Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В статье предложена модель управления качеством работы системы водоотведения на целлюлозно-бумажном комбинате, основанная на интегрированном подходе к контролю технологических параметров, управлению процессами очистки и повторного использования сточных вод, а также на формировании единой информационной базы для мониторинга и отчетности. Разработанная модель реализует принципы процессного подхода и цикла Деминга, обеспечивая условия для непрерывного улучшения технологических процессов водоотведения. Научная новизна исследования заключается в разработке комплексной системы управления качеством работы системы водоотведения целлюлозно-бумажного комбината, основанной на интеграции современных цифровых технологий и автоматизированных систем контроля. Предложенная система интегрированного управления качеством очистки сточных вод с автоматизированным формированием отчетности позволяет в режиме реального времени собирать и анализировать данные, подготавливать отчетную документацию, что обеспечивает своевременное предотвращение аварий и точность оформления отчетной документации и передачи ее в контролирующие органы, тем самым минимизируя риск наложения штрафных санкций на предприятие. Полученные практические результаты подтверждают эффективность внедрения автоматизированных систем сбора, хранения и обработки информации на основе действующих нормативных требований и стандартов.
Бесплатно
Интероперабельность этапов разработки наукоемкой продукции
Статья научная
Цифровая трансформация и рост сложности продуктовых экосистем обуславливают необходимость обеспечения бесшовного взаимодействия между разнородными процессами, командами и системами при разработке наукоемкой продукции. Целью исследования является разработка методики количественной оценки и управления интероперабельностью на различных этапах жизненного цикла. Научная новизна заключается в формализации параметров интероперабельности (семантических, технических, организационных, юридических) для каждого уровня технологической готовности (TRL) и построении динамического интегрального показателя, позволяющего выявлять и устранять барьеры взаимодействия. Предложенная модель создает основу для системного мониторинга и целенаправленного повышения связности процессов разработки, что позволяет менеджерам проектов эффективно распределять ресурсы для устранения «узких мест» на всех стадиях создания высокотехнологичной продукции. Методика переводит концепцию интероперабельности из области качественных описаний в плоскость количественного управления, формируя базу для интеграции с подходами организационной амбидекстрии в рамках управления жизненным циклом.
Бесплатно
Интерпретации системы координирующих размеров и размерных элементов в конструкторской документации
Статья научная
ГОСТ 53442-2015 привнес в систему ЕСКД новинку в виде условно-графического обозначения теоретически точного размера TED, требований прилегания и многих других обозначений, что безусловно, стало причиной очень многих ошибок из-за недопонимания данного определения разными подразделениями производственного предприятия. Современные системы сборочных операций в системе ИСО значительно отличаются от традиционных требований к обозначениям, заданным Единой системой технологической документации. С одной стороны, данные требования, дополнительные знаки значительно увеличивают количество символов на сборочном чертеже, что может привести к затруднению чтения чертежа, с другой стороны, эти обозначения, принятые системой ИСО, все чаще и чаще встречаются в обозначении чертежей, сделанных российскими компаниями, к которым, однако, могут применяться требования соответствия международным стандартам - и не только в области соответствия качеству готовой продукции, систем наличия бережливого производства, но и прежде всего международным правилам обозначения чертежей.
Бесплатно
Статья научная
В статье проведен сравнительный анализ информационных систем экологической оценки растительного покрова, основанный на релевантных публикациях и коммерческих решениях за 2017–2025 гг. Рассмотрены источники данных, средства наблюдений и соответствующие процедуры обработки, включая расчёт вегетационных индексов и применение алгоритмов машинного обучения и глубокого обучения. Сопоставление подходов проведено по параметрам точности, масштабируемости, требованиям к обучающим данным, стоимости реализации и временным затратам на подготовку, результаты структурированы в табличной форме. На основе анализа выделены три стратегических класса решений (многоуровневые интегрированные системы, специализированные платформы и облачные сервисы обработки) и сформулированы требования к модульной облачно-локальной архитектуре, а также к процедурам верификации результатов (включая полевую проверку и расчёт метрик качества).
