Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Моделирование абразивных зерен с учетом их кристалломорфологических особенностей
Статья научная
Достигнуты значительные успехи для размерных, геометрических и морфологических (совокупно морфометрических) характеристик благодаря использованию компьютерно-цифровой обработке изображений. Разработка новых, ориентированных на современные технические средства получения исходных данных, высокоинформативных методических средств диагностики и оценивания характеристик алмазных порошков и порошков других сверхтвердых материалов (СТМ) является важной и актуальной научно-прикладной задачей.
Бесплатно
Моделирование волочения круглых профилей через вращаемую волоку
Статья научная
Приведены результаты компьютерного моделирования процесса волочения круглых профилей из алюминиевого сплава 2024 через неподвижные и вращаемые волоки с помощью метода конечных элементов в программном комплексе DEFORM-3D. Рассмотрено напряжение трения и скорость движения заготовки в канале вращающейся волоки. Получены графики изменения усилия протягивания, распределения нормальных и касательных напряжений на границе контакта заготовка - волока, касательных напряжений, действующих в поперечных сечениях протянутого участка изделия. Дан анализ полученных результатов исследования методом сравнения.
Бесплатно
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование основной и заключительной стадий процесса прямого прессования крупногабаритных прутков с коэффициентами вытяжки l=3, 6, 8, 9, 14, 18 из алюминиевого сплава 7075 при коэффициентах трения 0 и 0,5, углах конуса матрицы 80° и 90° из контейнера ∅800 мм на уникальном прессе 200 МН в программном пакете DEFORM-2D. Изучено влияние коэффициента вытяжки, коэффициента трения и угла конуса матрицы на распределение гидростатического давления, нормальных и касательных контактных напряжений, размеров пресс-остатков. Основным фактором, влияющим на формирование центральной пресс-утяжины в момент ее образования на заключительной стадии, оказывается коэффициент вытяжки и меньшей степени коэффициент трения и конусность матрицы. Предложена формула для выбора размеров пресс-остатка для конкретных условия прессования крупногабаритных круглых прутков с малыми коэффициентами вытяжки.
Бесплатно
Моделирование операции двухугловой гибки в штампе с упругим элементом
Статья научная
В данной работе предложена новая схема процесса двухугловой гибки в штампе с упругой планкой, проведен анализ ее напряженно-деформированного состояния в DEFORM-2D.
Бесплатно
Моделирование организационной структуры управления промышленным предприятием (на примере АО "Кварт")
Статья научная
В условиях современного технологического уклада отечественные промышленные предприятия ориентированы на ресурсосберегающую организацию производства, которая способна обеспечивать повышение конкурентоспособности и высокую экономическую эффективность. Необходимость реструктуризации организационной структуры управления промышленным предприятием в соответствии со стратегией развития в изменяющихся условиях на научной основе, перехода на новые стандарты управления определяют важность и актуальность исследования. Проектирование организационной структуры управления должно основываться на стратегии предприятия. В статье рассмотрены особенности стратегий развития нефтехимических предприятий Республики Татарстан. Направления реформирования организационной структуры управления рассматриваются, в первую очередь, с точки зрения характера производства. В связи с этим, рассмотрена функциональная модель производственной структуры нефтехимического предприятия (на примере АО «КВАРТ») путем моделирования на основе методологии IDEF0. Для достижения стратегической цели - активное освоение новых видов конкурентоспособной продукции - предлагается проектирование центра управления проектами в рамках существующей линейно-функциональной организационной структуры управления предприятием, что обеспечит эффективное распределение ресурсов и повышение качества выполняемых инновационных проектов, укрепляя свои позиции на российском и зарубежном рынках как надежного поставщика резиновой технической продукции.
