnologija termi~eskoj obrabotki stali, Moskva, Metalurgija 1981.god. [2] S.Kralj: Popravak dijelova iz sivog liva postavljanjem ~eli~nih zakrpa, “Zavarivanje” br.3 DTZ, Zagreb 1986.god. [3] Z.Sapman: Nauka o ~vrstoi, Strojarski fakultet, Rijeka, 1975.god.

- 55 -

Mainstvo 2(1), 57 - 64, (1997) D`. Kudumovi,...: MOGU]NOSTI ZAVARIVANJA O[TE]ENIH,....

MOGU]NOST ZAVARIVANJA O[TE]ENIH, PODVJESNIH HELIKOPTERSKIH REZERVOARA

Dr D`afer Kudumovi, docent FEM Tuzla Izet Ali, asistent FEM Tuzla Muharem [abi, dipl.in`. RV i PVO ABiH REZIME STRU^NI RAD

U radu je razjanjena tehnolog ja otklanjanja oteenja zavarivanjem sagledavi sve aspekte od pripreme do kontrole zavara, bazirajui se na primjerima koji su se javili u praksi. Tako|er su date prepru~ene norme za materijale i sredstva za zavarivanje aluminija i njegovih legura TIG postupkom, koji je danas naj~ee koriteni postupak u ovoj oblasti.

i

r

I r

Klju~ne rije~i: zavarivanje, oteeni helikopterski rezervoar

POSIBILITIES OF WELDING OF DAMAGES PLACES ON UNDERHELICOPTERS TANKS

Dr D`afer Kudumovi, Assistant prof., FEM Tuzla Izet Ali, Assistant FEM Tuzla Muharem [abi, B.Sc.Mech.Eng. RV i PVO ABiH SUMMARY

PROFESSSIONAL PAPER Technologu of removing the demaged places by welding is presedent in this paper. This is done by analizing all the aspcets from prepa ing to controll welded places by meaning cases from practical tests. Also, the recomanded standards for the materials and devices for aluminum welding and his allays by T G procedure, which is more usual procedure in this area a e given.

Key words: welding, damages helicopter tank

1.UVOD Podvjesni rezervoari se izra|uju u razli~itim zapreminama od lima materijala AMC - AP debljine 1.2 mm pomou elektrolu~nog zavarivanja u zatitnoj zoni argona. Legura AMC - AP odlikuje se velikom otpornou na koroziju gotovo kao i ~ist aluminij. Temperatura kovanja (obrada deformacijom u zatvorenom kalupu) je od 420 do 475 oC, dobro se zavaruje dok obradljivost rezanjem nije zadovoljavajua. U tabeli 1 prikazan je procentualni satav pojedinih hemijskih elemenata u ovoj leguri. U konstrukciju rezervoara ulaze (sl.1) nabori dijafragmi 2, poveavajui ~vrstou i krutost

rezervoara, tri oja~ana okvira postavljena na mjestu gdje se ostvaruje veza trup i rezervoar. Dijafragme i okviri vezani su sa oplatom rezervoara 1 ta~kastim elektro zavarivanjem i oni su upresovani u gornjem i donjem dijelu, a ura|eni su sa otvorima tako da su otsjeci me|usobno povezani za prolaz goriva i vazduha. U gornjem dijelu rezervoara nalazi se ulivno grlo, drena`ni otvor i priklju~ak za dava~ koli~ine goriva. U donjem dijelu postavljena su dva priklju~ka za me|usobnu vezu rezervoara, priklju~ak za slivnu slavinu i priklju~ak za postavljanje gorive pumpe.

- 57 -


Tabela 1. Hemijski sastav Al legure AMC-AP Oznaka Mg Mn V Ti Si Fe Cu Zn Ostali Ukupno

AMC-AP 0,05 1-1,6 - - 0,8 0,8 0,2 0,1 0,1 1,75

1. oplata rezervoara 2. dijafragma 3. priklju~ak za slivni ventil 4. priklju~ak za vezu sa drugim rezervoarom 5. priklju~ak za oduku 6. priklju~ak za dava~ koli~ine goriva 7. ulivno grlo 8. priklju~ak za pumpu 9. priklju~ak sa drugim rezervoarom

Slika 1. Rezervoar za gorivo GM-1 (podvijesni)

U prednjem dijelu desnog rezervoara ugra|ena su dva priklju~ka za napajanje gorivom kerozinskog grija~a KO - 50. Na veini podvijesnih rezervoara ta~kasto se navaruju posebni nosa~i za ugradnju aeronavigacionih svjetala. Rezervoari se pri~vruju na trup sa specijalnim ~eli~nim trakama koje idu preko oja~anih okvira. Zatezanje se vri specijalnim svornim vijcima tariranim klju~evima na ta~no propisani momenat kako veza ne bi bila labava ili u protivnom dovela do nedozvoljenih napona u noseoj konstrukciji rezervoara. Sa gornje strane rezervoara nalijepljeni su naborani limovi, koji sluè za zatitu nosee oplate od mehani~kih povreda, jer je predvi|eno da se tokom eksploatacije helikoptera, lica koja rade na helikopteru mogu kretati po navedenim povrinama.

2. O[TE]ENJA KOJA NASTAJU NA REZERVOARIMA I NJIHOVA PRIPREMA ZA ZAVARIVANJE Dosadanja iskustva pokazuju da veina oteenja nastaje na rezervoarima kao posljedica djelovanja projektila vatrenog naoruànja ili su prouzrokovana mehani~kim djelovanjem. Oteena mjesta su u obliku rupe sa deformacijom na unutarnju stranu rezervoara.

Poto su svi spojevi na rezervoaru uglavnom zatvorenog tipa, tokom leta i zemaljske eksploatacije moè doi do preoptereenja konstrukcije (velika centrifugalna sila na zidove tokom evolucije u letu, optereenje nedozvoljenom teìnom na zemlji), dolazi do pucanja veze osnovni materijal - zavar, tj. curenja goriva iz rezervoara. Prije zavarivanja pristupa se pripremi povrine ili oteenog mjesta, kako bi bilo spremno za navedeni postupak. Naj~ei, a ponekad jedini mogui na~in otklanjanja oteenja je sa preklopnim ili su~eonim TIG zavarivanjem, te se priprema i izvodi u tom smislu. Kod preklopnog na~ina dodaje se dopunski, po veli~ini odgovarajui komad lima (istog materijala), a kod su~eonog obi~no se tali stari zavar ili se dodaje nova talina. Priprema povrine aluminijskih legura vri se nagrizanjem ili mehani~kim ~ienjem. Priprema nagrizanjem obuhvata sljedee : 1. ~ienje organskim rastvara~ima (ispiranje, benzin itd.), 2. nagrizanje u vodenom rastvoru natrijum hidroksida (NaOH) 50 % g/dm3, 3. ispiranje u toploj tekuoj vodi (30oC), 4. ispiranje u hladnoj tekuoj vodi, 5. neutralizacija u 20 % rastvoru dui~ne kiseline bez zagrijavanja, 6. ispiranje u tekuoj hladnoj vodi,

- 58 -


7. nagrizanje uz pasiviziranje u vodenom rastvoru : ortofosforna kiselina H3PO4 , kalijum hromat K2C2O7 ili natrijum hromat Na2 - C2O7, pri odre|enim temperaturama rastvora (30oC) i odre|enog vremena nagrizanja (20 min.), 8. ispiranje u hladnoj tekuoj vodi, 9. suenje toplim vazduhom (40oC). Mehani~ko ~ienje se obi~no izvodi okruglim ì~anim ~etkama ili abrazivnom koìcom sitne zrnatosti. Poslije zavrenog mehani~kog ~ienja mjesto se duha sa suhim zrakom pod pritiskom. Priprema povrina i materijala podrazumijeva obradu za izabrani na~in zavarivanja, u naem slu~aju naj~ee TIG sa nerastaljivom elektrodom u zatitnoj atmosferi argona. Kvalitet pripreme povrina provjerava se mjerenjem prelaznog elektri~kog otpora dva me|usobno pritisnuta predmeta. Pri pravilnom reìmu pripreme kontaktni otpor predmeta mora biti izme|u 120 - 150 µΩ (normalno 30 - 60 µΩ ). Rasipanje kontaktnog otpora ne smije da prelazi + 25 %. Ure|aji za sastavljanje i pridràvanje koji se za vrijeme zavarivanja nalaze u strujnom kolu moraju biti izra|eni od nemagnetnih materijala.

3. ZAVARIVANJE U ATMOSFERI INERTNOG GASA NETALJIVOM ELEKTRODOM 3.1 Opis procesa i njegove podvrste Kod ovog procesa elektri~ni luk se uspostavlja izme|u netaljive (u smislu troenja) elektrode i

zavarivanog komada (sl.2). Kako volfram lahko oksidira na visokoj temperaturi, zatita luka i elektrode se osigurava inertnim gasom - argonom. U nekim slu~ajevima se moè koristiti duik ili helij. Spoj se ostvaruje taljenjem osnovnog materijala uz dodavanje ìce dodatnog materijala sa strane. Rje|e se zavaruje samo protaljivanjem spajanih rubova.

