Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Исследование посвящено изучению возможности прогнозирования предела выносливости цилиндрических образцов различного диаметра (10-50 мм) из сталей 20, 45, 40Х, 30ХГСА с круговыми надрезами полукруглого профиля радиуса 0,3 мм после опережающего поверхностного пластического деформирования (пневмо- и гидродробеструйная обработка) по остаточным напряжениям (первоначальным деформациям) образца-свидетеля (втулка диаметром 51,5х45 мм), упрочнённого одновременно с гладкими образцами. Установлено, что сжимающие остаточные напряжения, рассчитанные в гладких образцах диаметром 10-50 мм по первоначальным деформациям образца-свидетеля, незначительно (до 10%) отличаются от определённых экспериментально. По разработанной ранее методике с использованием критерия среднеинтегральных остаточных напряжений были вычислены приращения пределов выносливости упрочнённых образцов с надрезами. Установлено, что расчётные значения приращений пределов выносливости при изгибе в случае симметричного цикла образцов с надрезами отличаются от экспериментальных не более, чем на 11%.
Бесплатно
Исследование влияния экстремально холодного климата на свойства базальтопластиковых стержней
Статья научная
Волокно-армированные полимерные композиты быстро увеличивают интерес к доле рынка в конструкционных материалах из-за более высокого модуля прочности и хорошей коррозионной стойкости, связанной с меньшим весом и гибкостью конструкции. Целью данной работы является исследование влияния экстремально холодного климата на физико-механические свойства базальтопластиковых стержней. Для исходных и экспонированных образцов базальтопластиковых стержней определены изменения механических показателей. Результаты теплофизических исследований, позволяют обосновать высокую стабильность материалов по показателям термического расширения.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты теоретической оценки возможности повреждения полимерного компаунд-протектора на абразиве для гидроабразивного резания под водой. В основу расчета положена модель трещины Баренблатта, предполагающая наличие смыкания берегов трещины в хрупком материале оболочки абразива под острыми углами. В работе рассматривается частный случай, в котором предполагается, что микротрещины расположены далеко друг от друга, их размеры малы по сравнению с расстоянием между ними, а объем материала поверхностного слоя намного меньше объема трещины. Напряженно-деформированное состояние материала вокруг места повреждения оболочки (компаунд-протектора) абразивной частицы, а также взаимодействие берегов трещины описаны с помощью нелокальной модели упругого материала. Анализ результатов теоретических расчетов показал, что в сплошном материале оболочки абразивной частицы оказалось энергетически выгодным наличие нарушения его сплошности под влиянием внутренних межчастичных взаимодействий, которые существуют в нем вследствие устойчивости его состояния из-за взаимного межмолекулярного притяжения. Отмечается, что начальная поврежденность оболочки абразива может развиваться под действием водной среды. Из-за заполнения водой дефектов покрытия происходит отслаивание оболочки от зерна при внешних механических воздействиях, существенно меньших? чем планировалось. Полученные результаты позволят обеспечить целостность полимерного компаунд-протектора на абразиве для гидроабразивного резания под водой для выполнения различных технологических задач, в том числе обслуживания опасных объектов, спасательных операций и добычи полезных ископаемых.