Бесплатно
Моделирование процесса возникновении остаточных напряжений при пневмодробеструйном упрочнении
Статья научная
Упрочнение деталей взлетно-посадочных устройств из титановых сплавов сопряжено с большими сложностями, особенно это касается изменения точности формы и расположения поверхностей в процессе пневнодробеструйное упрочнения (ПДУ). Решение данной задачи технологического обеспечения точности и качества поверхности связано с управлением степенью и глубиной распространения остаточных напряжений после ПДУ. В статье решена задача моделирования процесса пневно-дробеструйное упрочнение титанового сплава ВТ22 в программном комплексе ANSYS и RockyDEM. Рассматривались три постановки задачи: взаимодействие единичной дроби ; взаимодействие потока дроби с обрабатываемой поверхностью в 2D исполнении; взаимодействие потока дроби с обрабатываемой поверхностью в 3D исполнении. Рассмотрено динамическое поведение потока дроби, которое позволило определить размеры пятна контакта , наличие застойных зон, предельное количество ударов дроби в единичную вмятину для достижения предельной пластической деформации. Установлено, что увеличение скорости дроби с 60 м/с до 90 м/с позволяет уменьшить количество ударов с 12-15 раз до 6-8 .Расчеты показывают , что процесс ПДУ с режимами , полученными с помощью моделирования, повысили усталостную прочность детали на 28%.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе с помощью моделирования методом конечных элементов проведено сравнение схем гибки стандартных реконструктивных перфорированных титановых пластин, используемых при реконструкции дефектов нижней челюсти. В настоящее время существует потребность в оборудовании для высокоточной гибки реконструктивных пластин с целью придания им заданной геометрии, повторяющей естественную кривизну нижней челюсти пациента. Персонификация имплантата позволяет восстановить естественную симметрию лица пациента, а, значит, и ускорить процесс его социальной реинтеграции. В статье проведено сравнение шести схем гибки, соответствующих различным направлениям изгиба, различным углу и плечу изгиба. Полученные результаты позволяют изучить особенности процесса, оценить его силовые характеристики, упругое пружинение после гибки, которые необходимы для разработки оборудования для гибки персонифицированных имплантатов.
Бесплатно
Моделирование процесса изнашивания зубьев фрезы на основе термокинетического подхода
Статья научная
Показана на основе обобщенной модели трения изнашивания возможность разработки методики расчета изнашивания задней поверхности зубьев цилиндрических фрез с учетом всего комплекса основных воздействующих внешних факторов и физико-механических характеристик материалов взаимодействующих поверхностей инструмента и обрабатываемой детали. Предлагается расчетная зависимость величин износа, влияние некоторых трудноучитываемых факторов предполагается учитывать через экспериментально определяемые коэффициенты пропорциональности и показатель степени расчетного соотношения.
Бесплатно
Моделирование процесса отбортовки при разной геометрии инструмента
Статья научная
Исследовано влияние геометрии инструмента на распределение толщины материала вдоль образующей при отбортовке. Описано проектирование технологий и разработка конструкции штамповой оснастки. Проведено компьютерное моделирование процесса отбортовки тонколистового материала в программном продукте DEFORM-3D.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ, основанный на последовательном совмещении процессов отбортовки и формовки с целью получения максимально равномерной толщины детали.
Бесплатно
Моделирование процесса прессования бурильных труб с наружными утолщениями
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование раздачи труб горячим прессованием методом конечных элементов в программном комплексе DEFORM 2D. Получен график изменения усилия раздачи в зависимости от времени процесса. Авторами показана динамика изменения геометрии деформируемой трубы относительно конусного участка профилированной иглы. Описано распределение меридиональных и тангенциальных нормальных напряжений по объему очага пластической деформации. На основе полного факторного численного эксперимента установлено совместное влияние угла конуса бурта, радиуса скругления в зоне сопряжения конического и цилиндрического участков профилированной иглы, геометрии заготовки на усилие раздачи, приращение величины внутреннего диаметра трубы вследствие внеконтакной деформации, уменьшение стенки трубы, величину максимальных меридиональных напряжений и отклонения внутренней поверхности трубы от места сопряжения шейки и конуса иглы.
Бесплатно
Моделирование процесса сборки автомобильного стекла
Статья научная
В статье впервые проведен анализ процесса установки автомобильного стекла с учетом отклонений геометрии и возникающей неравномерности формирования зазора по периметру стекла при сборке. На основе моделирования процесса сборки средствами CAD/CAE показано формирование остаточных напряжений в стекле, получены результаты, на основании которых можно сделать выводы о влиянии точности геометрии на прочность стекла.
