Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Формообразование ступицы при осадке заготовки в подкладном кольце
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование процесса осадки цилиндрической заготовки на подкладном кольце в программном комплексе Deform 2D/3D. Установлено влияние степени деформации, относительных размеров заготовки, величины внешнего трения, относительных размеров отверстия в подкладном кольце, ковочного угла и радиуса закругления кромки на характер формообразования ступицы. С увеличением степени деформации установлен рост высоты ступицы по закону экспоненты. Чем ниже относительная высота заготовки H0 /D0, тем выше высота ступицы. Внешнее трение способствует формообразованию более высокой ступицы, чем при осадке заготовки при отсутствии внешнего трения. При увеличении относительных размеров отверстия в подкладном кольце d0 /D0 наблюдается заметный рост высоты ступицы. При больших степенях деформации величина радиуса закругления кромки отверстия не оказывает влияния на формообразование ступицы. С увеличением ковочного угла с 1º до 6º высота ступицы возрастает в пределах (12 - 18) %.
Бесплатно
Формообразующие контуры токарных операций
Статья научная
Излагаются варианты моделей формообразующих контуров, их сущность и условия применяемости при анализе точности токарных операций.
Бесплатно
Статья научная
Текущие тенденции развития экономики и промышленности требуют от компаний не только оптимизации имеющихся ресурсов и процессов, но и применения инновационных подходов и технологий для управления производственными системами. В результате чего повышение эффективности производства является приоритетной целью и требует от всех заинтересованных сторон постоянного и непрерывного развития. Организации стремятся повышать собственную эффективность разными способами, позволяющими повысить эффективность производственных систем для поддержания конкурентоспособности на рынке. В статье рассмотрена функциональная перестройка производственных структурных подразделений коммерческой компании. В рассматриваемой организации использован инновационный подход к управлению производственной системой, а именно, разделение производственной системы на четыре подразделения с разграничением по видам работ. Представлено описание анализа влияния реорганизации на эффективность работы компании, производительность и конкурентоспособность. После проведенной реорганизации в группе компаний существенно улучшилась производительность труда. Каждый отдел теперь занимается теми задачами, которые наилучшим образом соответствуют его компетенциям. Такая реорганизация позволила также усовершенствовать процесс взаимодействия между сотрудниками, что позволяет избежать дублирования функций и сосредоточиться на выполнении ключевых задач. В итоге результатом стало укрепление конкурентоспособности компании на рынке и увеличение количества успешно выполненных проектов и, соответственно, удовлетворенных заказчиков. Следует отметить улучшение экономической составляющей деятельности компании, выраженной в стабильном увеличении как выручки и валовой прибыли, так и рентабельности продаж. В заключении отмечается важность использования инновационных подходов к организации и управлению производством в целях оптимизации бизнес-процессов с сохранением конкурентных преимуществ на рынке. Открытость к новым идеям и использование инновационных подходов - это ключевые факторы успешного развития современных компаний.
Бесплатно
Цифровая платформа «Гарантир качества»
Статья научная
В статье предлагается цифровая платформа «Гарантир качества», предназначенная для построения интеллектуальных ворот качества на основе активного использования технологий машинного зрения. Предложенное аппаратно-программное решение реализует современные принципы рациональной комбинации алгоритмического подхода, баз знаний и элементов искусственного интеллекта для совершенствования системы организации производства. Гарантир качества содержит компоненты, обеспечивающие визуальный контроль соответствия продукции заданным параметрам, идентификацию несоответствий, дефектов и брака, сбор и обработку информации о текущем качестве выпускаемой продукции в рамках специализированного ситуационного центра, интегрированного с PDM и ERP системами предприятия. Проектирование новой системы визуального контроля качества состоит в планировании трека контроля и проектировании образцов качества таким образом, чтобы минимальными средствами машинного зрения обеспечить покрытие ключевых узких мест. Для построения и настройки отдельных треков контроля и образцов качества могут быть использованы статистические данные и результаты видеосъемки производственных операций, выполняемых высокопрофессиональными исполнителями. Реализация платформы на практике проиллюстрирована двумя аппаратно-программными комплексами для контроля результатов механической обработки в машиностроении и контроля внутренних отверстий с помощью видеокамеры-эндоскопа. Цифровая платформа «Гарантир качества» позволяет расширить области применения систем машинного зрения на основе искусственных нейронных сетей для контроля качества производственных процессов.