Бесплатно
Исследование возможности улучшения процесса аудита на основе его оптимизации методом Тагути
Статья научная
Процесс оценки является ключевой составной частью деятельности, входящей во многие производственные и непроизводственные процессы. В статье рассматривается план предстоящего исследования факторов, влияющих на качество процесса оценки, вносящего значимый вклад в результативность процесса аудита систем менеджмента качества (СМК). Рассматривается возможность оптимизации указанных факторов на основе метода робастного1 параметрического проектирования (РПП), разработанного Гэнити Тагути [1]. Обсуждаются возможность2 и ограничения ортогонального планирования экспериментов РПП в данном исследовании. На основании принятого в исследовании определения термина «качество оценки» составлен перечень факторов, влияющих на результативность процесса оценки объекта на его соответствие требованиям (ООСТ). Определены состав и структура этих факторов. Показано, что процесс ООСТ, обладает свойствами, характерными для области предоставления услуг, качество которых обеспечивается только их предварительной валидацией, т.е. до начала взаимодействия со стороной, заинтересованной в результатах процесса ООСТ (например, потребителем, заказчиком оценки, аудита и др.). Показано, что одной из причин отказов (невыполнение идеальной функции оценки - отсутствие ошибок 1-го и 2-го рода) является отсутствие робастности идеальной функции ООСТ при воздействии на неё различных видов помех, или шумов (далее в тексте - шумов). Предложено в качестве валидации процесса ООСТ применять к нему РПП до начала его взаимодействия с потребителем. В качестве входных сигналов при РПП предложено использовать референтные ситуации аудита (РСА), обладающие эталонными свойствами. Разработана концепция исследования, включающая внутренний и внешний ортогональные планы эксперимента проектирования процесса ООСТ для последующего выбора его оптимальных условий на основе данных об оценках отношения «сигнал/шум» - S/N (дБ) для разных комбинаций факторов, влияющих на ООСТ. Приводятся примеры, демонстрирующие ход обработки данных, которые могут быть получены в рамках эксперимента для расчета соотношения S/N для разных комбинаций факторов, влияющих на ООСТ и, как следствие, на процесс аудита.
Бесплатно
Исследование грузоподъемности кронштейна кронблока мачты подъемного агрегата
Статья научная
В данной статье методом конечных элементов исследуется грузоподъемность кронштейна кронблока мачты грузоподъемного агрегата для двух способов сварного соединения кронштейна с мачтой. В статье предлагается способ крепления, при котором снижается опасность обрыва проушин креплений ветровых оттяжек кронблока при незначительном крене и рывках. Постановка задачи формулируется следующим образом: провести сравнительный анализ сварных соединений кронштейна, проверить предположение увеличения несущей способности кронштейна кронблока мачты подъемного агрегата на примере АПР 60/80.
Бесплатно
Исследование жесткости привода подачи станка с ЧПУ с учетом сил трения
Статья научная
В статье приведены результаты аналитических и экспериментальных исследований жесткости ПП и ЗНПР токарных станков с ЧПУ. Даны рекомендации, направленные на повышение показателей точности приводов подачи.
Бесплатно
Исследование жёсткости зубьев двух и трёх парного зацепления
Статья научная
В настоящей работе рассматривается замена одно- двух парного зацепления зубчатых колес на зубчатые колеса двух- трех парного зацепления. При такой замене нагрузка в районах полюса зацепления, где обычно возникает выкрашивание, расчетная статическая нагрузка уменьшается в два раза а, следовательно, можно уменьшить габариты зубчатых колес и значительно повысить их долговечность по выкрашиванию, кроме того, также значительно уменьшить перепад жесткостей в зацеплениях зубьев, что должно привести к уменьшению параметрического возбуждения и шумности упругой системы всего изделия.
Бесплатно
Статья научная
В этой статье изучено влияние температуры и состава газа в реакторе на морфологию, структуру и состав тонких пленок, осаждаемых с использованием нового серосодержащего реагента C2H6S2. Существование горизонтальных слоев и их деформация, подтвержденные дифракцией рентгеновских лучей и комбинационным рассеянием, позволяют предположить, что вертикальные дендриты растут из горизонтальных слоев, которые изгибаются из-за деформации, что очень похоже на рост вертикальных нанолепестков. Однако переход от вертикального роста дендритов при низкой температуре и высоких скоростях осаждения к росту вертикальных листов при высокой температуре или более низких скоростях осаждения позволяет предположить, что механизм образования может быть описан моделью агрегации, ограниченной диффузией. Результаты экспериментальных исследований показали, что вертикальные дендриты являются основной морфологии пленок, осаждаемых при низком давлении в реакторе, тогда как при относительно высоком давлении удается вырастить монослой за разумное время. Вероятность образования слоев, состоящих из дендритов или плоских фрагментов, сильно зависит как от температуры осаждения, так и от состава реакционной газовой смеси в реакторе.