INERTNI GAS

SAPNICA

ELEKTRODA

IZVORZONA LUK STRUJE

ZA[TITE

RADNI KOMAD

Slika 2. TIG na~in zavarivanja 3.2 Zavarivanje izmjeni~nom strujom Aluminijeve i magnezijeve legure se uglavnom zavararuju ovim na~inom tj. sa visokofrekventnim, superponiranim i stabilisanim strujama. Kada je elektroda pozitivna sa predmeta rada se ~iste oksidi, elektroda se puno zagrijava i penetracija je mala. Da bi smanjili zagrijavanje elektrode i dobili veu penetraciju, a istovremeno i ~ienje oksida koristimo izmjeni~nu struju (tabela 2).

Tabela 2. Preporu~ene vrste struje i polaritet za TIG zavarivanje razli~itih metala

Istosmjerna struja Vrsta materijala i debljina Elekt. negativna Elekt. pozitivna Izmjeni~na struja

Dobro Loe Mogu. Loe Dobro Mogu. Loe

Konstr.~elici do 0,8 mm + + + + Konstr.~elici do 3,5 mm + + + Ugljeni~ni ~elik + + + Legirani Cr-Ni ~elici + + + êlici za visoke temp. + + + Magnezij do 5 mm + + Magnezij preko 5 mm + +

Aluminij do 2,5 mm + + Aluminij preko 2.5 mm + +

Ner|ajui ~elik + + + Bakar + + + Titan + + + Bronza + + +

- 59 -


3.3 Elektrode za TIG zavarivanje Volfram se upotrebljava za elektrode za TIG zavarivanje zbog visoke temperature taljenja. Uglavnom se ~isti volfram ne koristi, ve se legira sa malom koli~inom torija i cirkonija. Takve elektrode se mogu strujno ja~e opteretiti, omoguavaju lako paljenje luka, poveavaju stabilnost luka (pogotovo kod malih struja). Sporije troenje i manje uklju~ivanje volframa u talinu tako|er su karakteristike legiranih elektroda.

Volfram sa cirkonijem posebno je pogodan za zavarivanje izmjeni~nom strujom. Posebno je podesan za zavarivanje aluminija, magnezija i ostalih legura koje sadr`e te elemente. Maksimalna struja kojom se mogu opteretiti pojedini promjeri i vrste elektroda prikazana je u tabeli 3. Vrh elektrode treba imati poseban oblik zavisno od vrste struje zavarivanja i vrste zavara. Za istosmjernu struju oblik vrha mora biti u vidu iljka sa ta~no odre|enim uglom. Za izmjeni~nu struju vrh je u obliku konusa pod uglom od 45o do polovine promjera elektrode (sl.3).

Tabela 3. Dozvoljene struje za odreeni promjer W-elektrode

Promjer Torirani volfram Vol. sa cirkonijem elektrode

mm Ist. struja

A Izm. struja

A Izm. struja

A

0,8 45 30 30 1,0 60 35 35 1,2 70 40 40 1,6 145 55 55 2,4 240 90 90 3,2 380 140 150 4,0 440 195 275 4,8 500 250 320

Slika 3. Izgled volframovih elektroda

3.4 Zatitni gas Zatitni gas ima dvije funkcije : - stvara lahko jonizirajuu atmosferu, - zatiuje talinu od djelovanja tetnih gasova iz vanjske atmosfere. Mogue je dobiti vodik (1 - 2 %) argonu kod ~ega poraste napon luka, odnosno time se penetracija i brzina zavarivanja poveava (sl.4). Kao zatitni gasovi mogu se koristiti jo helij i duik ali su oni rijetko u upotrebi.

3.5 Ure|aj za zavarivanje Za zavarivanje rezervoara je koriten ure|aj TSP 350 HF - GW od proizvo|aa HARNISEHFEGER Corp., Milwaukee, WIS.USA. Gorionik je hla|en vodom i njegove karakteristike su 220/440 V, 90/45 A, 60/50 Hz (parametri prema tabelama 4 i 5).

- 60 -


- 61 -

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2,4 4,8 7,2 9,4 11,8

Slika 4.. Protok argona u l/min kod zavarivanja aluminija zavisno od ja~ine struje u amperima Tabela 4: Orijentacioni parametri za TIG postupak zavarivanja aluminija prema iskustvima firme “ULJANIK” Pula

Debljina lima mm

Vrsta spoja

Struja zavarivanja A

Elektr. Φ mm

Dodatni materijal

Φ

Brzina zavariv.

Gas argon

Broj slojeva

Hotizon. Vertikal. Nadgla. mm mm/min l/min

su~eoni 35-60 35-60 35-60 1-1,6 1,6-2 275-325 5 1 1,0 preklop. 45-70 30-35 35-60 1-1,6 1,6-2 250-300 5 1 ivi~ni 45-70 30-50 35-60 1-1,6 1,6-2 250-300 5 1 rubni 30-45 30-45 30-45 1-1,6 200-250 6 1

su~eoni 60-80 60-80 60-80 1,6 1,6-2 250-300 6 1 1,5 preklop. 70-90 55-75 60-80 1,6 1,6-2 225-250 6 1 ivi~ni 70-90 70-90 70-90 1,6 1,6-2 225-250 6 1 rubni 60-70 60-70 60-70 2 180-200 6 1

2,0 su~eoni 60-95 50-80 55-90 2 2-2,4 200-225 6 1 ugaoni 70-130 90-130 90-130 2 2-2,4 200-225 6 1 preklop. 65-90 65-90 65-90 1,6-2,4 2-2,4 225-250 6 1

2,5 ugaoni 65-90 65-90 65-90 1,6-2,4 2-2,4 225-250 6 1 su~eoni 75-100 75-90 75-90 1,6-2,4 2-2,4 250-275 6 1 su~eoni 125-145 115-135 120-140 2,4 2,4-3,2 225-250 7 1

3,0 preklop. 140-160 125-145 130-160 2,4 2,4-3,2 225-250 7 1 ugaoni 140-160 125-145 130-160 2,4 2,4-3,2 200-225 7 1 rubni 75-100 60-90 60-90 3,2 175-200 7 1 su~eoni 150-180 140-170 125-160 2,4 2,4-3,2 250-275 8 1

4,0 preklop. 160-200 150-190 145-180 2,4 2,4-3,2 200-250 8 1 ugaoni 160-200 150-190 145-180 2,4 2,4-3,2 200-250 8 1 su~eoni 190-220 190-220 180-210- 3,2 3,2-4 225-250 9 1

5,0 preklop. 210-240 190-220 180-210 3,2 3,2-4 175-225 9 1 ugaoni 210-240 190-220 180-210 3,2 3,2-4 175-225 9 1

6,0 su~eoni 240-300 220-280 210-270 4,0 4-6 125-175 10 1 ugaoni 260-300 260-280 250-270 4,0 4-6 110-180 10 1


Tabela 5: Sastav dodatnog materijala za postupak TIG prema DIN 1732

Dodatni materijal Osnovni Naziv Sastav % materijal

Al Mg Mn Si Cr Ti

Al 99,98 R 99,98 - - - - - Al 99,98 R, Al 99 Al 99,8 99,8 - - - - - Al 99,5, Al 99,7

E Al 99,5 E Al-Mg-Si

Al 99,5 99,5 - - - - - Al 99, Al 99,5 E Al 99,5 E Al-Mg-Si

Al 99,5 Ti 99,5 - - - - 0,1-0,2 Al 99,5, Al 99 Al-Mn 98,2-99,2 0-0.3 0,8-1,5 - - - Al-Mg1, Al-Mg2

Al-Mg3, Al-Mg5 Al-Mg-Si0,5 Al-Mg-Mn, Al-Mg

Al-Mg-Mn 96-98 1,6-2,5 0,5-1,5 - 0-0,3 - Al-Mg-Mn Al-Mg3 96-98 2-3,3 0-0,4 - 0,0,3 - Al-Mg1, Al-Mg2

Al-Mg3, Al-Mg5 Al-Mg-Si0,5 Al-Mg-Mn, Al-Mg

Al-Mg3-Si 97-94,6 2,3-3,5 0.3-0,8 0,5-0,8 0-0,3 - Al-Mg3Si, Al-Mg3 Al--Mg-Si0,5

Al-Mg5 93,6-95,6 4,3-5,5 0-0,6 - 0-0,3 - Al-Mg3, Al-Mg5 Al-Mg-Mn Al-Mg3-Mn, Al-Mg-Si1

Al-Si5 94,5-95,5 - - 4,5-5,5 - - Al-Mg-Si1, Al-Mg Al-Zn-Mg, Al-Si

Al-Si12 86-98 - 0-0,5 11-13,5 - - Al-Si

4. PRIPREMA OSNOVNOG MATERIJALA I PRIMIJENJENE TEHNIKE ZAVARIVANJA Aluminij i ostali laki metali sa sposobnou brzog formiranja oksida treba da se zavare neposredno nakon ~ienja ili u slu~aju duèg stajanja potrebno je pripremljene povrine zatititi od djelovanja spoljanje atmosfere. Ove konstatacije se tako|er odnose i na dodatni materijal koji se unosi u zavar. Kao dodatni materijal naj~ee se koristi materijal u obliku ìce.

