Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1552
Технология и оборудование получения утолщённых кромок под сварку трением с перемешиванием
Статья научная
Введение. Сварка трением с перемешиванием находит широкое применение за счет определенных преимуществ этого способа. Рассмотрены факторы, снижающие прочность соединений, выполненных из высокопрочных алюминиевых сплавов. При сваривании плоских листов эффективным способом повышения прочности сварного шва является утолщение их кромок. В работе предложен способ такого утолщения, разработана установка, проведен расчет и эксперименты. Материалы и методы. Разработано лабораторное оборудование, позволяющее одновременно выполнять утолщение двух кромок, которые подлежат сварке. Основным элементом этого оборудования является стальной валик, который прокатывается по кромкам двух заготовок и создает их утолщение за счет пластической деформации. Эта же установка может быть использована и для процесса сварки трением с перемешиванием. Для расчёта геометрии утолщённых кромок и параметров деформирующего ролика, зависящих от величины осадки кромок, разработана математическая модель на основе контактной задачи для упругого (ролик) и упругопластичного (заготовки) тел с билинейным законом упрочнения. Построена трехмерная упрощенная геометрическая модель установки, которая учитывает ее симметрию. На поверхностях контакта выбраны специальные контактные конечные элементы и произведено сгущение конечноэлементной сетки. Численная реализация модели осуществлена в пакете ANSYS. Результаты исследования. Теоретическая модель позволяет оценивать напряжённо-деформированное состояние взаимодействующих элементов. На основе разработанной конечноэлементной модели проведены расчеты параметров утолщенных кромок и определена геометрия утолщённых кромок. На разработанном лабораторном оборудовании проведены натурные эксперименты по утолщению кромок заготовок. Результаты эксперимента подтверждают адекватность разработанной теоретической модели и расчетов на ее основе. Показана возможность регулирования размеров утолщённых кромок.Обсуждение и заключение. Предложена технология получения утолщённых кромок в местах выполнения сварных швов, которая позволит снизить металлоёмкость конструкций и обеспечить несущую способность сварных соединений не ниже аналогичных характеристик основного металла. Разработана теоретическая модель процесса и проведен численный эксперимент, позволяющие выбрать параметры технологического процесса.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований процессов получения керамических мембранных фильтров с градиентной микронанопористой структурой. Показаны два этапа технологии - получение микропористых подложек в интервале пористости 30-60 % и размера пор 0,4-100 мкм и нанесение на них сплошных микропористых мембранных слоёв на основе оксидов алюминия и циркония толщиной 20-60 мкм со средними размерами пор ~ 30-300 нм.
Бесплатно
Технология нанесения защитных покрытий на поршневые кольца дизельных двигателей
Статья научная
Цель работы заключается в поиске новых перспективных конструкционных малоактивируемых материалов. Описаны eq дисперсно-упрочненные микролегированные сплавы eq на основе хрома, eq которые показывают хорошие eq физико-механические свойства в eq исходном состоянии. Приведены eq результаты сравнительных исследований прочностных свойств хромовых покрытий, полученных газотермическими и eq гальваническими методами нанесения на поршневые eq кольца. Это позволяет eq выявить и оценить преимущества eq данных покрытий в зависимости eq от эксплуатационных характеристик. Построены eq экспериментальные зависимости износа eq хромированных колец от eq наработки двигателя. Приведены eq результаты ускоренных и натурных eq испытаний различных двигателей eq по определению влияния eq состава хромовых покрытий eq на величину и характер eq изменения коэффициента трения в eq зависимости от нагрузки. Определена эффективность применения исследованных покрытий для поршневых колец дизельных двигателей.
