Технологические процессы и материалы. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Позиционирование по стыку соединения при электронно-лучевой сварке является сложной научно-технической задачей по достижению высокого качества сварных соединений в аэрокосмической отрасли, судостроении и энергетике, окончательное решение которой до сих пор не найдено. Это связано с низкой помехозащищенностью датчиков контроля положения стыка непосредственно в процессе сварки. Часто электронно-лучевая сварка сопровождается возмущениями в виде магнитных полей, приводящих к отклонению электронного пучка от оптической оси пушки. Для контроля отклонения пучка от оптической оси пушки используется коллимированный рентгеновский датчик, размещенный на электронно-лучевой пушке, коллимационная щель которого наведена на оптическую ось пушки. Информация рентгеновского датчика обрабатывается по методу синхронного детектирования. Для этого используется технологическое сканирование электронного пучка поперек стыка свариваемого изделия, позволяющее осуществить выделение сигналов первой и второй гармоник частоты сканирования электронного пучка поперек стыка соединения. Произведен анализ влияния ширины зазора в стыке и отклонения стыка от оптической оси пушки на выходной сигнал коллимированного рентгеновского датчика. Предложена двухконтурная система автоматического позиционирования электронного пучка по стыку соединения при электронно-лучевой сварке в условиях действия магнитных помех, включающая контур слежения по стыку и контур компенсации магнитных полей. Для контроля положения стыка в системе используется вторично-эмиссионный датчик, информационный сигнал которого получают при сканировании стыка электронным пучком. Система исследована на устойчивость.
Бесплатно
Адаптация и совместимость современной техники
Статья научная
Рассмотрена роль адаптации в обеспечении совместимости современной техники на примерах трибосис-тем, радиотехнических объектов и кибернетических систем.
Бесплатно
Статья научная
Описан алгоритм постоянной адаптации параметров математической модели объекта газоочистки с использованием наблюдающего устройства, который позволяет повысить точность управления объектом. При этом адаптируются исключительно те параметры математической модели, которые позволяют в первую очередь снизить ошибку прогнозирования, учитывая наличие шумов в сигналах входных факторов ММ объекта газоочистки.
Бесплатно
Алгоритм контактного метода измерения текущей площади кристаллов, выращиваемых способом Чохральского
Статья научная
Для кристаллов, выращиваемых из жидкого расплава по способу Чохральского, при контроле и управлении текущей площадью кристалла на основе контактного метода измерения, определены требования для повышения точности измерения площади кристалла на цилиндрической части выращивания. Для устранения ошибки из-за точности стабилизации уровня расплава в тигле предложен алгоритм работы установки выращивания кристаллов, выполняемый программно с помощью системы управления. За время оценки сигнала управления на цилиндрической части выращиваемого кристалла принимается время выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Начинается вычисление сигнала управления в момент замыкания датчика уровня расплава, заканчивается вычисление сигнала управления так же в момент замыкания датчика уровня расплава при условии выборки заданного количества импульсов перемещения тигля. Время оценки сигнала управления в предыдущем цикле управления используется в текущем цикле для вычисления паузы замыкания и размыкания датчика уровня расплава. В системе управления в момент замыкания контактного датчика выдерживается пауза замкнутого и последующая пауза разомкнутого состояния датчика уровня. В моменты пауз состояние контактного датчика системой управления не анализируется и управление подъемом тигля происходит с замедленной и ускоренной скоростью подъема тигля в моменты «условно» замкнутого и «условно» разомкнутого состояний датчика уровня. Система управления постоянно обнуляется в момент завершения каждого цикла управления. Программная система управления обеспечивает приведенный выше алгоритм управления процессом выращивания из жидкого расплава кристаллов по способу Чохральского, при этом достигается точность определения текущей площади выращиваемого кристалла порядка 1 %. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/arhiv/)
Бесплатно
Алгоритмическое обеспечение управления качеством продуктов плавки в печах Ванюкова
Статья научная
Представлен подход построения алгоритмического обеспечения сложной технологической системы на примере процесса плавки в печах Ванюкова. Предложен способ управления качеством конечных продуктов посредством комбинированного использования нейросетевых моделей процесса и модификации алгоритма динамического программирования Беллмана.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены основные алгоритмы функционирования GRID-системы, использующейся в качестве архитектурной платформы для развертывания в распределенных автоматизированных системах управления специализированного программного продукта управления, ориентированного на OLTP (On-line Transaction Processing), с целью распределения транзакционной нагрузки между несколькими узлами.
Бесплатно
Анализ виброактивности металлорежущих станков
Статья научная
Рассматриваются особенности автоматизированного расчета основных компонент вибрации металлорежущих станков. Разработанная программа расчета позволяет анализировать виброактивность станков в процессе проектирования и эксплуатации. Приводится зависимость линейно-массовых параметров конструкции шпинделя на виброскорость станка.
Бесплатно
Анализ динамических характеристик феррозондового датчика стыка свариваемых деталей
Статья научная
Приведены результаты исследований динамических свойств дифференциального феррозонда как элемента автоматической системы слежения за стыком, измеряющего составляющую магнитного поля сварочного тока, несущую информацию о положении электрода относительно стыка.