4.1 Tehnike zavarivanja Tehnika zavarivanja je vrlo sli~na tehnici kao kod gasnog zavarivanja. Gorionik se drì blago nagnut dok se rubovi ne rastale, na što se doda potrebna koli~ina ìce u talinu. Ponovo se pribliì gorionik i grije dok se rubovi i dodatak ne stope. Elektri~no luk je vrlo miran i lijepo se moè pratiti proces talenja i stapanja što omoguava najkvalitetnije zavarivanje korijenskih zavara. Ukoliko se dodaje dodatni materijal on se direktno uvodi u talinu, a nikako ne u luk. Zagrijani kraj ìce uvijek mora ostati u zatitnoj atmosferi gasa kako ne bi oksidirao. Kod zavretka zavarivanja potrebno je gorionik zadràti jo oko 15 sec. iznad taline kako bi se hla|enje taline i volframove elektrode obavljalo u zatitnoj atmosferi gasa.

- 62 -


Kao što je ve re~eno TIG zavarivanje se moè izvoditi sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, što je prikazano na slici 5, gdje su dati i preporu~eni kutevi drànja gorionika sa smjerovima zavarivanja. Gubitak volframa uzrokuje i nestabilnost elektri~nog luka pa se elektroda mora zamijeniti ili izbrusiti. Kod preklopnih zavara zavarivanje se vri bez dodatnog materijala za debljine limova do 6 mm

kod ~ega limovi moraju biti dobro priljubljeni po cijeloj duìni spoja. Pri zavarivanju oteenih rezervoara ovaj na~in se dosta koristi s tim da izaziva potekoe pri zavarivanju sa unutranje strane zbog nepristupa~nosti. Pri ovom na~inu rada izra|uju se priru~ni alati za pridràvanje, odnosno priljubljivanje oplate rezervoara i limene zakrpe.

Slika 5. Preporu~eni kut pri TIG zavarivanju

4.2 Kontrola zavara na zaptivenost Ispitivanje na zaptivenost se vri poslije vizuelne kontrole zavara i primjenjuje se za me|ufaznu kontrolu i za predaju gotovog proizvoda. - Ispitivanje petroleumom Sa jedne strane zavarenog sloja se nanosi kreda. Kada se sloj krede osui, suprotna strana zavara se obilno kvasi petroleumom i ostavi 10 do 15 min., zavisno od debljine zavara i njegovog poloàja. Vrijeme ispitivanja se propisuje tehni~kim uvjetima. Mjesta koja nisu zaptivena otkrivaju se na sloju krede pojavom masnih mrlja od petroleuma boje r|e. Defektne sekcije zavara vade se i zavaruju poto se prethodno ispere petroleum da ne bi dolo do poàra. - Ispitivanje gasom Predmet (rezervoar) koji se ispituje puni se zrakom pod pritiskom koji je propisan tehni~kim uvjetima (u ovom slu~aju 2 bara), zavareni spojevi se kvase sapunicom, pa se mjesta koja nisu zaptivena zapaàju po pojavi mjehuria na zavaru. Zavareni predmeti malog gabarita mogu se potopiti u vodu, pa e se diskontinuiteti uo~iti po mjehuriima zraka. Predmeti velikog gabarita ispituju se mlazom sabijenog zraka koji se produhava kroz zavar. Mlaz zraka se dovodi pod pritiskom od najmanje 4 bara upravno na zavar na rastojanju od najmanje 30 mm. Diskontinuiteti zavara odre|uju se po mjehuriima sapunice koja prekriva suprotnu stranu zavara.

Postoji metoda za ispitivanje sabijenim zrakom u smjei sa amonijakom. Zavari koji se ispituju prekrivaju se papirnom trakom ili medicinskim zavojem koji je natopljen 5 % vodenim rastvorom nitrata ìve ili fenol - etaleina. U predmetu se sabija zrak u smjei sa amonijakom u koli~ini 1 % zapremine pri normalnom pritisku. Predmet se zadràva pod pritiskom 5 do 10 min. Diskontinuiteti zavara otkrivaju se po crnim ili ljubi~astim mrljama na papiru koji je poloèn na zavar. Nezaptiveni dijelovi se vade i ponovo zavaruju.

5. ZAKLJUÂK Eksperimentalni rad je jo uvijek osnovica svakog ozbiljnog pristupa zavarivanju, a metode ispitivanja osobina zavarenih spojeva i konstrukcija stalno se razvijaju. Osnovni cilj je dobijanje sigurne zavarene konstrukcije što je posebno izraèno u vazduhoplovstvu. Postupak TIG zavarivanja je naj~ee upotrebljivani postupak u zavarivanju vazduhoplovnih konstrukcija zbog svoje prikladnosti za rad sa aluminijem i njegovim legurama. Zavarivanje podvjesnih rezervoara goriva vazduhoplova je sloèn postupak zbog karaktera njihove konstrukcije i zahtijevanog najvieg stupnja sigurnosti. Problem sanacije oteenja rezervoara je jo sloèniji zbog nepravilnih dimenzija istih a posebno nepristupa~nosti sa unutarnje strane. Naa industrija (sem vazduhoplovne) nije imala iskustva sa zavarivanjem tankih aluminijskih limova

- 63 -


što je se i pokazalo tokom rata u Bosni i Hercegovini. Ovaj rad jeste pokuaj da se daju osnovne zna~ajke pristupa ovom problemu na bazi iskustava kao i dostupne literature u ovom momentu. Nadamo se da e posebno koristiti onima koji se bave odr`avanjem vazduhoplova, te da im mo`e pomoi u radu posebno pri orjentaciji pri eventualnoj nabavci opreme za zavarivanje i kontrolu zavarenih spojeva. LITERATURA

[1] MI - INTER : Vazduhoplovno tehni~ko upustvo za helikopter MI - 17, Moskva, 1990. [2] Anzulovi B. : Zavarivanje, Split, 1993. [3] Grupa autora : Physics of welding, IIW - IIS, (Me|unarodni institut za zavarivanje), Pergamon Press, 1984. [4] Priru~nik za zavarivanje, Tom I - IV, Rad, Beograd [5] Beara LJ. i suradnici : Elektrolu~no zavarivanje, DTZH, Zagreb, 1977. [6] ** Zavarivanje TIG postupkom i tehnike zavarivanja, Uljanik, Pula, 1990.

- 64 -

Mainstvo 2(1), 65 - 71, (1997) I. Karabegovi,..: DINAMI^KO-STATISTI^KA ANALIZA OSCILACIJA...

DINAMI^KO - STATISTI^KA ANALIZA OSCILACIJA VOZILA NA STOHASTI^KOM MIKROPROFILU KOLOVOZA

v. prof. dr Isak Karabegovi, dipl.in`.ma., Mainski fakultet Biha Dènana Ga~o, dipl.in`.ma., Mainski fakultet Biha Ramo Halilagi, dipl.in`.ma., Mainski fakultet Biha

REZIME IZVORNO-NAU^NI ^LANAK

U ovom radu izloèni su rezultati dinami~ko - statisti~ke analize oscilacija drumskih kopnenih vozila na bazi mikrora~unara sa slu~ajnim mikropro ilima kolovoznih konstrukcija f .

l fr

t fff f

t f

Kretanje vozila po rea nom mikropro ilu kolovoza tretira se kao stacionarni slu~ajni proces, pa se primjenom poznatih metoda matemati~ke statistike i teo ije vjerovatnoe dolazi do novih saznanja o procesu dinami~kog ponaanja drumskih kopnenih vozila kada se kreu konstantnim brzinama po stohasti~kim neravninama.

Klju~ne rije~i: dinami~ko - statisti~ka analiza, oscilacije vozila.

DYNAMIC - STATISTICAL ANALYSIS OF OSCILLATIONS OF VEHICLES ON STOCHASTIC MICROPROFILE OF ROADWAY

Isak Karabegovi, Ph.D.,prof.,BSc. mech.eng. Faculty of Mechanical Engineering in Biha Dènana Ga~o, BSc. mech.eng. Faculty of Mechanical Engineering in Biha Ramo Halilagi, BSc. mech.eng. Faculty of Mechanical Engineering in Biha

SUMMARY

The results of dynamic - sta istical analysis o oscillations of road vehicles with random micropro iles of roadway constructions, obtained by means o microcomputers, have been presented in this paper.

f ORIGINAL SCIENTIFIC PAPER

Movement of vehicles along a real micropro ile o roadway has been treated as stationary random process, so tha , by the application o the methods of mathematical statistics and theory of probability, the knowledge about the process of dynamic behaviour of road vehicles moving at constant speeds along stochastic uneven spots has been broadened.