Бесплатно
Технология раздельного формирования многомерных данных
Статья научная
Предметом исследования является технология формирования многомерного представления данных с использованием раздельного задания размерностей и мер. Цель - обеспечение максимального уровня автоматизации работы пользователей при формировании новых кубов данных. В ходе проведенных изысканий решены следующие задачи: определена последовательность формирования промежуточных представлений данных; исследована корректность этих представлений; разработаны эффективные алгоритмы формирования представления и проверки корректности. Теоретической основой исследования являются методы межмодельных преобразований данных. При этом в качестве исходной модели данных используется классическая реляционная модель, в качестве целевой - расширенная модель многомерных данных с несбалансированными иерархиями в размерностях. В результате проведенной работы представлена технология формирования многомерных данных. Полученные результаты могут использоваться аналитическими службами различных предприятий в процессе обработки значительных объемов данных. Предложенная технология формирования многомерных данных является развитием традиционных OLAP-технологий.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Модель на основе оптимизации надежности (RBDO) снижает структурный вес в некритических регионах, обеспечивает не только улучшенный дизайн, но и более высокий уровень уверенности в конструкции. Материалы и методы. Классический подход RBDO может быть выполнен в двух отдельных пространствах: физическом и нормализованном. Так как в этих двух пространствах требуется очень много повторных исследований, решающее время для такой оптимизации - большая проблема. К счастью, был разработан эффективный метод, называемый гибридным методом (HM), посредством которого процесс оптимизации завершается в гибридном пространстве проектирования (HDS). При проектировании свободных вибрирующих структур HM может использоваться с большой сложностью реализации и приводит к большому времени вычислений. Для преодоления этого недостатка разработан эффективный метод под названием Safest Point (SP). Результаты исследования. Численное приложение на крыле самолета при свободных колебаниях показывает эффективность предложенного метода относительно НМ. Метод SP может эффективно сократить время вычислений относительно HM. Обсуждение и заключения. Упрощенная структура реализации стратегии SP состоит в разделении проблемы RBDO на ряд простых проблемах. Это обеспечивает конструкторам эффективные решения, которые должны быть экономически оправдывающими необходимый уровень надежности для динамических случаев (модальные исследования).
Бесплатно
Точность срабатывания адаптивной фрикционной муфты с раздельным силовым замыканием
Краткое сообщение
За счёт раздельного силового замыкания пар трения основной и дополнительной фрикционной группы выявлена возможность увеличения коэффициента усиления обратной связи и точности срабатывания адаптивной фрикционной муфты. Нагрузочная характеристика адаптивной фрикционной муфты представлена в форме кривой, монотонно возрастающей в полном интервале изменения величины коэффициента трения. Полученные результаты по трём вариантам варьирования переменных величин параметров адаптивной фрикционной муфты показали, что для достижения наибольшей точности срабатывания муфты с раздельным силовым замыканием, выполненной по второму варианту, необходимо принимать максимально возможное число пар трения основной фрикционной группы и максимальную величину коэффициента усиления.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности процесса транснационализации в сфере производства и распределения туристических услуг, определены исторические формы отраслевых транснациональных корпораций, специфика их организационной структуры и хозяйственного функционирования. Дано современное определение транснационализации как тренда развития мирового туристического рынка, факторы и условия ее интенсификации.
Бесплатно
Трансфер инноваций: организация и управление инфраструктурными элементами
Статья научная
Рассмотрена система трансфера инноваций в аспекте интегрирования её разрозненных инфраструктурных звеньев. Предлагается методика формирования института инновационного брокерства как наиболее эффективного инструмента управления нововведениями. Проанализированы региональная специфика и организационное устройство инновационной инфраструктуры на примере Ростовской области.
Бесплатно
Трение и изнашивание фторопластсодержащих композитов (обзор)
Статья обзорная
Описывается композиционная структура, особенности трения и изнашивания антифрикционного полимерного фторопластсодержащего покрытия.
