Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Исследовано напряженно-деформированное состояние станины листоштамповочного многопозиционного автомата АА821 ус. 200 кН в условиях внецентренного приложения деформирующих усилий. Для определения углов перекоса ползуна и смещений инструмента от деформаций деталей кривошипно-ползунного механизма и элементов станины проводились эксперименты в условиях статики и динамики. При статическом исследовании деформаций нагрузка создавалась гидронагружателями и прикладывалась к крайним позициям автомата, а при динамическом исследовании деформаций автомата AA821 номинальная нагрузка равномерно распределялась на два крайних и два средних пуансона путем осаживания протарированных на разные усилия крешеров. По экспериментальным данным приведен анализ доли деформаций составляющих частей станины в общем балансе пресса-автомата. Напряженно-деформированное состояние автомата исследовано методом конечных элементов посредством компьютерного САЕ пакета АРМ Win Machine. Приведена расчетная механическая схема и визуализация диаграммы результатов напряжений, перемещений, деформаций. Анализ результатов, полученных с использованием компьютерного моделирования, показал, что наибольшую величину в общем балансе деформации станины составляет деформация стола и стоек, что хорошо верифицируется с экспериментальными результатами. Даны рекомендации позволяющие снизить упругую деформацию пресса.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается вопрос определения необходимого объема измерений, в частности количество измеряемых точек боковой поверхности зубчатых колес при использовании координатного метода с применением координатно-измерительных машин (КИМ). Рассматриваются рекомендации и требования нормативных документов, касающихся определения количества контролируемых точек боковой поверхности зубчатых колес. Для контроля геометрических параметров зубчатого колеса предлагается к рассмотрению стратегия расположения точек контроля в виде сетки. Выполняется определение числа точек контроля, необходимого для адекватной оценки результатов контроля, на основе эксперимента по оценке показателей воспроизводимости результатов измерений, полученных при контроле рекомендуемого перечня геометрических параметров на КИМ с учетом разного объема измерительной информации. Предложена схема проведения эксперимента по оценке показателей воспроизводимости результатов измерений, включающая измерения боковых поверхностей зубчатых колес по разному числу контрольных точек, определение среднеарифметических значений результатов контроля, расчет норматива оперативного контроля воспроизводимости, сравнение результатов показателей воспроизводимости с нормативным значением. На примере конкретного зубчатого колеса рассмотрена схема расположения контролируемых боковых поверхностей детали при определении рекомендуемых к контролю на КИМ перечню геометрических параметров, принцип аппроксимации контрольных точек, заложенный в методику проведения обработки результатов измерений и определение значений отклонений контролируемых геометрических параметров на основе полученной измерительной информации. Выполнена оценка показателя воспроизводимости для результатов измерений, полученных при разном числе точек контроля. В соответствии с полученными данными сформулированы выводы о недостаточности контроля боковой поверхности зубчатого колеса по сетке контроля малых размеров, ввиду неудовлетворительных данных показателей воспроизводимости результатов измерений. Даны рекомендации по выбору оптимального количества точек контроля в сетке с учетом показателей воспроизводимости и времени, затрачиваемого на контроль одного зубчатого колеса по рекомендованному к контролю на КИМ перечню геометрических параметров.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты испытаний на герметичность штуцерных соединений при различных величинах затяжки и фиксированном внутреннем давлении. Уточнены требования нормативной документации по минимально необходимой величине затяжки стыков трубопроводов для конкретных условий эксплуатации. Выполнено расчетно-экспериментальное обоснование сохранения герметичности соединений для вновь определенных граничных условий.
Бесплатно
Определение остаточных напряжений в кольцах подшипников с произвольным поперечным сечением
Статья научная
Изложены методика и результаты расчета остаточных напряжений в тонких поверхностных слоях колец подшипников с произвольным поперечным сечением после финишной абразивной и различных методов поверхностной упрочняющей обработки дорожек качения.Результаты расчета проверены путем моделирования процесса образования остаточных напряжений, обусловленных температурными деформациями при круглом врезном шлифовании колец.
Бесплатно
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