Key words: dynamic - statistical analysis, oscillation vehicles. 1. UVOD Nove metode dinami~kog modeliranja kopnenih saobra~ajnica i saobra~ajnih sredstava ulaze u grupu savremenih metoda istraìvanja s ciljem da se voznodinami~ka karakteristika putnih konstrukcija pobolja. Kretanje vozila po realnom mikroprofilu habajueg sloja kolovoza moè se prou~avati kao stacionaran slu~ajni proces. U ovom slu~aju se primjenjuje opte prihvaena metodologija po kojoj statisti~ka dinamika, otkrivajui ~itav niz novih mogunosti, predstavlja dopunu klasi~noj dinamici vozila. Da bi se minimiziralo pogoranje i slabljenje eksploatacionih karakteristika puta, naro~ito kod izrade idejnog projekta, a posebno za stru~njake koji

samostalno projektuju i razvijaju nove tipove drumskih vozila potrebno je da imaju cjelovitu sliku realnog stanja i dinami~kog ponaanja drumskog vozila pri vo`nji po slu~ajno raspore|enim neravninama - stohasti~ki profil kolovoza. Shodno ovom su razvijeni mnogobrojni matemati~ki i eksperimentalni postupci koji sa odre|enim aproksimacijama zadovoljavaju postavljene zahtjeve; naravno sa sve veom upotrebom kompjutorske tehnike. U skopu ovog rada prikazan je dio istraìvanja koji daje potpuniju sliku o dinami~kom ponaanju drumskog vozila po kretanju po realnom mikroprofilu kolovozne konstrukcije. Umjesto neophodnih metoda analiti~ke mehanike i modela diskretizacije materijalnog sistema uvode se metode matemati~ke statistike i teorije vjerovatnoe, pa se u tom smislu koristi

- 65 -


kompjuterska tehnika i prou~ava sam model stohasti~kog mikrofprofila kolovozne konstrukcije.

2. FREKVENTNA KARAKTERTISTIKA Kretanje kopnenog vozila po realnom mikroprofilu habajueg sloja kolovoza moè se prou~avati kao stacionarni slu~ajni proces. Pri izboru oscilatornih parametara vozila potekoe izazivaju kako neravnine mikroprofila habajueg sloja kolovoza tako i konstruktivni parametri kopnenih vozila (broj osovina, geometrija, itd.). da bi se teorijski prora~uni doveli do brojne analize neophodno je poznavati statisti~ke karakteristike mikroprofila kolovozne konstrukcije, koji se definiu korelacionom funkcijom i spektralnom gustinom disperzije S(ω), Te frekventnu karakteristiku dinami~kog modela Φ(iω) koju odr|uju konstruktivni parametri ogibljenja. Frekventna karakteristika dinami~kog modela vozila kao i bilo kojeg drugog sistema predstavlja odnos izlaznog odziva i ulazne pobude u kompleksnom obliku. U optem slu~aju ona je kompleksna veli~ina koju moèmo predstaviti pomou modula i argumenta:

( ) ( )( )Φ i

iA eω ωϕ ω= −

(2.0)

gdje je:

( ) ( )A iω = Φ ω

)

- modul ili amplitudno frekventna

karakteristika

(ϕ ω - argument ili fazno frekventna karakteristika.

Za linearni sistem sa konstantnim koeficijentima frekventna karakteristika je funkcija kru`nih frekvencija i ne zavisi od vremena i intenziteta ulaznog procesa. Dok za linearni sistem sa promjenljivim koeficijentima frekventna karakteristika zavisi od vremena kod nelinearnog sistema frekventna karakteristika )Φ zavisi od intenziteta. ulaznog procesa. Da bismo odredili prenosnu funkciju od kolovozne konstrukcije na vertikalno pomjeranje ogibljne mase modela prikazanog na slici 3. koristit emo se laplasovom transformacijom diferencijalnih jedna~ina. Tako imamo da je:

( iω

( ) [ ][ ] ( )[ ] [ ]

Φ (2.1) z ic c p

m p p c m p p c c c p2

1 11 11 01

22

11 11 12

11 1 11 11 11

2ωβ η

β β=

+

+ + + + + + + β Ako u jedna~inu (2.1) uvedemo smjenu dobit emo frekventnu karakteristiku izraènu preko konstruktivnih

parametara drumskog kopnenog vozila:

p i= ω

( ) [ ]Φ (2.2) z i

c c i

m mcm

c cm

cmm

icm m

21 11 11 01

1 211

2

2 1 11

1

2 11

1 211

1 01

1 2

2

ωωβ η

ω ω ωβη

ω=

− +

−

−

+−

−

+ +

−

Kvadrat modula frekventne karakteristike ogibljene mase ( )Φ iω

2 je operator koji ulazne perturbacije transformie u

izlazne oscilacije i jednak je:

( ) [ ]Φ z i

c c

m mcm

c cm

cm m

cm m

2

2 12

112 2

112

012

12

22 11

2

2 1 11

1

2 112

1 2

2112 1 01

1 2

22ω

ω β η

ω ω ω βη

ω

=+

−

+−

−

+ +

−

(2.3)

Kvadratni moduli frekventnih karakteristika se osim analiti~kog iznalaènja mogu dobiti i mjerenjem. Mjerenje se izvodi na probnom stolu ili kolovoznoj konstrukciji sa talasastim neravninama. na slici 1. prikazani su kvadrati modula frekventnih karakteristika

- 66 -


- 67 -


koji su potrebni za odre|ivanje statisti~kih karakteristika oscilacija dinami~kog modela vozila. U tabeli 1 date su frekventne karakteristike traènih veli~ina prikazanog modela i kvadrati modula njihovih vrijednosti.

3. UPISIVANJE TO^KA U MIKRO- PROFIL KOLOVOZA Sa odre|enim predpostavkama normirana spektralna gustina disperzije na izlazu izraàva se preko spektralne gustine ordinata mikroprofla habajueg sloja

kolovozne konstrukcije (η ω )S na slijedei na~in:

( ) ( ) ( )S i Sω ω= Φ2

η ω (3.1)

gdje je ( )Φ iω 2 - operator koji ulazne pertubacije

transformie u izlazne oscilacije, a predstavlja kvadrat modula frekventne karakteristike. Nakon odre|ivanja spektralne gustine u mogunosti smo da odredimo veli~inu disperzije, a zatim i srednju kvadratnu vrijednost traène veli~ine. Na primjer, za normiranu srednju kvadratnu vrijednost vertikalnog

pomjeranja ogibljene mase z imamo: 2∗

( )z S z2 20

2∗∞

= ∫ ω ωd (3.2)

Za odre|ivanje stvarnog vertikalnog pomjeranja ogibljene mase, potrebno je da se zna srednja kvadratna visina mikroprofila habajueg sloja kolovozne konstrukcije ηs

Slika 1. Kvadrat modula frekventne karakteristike a - ogibljene mase b - relativnog pomjeranja opruge c - neogibljene mase d - deformacije pneumatika e - ubrzanja ogibljene mase

z s2 =∗η z2

=

(3.3)

Glavna karakteristika ovog prora~una sastoji se u ~injenici da u dinami~ko - matemati~ki model pored parametara vozila ulaze i parametri mikroprofila habajueg sloja kolovozne konstrukcije. Da bi smo dobili potpunu sliku o ponaanju vozila pri kretanju po neravninama puta sa slu~ajnim rasporedom, dovoljno je poznavati disperziju i normirane spektralne gustine disperzije slijedeih veli~ina: a) vertikalnih pomjeranja i ubrzanja ogibljene mase, b) deformacija elasti~nih elemenata sistema ogibljenja, c) pomjeranje to~kova i deformacija pneumatika vozila. Na slici 2. prikazana je blok ema srednje kvadratne vrijednosti vertikalnog ubrzanja ogibljene mase vozila. Za analizu oscilacija vozila sa slu~ajnim profilom kolovozne konstrukcije usvojili smo jednodimenzionalni model vozila sa dvije mase prikazan na slici 3. ~ije je oscilatorno kretanje definisano jedna~inama:

Slika 3. Jednodimenzionalni model vozila sa dvije mase

( ) ( )m z z z c z z2 2 11 2 1 11 2 1 0&& & &+ − + −β (3.4)

( ) ( )m z z z c z z c z c1 1 11 1 2 11 1 2 1 1 1 1&& & &+ − + − + =β η

Na osnovu jedna~ine (3.1) mogue je postupak ponoviti i za druge veli~ine koje karakteriu oscilatorno

- 68 -


ponaanje vozila. Na osnovu [3,4,7,10] gdje su detaljno razra|ivani matemati~ki modeli stohasti~kih karakteristika mikroprofila habajueg sloja kolovoza,

ovdje su prikazane normirane korelacione funkcije i spektralne gustine pri brzini vo`nje od v=20km/h.

( ) η x t,

( )( )R tDηη

η= ( )

( )S

SDηη

ηΩ

Ω=

( ) ( )SvSη ηω =1

Ω( )Φ&&z iω

2

( ) ( ) ( )S i SZ zω ω ωη= Φ2

&∗ z ( )η ω = 1

KOLOVOZNA KONSTRUKCIJA Mikroprofil kolovozne konstrukcije

DRUMSKO VOZILO MODEL VOZILA

Diferencijalne jedna~ine

Normir. korel. funkcija

r t

Normir. spek. gustina

Normirana spek.

gustina

Kvadrat modula f.k.

Spektralna gustina u br.

Normalno i stvar. ubrz.