Бесплатно
Трехмерная интегральная модель сухого трения для движения прямоугольного корпуса
Статья научная
Введение. Исследуется трехмерная модель сухого трения при взаимодействии прямоугольного тела и горизонтальной шероховатой поверхности. Предполагается, что отрыв корпуса от горизонтальной поверхности отсутствует. Движение тела происходит в условиях комбинированной динамики, когда помимо продольного движения тело участвует в верчении.Материалы и методы. Предложены дробно-линейные аппроксимации Паде, которые заменили громоздкие аналитические выражения, наиболее точно описывающие движение тел по шероховатым поверхностям. Предложены новые математические модели, описывающие скольжение и верчение тел с прямоугольным основанием.Результаты исследования. Разработаны и научно обоснованы аналитические выражения главного вектора и момента сил трения для прямоугольных площадок контакта. Разработана модель трения, которая учитывает взаимосвязь между скоростями скольжения и верчения, позволяющая находить решения для зависимостей Паде. После численного решения уравнений движений, получены и построены зависимости скорости скольжения и угловой скорости от времени. Построены графики зависимостей сил трения и их момента от угловой скорости и скорости проскальзывания, которые позволили сравнить интегральную и нормированную модели трения. Результаты сравнения показали хорошее соответствие интегральной модели и модели на основе аппроксимаций Паде.Обсуждение и заключения. Полученные результаты позволяет учесть динамическую связь компонентов, которая определяет силовое взаимодействие прямоугольного корпуса и горизонтальной поверхности. Эти результаты могут быть использованы в мобильной робототехнической сфере. Анализируемое движение корпуса происходит за счет управления движением материальной точки внутри корпуса. Такие мобильные роботы могут использоваться при решении широкого класса задач: при создании автономных роботов для исследования космического пространства и планет; при диагностике и лечении в части прохождения по сложным структурам вен и артерий; при исследованиях под водой, в местах больших перепадов температур; при подземных работах.
Бесплатно
Трехмерная контактная задача о взаимодействии упругого слоя с двумя штампами при учете трения
Статья научная
Изучены пространственные контактные задачи для упругого слоя конечной толщины, в одну грань которого симметрично вдавливаются два одинаковых жестких эллиптических штампа с учетом трения при разных типах граничных условий на другой грани. Задачи сведены к интегральным уравнениям относительно контактного давления, которые решены методом Галанова.
Бесплатно
Трехмерная механическая модель для описания больших упругих деформаций при одноосном растяжении
Статья научная
Предложена трехмерная механическая модель для описания больших деформаций нелинейно-упругих тел. Модель отражает различные случаи анизотропии: ортотропный, трансверсально-изотропный, а также изотропный материалы. Рассмотрено одноосное растяжение. Изучены две характеристики нелинейного материала: аналоги модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Анализируется влияние внутренних параметров модели на характеристики материала.
Бесплатно
Трехуровневая модель складского хозяйства предприятий технического сервиса
Статья научная
Предложена модель трехуровневой системы организации складского хозяйства в структуре АПК на базе статистики отказов зерноуборочных комбайнов
Бесплатно
Триботехнические свойства экспериментальных твёрдых сплавов с модифицированной кобальтовой связкой
Статья научная
Введение. Работа посвящена исследованию триботехнических характеристик экспериментальных твёрдых сплавов с модифицированной связкой при трении без смазки по труднообрабатываемым в процессе резания материалам - нержавеющей стали и титановому сплаву. Целью исследований является оценка процесса фрикционного взаимодействия для каждой пары трения по ряду параметров и определение на основании установленных трибопоказателей оптимальных сочетаний «экспериментальный твёрдый сплав - конструкционный материал».Материалы и методы. Трибологические испытания твёрдых сплавов проводились по схеме трения «цилиндр-диск» для различных скоростей скольжения и температур при постоянной нагрузке без применения смазочного материала. Сравнение процесса фрикционного взаимодействия производилось по силе трения, объёмному износу и шероховатости дорожек трения на контртеле. В качестве материалов контртел применялись нержавеющая сталь 12Х18Н9Т и титановый сплав ВТ3-1. Определение устойчивости экспериментальных составов к абразивному виду изнашивания осуществлялось путём измерения поверхностной микротвердости на сканирующем нанотвердомере путём анализа толщины нанесенных индентором царапин.Результаты исследования. По результатам микроидентирования наибольшей микротвердостью характеризуется экспериментальные сплавы 2.22 (связка 5,65%Со+l,8%Mo+0,6%Ti) и 2.23 (связка 5,1%Со+2,7%Mo+0,61%Ti). Для этих материалов средняя ширина царапины при различных усилиях была минимальна. В ходе трибологических испытаний наилучшие характеристики были зафиксированы для нержавеющей стали в сочетании со сплавом 2.22 и для пары трения «титановый сплав ВТ3-1 - твёрдый сплав 2.23». Процесс трения для этого сочетания материалов характеризуется невысокими коэффициентами трения с низким уровнем флуктуаций, минимальным износом образцов и изменениями начального микрорельефа их поверхностей.Обсуждение и заключения. В результате исследований установлены оптимальные с точки зрения трибологического взаимодействия пары трения: «титановый сплав ВТ3-1 - твёрдый сплав 2.23» и «нержавеющая сталь 12Х18Н9Т - твёрдый сплав 2.22». Процесс фрикционного взаимодействия для данных сочетаний материалов характеризуется минимальным объёмным износом, что будет способствовать повышению износостойкости инструмента на участках упругого контакта на передней и задней поверхностях.