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается возможность использования высокотемпературных порошковых припоев в качестве износостойких слоев, наносимых лазерной импульсной наплавкой, как альтернатива классическим износостойким композитам с примесью карбида вольфрама. Данные материалы апробируются для последующего восстановления высоты пера лопатки турбостартера турбовинтового авиационного двигателя НК-12МП и придания торцевой кромке износостойких свойств. На основе проведенных сравнительных испытаний на локальный абразивный износ и анализа различных порошковых материалов (ВПр11-40Н, ВПр24, ВПр27, Рок-Дюр 6740) при импульсной лазерной порошковой наплавке подтверждена пригодность некоторых порошковых припоев в качестве износостойких наплавок.
Бесплатно
Использование многочленов чебышева для анализа изгиба проталкиванием трубной заготовки
Статья научная
Приведены результаты моделирования процесса изгиба трубной заготовки проталкиванием. Установлен характер изменения толщины заготовки в процессе формоизменения. Построен аппроксимирующий полином, описывающий изменение толщины заготовки.
Бесплатно
Статья научная
Для оценки влияния цементации деталей обосновано применение корсетных образцов-свидетелей для проведения испытаний на усталость и гладких образцов-свидетелей для определения остаточных напряжений в поверхностном слое. Расчётная часть выполнена методом конечно-элементного моделирования с использованием комплексов ANSYS и PATRAN/NASTRAN. Установлено, что распределение осевых остаточных напряжений в опасном (наименьшем) сечении корсетного образца практически не отличается от распределения в гладких образцах. По полученным результатам определяются среднеинтегральные остаточные напряжений, по распределениям которых для гладких образцов их можно использовать для оценки предела выносливости упрочнённых корсетных образцов. Наиболее оптимальными режимами цементации будут те режимы, при которых среднеинтегральные остаточные напряжения будут наибольшими.
Бесплатно
Статья научная
Выполнен анализ применения полимерных противоналипающих листов в качестве средства для снижения адгезии влажного связного грунта к рабочим органам землеройных машин при работе в условиях отрицательных температур. Проведен эксперимент с использованием полимерных покрытий ППЛ-ЭИ и ППЛ-УИ. На основе математической обработки результатов экспериментальных данных получены уравнения регрессии, анализ которых использован в техническом решении ковша экскаватора.
Бесплатно
Использование трибоакустической эмиссии для контроля качества поверхностей трения
Статья научная
Приводится описание методов и приборов акустикоэмиссионного контроля качества поверхностей трения. Показаны основные преимущества и области применения диагностической системы, позволяющей оперативно выявлять дефекты на ответственных поверхностях деталей машин. Показаны достоинства применения мультиагентной системы сбора данных.
Бесплатно
Использование цифровых двойников для экологизации химической промышленности
Статья научная
В статье описываются потенциальные преимущества внедрения и использования цифрового двойника нефтехимических предприятий как виртуального представления производственного процесса, включая его технологические параметры и аналитику в реальном времени для обеспечения экологически ответственного подхода к производству. Авторы указывают на возможность оптимизации производства путем использования датчиков и систем автоматического контроля, а также на возможности использования цифрового двойника для тестирования и уточнения предположений. Кроме того, внедрение цифрового двойника на химическом предприятии, в том числе с элементами ИИ позволит обеспечить оперативное управление процессом. Предложенное авторами дерево решений позволяет предприятию химического профиля снизить воздействия на окружающую среду, используя систему поддержки принятия решений для управления очисткой сточных вод на нефтехимическом предприятии. Трудоемкие расчеты прогнозирования модернизации с учетом производственных, экономических и экологических факторов могут быть получены с помощью цифрового двойника не только оперативно, но и заданной степенью вариаций и достоверности.