&z ; PRI

S

Slika 2. Blok ema srednje kvadratne vrijednosti vertikalnog ubrzanja ogibljene mase vozila Tabela 2. Normirana korelaciona funkcija i spektralna gustina mikroprofila kolovoznih konstrukcija

Kolovozna Normirana korelaciona funkcija Normirana spektralna gustina

- 69 -


konstrukcija ( )rη τ ( )Sη ω

Kruta kolovozna konstrukcija

( )e v−015, τ

0 047750 02252 2

,,

vvω +

Fleksibilna kolovozna konstrukcija

( )e v−0 45, τ

0 143240 20252 2

,,

vvω +

Makad-amska putna

u dobrom stanju

0 85 0 15 0 60 2 0 05, , cos, ,e ev v− −+τ τ τ, v ( )

( )0 05410 04

0 0023 0 362

0 36 0 00362 2

2 2

2 2 2 4

,,

, ,

, ,

vv

v v

v vωω

ω++

+

− +

konstr. s udublje- njem

0 85 0 15 20 5 0 2, , cos, ,e ev v− −+τ τ τv

( )( )

0 135280 25

0 0095 4 04

3 96 0 642 2

2 2

2 2 2

,,

, ,

, ,

vv

v v

v vωω

ω++

+

− +

Normirana korelaciona funkcija mikroprofila kolovoza napisana u optem obliku [2]

( ) ( ) ( ) ( )r A e A e vv vη

λ τ λ τητ τ= +− −

1 21 2 cos Θ (3.5)

pomou Furijeove transformacije transformie se i pie u vidu normirane spektralne gustine:

( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )

SA v

v

A v

v v

v

v vη ω

πλ

λ ω π λ ω λ ω=

++

+ ++

+ −

1 1

1

2 2

2

1

2 22

2 222 2

Θ Θ (3.6)

to je dato za konkretan primjer u prethodnoj tabeli. Pomou Furijeove transformacije na osnovu relacije (3.1) i prema tabeli (1) osnovni rezultati za slijedee oscilatorne parametre: m k1 61 2= , ;g 2 360= ; m k g c N1 900000= /m

; c N11 350000= /m β 11 1510= Ns m/

ωkc cm

s=+

= −1 11

1

1142 9, h m

so = = −β 112

141 94,

ω ωocm

s= = = −11

11

175 6,

h hm

sko o= = = −β 112

1246 7,

ω kcm

s= = −1

1

1121 2, v k m h

]

= 20 60 100; ; /

prikazani su grafi~ki kao to je predstavljeno na slici 4 i slici 5 gdje je:

[&& /z s221 - vertikalno ubrzanje ogibljene mase,

( )S ω - normirana spektralna gustina.

Slika 4. Normirana spektralna gustina vertikalnog ubrzanja ogibljene mase

- 70 -


- 71 -

Slika 5. Normirana srednja kvadratna vrijednost

vertikalnog ubrzanja ogibljene mase

ZAKLJUÂK Izloèna metodologija za stohasti~ku analizu oscilatornih problem, primjenjena na modelu kopnenog vozila koje se kree konstantnom brzinom po nepo- lasti~nom slu~ajnom mikroprofilu kolovozne konstrukcije predstavlja inoviran postupak modeliranja i prora~una dinami~kih efekata vo`nje, na bazi mikrora~unara. Predloènim postupkom uspostavljene su veze po kojima se vre pore|enja razli~itih puteva, i pomou kojih se mogu upore|ivati dva stanja jedne kolovozne konstrukcije sa istom podlogom, ali razli~itih kvaliteta. U radu je izvrena frekventna analiza dinami~kog modela prikazanog na slici 3. Kvadrati modula frekventnih karakteristika oscilacija (slika 1) neophodni su za odre|ivanje statisti~kih karakteristika oscilacija prikazanog dinami~kog modela vozila. Treba istai da se kod prora~una vozila odre|ivanjem normirane spektralne gustine disperzije odre|enih veli~ina dobija opta frekventna struktura disperzija tih veli~ina. Moèmo zaklju~iti da se pri poveanju brzine kretanja vozila brè opada normirana spektralna gustina to zna~i da se smanjuje uticaj niskih frekvencija.

Dobijena rjeenja nam omoguuju prou~avanje uticaja raznih parametara na ponaanje drumskog vozila i na taj na~in rjeavanje prakti~kih problema u vezi s eksploatacijom drumskog vozila.

LITERATURA [1] Br~i, V.: Dinamika konstrukcija, “Gra|evinska knjiga”, Beograd, 1978. [2] Rusov, l., Cuuz, N.: Dinamika motornih vozila, “Privredni pregled”, Beograd, 1973. [3] Silaev, A.A.: Spektraljnaja teorija posresorivnija, “Mainostrojenie”, Moskva, 1972. [4] Prahilovski, N.G.: Spektralna gustina raspodjele neravnina mikroprofila puta i oscilacija automobila, Automobilnaja promilenost br. 10, Moskva, 1961. [5] Rotenberg, R.B.; Podveska automobila, “Mainostroenije”, Moskva, 1972. [6] Demi, M.; Optimizacija oscilatornih parametara motornih vozila uz pomo mikrora~unara, Zastava br. 4, Kragujevac, 1986. [7] Koji, M. Petronijevi, @.: Odre|ivanje stohasti~kog odziva mehani~kog sistema i primjena na jednom motornom vozilu, Zbornik radova XVI bivi Jug. kongres ra~unarstva i primjenjene mehanike, Be~ii, 1984. [8] Karabegovi, I.: Primjena operacionog ra~una na analizu oscilatornog ponaanja gra|evinskog vozila, Zbornik radova XVII bivi Jug. kongres ra~unarstva i primjenjene mehanike, Zadar, 1986. [9] Karabegovi, I., Mievi, D.: Dinamika kopnenog vozila, Zbornik radova XVI bivi Jug. kongres ra~unarstva i primjenjene mehanike, Be~ii, 1984. [10] Karabegovi, I.; Uporedne metode dinami~kog modeliranja i prora~un drumskih kopnenih vozila, Doktorska teza, Mainski fakultet Sarajevo, 1989.

Mainstvo 2(1) , 81 - 84, (1997) E. Seferovi: KVALITET BITNA FUNKCIJA TR@I[TA I RAZVOJA

KVALITET BITNA FUNKCIJA TR@I[TA prof. dr Edhem Seferovi, Mainski fakultet u Sarajevu, Vilsonovo etalite br. 9, 71000 Sarajevo,

STRU^NI RAD REZIME U posljednjih deset godine dogodio se izuzetan razvoj u oblasti kvaliteta Taj razvo je imao izuzetne posljedice na trìtu i izazvao je korjenite promjene u svim segmentima privrede. T end razvoja u ovoj oblasti nastavlja se jo brìm tempom.

. jr

r

fr

f

Prestankom rata privreda Bosne i Hercegovine nala se u izuzetno tekoj situaciji. S jedne strane razoreni kapaciteti, izgubljeno trìte, zastarjelost tehnologija i nedostatak materijalnih sredstava, s druge strane neophodnost razvoja sav emenog pristupa kvalitetu iziskuju velika materijalna ulaganja i osposobljen kadar.

Klju~ne rije~i: kvalitet, razvoj, trìte

QUALITY - THE ESSENTIAL FUNCTION OF MARKET AND DEVELOPMENT

Edhem Seferovi, Ph.D. Mechanical Engineering Faculty, Vilsonovo etalite 9, 71000 Sarajevo SUMMARY PROFESSIONAL PAPER

The exceptional development in the field o quality has happened in the last ten years. That development had extrao dinary consequences at the market and had caused significant changes in all branches o economy. The trend of development in this field is continuing even faster. After the war, the economy of Bosnia and Herzegovina is in a very difficult position. The destroyed capacities, lost market, aged technologies and lack of materials from one side, and the necessity of developing contemporary approach to the quality, on the other side, require large material investments and professional staff.

Key words: quality, development, market 1. UVOD Sudbina svakog proizvoda na trìtu uvijek je ovisila o tri faktora - cijene, rokova isporuke i kvaliteta. Zna~aj pojedinih faktora vremenom se mijenjao. Dugo je cijena proizvoda imala dominantan uticaj. Me|utim, danas sigurno kvalitet ima dominantan uticaj na poloàj i sudbinu proizvoda na trìtu. Kvalitet nikada nije bio formalna kategorija, a danas pogotovo. To je sada filozofija poslovanja u svim oblastima ljudskog djelovanja - ukratko filozofija poslovanja i ìvljenja.

