Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1534
Статья научная
Рассматривается теоретическое исследование процесса шумообразования при шарико-стержневом упрочнении деталей типа балок и пластин. Получены аналитические зависимости создаваемых спектров шума, что является основой для выбора инженерных решений по доведению акустических характеристик до санитарных норм на этапе проектирования подобных процессов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрен процесс формирования акустических характеристик в кабинах стреловых кранов. Выявлены зависимости формирования шума в кабинах от внешних источников аэродинамического шума и на основе этого определены возможные пути снижения уровней звукового давления на рабочих местах крановщиков.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен совмещенный метод виброизоляции и виброгашения на примере стенда виброударного упрочнения лонжеронов вертолетов. Разработанная динамическая модель позволяет минимизировать коэффициент передачи сил на фундамент оборудования, что приводит к уменьшению уровней вибрации. Рациональный подбор параметров модели, таких как масса, приведенные жесткости, частота вибрации, позволяет обеспечить выполнение санитарных норм вибрации при проектировании подобного оборудования
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрен тепловой расчет объемной конструкции с использованием метода конечных элементов. По планам Министерства энергетики РФ в стране в ближайшие годы будет создана мощная индустрия ветровой энергетики. В связи с этим расчеты при производстве строительных конструкций ветроэнергетических установок в настоящее время приобретают большое значение. Производство таких конструкций из стеклопластика представляет собой сложный термохимический процесс, включающий полимеризацию связующего при строго заданных тепловых режимах. Целью работы является разработка методики трехмерного конечно-элементного расчета нестационарного режима нагрева составной конструкции сложной формы.Материалы и методы. Определение полей температур конструкции сложной формы, выполненной из неоднородных материалов, приводит к необходимости применения численных методов и, в первую очередь, метода конечных элементов. Конечно-элементное моделирование поведения композиционных материалов при формовании до настоящего времени остается незавершенным. Для частичного ее решения выполнена адаптация известного уравнения теплопроводности для конкретной задачи на основе первого закона термодинамики. Предложены новые конечно-элементные модели, описывающие тепловые поля в конструкции при ее изготовлении. Определена точность моделирования тепловых процессов. Проведено численное моделирование нагрева.Результаты исследования. Решение задачи выполнено в многофункциональном программном комплексе ANSYS с реализацией методики расчета на языке параметрического программирования APDL. Рассчитаны поля температуры лопастных элементов ветроэнергетических установок на этапе их изготовления, что позволило выявить характерные особенности технологического процесса производства данных конструкций и получить рекомендации по уточнению процесса их склейки.Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы в тепловых расчетах элементов строительных слоистых конструкций сложной формы из композиционных материалов в ветроэнергетике, машиностроении, авиастроении, судостроении, приборостроении и т. д.
Бесплатно
Теплофизические, диффузионные и сегрегационные процессы в зоне фрикционного контакта
Статья научная
Расчет температурного поля для трибосистемы колесо - тормозная композиционная колодка подвижного состава показал, что максимальное значение температуры в колесе находится не на поверхности, а на расстоянии 200-1000 мкм от поверхности трения. При трении в результате термомеханической деструкции полимерной колодки выделяется водород, который адсорбируется и поглощается контактирующей поверхностью колеса. При этом максимум концентрации водорода совпадает с максимум температуры. Представлены результаты по исследованию сегрегационных явлений легирующих и примесных элементов на границах зерен железа. Показано, что основой кинетического условия самоорганизации на антифрикционном трибоконтакте является согласованность скоростей образования пленки переноса и ее разрушение. Энергия связи атомов различных элементов с поверхностью зерен находится в периодической зависимости от атомного номера элементов. Этот факт может служить теоретической базой для прогнозирования прочностных свойств стали с различным составом легирующих и примесных элементов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения методов рентгенноэлектронной и оже-электронной спектроскопии (РЭС, ОЭС) квантовой химии при решении трибологических задач.