Бесплатно
Трибохимический аспект влияния износостойких покрытий на износ при резании
Статья научная
Расчетами теплоты реакций окисления карбидов и нитридов ряда металлов как элементов износостойких покрытий определена вероятность образования соответствующих оксидов базовых металлов в условиях резания. Для оценки эффективности покрытий из нитридов, карбидов и алюминидов, образующихся оксидов впервые вводится показатель защитности (коэффициент объема) соединения, экспериментальные данные окисления чистых металлов, двойных сплавов, в том числе и алюминидов, позволяют считать, что эффективность использования алюминидов Ti, Fe, Cu, Nb, Zr, Ni коррелирует с значениями их показателей защитности. Исследования резания твердых сплавов с покрытиям TiC, TiN и Al2O3 на воздухе и в атмосфере азота подтвердили эффективность этих покрытий при замедлении (торможении) трибохимических реакций на контакте.
Бесплатно
Трибоэлектрические явления и износ инструментальных материалов
Статья научная
Определены мощности объёмных источников тепла Томсона. Показано, что нагревающий объёмный источник способствует уменьшению доли суммарного потока, поступающего в пластину, и расширению зоны прогрева. Охлаждающий объёмный источник в пластине инструментального материала, наоборот, отводит из зоны контакта дополнительное количество тепла, увеличивая температурный градиент и снижая зону прогрева.
Бесплатно
Трёхмерная контактная задача для трансверсально изотропного тела
Статья научная
Изучена пространственная контактная задача с неизвестной областью контакта для трансверсально-изотропного упругого полупространства, граница которого перпендикулярна плоскостям изотропии. Жёсткость границы упругого тела зависит от направления, поэтому для кругового в плане штампа область контакта, как правило, не является круговой. Задача сведена к интегральному уравнению (ИУ) относительно контактного давления, ядро которого не содержит квадратур. Для решения ИУ применяется численный метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и давление в этой области. Простой вид ядра ИУ облегчает его регуляризацию, параметр которой зависит от шагов сетки и параметров анизотропии. Для отладки программы использовано известное точное решение задачи для штампа в форме эллиптического параболоида. Сделаны расчёты для разных трансверсально-изотропных материалов при внедрении конического и пирамидального штампов.
Бесплатно
Трёхмерная контактная задача о взаимодействии упругого клина с двумя штампами при учёте трения
Статья научная
В квазистатической постановке изучена пространственная контактная задача для упругого клина, в одну грань которого симметрично вдавливаются два одинаковых эллиптических в плане жёстких штампа с учётом трения. Другая грань клина свободна от напряжений. Область контакта считается неизвестной. Рассмотрены случаи движения штампов перпендикулярно ребру клина. При этом штампы могут приближаться к ребру или удаляться от него. При использовании известной функции Грина для трёхмерного клина контактная задача сведена к интегральному уравнению (ИУ) относительно контактного давления. Для решения ИУ применяется метод Галанова, позволяющий одновременно определить область контакта и давление в этой области. Сделаны расчёты при разных коэффициентах трения, углах раствора клина и расстояниях между штампами.
