Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Определение остаточных напряжений в шлицевых деталях по первоначальным деформациям образца-свидетеля
Статья научная
В исследовании изучена возможность применения первоначальных деформаций образцов-свидетелей для определения распределения остаточных напряжений в опасном сечении шлицевых деталей из сталей 12Х2Н4А и 30ХГСА после цементации. Расчёты проведены методом конечно-элементного моделирования с использованием расчётного комплекса NASTRAN/PATRAN. Показано, что расчётные распределения остаточных напряжений в опасном сечении шлицевых деталей отличаются от экспериментальных распределений по максимальным значениям не более, чем на 8%. Полученные расчётным методом распределения остаточных напряжений представляется возможным использовать для прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых шлицевых деталей по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты обработки компьютерного моделирования и определения предельной степени деформации по критерию Колмогорова. Выполнен вывод зависимости для оценки разрушения малопластичных материалов на торце при угле гиба 90о.
Бесплатно
Определение технологических параметров процесса штамповки крутоизогнутых отводов
Статья научная
Представлены аналитические зависимости для расчета процесса штамповка крутоизогнутых отводов из различных материалов. Описана технология изготовления крутоизогнутых отводов. Разработана конструкция и описана работа промышленной штамповой оснастки.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся способ определение эффективной скорости резания в результате применения разработанного ранее метода оценки рисков и возможностей при эксплуатации сборных режущих инструментов, который позволил выявить риски низкой обрабатываемости материала и потери работоспособности режущего инструмента. Произведена оценка этих рисков для конкретной технологической операции. В результате реализации метода выбран наиболее подходящий инструментальный твердый сплав, подобраны эффективные режимы резания на основе оценки риска низкой обрабатываемости материала и риска потери работоспособности режущего инструмента.
Бесплатно
Оптимальное проектирование цилиндрических оболочек при неравномерном нагружении
Статья научная
В статье рассматривается алгоритм проектирования цилиндрической оболочки минимального веса при неравномерном нагружении. Задачи оптимизации несомненно представляют особый интерес для конструкций с большим числом геометрических параметров, геометрических и физических ограничений. В данной задаче оптимальный проект отыскивается в классе конструктивно - ортотропных оболочек. Алгоритм многопараметрического оптимального проектирования предусматривает использование эффективного метода декомпозиции, позволяющего свести задачи большой размерности к решению ряда более простых задач. Задача поиска минимального веса цилиндрической оболочки является задачей нелинейного программирования и представляет большой интерес для практических приложений при проектировании тонкостенных оболочечных конструкций.
Бесплатно
Оптимальное управление при достижении целей в области качества промышленного предприятия
Статья научная
Назначение обоснованных значений целей в области качества отнесено к одной из основных функций на тактическом уровне управления. Рассмотрена математическая модель при целевом управлении в области качества, являющаяся системой обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Дана характеристика параметров классического квадратичного функционала, соответствующего функции потерь качества Тагути. Эти параметры определяют затраты, связанные с отклонениями каждой цели в области качества на конец планового периода и в течение него, а также затраты связанные с отклонениями величин управляющих воздействий от статических значений, для достижения поставленных целей в переходных процессах. Приведены решения этой системы для наиболее распространенных на практике ступенчатого и линейного законов управления. Наличие такого решения позволило применить стандартный метод поиска экстремумов функции многих переменных при оптимизации без использования вариационного исчисления. Рассмотрен пример поиска минимума составляющих и самого классического квадратичного функционала, с использованием фактических данных по результатам деятельности промышленного предприятия при различных значениях параметров.
Бесплатно
Оптимизация инженерно-графической подготовки студентов машиностроительных направлений
Статья научная
В статье на тему «Оптимизация инженерно-графической подготовки студентов машиностроительных направлений» представлена педагогическая технология, применяемая в процессе обучения бакалавров машиностроительного профиля курсу «Инженерная и компьютерная графика» различных форм обучения. Особую значимость в настоящее время приобретают технологии дистанционного обучения при предоставлении образовательных услуг студентам, совмещающим учебу с профессиональной деятельностью или обучающихся удаленно от образовательного учреждения. Наряду с аудиторными, рассматриваются цели и задачи организации внеаудиторной инженерно-графической работы со студентами, её место в структуре инженерно-графических дисциплин. Обосновывается, каким образом использование современных информационных технологий способствует оптимизации данной работы в высшей технической школе. В качестве материалов исследования рассматриваются научные работы в области чтения, переработки и создания графической информации, учебные, олимпиадные, творческие и профессионально-ориентированные студенческие работы. Данные исследования подтверждают, что в содержании инженерно-графической подготовки студентов (ИГПС), следует актуализировать средства и формы обучения, основанные на информационных технологиях, с целью повышения качества и скорости передачи учебной информации, увеличения доступности знаний и объективности оценивания результатов профессиональной подготовки будущих инженеров.