Бесплатно
Термодинамический анализ реакций в процессе микродугового хромирования стали
Статья научная
Показано, что существующие процессы диффузионного хромирования характеризуются рядом недостатков. Предложено использование технологии микродуговой химико-термической обработки для формирования карбидного покрытия на поверхности материала. Проведены термодинамические расчёты реакций восстановления оксида хрома, являющегося источником диффузанта. Выявлено, что наиболее вероятно протекание реакций восстановления оксида хрома метаном и углеродом с образованием атомарного хрома, а также последовательным по мере возрастания температуры нагрева образованием карбидов Cr 3C 2, Cr 7C 3 и Cr 23C 6. Осуществлена экспериментальная проверка полученных результатов. В результате упрочняющей обработки получен поверхностный слой на основе карбидов хрома глубиной 20-25 мкм, под которым расположена науглероженная зона эвтектоидной концентрации, а далее - исходная ферритно-перлитная структура.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается одномерная задача термоупругости о вертикальном внедрении жёсткой полуплоскости, движущейся горизонтально с постоянной скоростью по поверхности упругого покрытия (полосы в плане), нижняя сторона которого жестко оперта на недеформируемое основание. На поверхности основания поддерживается постоянная температура. Тепловой поток, порожденный фрикционным контактом, направлен в покрытие. Решение задачи получено с помощью интегрального преобразования Лапласа и представлено в виде контурных интегралов. Исследовано расположение полюсов подынтегральной функции решения в комплексной плоскости при различных значениях параметров задачи. Распределения температуры, смещений и напряжений по толщине покрытия получены в виде бесконечных рядов по собственным функциям. Показана неустойчивость полученных решений задачи на всём интервале времени при любой скорости скольжения полуплоскости по поверхности покрытия.
Бесплатно
Техника и инженерия в социокультурных измерениях
Статья научная
Рассмотрен фактор развития современной техногенной цивилизации. Особое внимание уделено культурологическому и философскому анализу влияния техники на мировоззренческие установки современного человека. Отдельно проанализирована философская рефлексия на роль техники и технического знания, а также степень ответственности, которую берет на себя инженер, владеющий техникой.
Бесплатно
Техника и технология в культуре техногенной цивилизации
Статья научная
Анализируется как внутренняя логика развития техники и технологии, так и их социокультурный аспект — исследуемые понятия рассматриваются в связи с бытием, деятельностью, ценностями общества. Распространение передовой информационной технологии и техники приводит к пониманию важности учёта не только технических, но и многочисленных социальных факторов.
Бесплатно
Технико-экономические и термодинамические аспекты оптимизации лезвийной обработки
Статья научная
Целью данного исследования является разработка расчетного метода выбора оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента. Выполнен анализ известных критериев оптимизации: трибологических, температурных, энергетических и термодинамических. Выявлены признаки их оптимальности при вариации скорости резания (трения). Особое внимание уделено разработанным в Донском государственном техническом университете экспериментальным термодинамическим критериям оптимизации, отражающим флуктуационную природу трения и износа. Показано, что максимальные значения флуктуационных критериев при вариации скорости резания характеризуют повышенные диссипативные возможности зоны резания. Получена формула для расчета оптимальной скорости резания из условий теплового равновесия на контактных площадках токарного резца. Кроме элементов режима резания, геометрии инструмента и контактных нагрузок в формулу входит деформационная характеристика процесса резания - коэффициент укорочения стружки. Предложенная аналитическая зависимость позволяет выбирать оптимальный режим с помощью расчетов, без проведения дорогостоящих стойкостных экспериментов.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы являлось создание новой конструкции сеялки, предназначенной для работ на тяжелых почвах. Основная задача модифицированной конструкции - устранение сложностей, возникающих при высеве, особенно когда в почве находятся остатки неубранного урожая, а на ее поверхности - пожнивные остатки от ранее возделанных культур. Эксперименты проводились при следующих варьируемых факторах: скорость движения сеялки, глубина обработки почвы, конструкция почвообрабатывающих рабочих органов, высота высевающих слотов и расстояние между ними, угол падения зерна, расстояние между корпусами рабочих органов, расстояние между слотом и стойкой рабочего органа. Результаты исследований позволяют утверждать, что применение модифицированной сеялки позволяет добиться более равномерного распределения зерна в почве. При этом урожайность повышается почти на 14 % и достигает уровня 86,7 %. Оптимальные параметры модифицированной конструкции следующие: расстояние между корпусом почвообрабатывающего орудия и высевающим отверстием слота - 50 см; угол падения высеваемого материала на почву из слотов - 600; высота падения зерен из слотов - 50 см; расстояние между отверстиями высевающих слотов - 17 см; скорость движения сеялки - 8 км/ч. При этом установлено, что для достижения наилучшего эффекта в качестве почвообрабатывающих орудий следует использовать жесткие стойки с крыльчатыми лапами.