Бесплатно
Цифровая трансформация как драйвер ресурсосберегающего развития нефтехимического сектора экономики
Статья научная
Переход российской экономики к вектору устойчивого развития сопровождается отрицательным внешним эффектом промышленного производства, который проявляется в высокой интенсивности загрязнения окружающей среды, нерациональном ресурсопотреблении и нанесении урона здоровью и интересам общества. Индустрия 4.0 представляет интерес в рамках решения данной проблемы, поскольку инструменты автоматизации и цифровизации способны рационализировать расходы ресурсов, и, соответственно, решать проблемы изъятия природных ресурсов и нарушения экологической обстановки в городах, регионах, странах. Данная проблема обусловила выбор темы и способствовала определению цели нашего исследования, которая заключается в выявлении связей между цифровой трансформацией нефтехимической промышленности и ресурсосбережением на предприятиях отрасли. Методами исследования выступили визуализация процессов, методы первичной (построение диаграмм) и вторичной (экономико-математическое моделирование в формате уравнений множественной регрессии) обработки данных. Результатами исследования являются следующие пункты: предложена принципиальная схема блокчейн-платформы взаимодействия двух звеньев цепи поставок химических реагентов, которая визуализирует процесс информационного обмена, заложенного в основу работы системы SenSef. В результате динамического анализа выявлены позиции нефтехимических производств относительно ресурсосберегающей траектории развития и с учетом активности цифровизации процессов, что в целом свидетельствует о концентрации управленческих решений, в первую очередь, на энергосбережении, а также на рационализации использования свежей воды предприятиями отрасли. На основе экономико-математического моделирования (представленного совокупностью уравнений зависимости ресурсопотребления от цифровых факторов) определены драйверы энерго- и водосбережения на предприятиях обрабатывающего сектора и нефтехимических предприятиях. Предложены приоритетные с точки зрения ресурсосбережения инструменты, автоматизация и мониторинг которых обеспечат развитие отрасли вдоль траектории устойчивого развития. Практическая значимость полученных результатов заключается в обеспечении возможностей рациональной организации нефтехимических производств за счет комплекса драйверов ресурсосбережения (в частности цифровизации).
Бесплатно
Цифровизация организационной структуры управления производственным предприятием
Статья научная
В статье рассматривается проблема поиска рациональной доли искусственного интеллекта в организационной системе производственного предприятия. Предложена оригинальная формально-логическая модель смешанной интегрированной информационной среды цифрового предприятия, отличающаяся от аналогов возможностью онтологического описания процессов взаимодействия персонала и систем искусственного интеллекта. На основе предложенной модели разработана методика оптимального замещения кадрового обеспечения киберфизических систем компонентами искусственного интеллекта, позволяющая реализовать балансировку загрузки человеческих ресурсов и интеллектуальных систем. Предложенные разработки могут быть применены в организации производственного процесса предприятий для планирования и управления, а также внедрения новых технологий и искусственного интеллекта. Результаты работы рекомендуются в рамках реализации концепции Индустрии 4.0 на научно-производственных предприятиях машиностроения.