Бесплатно
Угловые селективные характеристики светопропускания решеточного оптического фильтра
Статья научная
Исследованы решеточные оптические фильтры с целью определения степени влияния геометрических параметров решеток на угловые характеристики светопропускания. Решетки образованы чередующимися пропускающими и поглощающими полосами. Относительное расположение двух решеток обеспечивает угловую селективность светопропускания. Для достижения поставленной цели разработан графоаналитический метод, позволяющий рассчитывать угловую характеристику светопропускания фильтра в виде зависимости коэффициента светопропускания от угла падения лучей. Установлено влияние характеристического угла фильтра (данный угол определяет сдвиг решеток на входной и выходной поверхностях), шагов полос (шаг полос на каждой решетке равен суммарной ширине двух соседних чередующихся полос) и кратности шагов (отношение шагов полос входной и выходной решеток) на угловые характеристики светопропускания. В диапазоне углов падения от 0° до 60° характеристики фильтров на участках убывания и возрастания коэффициента светопропускания эквидистантны, линейны и практически симметричны относительно характеристических углов фильтров. При больших углах падения эквидистантность, линейность и симметричность характеристик нарушаются. Полученные закономерности необходимо учитывать при определении геометрических параметров фильтров, удовлетворяющих требуемым для конкретной остекленной конструкции и заранее заданным угловым характеристикам светопропускания. Целесообразно применение фильтра в областях, где требуется регулирование светопропускания при изменении угла падения лучей вследствие движения источника света и/или остекленного объекта друг относительно друга, прежде всего в архитектурном остеклении.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассматриваются порошковые антифрикционные материалы, применяемые в нефтегазовой промышленности. Особое внимание уделено материалам, обладающим эффектом самосмазываемости. Предлагается применение такого материала в узле трения одного из наиболее распространенных видов оборудования сервиса нефтегазовых скважин - плунжерном насосе высокого давления. Приводится конструктивная схема насоса с описанием модернизируемого узла, рассматриваются проблемы, возникающие при изготовлении и эксплуатации подшипниковой группы малой головки шатуна. Материалы и методы. С учетом опыта применения в машиностроении вкладышей подшипников из порошковых антифрикционных материалов подобран железографитовый пористый материал. Произведено изменение конструкции, учитывающее особенности работы самосмазывающихся материалов, позволяющее наиболее полно использовать их свойства. Рассматривается один из важнейших параметров работы подшипника скольжения - зазор между втулкой и валом. Подобрана посадка, обеспечивающая наибольшее прилегание втулки к валу по всей поверхности, что улучшает теплоотвод, способствует равномерному распределению нагрузки по поверхности трения и, тем самым, повышает работоспособность подшипникового узла. Результаты исследования. Предложен вариант изменения конструкции узла трения малой головки шатуна приводной части насоса с использованием самосмазывающегося подшипника из порошкового антифрикционного материала на основе железа. Предложенный подшипник удовлетворяет условиям нагружения рассматриваемого узла. Конструкция разработана с учетом условия самосмазываемости, что позволяет упростить изготовление шатуна, исключив необходимость изготовления смазочных отверстий в теле шатуна. Анализ предлагаемой модернизации проводится с применением 3D моделирования. Построенные модели позволяют наглядно оценить упрощение всей конструкции шатуна, изготовления входящих в него деталей, а также его сборки. Обсуждение и заключения. Полученные модели позволяют сделать вывод о целесообразности изменения конструкции подшипника для узла трения-скольжения малой головки шатуна плунжерного насоса высокого давления с учетом использования порошкового антифрикционного материала взамен существующего. Применение такого подшипника с эффектом самосмазывания позволит значительно упростить конструкцию шатунного узла.
Бесплатно