Бесплатно
Технические средства внутрипочвенного рыхления с малым тяговым сопротивлением
Статья научная
Рассмотрена биогеосистемотехника, выполнена верификация биологической, рекреационной, производственно-экономической содержательности почвенно-мелиоративной агротехники на базе внутрипочвенного роторного фрезерного рыхления. Приведены данные испытаний технического средства внутрипочвенного роторного фрезерного рыхления первого поколения, разработано принципиально новое техническое решение. Выполнен синтез структуры вариантов нового технического средства внутрипочвенного роторного фрезерного рыхления во втором и третьем приближениях. Обеспечена минимизация тягового сопротивления нового технического средства при его функционировании. Выработан критерий оптимизации результатов синтеза технического решения, выполнен параметрический синтез устройства, даны сравнительные энергетические характеристики нового устройства и прототипа. Роторный щелерез-редуктор передаёт без пассивного тягового сопротивления крутящий момент к почвообрабатывающему инструменту, а также к внутрипочвенному, работающему с полным погружением, расположенному горизонтально и перемещаемому поступательно на заданной глубине 20-48 см. Обоснована возможность надёжного функционирования в почве системы взаимосвязей нового технического решения. Приведены показатели назначения и надёжности устройств внутрипочвенного роторного фрезерного рыхления. Рассмотрены физика функционирования и физика отказов, обоснована надёжность нового технического решения. Предложены принципиально новые основы разработки инновационных проектов и реализации планов мелиорации почв России.
Бесплатно
Технические средства контроля и управления природно-ресурсным и экологическим мониторингом региона
Статья научная
Сформулированы принципы построения и функционирования системы мониторинга. Описаны технические средства, обеспечивающие комплексный контроль за изменением состояния земли и приземной атмосферы. Указываются способы представления выходной информации и области её потенциального использования.
Бесплатно
Техническое обслуживание технологических машин на базе цифровизации
Статья научная
Введение. Цифровые данные и аналитика преобразуют роль технического обслуживания производственного оборудования. Аналитическая информация датчиков, размещенных на изделии, позволяет непрерывно наблюдать функционирование технологических машин и своевременно обслуживать их. Так, выявляются дефекты технического оснащения, анализ которых позволяет разрабатывать алгоритмы мониторинга, прогнозирования и предупреждать выход оборудования за пределы надежной работы.Материалы и методы. Представлены основные принципы цифровизации и структура построения цифровых образов. Используется математический метод описания вектора цифровых образов и алгоритмизации системы управления.Результаты исследования. Обобщены достижения известных систем технического обслуживания и цифровизации различных машин. Использование динамического цифрового образа позволило определить необходимые уровни для поддержания работоспособности технологических объектов. Показан возможный вариант мониторинга состояния оборудования в рамках концепции цифровизации производства. Он основан на предложенном алгоритме автономного управления технологическим состоянием.Обсуждение и заключение. Описано построение цифровых образов станка в соответствии с основными стадиями его жизненного цикла. Рассмотрена задача автоматизированного поддержания работоспособности станков на базе цифровизации.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена концепция соединения труб большого диаметра методом электромуфтовой сварки при помощи муфт с коническими манжетами. Описаны практические аспекты выполнения соединений таких труб. В частности, указываются причины роста требований к качеству сварных соединений с ростом диаметра соединяемых труб. Рассмотрена конструкция муфты с коническими манжетами, а также технология монтажа данного вида муфт. Приводится сравнение двух технологий - электромуфтовой сварки труб большого диаметра при помощи цилиндрических муфт и электромуфтовой сварки труб при помощи муфт с коническими манжетами. В заключении приводится список европейских нормативных документов, на основании которых испытываются сварные соединения, выполненные при помощи муфт с коническими манжетами.