Бесплатно
Цифровые двойники как инструмент мониторинга производственных процессов в индустрии 4.0
Статья научная
В статье представлено описание трендов применения цифровых технологий в производственных процессах в промышленном комплексе российской экономики в условиях индустрии 4.0. В частности, проведен динамический анализ внутренних затрат на развитие цифрового производства; представлены структура затрат на развитие цифрового производства и структура использования цифровых технологий на предприятиях промышленного производства; выявлены тренды доли промышленных организаций, использующих специальные программные средства по управлению производством - CRM, ERP, SCM - системы, системы автоматизированного управления производством, системы проектирования производственно-технологических процессов. Цель статьи заключается в обобщении направлений развития индустрии 4.0 в сфере промышленного производства российской экономики с акцентом на возможности и перспективы совершенствования технологий использования цифровых двойников как инструмента мониторинга процесса производства в цепочках создания стоимости продукции. Особое место в статье отведено анализу и перспективам внедрения в промышленном комплексе цифровых двойников и цифровых теней, как инструментов мониторинга на стадиях проектирования изделия и последующего его производства и эксплуатации. Представлена обобщенная схема использования инструментов мониторинга производственного процесса с применением программно-технологической платформы. По результатам исследования сделаны выводы: во-первых, в российской промышленности отмечается ежегодный рост использования цифровых технологий по всех этапах жизненного цикла изделий, в том числе в рамках интегрированных цепочек создания добавленной стоимости; во-вторых, цифровые технологии в настоящее время используются как необходимый инструмент для повышения конкурентоспособности промышленного производства, повышения его ресурсоэффективности, гибкости, точности и оперативности принимаемых управленческих решений; в-третьих, решающее значение в ближайшее время будут иметь интегрированные платформенно-технологические решения, позволяющие создавать сквозные физические и информационные потоки, направленные на формирование и развитие передовых производств и технологий в промышленном комплексе.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты моделирования методом конечных элементов процесса извлечения абразивных зерен из смазочно-охлаждающей жидкости при её очистке с применением программного продукта ANSYS Fluent. При этом получены: форма свободной поверхности тонкопленочного течения жидкости в поле центробежных сил, распределение скоростей потока, траектории движение твердых частиц в потоке жидкости и в воздушной среде при выходе из потока в зависимости от величины их диаметра от 1 до 100 мкм.
Бесплатно
Численный анализ стоматологического костного имплантата с конструктивными особенностями
Статья научная
К современным стоматологическим имплантатам предъявляются качественно новые требования устойчивости в костной ткани и совместимости с ней. В статье излагается численный расчет внутрикостных реконструктивных цилиндрических имплантатов, изготовленных из сплава NiTi. Определяется напряженно-деформированное состояние при статическом расчете трех различных геометрических моделей, а так же анализируются преимущества и недостатки каждой из них. Расчет проводится методом конечных элементов. Численный анализ позволяет найти баланс между жесткостью системы крепления и возникновением высоких локальных напряжений.
Бесплатно
Численный расчет степени вакуумирования, допустимой для гофрированной стенки
Статья научная
В статье излагается численный расчет гофрированной стенки трансформатора под давлением. Определяется допустимая степень вакуумирования бака волнистого трансформатора. Постановка задачи формулируется следующим образом: определить границу максимально допустимого давления при вакуумировании бака при различных геометрических размерах гофра. Максимальное эквивалентное напряжение при этом не должно превышать предел текучести и стенки гофра не должны смыкаться. Численный расчет проводится методом конечных элементов. Данный подход к расчету поведения гофрированной стенки под давлением может быть использован для определения максимально допускаемого внутреннего давления бака.
Бесплатно
Числовая асимметрия внутреннего пространства некристаллических материалов
Статья научная
В статье рассматривается расширение модели внутреннего пространства некристаллических материалов средствами числовой асимметрии - сопряжения евклидова пространства R с фрактальным Zp в самодвойственное пространство-время. Это формальным является выражением универсальной пары сил природы - притяжения и отталкивания, порождающих пару взаимно дополнительных процессов энергии и энтропии. Исследуются соответствия этой двойственности основным фактам и положениям материаловедения. Предлагаемая модель допускает существование 5-лучевой симметрии, тесно связанной с числами Фибоначчи в теории квазикристаллов, других экзотических симметрий и представляет задачу моделирования в духе теории систем - синтеза разноприродных физико-химических процессов, описываемых различными несводимыми формальными языками. На этой основе рассматривается новая версия термодинамики с двойственностью - сопряжения энергетического и энтропийного представлений. Формализация понятия делимости материи как отдельной степени свободы позволяет формализовать концепции энтропии, тепла и температуры и предложить способ классификации материалов по типу допустимых движений частиц. Предлагаемые формальные аналогии инвариантны относительно изменения размеров образца и числа частиц, что является существенным с точки зрения нанонауки. Показана возможность введения структуры пространства как нефизического, нелокального геометрического параметра. Сформулированное голографическое представление материи предполагает дальнейшее развитие теории внутреннего пространства материалов в логически связную модель.