Бесплатно
Оптимизация конструкции радиатора автомобильного воздушного отопителя
Статья научная
В статье приведен анализ конструкции теплообменника и радиаторов отопителя фирмы ООО «Адверс». Выявлены недостатки указанных изделий и их влияние на эксплуатационные характеристики отопителя. Отмечено, что для эффективного использования устройства необходимо, что бы вся конструкция радиатора нагревалась теплоносителем. Приведена измененная конструкция теплообменника воздушного отопителя и конструкция спроектированного радиатора, рассмотрен порядок проведения экспериментальных исследований на опытном образце, изготовленным по модели изделий на станках с ЧПУ. Приведена последовательность расчета основных гидравлических характеристик отопителя: расход топлива, воздуха, объем уходящих газов. Приведена последовательность расчета основных тепловых характеристик отопителя: температура воздуха, корпуса, уходящих газов, тепловая мощность установки и коэффициент передачи теплоты.
Бесплатно
Статья научная
Отсутствие в настоящее время нормативной базы данных по назначению управляемых параметров режима бесцентрового наружного шлифования новых труднообрабатываемых порошковых конструкционных материалов, к которым относится двухкомпонентный материал «Релит», не позволяет обоснованно назначать сочетание параметров режима бесцентрового шлифования, которое бы обеспечивало требуемые показатели качества по шероховатости поверхности. На основе разработанной оптимизационной модели, включающей технические ограничения по диапазонам изменения управляемых параметров режима бесцентрового шлифования и требуемой шероховатости шлифуемой поверхности, дополненные принятым критерием оптимизации - максимальная производительность, установлены полигоны решения системы уравнений оптимизационной модели. На основании их разработаны карты качества по параметру Ra шероховатости поверхности, которые являются нормативными руководящими материалами для технологов по выбору сочетания управляемых параметров режима при проектировании операций бесцентрового шлифования.
Бесплатно
Оптимизация процесса профильного шлифования кольца подшипника
Статья научная
В статье приведены результаты компьютерного моделирования процесса шлифования дорожки качения кольца подшипника на жестких опорах в программном пакете ANSYS. С целью оптимизации установлено влияние величины остаточных напряжений на отклонение от круглости профиля дорожки качения кольца подшипника, а так же выполнен расчёт оптимальных режимов резания.
Бесплатно
Оптимизация процесса шлифования колец подшипников на жестких опорах
Статья научная
В работе приводятся результаты моделирования процесса шлифования дорожек качения подшипников при шлифовании на жестких опорах. Разработаны технические ограничения по оптимизации режимов обработки исходя из требуемой шероховатости поверхности, требуемой мощности процесса, наличия прижогов и микротрещин. Установлено, что применение водной СОЖ вместо масляной повышает производительность процесса более чем в два раза.
Бесплатно
Оптимизация режимов автоматической сварки сильфонных конструкций из стали 12Х18Н10Т
Статья научная
Представлены результаты исследований по влиянию режимов автоматической дуговой сварки тонколистовых заготовок из стали 12Х18Н10Т, применяемых для производства сильфонов, на дефектность и прочность сварного шва. На основе результатов проведенных экспериментальных исследований определены оптимальные режимы сварки.
