Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В работе представлены результаты исследований влияния мощности и скорости движения лазерного пучка на форму и размеры сварного шва жаропрочного сплава ХН45ВМТЮБР после сварки СО2-лазером в различных режимах. Установлено, что при мощностях лазерного излучения выше 3 кВт во всем диапазоне скоростей сварки глубина сварного шва растет в основном за счет роста глубины парового канала. В сварных швах при мощности ЛИ 3 кВт и выше наблюдаются поры сферической формы и образование микротрещин в ЗТВ у границы сварного шва размерами от 0,1 до 0,3 мм. Показано влияние тепловложения на размеры и форму сварного шва.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается возможность использования жаропрочных порошковых никелевых материалов типа ВПр в качестве износостойкой наплавки, наносимой при помощи лазерного импульсного излучения. Предложен оригинальный метод восстановительной наплавки, позволяющий производить ремонт и модифицирование износостойких характеристик лопаток ротора газотурбинных двигателей (ГТД) с высокой экономической эффективностью. На основе проведенных сравнительных исследований, включающих в себя анализ на растровом сканирующем электронном микроскопе, измерение микротвёрдости и испытания абразивной стойкости материалов показано, что в условиях импульсного лазерного воздействия при высокой скорости охлаждения растёт средняя твёрдость матрицы и общая стойкость к абразивному износу сплава ВПр11-40Н.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований структуры и износостойкости карбидосодержащих композиционных покрытий Micro-Melt NT-60 и WOKA PTA-6040 после плазменной порошковой наплавки в различных режимах.
Бесплатно
Особенности численного моделирования композитных материалов с вязкоупругими полимерными слоями
Статья научная
Целью исследования является анализ существующих конфигураций композитных материалов, позволяющих моделировать контакт между двумя поверхностями материалов, имеющих различные физико-механические параметры с достаточной точностью. Рассмотрены возможности исследования механических свойств и прочностных характеристик слоистых материалов с помощью конечно-элементного анализа, который основан на создании численных моделей, воспроизводящих объекты исследуемого физического объекта и явления. Описаны особенности при определении напряженно-деформированное состояния моделей материалов с помощью численного эксперимента в современном программном комплексе, который позволяет определять многие физико-механические параметры без физических экспериментальных испытаний на которые затрачивается значительное количество времени и ресурсов. Приводится метод контактного слоя, открывающий возможность максимально точно прогнозировать поведение слоистых композитов и численно воспроизводить оценку напряженно-деформированного состояния. В работе представлены способы конечно-элементного моделирования контакта между двумя разнородными материалами, составляющими слоистый композит. Также в статье описаны подходы в моделировании контакта с использованием программных пакетов численного моделирования LS-DYNA и ЛИРА-САПР. Было рассмотрено несколько сценариев моделирования адгезионного контакта с целью поиска наиболее оптимального и позволяющего производить анализ элементов конструкций из слоистых композитов. Полученные результаты анализа не только демонстрируют потенциал в моделировании контактного слоя, учитывая физические параметры адгезионного взаимодействия, но и дают сравнительную оценку конфигурациям существующих программ, что является важным для развития прочностных расчетов. Работа представляет интерес для специалистов, конструкторов и инженеров в области моделирования физико-механических характеристик материалов композитной структуры.
Бесплатно
Остаточные напряжения заготовок из сплава ВТ-22 после деформации и отжига
Статья научная
Для повышения точности изготовления деталей из титановых сплавов проведено исследование изменения угла раскрытия гнутых заготовок из сплава ВТ22 после отжига при температуре 800 ОС в течение 1…5 часов. Изучено изменение поверхностных остаточных макро- и микронапряжений в зависимости от продолжительности выдержки при отжиге. Установлено, что на величину угла раскрытия между полками гнутых заготовок определяющее влияние оказывает уровень остаточных микронапряжений. Для сохранения геометрии гнутых заготовок рекомендовано отжигать их при температуре 800 ОС в течение 2 часов.
Бесплатно
Статья научная
В работе раскрыты вопросы упрочнения поверхностного слоя детали с помощью ультразвуковых колебаний. Описывается разработанное устройство для формирования ультразвуковых продольно-крутильных колебаний, дающее возможность существенно модифицировать свойства поверхностных слоев деталей.
Бесплатно
Открытая пористость и шероховатость поверхности износостойких порошковых покрытий
Статья научная
Исследована открытая пористость износостойких модифицированных покрытий в зависимости от состава порошковых материалов и технологических режимов нанесения. Методом гидростатического взвешивания определены значения открытой пористости газотермических покрытий с модифицирующими добавками, установлена взаимосвязь открытой пористости с шероховатостью поверхностей трения износостойких покрытий.