Бесплатно
Моделирование процессов движения и нагрева частиц порошка Stellite 190 при плазменной наплавке
Статья научная
В работе проводится моделирование процессов движения и нагрева частиц порошка твердого сплава Stellite 190 при плазменной наплавке. Проведен анализ изменения скорости частиц, времени нахождения в плазме дуги при их движении от сопла плазмотрона до зоны наплавки на заготовку с учетом как размера сферических частиц, так и расхода подаваемого порошка. Показано, что снижение скорости частиц происходит не только с ростом их диаметра, вызывающего увеличение лобового сопротивления в газовом потоке, но и с повышением расхода наплавляемого порошка за счет снижения средней скорости газопорошкового потока на выходе из сопла плазмотрона. Установлено, что при изменении размера частиц и расхода порошка наибольшее влияние на процесс нагрева и время плавления частиц оказывает их размер, чем расход порошка. Показано, что частицы размером менее 80 мкм могут полностью расплавиться за время движения до заготовки, в то время как более крупные частиц будут плавиться в основном уже в ванне плавления.
Бесплатно
Моделирование тепловых процессов при плазменной обработке по кольцевой траектории
Статья научная
В работе предложена модель нагрева цилиндрических заготовок, позволяющая проводить анализ тепловых процессов при поверхностной плазменной обработке (сварка, наплавка, термообработка) по кольцевой траектории. Модель позволяет учесть сканирование плазменной дуги, а также конечные размеры обрабатываемой заготовки. Проведено моделирование нагрева плазменной дугой и показано, что при обработке цилиндрической заготовки из-за особенностей теплоотвода наблюдается существенный рост теплосодержания в нем, что неизбежно может сказаться на качестве процесса сварки или наплавки.
Бесплатно
Моделирование технологических методик пластического деформирования
Статья научная
В качестве объекта исследования рассмотрены технологические приемы и конструктивные элементы, одним из которых служит «технологическая выемка». Сравнение результатов компьютерного моделирования пластического формообразования плоских заготовок в программных комплексах DEFORM и разработанном авторами ЭКВИ показывает их высокую сходимость.
Бесплатно
Моделирование технологического процесса деформирования пружин
Статья научная
В статье приведены результаты расчета упруго-пластической задачи процесса заневоливания тарельчатых пружин в программном комплексе ANSYS. Установлено влияние угла наклона α на жесткость тарельчатых пружин.
Бесплатно
Моделирование факторов сетевого взаимодействия машиностроительных предприятий и научного сектора
Статья научная
Статья посвящена вопросам значимости и актуальности такой важной тенденции взаимодействия машиностроительных предприятий, как рост их сложности, что обуславливается нарастанием кооперационных связей не только внутри отрасли, но и в смежных, межсекторальных областях, одной из которых является среда высших учебных заведений. Целью исследования является определение факторов, оказывающих влияние на результативность взаимодействия в сети «вуз - предприятия машиностроения» в целях обеспечения технологического суверенитета. Разработана модель обеспечения технологического суверенитета в машиностроительной отрасли в сети «вуз-предприятия машиностроения», состоящая из шести основных этапов, на каждом из которых предприятие взаимодействует с высшим учебным заведением для целей создания импортозамещающих изделий машиностроения. Определены факторы - интеллектуальный, финансовый, кадровый - оказывающие влияние на результативность сетевого взаимодействия «вуз - предприятия машиностроения» в целях обеспечения технологического суверенитета, которая определяется как эффективность инновационной деятельности, поскольку производство импортозамещающих изделий в большинстве является новой продукцией. Преобладающими компонентами Образования 4.0 являются интеллектуальные методы инженерного образования, где осуществляется подготовка квалифицированных кадров за счет использования цифровых средств обучения. В условиях развития технологического суверенитета вузы должны применять новые методы обучения, инновационные дидактические и управленческие инструменты, а также интеллектуальную и устойчивую инфраструктуру, дополняемую новыми ИКТ для улучшения процессов генерации знаний и передачи информации.