Бесплатно
Статья научная
В исследовании описывается адаптация метода Тагути в численных и натурных экспериментах по изготовлению сектора камеры сгорания методом селективного лазерного сплавления с минимальными температурными деформациями. Ставилась задача получения качественной детали при минимальном количестве численных экспериментов. Для исследования был и выбраны следующие параметры оптимизации (независимые факторы): мощность излучения, скорость штриховки (сканирования), два фактора компенсации влияния действия остаточных температурных напряжений - масштабный коэффициент предварительной коррекции геометрии детали и количество дополнительных технологических элементов жесткости. Использовался ортогональный план из 9 экспериментов L9 (4×3) с варьированием факторов на трех уровнях. В качестве параметров качества были выбраны величины короблений по 9 зонам камеры сгорания и предел прочности материала камеры. Поскольку параметры качества носят разнонаправленный характер, то для решения оптимизационной задачи при множественных параметрах качества был использован серый реляционный анализ. По полученным параметрам были выращены сегменты камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Бесплатно
Оптимизация системы обеспечения запасными частями производственных подразделений аэропортовой сети
Статья научная
Решается задача оптимального проектирования системы обеспечения запасными частями для систем обработки багажа группы аэропортов. Предполагается, что аэропорты, входящие в группу, будут оснащены багажными системами одного производителя, снабжающего их запасными частями на стадии эксплуатации. Один из аэропортов группы будет выполнять функции пассажирского пересадочного узла (хаба) для хабообразующей авиакомпании, предполагающей организовать массовые трансферные перевозки между аэропортами группы. Предлагается создание эшелонированной системы обеспечения запасными частями, предусматривающей наличие складов на уровнях производителя, узлового аэропорта и остальных (периферийных) аэропортов, и использование комбинированной стратегии поставок запасных частей, предполагающей периодические поставки со склада производителя на склады аэропортов, оперативные поставки со склада узлового на склады периферийных аэропортов и, при возникновении дефицита, экстренные поставки на склад узлового аэропорта. Целью решения задачи является определение объема производства запчастей оптимального по критерию минимума затрат на производство, хранение и пополнение запаса. Приведены результаты модельных примеров, свидетельствующие о правомерности рассмотренной постановки задачи и эффективности предложенной системы обеспечения запчастями.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассмотрены вопросы оптимизации условий обработки жаропрочной стали 10Х11Н23Т3МР-ВД в современной CAE системе DEFORM. Разработана имитационная модель процесса фрезерования, необходимая для анализа влияния условий резания на процесс формирования усилий.Проведен реверс-инжиниринг свойств материала по анализу усилий резания.Проведен анализ и обработка результатов моделирования. Произведено сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными для подтверждения адекватности полученной имитационной модели процесса фрезерования.
Бесплатно
Оптические и электрические свойства вертикальных MoS2 наноструктур
Статья научная
Сверхтонкие двумерные слоистые кристаллические пленки дисульфида молибдена обладают уникальными электрофизическими свойствами и могут применяться в солнечных элементах, фотоэлектрических преобразователях, термоэлектрических и электрохромных устройствах. Наиболее высококачественные тонкие пленки дисульфида молибдена могут быть получены только термоактивированным химическим осаждением из газовой фазы. Однако характер влияния условий формирования пленок MoS2 на их состав, структуру, строение и свойства систематически не исследовался и остается не выясненным. В связи с этим актуальной становится задача по установлению экспериментальным путем основных физико-химических закономерностей процесса химического осаждения пленок MoS2 из газовой фазы. В данной статье описаны результаты исследования оптических и электрических свойств вертикальных MoS2 наноструктур. Были проведены исследования поглощения и отражения, фотолюминесценции, вольт-амперных характеристик, влияния температуры на сопротивление. Исследовались вертикальные нанолепестки, осажденные при разных температурах (250 °С, 550 °С и 750 °С), и только одна пленка с дендритами, осажденная при 350 °С в системе Mo(CO)6 - H2S. Пленки, осажденные при 250 °С, 550 °С и 750 °С, состоят из вертикальных нанолепестков. Размеры, толщина и расстояние между ними увеличиваются с ростом температуры осаждения, снижение температуры осаждения уменьшает размер нанолепестков. Пленка, осажденная при 350 °С, имеет дендритную структуру (вертикальные разветвленные листы). Полученные результаты исследования свойств пленок показывают, что их оптические свойства существенно зависят не только от размеров наноструктурных элементов, образующих пленку, но и от их морфологии. Пленки, образованные как вертикальными нанолепестками, так и дендритами, обладают уникальными электрофизическими свойствами, демонстрируя квантовую проводимость, представленную волнами плотности заряда. Обнаруженные уникальные электрофизические свойства представляют большой интерес для современной оптоэлектроники.
Бесплатно
Статья научная
Использование инженерного анализа позволяет создавать высокоэффективные технологические процессы, осуществлять подбор технологических режимов при снижении затрат на экспериментальные исследования и последующую доработку. Был накоплен большой опыт по применению инженерного анализа, как сфере обработки давлением, так и в других сферах. Применение средств инженерного анализа, позволяет с большой точностью моделировать различные динамически процессы, получить данные по напряженно-деформированному состоянию и энергосиловым параметрам процесса. При наличии дефектов на заготовке или инструменте моделирование позволит увидеть их еще на стадии проектирования изделия. Все это позволяет разработать высокоэффективную и прогрессивную схему, с минимальными затратами при запуске в производство.