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке методики оценки состояния оператора в производственной системе «оператор-оборудование-процесс» (ООП) с использованием нечеткой логики и трапециевидных функций принадлежности. В условиях растущих требований к производительности и безопасности производственных процессов актуальность исследования обусловлена необходимостью внедрения адаптивных систем управления, способных учитывать неопределенность и вариативность показателей состояния оператора. Предложенная методика включает классификацию уровней состояния оператора, интерпретацию данных через трапециевидные функции принадлежности и интеграцию с методами машинного обучения для автоматизации процесса оценки и подбора рекомендаций по улучшению хода протекания процесса. Результаты исследования демонстрируют возможность оперативного выявления критических состояний оператора, прогнозирования рисков и разработки корректирующих действий, что способствует повышению организационно-технологической эффективности производственных систем.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты исследований по определению коэффициента термического линейного расширения (КТЛР) сплава Св-АК5 после WAAM-наплавки. Приведены данные измерений КТЛР выращенных заготовок при импульсной электродуговой наплавке в диапазоне температур 20-400 оС. Показано влияние условий теплоотвода на структуру зон наплавки и КТЛР выращенных заготовок. Установлено, что в нижних слоях выращенной заготовки за счет ускоренного теплоотвода в субстрат формируется более дисперсная структура по сравнению с вышележащими слоями. Повышение дисперсности структуры образца, вырезанного и изготовленного из нижних наплавленных слоев выращенной заготовки, приводит к снижению роста КТЛР при нагреве до 180-200 оС за счет увеличения площади границ зерен, тормозящих расширение «тела» зерен при нагреве. Исследовано изменение КТЛР сплава при нагреве в интервале от комнатной температуры до 400 оС в зависимости от направления наплавки и вырезки образцов для измерений. Сравнение образцов, вырезанных вдоль направления наплавки и перпендикулярно ему показало, что значения их КТЛР заметно различаются только в интервале температур от комнатной до 80 оС. При повышении температуры до 400 оС различие в КТЛР всех образцов практически исчезает, что указывает на стабильность формируемой структуры и отсутствие анизотропии теплового расширения наплавленных образцов.
Бесплатно
Статья научная
В работе в программном комплексе PAM-STAMP 2G проведено компьютерное моделирование процесса обтяжки листов из алюминий-литиевого сплава 1441 с различной анизотропией свойств. Для исследования влияния анизотропии свойств на пружинение после обтяжки применялось центральное композиционное планирование. В качестве переменных факторов модели использовались следующие механические свойства материала: предел прочности, предел текучести, равномерное относительное удлинение, коэффициенты поперечной деформации. Проведен регрессионый анализ результатов и составлена математическая модель зависимости пружинения от анизотропии механических свойств. Установлено, что для минимизации пружинения листовую заготовку необходимо так ориентировать относительно стола пресса, чтобы направление обтяжки совпадало с направлением максимального показателя анизотропии, а поперечное направление обтяжки совпадало с минимальным показателем анизотропии. Определена оптимальная анизотропия механических свойств, обеспечивающая минимальное пружинение для данной схемы обтяжки обшивок из алюминий-литиевого сплава 1441.
Бесплатно
Исследование влияния геометрических факторов на шероховатость при трехмерной печати
Статья научная
Одним из основных требований, которое предъявляется к любым изделиям, является шероховатость поверхности. Для традиционных (субстрактивных) технологий вопросы обеспечения данного требования изучены хорошо. Однако для случая трехмерной печати имеются пробелы.В работе рассмотрены вопросы выявления взаимосвязи между параметрами, которые характеризуют геометрию наносимого при трехмерной печати слоя материала и результирующим микропрофилем поверхности. На основании вычисления взаимной корреляции установлены параметры, имеющие наибольшую связь (степень влияния) на среднеарифметическое отклонение профиля. Обоснован выбор параметров геометрии наносимого слоя, которые могут быть использованы для получения требуемых значений среднеарифметического отклонения профиля (в качестве режимов процесса).
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся данные по технологии изготовления противоизносной присадки на основе твердосмазочного порошка диселенида молибдена. Рассмотрены результаты исследования противоизносных свойств этой присадки в составе с бесприсадочным смазочным маслом МС-20. Приводятся результаты трибологических экспериментов на машине 2070 СМТ-1 на модельных парах трения, имитирующих компрессионное кольцо и цилиндровую втулку судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Подробно рассматривается зависимость интенсивности изнашивания модельных пар трения от степени измельчения твердой фазы противоизносной присадки и наличия обработки ее раствора ультразвуковым полем.