Бесплатно
Исследование и моделирование процесса плазменной закалки стали 40Х
Статья научная
В работе представлены результаты экспериментальных исследований и моделирования процесса плазменного упрочнения образцов из стали 40Х. С использованием экспериментальных данных по размерам зон упрочнения в рамках теплофизического моделирования определены эффективный радиус и КПД плазменной дуги. Проведено моделирование плазменного поверхностного упрочнения в зависимости от скорости движения и тока плазменной дуги. На основе анализа предложены номограммы для определения глубины и ширины зоны упрочнения стали 40Х в зависимости от скорости и тока плазменной дуги. Построены термические циклы в зоне нагрева стали. Определены скорости охлаждения материала в зависимости от скорости движения и глубины упрочнения в сравнении с критической скоростью закалки стали.
Бесплатно
Исследование и отработка технологии восстановления лопаток ГТД после эксплуатации лазерной наплавкой
Статья научная
В работе представлены исследования и отработка технологии восстановления лопаток газотурбинного двигателя из сплава ЖС6У после эксплуатации путем лазерной импульсной наплавки. Проведено металлографическое исследование и контроль люминесцентным методом по местам наплавки. Разработана и апробирована технология устранения дефектов, возникающих на лопатках в процессе эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты анализа размерных связей конструкции поворотно-делительного стола, влияющих на показатели геометрической точности. Выявлено, что размерные цепи, описывающие формирование показателей точности, являются связанными. Установлено, что некоторые составляющие звенья размерной цепи меняют свое направление в процессе достижения точности. По результатам расчета разработаны предложения, позволяющие сократить трудоемкость сборки.
Бесплатно
Исследование и синтез оптимальных структур технологических систем производства летательных аппаратов
Статья научная
Исследованы структуры технологических систем (ТС) производства на разных уровнях иерархии с целью их системного анализа для возможности в условиях автоматизации технологических процессов проектировать оптимальные по целевым критериям проекты производства и вычислять оценку эффективности. Предложена методика описания и построения структур образующих в своем подпространстве, что позволяет обосновывать процедуры формирования функциональных подмножеств, которые посредством связей образуют комбинаторную структуру в топологии комплексной ТС. Предложенная методика взаимного отображения одного множества на второе позволяет формировать требуемые характеристики и свойства узлов связи структуры по её связности, назначению и условиям оптимизации в реальных условиях работы по задаваемым правилам вхождения любой образующей системы в сеть связей общей системы производства летательных аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
В работе установлена взаимосвязь между показателями пластической анизотропии (коэффициентами поперечной деформации) и параметрами строения материала, а также на примере прокатки технического алюминия Al99 исследовано изменение кристаллографии структуры и показателей анизотропии. В целом результаты исследований свидетельствуют о достаточно хорошей сходимости расчетных и экспериментальных данных, следовательно разработанные модели пластического течения анизотропного материала, учитывающие кристаллографическую ориентацию структуры, адекватно описывают анизотропию деформационных характеристик листовых материалов. Установлены кристаллографические ориентировки, способствующие увеличению коэффициентов поперечной деформации, а также приводящие к созданию трансверсальной изотропии. Проведенные исследования подтверждают принципиальную возможность формирования в листах заданной кристаллографии структуры, обеспечивающей повышение деформационных возможностей материала в процессе формообразования.
Бесплатно
Исследование износостойких материалов лопаток для смесителей-пневмонагнетателей
Статья научная
В работе приведены сравнительные исследования абразивной износостойкости металлов лопаток смесителей-пневмонагнетателей. Результаты исследования показали, что наилучшим комплексом механических и служебных свойств обладает сталь 110Г13Л обеспечивающая высокие прочностные и эксплуатационные свойства лопаток.