Бесплатно
Опыт реализации концепции цифрового производства в техническом вузе
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы внедрения концепции цифрового производства, организации в техническом ВУЗе единого информационного пространства поддержки жизненного цикла изделия, использования PLM технологий в коллективном выполнении учебных проектов.
Бесплатно
Статья научная
Проблема повышения качества управления производством формирует повышенные требования к качеству производственно-технологических процессов, обеспечению их стандартизации, соответствию нормативно-техническим требованиям с достижением положительных технико-экономических характеристик. Обозначенные Стратегией научно-технологического развития Российской Федерации ориентиры требуют трансформации подходов к организации производственных систем, что определяет важность выявления специфики производственного менеджмента в контексте мобилизации научно-технологического потенциала наукоемких производств, определения соответствующих принципов, формирования методики их измерения. В статье предложена обобщенная система принципов организации производства, учитывающая фундаментальные основы управления производственными процессами и актуальные проблемы и направления промышленного развития. Предложенный подход обеспечивает комплексное видение постулатов организации производства, что позволяет управлять производством как единой системой, реализующей свои функции в соответствии с генеральной целью. На фоне необходимости ускоренного освоения новых знаний для выпуска отечественной высокотехнологичной продукции реализация принципов производственного менеджмента обретает характерные особенности, которые адаптированы к условиям высокой неопределенности и обеспечивают прозрачность задач организации производства в условиях стратегии и импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета. Разработана стратегическая модель управления производством, учитывающая современные перспективные инструменты оптимизации процессов, атрибутами которой являются направления диагностики результатов производства, принципы производственного менеджмента, модифицированные с учетом скорректированных стратегических целей, показатели результативности производства на фоне обеспечения технологического суверенитета и цели интегрированного управления производственными результатами.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме контроля оборота нефтепродуктов на складах обслуживающей подсистемы предприятия, снабжающих топливом производственный транспорт. Процессы транспортировки сырья, материалов, готовых изделий, а также перевозка сотрудников до мест удаленной работы важны для бесперебойного функционирования основного производства, а их стоимость достигает 25-30% в себестоимости продукции. Целью статьи является исследование проблем организации автоматизированного учета нефтепродуктов на основе многофункционального программируемого контроллера топливного склада в обслуживающих производствах. Основу методов исследования составили диалектический и системный подход, методы формализации, моделирования, методы причинно-следственных связей. Для оценки темпов развития передовых производственных технологий использован статистический анализ динамики данных, позволяющий определить приоритеты в развитии технологий, выявить взаимосвязь между разработками смежной направленности. Для визуализации технологических процессов на топливном складе, требующих организации автоматизированного контроля нефтепродуктов, использован метод графических описаний процессов управления, отражающих маршрутную технологию выполнения управленческих функций. Изучение организации обслуживающих производств российских предприятий показало преобладание использования ручного управления или применение для целей учета нефтепродуктов зарубежные информационные продукты. Выявлены тенденции разработки передовых производственных технологий, характеризующие важность создания аппаратуры для автоматизированной транспортировки материалов, автоматизированных погрузочно-разгрузочных операций в обслуживающих подсистемах транспортировки и складирования. Систематизированы процессы и операции на складе транспортного топлива, обслуживающего транспортную подсистему основного производства. Разработана принципиальная блок-схема технологических процессов на топливном складе, требующих организации автоматизированного контроля и учета нефтепродуктов. Функции управляющего устройства выполняет многофункциональный контроллер топливного склада, для работы которого необходимо обеспечить подключение дополнительного технологического оборудования. Исследована продолжительность технологического цикла операций на топливном складе до и после автоматизации процессов. По девяти ключевым операциям представлено время и стоимость выполнения работ, рассчитан временной и экономический эффект от внедрения многофункционального программируемого контроллера, составляющий, соответственно, 7,61% и 19,48 тысяч рублей в целом по полному технологическому циклу. Материалы исследования обладают теоретической и практической значимостью, могут быть использованы при разработке научных инвестиционных проектов по созданию и внедрению автоматизированных систем топливного склада на основе многофункционального программируемого контроллера в практику организации обслуживавших производственных процессов.
Бесплатно