Aktuelni smisao kvaliteta dobija u desetoj deceniji naeg stoljea. I na naim prostorima ozbiljniji pristup kvalitetu razvija se koncem devedesetih godina. Mnogima nam je jo u sjeanju “maksima” i programi “S KVALITETOM U EVROPU ’92”. Na pragu 1992. godine bili smo na dobrom putu da i na naim prostorima zaìvi novi filozofski pristup kvalitetu. U periodu sveobuhvatnih razaranja na ovim prostorima, u svijetu se veoma intenzivno odvijao proces razvoja, a posebno na polju

- 81 -


kvaliteta. Taj razvoj je intenziviran i integrativnim procesima u Evropi i pojavom me|unarodnih standarda serije ISO 9000 i evropskih standarda serije EN 45000. Razvoj pristupa kvalitetu (filozofskog pristupa) ima takve razmjere da nerazvijene zemlje pa i BiH dovodi u izuzetno teku situaciju. U posljednje vrijeme kod nas ~ine se pokuaji da se u ovoj oblasti stanje “sanira” i uhvati priklju~ak sa Evropom. Taj proces nije na irem planu organiziran, realizira se kroz pojedina~ne slu~ajeve, trajae veoma dugo i troi ogromna sredstva. Izgleda da jo nije sazrelo saznanje u kakvoj emo se situaciji vrlo brzo nai zbog nerazvijenog sistema kvaliteta. Iako trenutno Bosna i Hercegovina ne raspolaè neophodnim preduslovima - materijalnim resursima, kadrovskim potencijalom, zakonskom regulativom itd moraju se organizovanije ~initi napori za razvoj sistema kvaliteta na nivou BiH. Bez obzira na stvarnost i grupu ~injenica, pred nama je neumoljiva istina: - na svjetsko trìte moè samo, po svjetskim kriterijima “kvalitetan” proizvod, - bez kvalitetnog procesa , nema “kvalitetnog” proizvoda, - bez kvaliteta u poslovnoj politici i menad`mentu nama “kvalitetnih” procesa, - bez normativne regulative i materijalne osnove nema razvoja savremenog sistema kvaliteta, - bez savremenog sistema kvaliteta nema uspjenog razvoja. Obnova i razvoj privrede BiH, pa prema tome i metalskog kompleksa BiH ovisie od brzine i na~ina shvatanja ovih ~injenica. Poto je kvalitet veoma sloèna kategorija sa zna~ajnim reperkusijama, neophodno je podsticati na stvaranje uslova na njegov razvoj. U zna~ajne i osnovne uslove razvoja kvaliteta spada zakonska regulativa i obrazovanje kadrova. Kvalitet dakle nije samo sebi cilj, nego ga treba gledati kao osnovu razvoja i ìvljenja.

2. KVALITET I NORMATIVNA REGULATIVA Uopte propisima se ure|uju odnosi izme|u ljudi i prirode, odnosi me|u ljudima, uslovi za kvalitetno ìvljenje. Prema tome i propisi u oblasti kvaliteta nisu izuzetak. Kada se govori o normativnoj regulativi kao osnovi savremenog pristupa kvalitetu, misli se o regulativi bez prerogativa prisile. Navikli smo ~esto da su odre|ena dokumenta i podzakonska akta instrumenti prisile. Takav pristup podrazumijeva sredstva i forme realizacije tih propisa. Sa stanovita savremenih kretanja u svijetu takav pristup sve vie se prevazilazi. Danas se u svijetu donosi normativna i zakonska regulativa u segmentu kvaliteta, koja ne obavezuje, nego propisuje uslove i zahtjeve koje treba ispuniti da bi se ostvario kvalitet koji traì me|unarodno trìte, kvalitet koji ne ugroàva okolinu i omoguava kvalitetnije ìvljenje. Primjena veine propisa (sem odre|enih) nije obavezna, ali se samo dosljednom primjenom moè privesti proizvod koji e biti konkurentan na trìtu. Drugi segment zakonske i normativne regulative je zatita kvaliteta ìvljenja stanovnitva, kroz zatitu okoline, zatitu domaeg trìta od proizvoda i usluga loeg kvaliteta. Stanje zakonske i normativne regulative u segmentu kvaliteta i privrede, uopte u BiH je veoma sloèno. Formalno su preuzeti mnogi propisi, zakonski, podzakonski akti i standardi od bive SFRJ. Oni su danas preìvjeli u mnogim oblastima ili su nedovoljni, a posebno u oblasti kvaliteta. Da bi se stanje prevazilo neophodno je pristupiti rjeavanju ovih problema uz odgovarajui pristup i anga`man kompetentnih stru~njaka. Jedino se na takav na~in mogu donijeti svrsishodna, korisna i efikasna dokumenta. Ta dokumenta treba u cijelosti donijeti (zakoni, uputstva, procedure, preporuke, itd.) kako bi se stvorili uslovi za razvoj savremenog sistema kvaliteta. Paralelno sa ovim aktivnostima bilo bi svrsishodno pokrenuti cjelovit projekat razvoja sistema kvaliteta u BiH.

- 82 -


3. OBRAZOVANJE I KVALITET Savremeni trend razvoja u bilo kom segmentu pa i u segmentu kvaliteta nije mogue zamisliti bez obrazovanog kadra u toj i srodnim oblastima. U tom pogledu sa aktuelnog stanovita kvaliteta, slobodno se moè rei da nema kadra dovoljno obrazovanog za savremen pristup kvalitetu. Ta ~injenica e biti uzrok mnogim potekoama u periodu koji dolazi. Rjeenje problema je u ubrzanom i upornom djelotvornom obrazovanju. To se mora raditi na dva pravca: - obrazovanje zaposlenih (permanentno obrazovanje svih) i - kroz proces redovnog obrazovanja. Obrazovanje u segmentu kvaliteta danas se u svijetu poklanja izuzetna pa`nja. Vrlo intenzivno se obrazuju zaposleni, kako bi mogli u svakodnevnim aktivnostima primjenjivati savremena dostignua. Ako èlimo svojim proizvodima obezbjediti mjesto na trìtu uopte, mora se veoma brzo reagovati i iskoristiti trenutno usporen tempo proizvodnje za ubrzani proces obrazovanja zaposlenih. U ovom dijelu treba podvui ulogu Privredne komore BiH i kantonalnih komora. Moraju stvarno zaìvjeti kao istinske asocijacije privrede i motorna poluga njene obnove i razvoja. U svijetu je praksa da upravo privredne komore vrlo intenzivno i uspjeno realizuju programe obrazovanja u privredi i za privredu, a posebno u posljednje vrijeme u segmentu kvaliteta. To treba primjeniti i u BiH. Proces redovnog obrazovanja je u kompetenciji kantonalnih i fedralnih obrazovnih vlasti. Me|utim, veliki dio obrazovnog procesa je u funkciji privrede (srednje i visoko obrazovanje). Zbog toga, ako niko drugi, onda to mora privreda i Privredna komora odmah kod obrazovnih vlasti inicirati ugradnju u nastavne planove i programe segmente kvaliteta, kako bi se ve od idue kolske godine izu~avala oblast savremenog pristupa kvalitetu. Situacija u privredi BiH pogoduje necjelishodnom pa i anarhi~nom pristupu kvaliteta. Trenutno su prisutni skupi, periodi~ni i kratkotrajni obrazovni procesi, koje realiziraju specijalizirane kue iz inostranstva. Efekti ovakvog pristupa obrazovanju nemogu zna~ajno doprinijeti poboljanju situacije. U ovom pristupu obrazuje se veoma mali broj ljudi i to u ograni~enim oblastima irokog segmenta kvaliteta. Samo sveobuhvatno postavljen i realiziran sistem obrazovanja u svim sferama kvaliteta, svim

strukturama zaposlenih od poslovodstva - poslovnog menad`menta do portira moè dati o~ekivane i neophodne rezultate. Da bi se to realiziralo, neophodno je educirati domai obrazovni kadar. Za to se mogu obezbjediti i kvalitetne institucije i sredstva. Kao poseban vid obrazovanja u oblasti kvaliteta u evropskim zemljama se praktikuju intenzivni opti i specijalisti~ki kursevi, savjetovanja, izdavanje propisa, uputstava i procedura sa aktuelnim komentarima i sugestijama, sa prikazom savremenih trendova razvoja i njihovom implementacijom. Ako se èli uhvatiti korak sa Evropom onda se tako mora postupiti i u BiH.

4. KVALITET, OBNOVA I RAZVOJ U ovom trenutku moè se rei da je privreda bez zna~ajnih aktivnosti pa se moè postaviti pitanje svrsishodnosti aktivnog pristupa razvoju kvaliteta. Ima vie razloga koji upravo sada stavljaju u prvi plan potrebu vrlo intenzivnog rada na razvoj sistema kvaliteta. Ukazae se samo na neke: 1. Jedna od posljedica rata je gubitak trìta za

mnoge firme. U mnogo slu~ajeva pored gubitka trìta, zastarjeli su proizvodni programi i tehnologije.

Vraanja na trìte aktuelnim proizvodima i

programima, mogue je jedino zadovoljenjem zahtijeva i zakonitosti trìta. Danas je sigurno na prvom mjestu kvalitet. Prema tome, èli li se ponovo nai na me|unarodnom trìtu mora se razviti savremen pristup kvalitetu koji e biti verifikovan od me|unarodno kompetentnih institucija.

2. Mnogi proizvodni pogoni i sredstva su ratom

devastirani i moraju se obnavljati. Jedan od uslova sistema kvaliteta su osposobljena sredstva, ~ija se pogonska i radna sposobnost stalno provjerava i odràva, te ure|en i razvijen sistem nadzora procesa za postizanje potrebnog kvaliteta proizvoda i usluga. Prema tome obnovi pogona, proizvodnih i drugih usluga treba prilaziti sveobuhvatno i sistemati~no.

Ovdje se moè ozbiljno postaviti pitanje

materijalnih mogunosti. za oìvljavanje proizvodnje i privrednih tokova, obnovu u ma kakvom obimu i obliku, potrebna su zna~ajna sredstva.