Бесплатно
Технологии обучения с элементами моделирования в формировании профессиональных компетенций
Статья научная
Проводится анализ обучения моделированию, позволяющий определить цели, содержание и этапы обучения. Формирование профессиональных компетенций требует усвоения методологических знаний моделирования и освоения процедур реализации информационных моделей в процессе развивающего обучения и обучения информатике на дошкольном, пропедевтическом, базовом, профильном, профессиональном этапах.
Бесплатно
Технологическая схема обработки деталей приборов на вибрационно-ультразвуковой установке
Статья научная
Предложена эффективная технология обработки деталей с применением ультразвуковых преобразователей, разработаны опытные конструкции рабочих камер. Проведены испытания, проанализированы результаты.
Бесплатно
Технологические особенности переработки мелкодисперсных порошков алюминия
Статья научная
Показано, что введение в состав порошка алюминия жидкой пленкообразующей смазки и использование теплого прессования позволяют повысить экологическую безопасность процессов порошковой металлургии алюминия путем снижения пылящей способности мелкодисперсных порошков на стадии прессования и газообразования в прессовках на стадии спекания.
Бесплатно
Технологические особенности упрочнения коленчатых валов виброударным методом
Статья научная
Введение. Рассматриваются технологические особенности обработки коленчатых валов виброударным методом поверхностного пластического деформирования (ППД), получившего широкое применение в технологии изготовления деталей машин. Целью исследований является обоснование эффективности влияния виброударной упрочняющей обработки на повышение качества и эксплуатационных характеристик коленчатых валов (КВ).Материалы и методы. Методически исследования включали в себя обоснование технологической схемы виброударной обработки и разработку расчётной модели оценки влияния обработки на изменение макрогеометрии (коробления) КВ.Результаты исследования. Разработаны технологические схемы объемной виброударной отделочно-упрочняющей обработки КВ с применением вибростанка с U-образной рабочей камерой, габаритные размеры которой соизмеримы или превышают габаритные размеры подвергаемого обработке КВ и обеспечивают расположение вала таким образом, чтобы его основная ось, совпадающая с осью коренных шеек, находилась в зоне расположения условной оси вращения массы рабочей среды. Исследованы параметры качества поверхности при обработке их на виброустановке УВГ 4Х10 по апробированным методикам с применением специальной оснастки. Установлено, что виброударная упрочняющая обработка (ВиУО) позволяет за счет пластической деформации микронеровностей получить качественно новый микрорельеф поверхности и снизить ее исходную шероховатость, существенно повышает микротвердость поверхности коренных и шатунных шеек КВ и изменяет напряженное состояние их поверхностного слоя. Предложена расчётная зависимость для оценки суммарного коробления КВ, упрочнённого в процессе ВиУО и подтверждена её адекватность. Показано, что коробление вала после ВиУО обусловлено разнонапряжённостью шатунных и коренных шеек КВ на уровне Кн ≈ 0,6.Обсуждение и заключение. Виброударная обработка КВ обеспечивает улучшение геометрических и физикомеханических параметров поверхностей шатунных и коренных шеек. В результате обработки всех поверхностей вала коробление не превышает допустимых значений, устанавливаемые техническими требованиями. Это позволяет сделать вывод об эффективности рассматриваемого способа упрочнения КВ с целю повышения их эксплуатационных свойств.
Бесплатно
Технологические предпосылки управления импульсно-дуговой сваркой плавящимся электродом
Краткое сообщение
Рассматриваются технологические предпосылки унификации режимов импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в аргоне. Приведена последовательность расчёта режимов.
Бесплатно