Бесплатно
Отработка механизмов контроля качества радионуклида 64Cu
Статья научная
В статье рассматривается разработка методики контроля технологии выделения радионуклида 64Cu путем химического выделения природной смеси изотопов никеля. Для оценки эффективности разработанной технологии выделения были проведены работы с неактивным раствором ионов меди, кобальта и никеля в соотношении близком к реальному радиоактивному раствору. Результаты исследования осадка методом рентгеновского энергодисперсионного анализа с помощью электронного микроскопа показали, что разработанная технология выделения способна эффективно отделять никель и кобальт от меди. Также выполнена очистка растворов природного никеля с радиоактивными метками изотопов 63Ni и 57Co. Основываясь на результатах спектрометрических анализов активности исходных и разделенных растворов показано, что в конечном растворе отсутствуют следы добавленной метки никеля, а активность метки кобальта снизилась в 2000 раз. Этого уровня достаточно для практического применения в изготовлении радиофармпрепаратов. Предложена разработанная технология выделения радионуклида 64Cu из раствора фольг природной смеси изотопов никеля, подвергнутого облучению протонами, позволяющая существенно увеличить выход продукта и понизить его загрязнение никелем и радиоактивными изотопами кобальта.
Бесплатно
Оценка зрелости проекта в процессе инжиниринга продукции машиностроения
Статья научная
В работе представлены результаты разработки инструментария оценки зрелости проекта в процессе инжиниринга машиностроительной продукции.
Бесплатно
Оценка и минимизация рисков на промышленных объектах Иркутской области
Статья научная
Иркутская область — промышленный регион с высокой концентрацией опасных объектов (ГЭС, нефтехимические комплексы, транспортные узлы), где социальные риски усугубляются сейсмичностью и экстремальным климатом. Разработана адаптированная методика оценки рисков, включающая: 1) построение реестра опасностей с ранжированием по вероятности (P) и тяжести последствий (C); 2) анализ сценариев чрезвычайных ситуаций (ЧС) методом деревьев событий; 3) расчет зон риска с использованием модели распространения поражающих факторов ; 4) ГИС-картографирование. Выявлены критические объекты: каскад ГЭС (P=5×10⁻⁶/год, потенциальные потери до 20 млрд руб.), Международный аэропорт Иркутск (риск авиакатастрофы 1×10⁻⁵/ год, косвенные убытки до 2,35 млрд. руб.), нефтехимические производства Ангарска (риск выбросов 2×10⁻⁴/год). Построены карты рисков с выделением красных (запрет застройки) и оранжевых зон (ограниченное строительство). Ключевые меры минимизации: перенос топливных хранилищ аэропорта за пределы жилых районов; внедрение автоматических систем мониторинга на ГЭС; законодательное закрепление требований к планировочной организации новых, расширяемых и реконструируемых производственных объектов (СП 18.13330.2019). Реализация снизит индивидуальный риск ниже приемлемого уровня 10⁻⁶/год. Научная новизна статьи: адаптация методики оценки рисков к специфике сейсмоактивных промышленных регионов с использованием интегрального ГИС-анализа.
Бесплатно
Оценка качества процессов различными методами и влияние на них вариабельности систем измерений
Статья научная
В статье подробно рассмотрены два подхода к оценке качества: традиционный, основанный на допусках, и относительно новый, основанный на функции потери качества по Тагути. Обсуждаются часто используемые для оценки качества процессов индексы воспроизводимости, и влияние на них вариабельности системы измерений. Практическое рассмотрение всех обсуждаемых вопросов выполнено с учётом реальных данных конкретного производства. Показано, что ИВП по Тагути имеют существенное преимущество с точки зрения оценки качества процесса при наличии целевого значения. Кроме того, существенное влияние на значение ИВП по Тагути оказывает вариабельность систем измерений, причём для более точно настроенных и менее вариабельных процессов это влияние более существенно. На данных реального процесса выявлена зависимость оценки потерь по Тагути от качества системы измерений.
Бесплатно
Оценка комбинированных машин с грузоподъемными устройствами
Статья научная
Существующие машины с грузоподъемными устройствами можно разделить на 2 группы. К первой группе относятся погрузчики автономные: Карпатец; ПЭ-Ф-1А и ПГ-0,2А. Ко второй группе манипуляторы: МПУ-0,5 и МПБ-0,5. Ранее погрузчики грейферного типа считались съемными, но по мере роста их грузоподъемности они стали автономными, так как на их демонтаж с трактора требуется 1,5-2 дня. Манипуляторы типа МПУ-0,5 предназначены для самозагрузки тракторных поездов и не могут заменить погрузчики, так как имеют низкую производительность.