Бесплатно
Статья научная
Исследования выполнены с целью установления влияния износа зубьев фрезы и элементов режима фрезерования заготовок из поликарбоната на технологические параметры процесса, в том числе теплосиловые, и определения элементов режима, обеспечивающих заданные параметры. Приведены результаты численного моделирования технологических параметров при различных комбинациях износа фрезы, глубины и скорости резания без применения и с применением ультразвуковых колебаний (УЗК). Установлены закономерности изменения параметров процесса фрезерования заготовок в зависимости от износа фрезы, глубины и скорости резания, в том числе с применением УЗК. Использование УЗК позволяет снизить главную составляющую силы резания, средние и максимальные значения температур в зоне контакта стружки с зубом и в зоне контакта зуба с заготовкой. Используя полученные уравнения, устанавливающие влияние износа и элементов режима на параметры процесса обработки без применения и с применением УЗК, возможно рассчитать элементы режима, обеспечивающие заданные параметры процесса фрезерования при увеличении износа зуба.
Бесплатно
Статья научная
В технологических расчетах процессов формообразования деталей летательных аппаратов, двигателей и других изделий машиностроения до сих пор используются соотношения теории пластичности, основанной на феноменологическом подходе и гипотезе сплошной (бесструктурной) среды, куда не входят параметры кристаллографической текстуры и константы кристаллической решетки, являющиеся физической основой прочности, пластичности и анизотропии свойств заготовок. Следовательно, нет и основы для непосредственного анализа деформационных возможностей высокотекстурированных материалов в конкретных технологических операциях, а главное - для расчета и проектирования эффективных для формообразования и эксплуатации компонент текстуры. В статье проведен теоретический расчет кривых предельных деформаций (FLС) на основании модифицированного критерия предельного нагружения П. Хора и условия пластичности, учитывающего в явном виде константы кристаллической решетки и ориентационные факторы текстуры с использованием полученной модели для основных идеальных кристаллографических ориентаций, характерных для материалов с кубической кристаллической решеткой, построены кривые предельных деформаций.
Бесплатно
Исследование влияния наношпинели магния на структуру и свойства политетрафторэтилена
Статья научная
В работе исследовано влияние наношпинели магния на структуру и свойства политетрафторэтилена. Показано, что полученные материалы отличаются высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения при сохранении деформационно-прочностных характеристик. Исследована надмолекулярная структура композитов.
Бесплатно
Исследование влияния орто-фталатов и сложных эфиров на смазывающую способность дизельного топлива
Статья научная
В связи с необходимостью производства дизельных топлив, отвечающих современным требованиям, остро стоит вопрос о модификации их противоизносных свойств. В настоящее время производство дизельных топлив связано с ужесточением требований по целому ряду показателей, в том числе по наличию серасодержащих соединений, ароматических углеводородов и др. С одной стороны снижение содержания указанных соединений приводит к уменьшению вредного воздействия выхлопных газов транспортных средств на окружающую среду, с другой - может оказывать негативное влияние на смазывающую способность дизельного топлива. С целью компенсации негативного влияния на смазывающую способность в состав дизельного топлива включаются противоизносные присадки, которые представляю собой, как правило, кислородсодержащие соединения. Нами были проведены исследования смазывающей способности представителей кислородсодержащих соединений - орто-фталатов и сложных эфиров, температуры кипения, которых коррелируют с пределами выкипания дизельных топлив. В результате проведенных исследований установлено положительное влияние эфиров на смазывающую способность, причем с увеличением молекулярной массы исследованных эфиров, а также их содержания в испытуемом дизельном топливе, положительное влияние усиливалось.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследовано влияние технологических параметров электродугового выращивания на геометрию наклонных тонкостенных изделий, изготовленных методом аддитивного производства. Изучено влияние расстояния смещения слоев, сварочного тока, скорости перемещения горелки и температуры межслойного охлаждения на угол наклона детали. Показано, что оптимальные значения параметров позволяют получать изделия с минимальными дефектами поверхности и заданным углом наклона. На основе установленных закономерностей успешно изготовлена модельная тонкостенная деталь, состоящая из 20 слоев.
Бесплатно
