Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1588
Теоретические исследования процесса виброакустической динамики шпиндельных бабок сборной конструкции
Статья научная
Теоретически исследованы уровни вибрации и шума шпиндельных бабок сборной конструкции. Отмечается, что в данном случае изменяется колебательная система бабки - и это приводит к необходимости моделирования виброакустической динамики указанных конструкций. Основой для расчета спектров вибрации и шума является метод энергетического баланса конструкции, состоящей из системы прямоугольных пластин, в которые поступают потоки вибрационной мощности от опор шпинделя. Проведены соответствующие расчеты для корпусов бабок, изготовленных из стали и чугуна. Получены следующие данные. У корпуса чугунной шпиндельной бабки скорость распространения изгибных волн меньше в 0,62 раза, собственные частоты колебаний - в 0,78 раз, коэффициент поглощения вибрационной мощности больше в 11,4 раза, что приводит к значительному уменьшению уровней шума. Актуальность исследования обоснована широким распространением шпиндельных бабок сборной конструкции в производстве, особенно на станках токарной группы.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты теоретических исследований процесса отжима сока шнековым прессом. Построена математическая модель отжима сока шнековым рабочим органом с дополнительным дренирующим контуром.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В рамках данного исследования рассмотрены прецизионные элементы целевой аппаратуры и чувствительные элементы системы стабилизации и ориентации перспективных космических аппаратов. Обоснованы и разработаны метод и программно-алгоритмическое обеспечение моделирования динамических характеристик указанных элементов. При этом учтены результаты обработки данных по экспериментальным исследованиям активных и пассивных осцилляторов.Материалы и методы. Показано, как метод обезвешивания позволяет воссоздать условия, максимально соответствующие реальной эксплуатации перспективных космических аппаратов, прецизионных элементов конструкции, целевой аппаратуры и их приводов. Представлены схемы соответствующих экспериментальных установок. Использованы методы математического моделирования, методы механики и динамики машин. Рассчитаны основные параметры динамики предлагаемой конструкции - определяющие с точки зрения реализации целевых функций космического аппарата. Сформированы рациональные варианты компоновки и примерных циклограмм функционирования перспективных космических аппаратов с целью снижения микровозмущений от приводных устройств с вращающимися массами.Результаты исследования...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассматривается организация ветвлений и повторений в контексте логического программирования на примере языка Пролог. Принципиальной особенностью программы на языке логического программирования является то, что компьютер должен решать задачу, проводя рассуждения подобно человеку. Такая программа содержит описание объектов и отношений между ними на языке математической логики. При этом остается актуальной программная реализация ветвлений и повторений в условиях отсутствия в логическом языке специальных операторов для указанных конструкций. Целями работы явились выявление наиболее эффективных способов для решения задач с применением ветвлений и повторений средствами языка логического программирования Пролог, а также демонстрация полученных результатов на примерах вычислительных задач. Материалы и методы. Выполнен анализ специальной литературы по теме исследования. Использованы методы обобщения, систематизации знаний, тестирования программы, анализ хода ее выполнения. Результаты исследования. Предложены конструкции организации ветвлений и повторений в программе на языке Пролог. Для организации повторений предложены различные варианты завершения рекурсивного цикла при решении задач.Обсуждение и заключения. Рассмотрены способы организации ветвлений и повторений на языке логического программирования Пролог. Все эти способы продемонстрированы на примерах решения задач вычислительного характера. Полученные результаты могут быть использованы при дальнейшей разработке рекурсивных предикатов в логических языках программирования, а также в учебном процессе при изучении логического программирования на языке Пролог. Приведенные примеры программ позволяют использовать их в качестве технологической основы программирования ветвлений и повторений на языке логического программирования Пролог.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Долговечность и работоспособность гидравлических машин определяется в результате ресурсных испытаний. При этом для силового нагружения гидравлического двигателя применяются различные тормозные устройства (механические, электрические, гидравлические и др.), в результате чего теряется значительное количество энергии. Этого можно избежать, если при ресурсных испытаниях использовать метод вращательного движения с рекуперацией энергии. Такой подход применим для гидравлических насосов, моторов, а также гидравлических цилиндров.Материалы и методы. Представлен испытательный стенд, конструкция которого позволяет воссоздать условия, максимально соответствующие реальной эксплуатации гидравлических цилиндров. При этом возможна рекуперация энергии. Для решения задач исследования использованы методы математического моделирования, рассчитаны основные функциональные параметры предлагаемой конструкции. Определение приращения давления в различных точках гидравлической системы базируется на теории объемной жесткости...
Бесплатно
Теоретические основы функционирования комплексного гидропривода зерноуборочных комбайнов
Статья научная
Представлена обобщенная принципиальная схема комплексного гидравлического привода самоходных зерноуборочных комбайнов. Приведены теоретические основы функционирования этих приводов.
Бесплатно
Теоретический расчет давления в емкостях, заполненных дискретной средой
Статья научная
Дан анализ распределения по вертикали и горизонтали составляющих давления сыпучего материала. Показано наличие области максимального давления в центральной части бункера. На основе анализа условия равновесия получено выражение для бокового коэффициента.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты теоретических исследований возбуждения вибраций и излучения шума оборудования для динамических испытаний лонжеронов вертолётов. Получены зависимости для определения спектров вибраций в рабочей зоне операторов.
Бесплатно
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