Bez materijalnih sredstava slijede dugotrajne tekoe. Isto tako se mogu o~ekivati iste posljedice i sa neadekvatno utroenim

- 83 -


materijalnim sredstvima. Ako se èli uopte opstati, savremenom razvoju kvaliteta se mora pristupiti odmah. Naravno pri obnovi kapaciteta sveobuhvatno inoviranje svih faza i procesa mora biti programirano, u duhu savremenog pristupa kvalitetu i tako ~initi jednu od osnova poslovne politike. U tako fundiranom procesu obnove savrmeno tretiran sistem kvaliteta omogu~ie postizanje punih efekata.

3. Na prvi pogled kvalitet proizvoda i usluga je

prevashodno trìna kategorija. takav utisak e moè stei i iz razmatranja i analize ISO i EN normi. Me|utim, studiozno i temeljito izu~avanje ovih normi e nas dovesti do spoznaje da kvalitet ima i veoma zna~ajnu razvojnu funkciju. Razvojem savremenog sistema kvaliteta, mjenjaju se mnoge bitne stvari va`ne za razvoj uopte. Kroz ugradnju novog pristupa kvalitetu u poslovnu politiku, stvaraju se uslovi za efektivnije poslovanje, te ja~anje materijalne osnove za razvoj. Uz optmiranje trokova poslovanja postiù se vei materijalni efekti. to opet stvara uslove za efikasniji pristup razvoju.

Savremeni pristup kvalitetu, podrazumijeva permanentan proces to e nesumljivo biti podloga za poboljanje proizvoda, tehnologija, sredstava i uopte poboljanje kvaliteta ìvljenja. Prema tome, savremne tretman kvaliteta je osnova za brì cjelovit razvoj. Dakle kvalitet je nesumljivo i trìna i razvojna kategorija.

5. ZAKLJUÂK Privreda Bosne i Hercegovine je u nezavidnoj situaciji iz koje se mora nai izlaz. U izlazu iz date situacije kvalitetu pripada odre|ena uloga. Samo kvalitetom po svjetskim mjerilima proizvodi mogu na trìte. Takav kvalitet ima i razvojnu funkciju. Kvalitet po savremenim mjerilima kota, ali nije skup. Da bi se postigla maksimalna efikasnost u razvoju sistema, neophodno je objedinjavanje svih resursa u cijeloj Zemlji. Posebno je zna~ajno brzo donoenje normativne regulative kao neophodnog preduslova za razvoj sistema kvaliteta. Da bi se to postiglo mora se znati ta treba uraditi i tko treba to uraditi. Krajnje je vrijeme da se na nivou dràve formira stru~no tijelo koje e efikasno raditi na ovom polju.

- 84 -

Mainstvo 2 (1), 1 85 - 90 Leme S. : UPOTREBA KLASI^NIH CRTE@A U CAD PROCESU...

UPOTREBA KLASI^NIH CRTE@A U CAD PROCESU UZ POMO] VEKTORIZACIJE

Samir Leme, dipl. in`., asistent, Mainski fakultet u Zenici, Fakultetska 1, 72000 Zenica SA@ETAK STRU^NI RAD

Jedan od problema koji predstavlja veliku smetnju uvo|enju CAD-a (Computer Aided Design - Kompjuterom podràno konstruiranje) u proces konstruiranja je problem velikog broja sta ih klasi~nih crteà na papiru, koje je potrebno digitalizira i da bi se mogli koristiti u CAD-u. Ne dolazi u obzir da se svi crteì ponovo crtaju, ovaj put pomou ra~unara, jer to uopte nije isplativo, troi se vrijeme i resursi i to ne vodi kona~nom cilju - pojeftinjenju i ubrzanju procesa konstruiranja.

rt

fr .

.

f f ft

t

Jedan od na~ina digitalizacije ru~no nacrtanih crteà je crtanje pomou gra i~kog tableta (crte` se pri~v sti na tablet i jedinicom za izbor ta~aka se obiljeè karakteristi~ne ta~ke sa crteà) Taj na~in je spor, nedovoljno precizan i zahtijeva tablet velikog formata Drugi na~in digitalizacije je skeniranje crteà. Me|utim, tu se javlja problem to skenirani crteì nisu upotrebljivi u CAD procesu. Skenirani crte` je u rasterskom obliku, a CAD crteì u vektorskom obliku. Zbog toga je potrebno skenirani rasterski crte` "vektorizirati", tj. prevesti u oblik kakav je pogodan za dalju upotrebu u CAD procesu.

Klju~ne rije~i: CAD, skeniranje, vektorizacija

USE OF PAPER DRAWINGS IN CAD PROCESS BY MEANS OF VECTORIZATION

Samir Leme, BSc.Mech.Eng., assisttant, Faculty of Mechanical Engineering in Zenica

PROFESSIONAL PAPER SUMMARY

Major problem in introduction o CAD in process o construction is large number o old manually drawn technical drawings, tha need to be digitalized before use in CAD system. It is not feasible to redraw all drawings by means of CAD software, because it spends too much time and other resources, and it does not lead to final goal - cost reduction and improves construction process. One way of digitalisa ion is drawing by means of graphical tablet. That way is slow, not precise enough and requires large format of the tablet. Another way is scanning. But, the problem is that scanned images can not be used in CAD process. Scanned image is raster image, and CAD drawing is vector drawing. So, scanned raster image should be vectorized, i.e. converted into drawing that could be used in CAD.

Key Words: CAD, scanning, vectorization

1. RAZLIKE IZME\U RASTERSKOG I VEKTORSKOG CRTE@A Skeneri i sli~ni ure|aji generiu "rasterske" crteè prilikom skeniranja dokumenta. Takva slika je predstavljena matricom crnih i bijelih ta~aka (u slu~aju monohromatskog skeniranja), odnosno matricom ta~aka razli~itih boja. Ta matrica se lako pohranjuje u digitalnom obliku.

1. DIFFERENCES BETWEEN RASTER PICTURE AND VECTOR DRAWING Scanners and alike devices generate "raster" pictures. Such picture is presented by matrix of black and white dots (in case of monochrome scanning), or by matrix of dots of different colors. The matrix can easily be memorized digitally.

- 85 -


- 86 -

Slika 1. Rasterski crte` (u normalnoj veli~ini i uvean)

Figure 1. Raster drawing (normal size and enlarged) Broj ta~aka po jedinici duìne se naziva "rezolucija" slike i naj~ee se izraàva u jedinicama dpi (dots per inch - ta~aka po in~u). Raspored elemenata matrice i oznake pojedinih boja se pohranjuju u razli~itim formatima slike (TIFF, PCX, BMP, GIF, JPG, ...). Za CAD se koriste monohromatski skeneri velikog formata, koji generiu binarne rasterske podatke (crne i bijele ta~ke) koji se zatim memoriu u nekom od navedenih formata. "Vektorski" crteì predstavljaju geometrijske elemente, kao to su linije, lukovi, krugovi, itd. To su osnovni elementi od kojih se formiraju ostali sloèni elementi CAD crteà. Vektorski elementi se lako mogu obiljeìti, pomjerati, brisati ili kopirati, a da pri tome crte` ne gubi na kvaliteti.

Amount of dots per unit of length is being called "resolution" of the picture and is usually measured in dpi (dots per inch). Disposal of matrix elements and color symbols are memorized within a number of different picture formats (TIFF, PCX, BMP, GIF, JPG, ...). Large format monochrome scanners are usually used for CAD to generate binary raster data (black and white dots), which are then memorized into one of named formats. "Vector" drawings are geometric elements, such as lines, arcs, circles, etc. These are basic objects that form other complex CAD drawing objects. Vector objects can easily be selected, moved, erased or copied, without loosing quality of the drawing.

Slika 2. Vektorski crte` (u normalnoj veli~ini i uvean) Figure 2. Vector drawing (normal size and enlarged)


Postoje programi koji sluè za vektorizaciju (transformisanje rasterskog crteà u vektorski). Najraireniji me|u njima su svakako OCR programi (Optical character recognition) koji sluè za prepoznavanje teksta. Oni skenirani tekst pretvaraju u oblik koji se moè mijenjati pomou programa za obradu teksta. Proizvo|a~i skenera obi~no uz skener isporu~uju takav software. Me|utim, postoje programi prilago|eni CAD formatima slika, koji skeniranu sliku transformiu u DXF (Drawing Exchange Format) ili IGES (International Graphics Exchange Standard) - standardni vektorski formati za razmjenjivanje crteà izme|u razli~itih programa za CAD crtanje).

There are computer programs for vectorization (transformation of raster picture into vector drawing). The most famous ones are OCR programs (Optical Character Recognition). These programs transform scanned picture containing text into format that could be edited by means of standard text processors. Scanner vendors usually deliver such software with the scanner. Therefore, there are programs that are accommodated for CAD drawing formats; these programs transform scanned picture into DXF (Drawing Exchange Format) or IGES (International Graphics Exchange Standard) - standard vector formats for drawing exchange between different CAD drawing programs.