Бесплатно
Экспериментальное исследование влияния смазки на коэффициент трения при вытяжке
Статья научная
В данной статье проведено экспериментальное исследование влияния различных видов смазки на величину коэффициента трения при вытяжке. Для расчетов использовался метод разности усилий, позволяющий определять коэффициент трения с инженерной точностью. В результате проведенных исследований было выявлено, что наиболее низкий коэффициент трения наблюдается при смазке маслом с прокладкой из полиэтиленовой пленки.
Бесплатно
Экспериментальное исследование момента трения в подшипнике качения при перекосе вала
Статья научная
Исследуется влияние перекоса колец на моментные характеристики подшипника качения. Показано, что перекос колец увеличивает момент трения в подшипниках качения. Получено предельно допустимое значение перекоса вала для подшипника 6-208Ю2.
Бесплатно
Экспериментальное исследование штампа с упругим элементом, предназначенного для двухугловой гибки
Статья научная
В данной работе представлены экспериментальные исследования штампа для двухугловой гибки с упругим элементом. Экспериментальные исследования проводились в лабораторних условиях. Основными задачами эксперимента являлись практическая проверка теоретических расчетов технологических параметров процесса двухугловой гибки с упругим элементом, а также сравнения результатов эксперимента с результатами моделирования.
Бесплатно
Статья научная
Спроектирована установка, воспроизводящая условия монтажа и нагружения подшипников 6-766907Ю в составе узлов качания серийных рулевых агрегатов. Разработана методика замера момента трения. Экспериментально определены численные значения моментов трения в рабочем диапазоне осевых нагружений подшипников. Выполнена статистическая обработка данных с оценкой погрешности полученных значений. Получена экспериментальная зависимость моментной характеристики подшипника от величины осевого нагружения.
Бесплатно
Экспериментальное определение радиуса нейтральной поверхности при гибке моментом
Статья научная
В работе приведены результаты экспериментального определения радиуса нейтральной поверхности при гибке моментом и их сравнение с теоретическими значениями. Для этого разработана методика определения деформаций при двухугловой гибке при помощи системы Vic-3D, работающей на основе корреляции цифровых изображений (DIC). Определена погрешность измерений и ограничение разработанной методики.
Бесплатно
Экспериментальное получение новых нефтесорбентов из полимерных отходов
Статья научная
Авторами статьи приведены результаты экспериментов по созданию нефтесорбентов из вторичных полимеров. Сравнение физических и сорбционных свойств полученных сорбентов показало, что наилучшими сорбционными свойствами обладает резиновая крошка мелкой фракции и композит, полученный из полимерного волокна ПЭТФ-бутылок и резиновой крошки мелкой фракции. Предложена технологическая схема производства сорбционных матов для сбора нефти с поверхности водных объектов на основе полученных сорбентов.
Бесплатно
Электропневмогидравлический рулевой привод и принципы его функционирования
Статья научная
Описывается изготовленный комбинированный рулевой привод для перспективного автономного подводного аппарата, который спроектирован с использованием методов гипервекторного ранжирования, идентификации и моделирования динамических систем. Приведено описание конструкции и порядок работы привода, описаны недостатки, выявленные в результате испытаний.
Бесплатно
Энергетические аспекты технологии взрывного напыления износостойких покрытий
Статья научная
В работе рассматривается процесс взаимодействия продуктов детонации взрывчатого вещества с частицами порошка, распыляемого при взрывном нанесении износостойких покрытий на металлы и сплавы. Качество наносимых покрытий зависит от энергетики частиц порошка и их агрегатного состояния. Численными методами рассчитывается количество теплоты, полученное частицами при этом взаимодействии. Анализируется возможность плавления частиц порошка при их движении во фронте детонационной волны разрежения и химических реакций материала частиц с продуктами детонации взрывчатого вещества.
Бесплатно