Бесплатно
Моделирование эффективности использования основных фондов нефтехимических предприятий
Статья научная
Нефтехимические производства характеризуются высокими капитальными затратами и фондоемкостью, что обусловлено многостадийностью технологии, сложностью организационных структур и производственных и процессов, большими издержками на обеспечение экологической эффективности и безопасности производства продукции. Кроме того, многие элементы основных производственных фондов, в том числе установки нефтепереработки, синтеза аммиака, производства полиэтилена, характеризуются устаревшей громоздкой инфраструктурой и вовлечением больших объемов ресурсов. Таким образом, при совершенствовании основных производственных фондов необходимо учитывать все новейшие технологии и концепции развития. Исходя из вышесказанного, следует, что акцент от нового строительства смещается в сторону реконструкции, модернизации и технического перевооружения. Целью статьи является моделирование эффективности использования основных фондов нефтехимических предприятий на примере ПАО «Казаньоргсинтез». Достижение данный цели предполагает решение следующих задач: рассмотрение передового опыта модернизации производственных мощностей; проведение диагностики показателей эффективности использования основных производственных фондов ПАО «Казаньоргсинтез»; построение регрессионной модели эффективности использования основных фондов ПАО «Казаньоргсинтез»; прогнозирование тенденций использования основных производственных мощностей на будущий период. В статье использованы методы описательной статистики, применены методы корреляционно-регрессионного анализа и методы прогнозирования. Объектом исследования выбрано предприятие ПАО «Казаньоргсинтез», которое является крупнейшим нефтехимическим предприятием России и Татарстана, один из крупнейших производителей полиэтиленов высокой и низкой плотности в России. Предметом исследования является математическое моделирование эффективности использования основных фондов предприятия. Полученные результаты исследования позволят более адресно разработать комплекс мероприятий по модернизации основных фондов ПАО «Казаньоргсинтез».
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена модель межцехового планирования, позволяющая на основе расчета себестоимости изготовления продукции с учетом имеющихся ограничений по материальным и трудовым ресурсам, фонду оборудования, установленному бюджету на производство продукции повысить эффективность составления номенклатурного плана выпуска продукции по каждому цеху, плана закупок материальных ресурсов, плана загрузки оборудования и трудовых ресурсов в цехе.
Бесплатно
Модель организации разработки экструзионных 3D-принтеров
Статья научная
Представлена модель разработки инновационной продукции, построенная на базе процессного подхода. Модель отличается учетом обратных связей между стадиями создания товара и взаимным влиянием разрабатываемой продукции в рамках одного этапа. Каждый продукт характеризуется множеством внутренних параметров качества X. По мере процесса разработки продукта внутри каждого этапа осуществляется изменение значений параметров качества. При входе, переходе между стадиями и выходе из воронки имеются барьеры для оценки параметров качества продукции X. Предложенная модель и формулы расчетов позволяют организовать работу по повышению эффективности процесса создания продукции, в частности оценить распределение разработок по этапам, включая поиск оптимального количества стадий, максимальное время нахождения и требования к переходу разработки на следующий этап. На основе данной математической модели с использованием программного обеспечения AnyLogic проведены расчеты динамики прохождения продукта на каждом этапе разработки. Процесс разработки экструзионного 3D-принтера включает 5 этапов: выработка и отработка идеи, разработка рабочей камеры 3D-принтера, разработка экструдера, разработка электроники 3D-принтера, отработка прототипа. Исходные данные для расчетов предоставлены компанией ООО «Компания ИМПРИНТА», которая занимается разработкой, изготовлением и реализацией 3D-принтеров бренда Hercules. В результате моделирования был получен график общего количества разработок, поступивших на каждую стадию. Для оптимизации процесса создания новой продукции использован соответствующий модуль AnyLogic. Рассмотрены возможности оптимизации действующей структуры организации разработок 3D-принтеров в ООО «Компания ИМПРИНТА». Предложено два направления оптимизации: снижение количества исключенных проектов путем подбора требуемой минимальной загрузки каждого этапа и максимального времени нахождения разработки на этапе; повышение количества успешных разработок путем подбора минимальных требований к каждому этапу и интенсивности поступающих разработок на входе в воронку. При решении первой задачи удалось снизить количество исключенных разработок на 30%.
Бесплатно