Бесплатно
Исследование кинетики полета и деформирования пакета при сварке взрывом
Статья научная
В работе приведена расчетно-экспериментальная методика определения скоростей движения и соударения пластин при их взрывном нагружении. На базе результатов проведенных исследований рассмотрена кинетика полета и деформирования пакета при сварке взрывом.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования коэффициентов трения смазанных деталей из алюминиевого сплава АД0 с микроструктурированной поверхностью. Целью исследований было воссоздать условия при глубокой вытяжке цилиндрической детали и измерить коэффициенты трения при взаимодействии трущихся поверхностей. Для экспериментального исследования использовались трибометр CSM Instruments и профилометр Surtronic 25. Анализ результатов исследований показал снижение коэффициента трения при наличии микроструктурированной поверхности. Уменьшение величины коэффициента трения было достигнуто за счет предварительного тиснения поверхности листовой заготовки, обращенной к зеркалу матрицы, в виде большого количества микро углублений, которые эффективно удерживают смазку при штамповке, что позволяет снизить коэффициент трения.
Бесплатно
Исследование коэффициента трения титановых и инструментальных сплавов. Сухое и граничное трение
Статья научная
Представлены результаты обработки проведенного натурного эксперимента по определению коэффициента трения между титановыми сплавами и твердым сплавом. В процессе эксперимента варьировалась скорость тел-участников пары трения, а также сила их прижатия друг к другу. Трение проходило как в условиях подачи СОЖ, так и без нее. Результатом обработки данных стали эмпирические зависимости, позволяющие в зависимости от условий трения получать величину коэффициента трения.
Бесплатно
Исследование коэффициента трения фторопласта - 4 при различном качестве обработки поверхности
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования коэффициентов трения при трибоконтакте фторопласт - 4 и стали 12Х18Н10Т. Целью данной работы было воссоздание трибоконтакта фторопласта - 4 и стали 12Х18Н10Т в торцевом уплотнении основной полости подвода окислителя рулевого агрегата ракетоносителя «Союз» и изучение коэффициента трения данной пары. Для экспериментального исследования использовались трибометр CSM Instruments и профилометр Surtronic 25. Результатом исследования стало получение зависимостей коэффициента трения от шероховатостей поверхностей при использовании смазки ЦИАТИМ - 205 и без нее. Так же было выявлено количество циклов «притирания», которое составило 5.
Бесплатно
Исследование критических условий пробивания стальной пластины пулей огнестрельного нарезного оружия
Статья научная
В статье изложены результаты исследования критических условий пробивания стальной пластины при обстреле пулями огнестрельного оружия. Исследован процесс разрушения стальной пластины в области пробивания с образованием чашевидной вырубки - «пробки» при соударении пули с преградой и выносе её вторичным осколком. Исследование режима пробивания бронепреграды с образованием пробки имеет значимость для экспертно-криминалистических подразделений МВД с целью идентификации оружия с максимальным количеством факторов идентификации на вырубках в отличии от сквозных пробитий, а так же для разработки методов моделирования процесса бронепробития, формировании расчётных зависимостей и разработки схем эмпирических исследований. В работе описана методика экспериментального исследования по пробитию мишени на специально разработанном стенде с дистанционным спуском. Для испытаний выбраны несколько основных классов огнестрельного оружия, для которых показана область критических условий пробития мишени с образованием чашечки. Эксперименты по пробитию образца с образованием вышибной чашечки проведены для разных калибров и типов пуль классов короткоствольного и длинноствольного огнестрельного оружия. Сделан анализ процесса деформации и разрушения материала мишени и пули в результате процесса образования пробки. Исследован процесс образования пробки при лобовом и боковом соударении сердечника пули со стальным и свинцовым сердечником с мишенью. Сделана оценка скоростных и энергетических режимов в процессе образования вырубки и условий возможности неполного процесса образования пробки.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны физические и математические модели для расчета локальных температур на пластически деформирующих зернах шлифовального круга. Модели учитывают изменение кинематики диспергирования абразивными зернами и механических характеристик материала заготовки при наложении ультразвуковых колебаний. Разработана методика и программное обеспечение для расчета температурного поля, методика численного моделирования температур. Результаты моделирования показали, что использование ультразвуковых колебаний позволяет уменьшить локальные температуры на 24-30%.
Бесплатно