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Slika 3. Rasterska slika duì definisana je matricom ta~aka Figure 3. Raster drawing of line is defined as dot matrix

(2,9),(9,2),0.1

Slika 4. Vektorska slika duì definisana je koordinatama po~etne i krajnje ta~ke i debljinom duì

Figure 4. Vector drawing of line is defined with coordinates of start point, end point and thickness of the line

2. VEKTORIZACIJA

- 87 -


Svaka konverzija rasterskog u vektorski format (vektorizacija) je proces intrepretacije i predstavljanja rasterske slike (matrice ta~aka) u obliku vektorskih elemenata. Ako je originalna rasterska slika jasna i ~ista, proces uspijeva u potpunosti i tako dobijeni vektorski crte` se moè direktno koristiti u CAD-u. Me|utim, greke u originalnom crteù izazvane grekama crta~a, izblje|ivanjem tua, ili nastale usljed starosti crteà, mogu izazvati greke pri vektorizaciji, tako da se dobiju nepravilni elementi ili se moè desiti da crte` bude prakti~no potpuno neupotrebljiv. Ipak, pomou algoritama upore|ivanja sa standardnim elementima, te interpolacije, mogue je otkloniti i takve greke i dobiti najvjerovatniju vektorsku interpretaciju rasterske slike.

2. VECTORIZATION Every raster to vector conversion (vectorization) is process of interpretation of raster picture (dot matrix) with vector objects. If original raster picture is clear, process succeeds completely, and such a drawing can be used directly in CAD. Therefore, errors in original drawing caused by leakage of ink, age of drawing, drawing mistakes, can cause errors during vectorization. In that case drawing could contain deformed objects or become practically useless. However, such errors can be removed by using algorithms for comparison with standard objects and interpolation. That way most probable vector interpretation of raster picture can be achieved.

Slika 5. Vektorizacija metodom centralne linije Figure 5. Centerline vectorization

Postoje razli~iti metodi vektorizacije. U slu~aju tehni~kih crteà ili kartografskih podataka, koriste se dvije osnovne metode: metoda centralne linije (Centerline vectorization) i metoda kontura povrina (Outline vectorization). Metoda centralne linije se koristi u slu~aju da rasterski crte` sadrì linije, lukove i krugove. Rasterska slika se stanjuje, tako da se povrine iste boje zamjenjuju mreòm ta~aka koje ~ine liniju debljine samo jedne ta~ke. Zatim se ta mreà zamjenjuje pravom, krivom ili sloènom linijom koja ta~no interpretira topologiju orginala. Ostale informacije, kao to je debljina linije se odre|uju naknadno.

There are different methods of vectorization. In case of technical drawings or cartographic data, two major methods are being used: centerline vectorization and outline vectorization. Centerline vectorization is used when raster picture contains lines, arcs and circles. Line widths in raster picture are being reduced in such a way that areas of same color are replaced with dot matrix that form line with one dot linewidth. After that, that dot matrix is replaced with straight line, curve ore polyline that exactly represents the topology of the original line. Other information, such as linewidth, are determined subsequently.

- 88 -


Slika 6. Vektorizacija metodom kontura povrina Figure 6. Outline vectorization

Metoda kontura povrina se koristi u slu~ajevima kada se crte` ne sastoji od linija nego od likova i veih povrina koji se vektorizacijom pretvaraju u zatvorene, ispunjene poligone. Ove dvije metode se naj~ee kombinuju, tako da se odredi grani~na debljina linije (threshold); sve povrine tanje od grani~ne se vektoriziraju kao linije, a povrine deblje od grani~ne se interpretiraju kao poligoni.

3. OBRADA VEKTORIZIRANE SLIKE (POST PROCESIRANJE) îsta vektorizacija kreira topoloki vjernu sliku originalnog crteà, ali takvi podaci su i dalje neupotrebljivi u CAD procesu. Svi geometrijski likovi - linije, krugovi, strelice ili tekst, su predstavljeni polilinijama, a prave linije nisu predstavljene kao duì definisane sa po dvije ta~ke, nego kao viestruke izlomljene linije. Zbog toga je proces ~iste vektorizacije potrebno upotpuniti post procesiranjem, koje, koritenjem tolerancija odstupanja i algoritmima upore|ivanja sa poznatim elementima, polilinije transformie u linije i lukove raspore|ene po klasama debljine i vrste linije (puna, isprekidana, simetrala), tekst, rafuru, kote i druge elemente tehni~kog crteà, i to ~ak raspore|ene po slojevima (Layers) CAD crteà. Ovaj proces je obi~no definisan parametarski, tako da se irine odstupanja mogu podeavati od crteà do crteà. Savremeni programi za CAD vektorizaciju mogu vriti automatsku (minimalan udio onstruktora) ili poluatomatsku vektorizaciju (program na svakom problemati~nom mjestu zastane i traì intervenciju konstruktora), a rezultat je uvijek crte` potpuno prilago|en CAD programima za tehni~ko crtanje.

Outline vectorization method is used in case when picture does not contain lines, i.e. when picture consists of larger areas that are converted into closed filled polygons by means of vectorization. These two methods ere usually combined. Threshold (linewidth limit) is determined and all areas thinner than limit are vectorized as lines, and areas thicker than limit are interpreted as polygons.

3. POST PROCESSING OF VECTORIZED PICTURE Pure vectorization creates topologicaly real picture of the original, but such a data are still useless in CAD process. All geometric objects - lines, circles, arrows or text are presented as polylines, and straight lines are presented as multi-segment polylines. Because of that, vectorization process should be finished with post processing. Post processing, by means of tolerances and algorithms of comparison with known objects, transforms polylines into lines and arcs, sorted by width classes and linetypes (continuous, dashed, dotted, symmetrical), text, hatch, dimensions and other elements of technical drawing, even distributed into layers of CAD drawing. This process is usually defined parametric, in such a way that tolerances can be adjusted from one picture to another. Modern CAD vectorization software can be automatic or semi-automatic (whenever problem occurs, program stops and prompts user to give additional data). Result is always drawing completely adjusted for CAD technical drawing software.

- 89 -


4. PROGRAMI ZA CAD VEKTORIZACIJU 1. VPmaxNT, Softelec USA P. O. Box 90877 - Austin, TX 78709-0977 - USA Phone: 512-288-2032 - Fax: 512-288-2606 Samostalna aplikacija za MS Windows 3.1 i Windows NT. Podràva TIF, RLC, GP4, BMP, PCX rasterske slike do formata A0 i rezolucije do 300 dpi. Vektorski crte` se snima u DXF ili IGES formatu. 2. TracTrix for AutoCAD Trix Systems AB Sweden, Stockholm Phone +46-33-293840 Fax +46-33-293820 Dodatak za AutoCAD 12/13 DOS/Windows. Pokree se unutar AutoCAD-a, tako da nije potrebna konverzija vektorskog crteà iz DXF u DWG format. Podràva samo TIF format rasterske slike. Razli~ite debljine linija moè rasporediti po razli~itim slojevima crteà. 3. RxVector CGS / ADACTA Studio ARS, M. Albaharija 10a, Rijeka, Hrvatska tel. 051/226-070 AutoCAD aplikacija. Podràva RLC, PCX, TIF, MSP, GP4 rasterske formate. Prvenstveno namijenjena za GIS (Geographic Information System), ali moè se koristiti i za mainske crteè. 4. CADFlex 2000 AUDRE (AUtomatic Digitizing and REcognition) Phone + 1 619 451 2260 Paket proizvoda za vektorizaciju, uklju~uje Convert 2000 za automatsku konverziju iz vektorkog u rasterski format, Pattern Detective za prepoznavanje uzoraka i simbola, MapFlex za vektorizaciju geografskih karata i VuFlex za OCR - prepoznavanje teksta.

4. CAD VECTORIZATION SOFTWARE 1. VPmaxNT, Softelec USA P. O. Box 90877 - Austin, TX 78709-0977 - USA Independent application for MS Windows 3.1 and Windows NT. Supports TIF, RLC, GP4, BMP, PCX raster pictures up to A0 size and 300 dpi resolution. Vector drawing is converted into DXF or IGES format. 2. TracTrix for AutoCAD Trix Systems AB Sweden, Stockholm Add-in program for AutoCAD 12/13 for DOS/Windows. It is run within AutoCAD, and there is no need for conversion of vector drawing from DXF into DWG format. Supports only TIF format for raster picture. It can distribute lines of different linewidth through drawing layers. 3. RXVector CGS/ADACTA Studio ARS, M. Albaharija 10a, Rijeka, Croatia AutoCAD add-in. Supports RLC, PCX, TIF, MSP, GP4 raster formats. Intended for GIS (Geographic Information System), but can be used for mechanical drawings. 4. CADFlex 2000 AUDRE (AUtomatic Digitizing and REcognition) Phone + 1 619 451 2260 Vectorization Software Package, including Convert 2000 for automated vector-raster format conversion, Pattern Detective for pattern and symbol recognition, MapFlex for geographic map vectorization and VuFlex for OCR - optical character recognition.

5. LITERATURA: [1 ] I. GOJNIK, V. GRGI], "GIS za AutoCAD", VIDI, novembar 1996, 89-93 [2] J. STJEPANOVI], "Vektorom po rasteru", BUG, juli/august 1996, 44-45 [3] ..., "VPmaxNT User's guide"

- 90 -

zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka...

Documents