Бесплатно
Оценка нединамичности предприятия с учётом типа его производств
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы повышения кризисоустойчивости предприятий машиностроения путём снижения нединамичности реализуемых производственных процессов. Предложено реализовывать на оборудовании предприятия другие производственные процессы, обладающие более низкой нединамичностью. Результаты работы могут быть использованы при разработке антикризисной стратегии функционирования предприятия машиностроения.
Бесплатно
Оценка опасности каплеударной эрозии методами теории контактных упругих деформаций
Статья научная
Удары капель жидкости по поверхности тела, вызывающие эрозию, рассматриваются как упругое контактное взаимодействие. Средствами теории упругости и компьютерной математики определено напряженное состояние тела и найдены параметры нагрузки, при которой начинаются пластические деформации. Выведена формула для скорости капель. при которой начинается эрозия.
Бесплатно
Оценка остаточных напряжений и деформаций при механической обработке раскатных колец
Статья научная
Рассматривается технологический процесс производства кольцевых деталей авиационного двигателя. Предложены зависимости, описывающие остаточные напряжения для процесса раскатки. Определены величины сопротивления деформации при высоком очаге деформации и значения деформаций при механической обработке исходной заготовки.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена модель оценки рисков потенциальных отказов процесса механической обработки гибких колес волновых зубчатых передач (ВЗП). Построенная модель основана на методике анализа видов и последствий потенциальных несоответствий процесса (PFMEA). Проведен структурный, функциональный анализ и анализ отказов, возникающих в процессе токарной обработки, шлифования и нарезания зубьев гибкого колеса. В результате анализа проведена оценка рисков и установлен перечень мероприятий, направленных на повышение качества процесса механической обработки гибких колес ВЗП.
Бесплатно
Оценка силы трения плунжера о цилиндр штангового скважинного насоса при проектировании колонны штанг
Статья научная
В статье рассмотрено влияние сил трения на долговечность штанговой колоны. Рассмотрены сухое и граничное трение плунжера о цилиндр, а также влияние гидродинамических сил возникающих при перемещении плунжера в жидкости, находящейся в кольцевом зазоре плунжерной пары. Проанализировано влияние указанных сил трения на амплитудную составляющую при расчете приведенных напряжений. Показано, что несмотря на меньшую амплитуду релаксационных колебаний, они также отрицательно воздействуют на долговечность штанговой колоны из-за их большой частоты.
Бесплатно
Оценка склонности сварных узлов конструкций северного исполнения к образованию холодных трещин
Статья научная
Рассмотрены вопросы повышения прочности тавровых сварных соединений. Разработаны технологические мероприятия по повышению сопротивляемости сварных узлов конструкций северного исполнения холодным трещинам. Показана возможность повышения технологической прочности при многопроходной сварке. При создании литой структуры в околошовной зоне за счет предварительной наплавки на свариваемые кромки снижается вероятность возникновения ламелярных трещин. Экспериментально обосновано применение расчетных методов для разработки технологического режима сварки и выбора температуры предварительного подогрева в условиях низких климатических температур.
Бесплатно
Статья научная
В статье определены законы распределения и вычислены числовые характеристики выборочных индексов воспроизводимости процесса для коротких серий и партий малого размера. Обнаружено и устранено положительное смещение оценок, используемых при анализе процесса для коротких серий. Предложены несмещённые оценки для коротких серий с повышенной эффективностью. Апробация предложенных оценок воспроизводимости производилась при изготовлении лопаток соплового аппарата турбины из металлического порошка ВЖ159 на установке SLM 280HL. В качестве анализируемой характеристики качества изделия использовались средние отклонений точек поверхности пера лопаток соплового аппарата, сгруппированные по критерию однородности дисперсии отклонений.
Бесплатно
Оценка функционирования системы логистического управления качеством технологического процесса
Статья научная
Предлагается модель мониторинга системы логистического управления качеством технологического процесса, позволяющая комплексно оценить качество функционирования системы. Анализ проводится за счет расчета интегрального показателя качества, который основан на таких показателях как уровень дефектности, параметры потока по качеству, показатель сквозной мощности потока, показатель нормализованной мощности потока, показатель промежуточной мощности потока, стоимость качества и стоимость процесса.
Бесплатно