Бесплатно
Анализ достоверности информации по форме сигнала датчика стыка при электронно-лучевой сварке
Статья научная
Рассмотрена методика определения достоверности сигнала датчика стыка по форме сигнала, приведены экспериментальные характеристики.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматривается аналитическое описание процессов изменения тормозного рентгеновского излучения от положения канала проплавления относительно стыка свариваемых деталей при электронно-лучевой сварке. Математические модели используются для синтеза систем автоматического направления луча.
Бесплатно
Анализ роста расслоений в композитных конструкциях
Статья научная
Проводится численное исследование разрушения образцов из композиционного материала с расслоением в квазистатической и усталостной постановках. Цель работы заключается в изучении закономерностей развития расслоений в многослойных композиционных материалах при статической и циклической нагрузке. Для моделирования роста расслоения в реальной конструкции ввиду сложности геометрии и условий нагружения наиболее подходящим инструментом является метод конечных элементов. При этом для исследования рассматриваемой задачи удобно использовать модель когезионной зоны. Основываясь на контактном взаимодействии слоёв-оболочек, предлагается подход к моделированию конструкций из композиционных материалов с расслоением. Верификация данного подхода проводится на образцах-балках DCB (Double Cantilever Beam) и ENF (End Notched Flexure), конфигурации которых описаны в стандартах ASTM. Сравнивая полученные результаты после численного моделирования задачи о квазистатическом разрушении образца из композиционного материала с расслоением с данными зарубежных авторов, отмечается хорошее согласование. Поскольку МКЭ-пакет ANSYS® позволяет моделировать лишь квазистатический рост расслоений, авторами был разработан алгоритм усталостного накопления повреждений на фронте расслоения, использующий стандартные возможности программы. Алгоритм основан на внесении повреждений в контактные элементы с помощью приложения дополнительных перемещений к узлам элементов в области предполагаемого развития расслоения. Проверка работоспособности предложенного алгоритма рассматривается на примере усталостного разрушения DCB-образца. Нагружение здесь осуществляется двумя противоположно направленными силами, приложенными к верхнему и нижнему слоям балки. Данные слои изготовлены из однонаправленного материала, армированного волокнами, которые ориентированы вдоль оси балки. Начальная длина расслоения равна расстоянию от точки приложения нагрузки до фронта дефекта. Полученные результаты хорошо согласуются с данными других авторов. На основании полученных данных сделан вывод о работоспособности и достаточной точности предложенного подхода к моделированию задачи о квазистатическом и усталостном разрушении образцов из композиционных материалов с расслоением.
Бесплатно
Статья научная
Одной из приоритетных задач энергетической стратегии России на сегодняшний день является организа- ция постоянно действующих систем непрерывного промышленного мониторинга вредных выбросов пылеуголь- ных теплоэлектростанций в атмосферу. Рассматривается оборудование производственно-экологического мониторинга отечественных разработчиков и производителей, которое эксплуатируется на многих тепло- электростанциях РФ на нижнем уровне систем непрерывного мониторинга выбросов. На этом уровне обеспе- чивается проведение замеров на основе согласованных и аттестованных методик, сбор и преобразование первичной информации к стандартному виду, текущее обслуживание и контроль функционирования измери- тельных систем и вспомогательного оборудования. При организации непрерывного мониторинга на тепло- электростанциях могут быть использованы различные газоанализаторы и сечения газового тракта для опре- деления состава продуктов сгорания. Выбор конкретных газоаналитических систем связан с определенными трудностями, так как все такие системы имеют свои преимущества и недостатки, и для оптимального выбора оборудования требуется учесть множество различных факторов и параметров. Задача выбора газо- аналитических систем является многокритериальной. Трудности при решении данной задачи вызваны тем, что критерии могут противоречить друг другу (например, высокие технические возможности могут услож- нять эксплуатацию системы и повышать ее стоимость) и не иметь количественной оценки. Выбор газоаналитических систем для производственно-экологического мониторинга должен быть макси- мально объективным, не зависящим от предпочтений отдельных экспертов и специалистов. Представленное описание оборудования производственно-экологического мониторинга позволяет провести экспертное сравне- ние технических характеристик газоанализаторов. Опираясь на методы обоснования решений по выбору состава оборудования в инновационных проектах, сделаны выводы по результатам анализа, выполненного по 11 экспертно-значимым параметрам. Проведенный экспертный анализ может дополнить результаты предварительного обследования персоналом теплоэлектростанций или специализированной организацией, осуществляющей проектирование систем непрерывного мониторинга выбросов теплоэлектростанций, используемые при разработке технического задания. Рекомендуется выполнять технико-экономическое обос- нование принимаемых решений с учетом особенностей оборудования, условий производства, требований безо- пасности и удобства обслуживания.
Бесплатно
Анализ экологической обстановки на объектах хранения ракетного топлива
Статья научная
Объектом исследования являлись почва и грунт в зоне хранения компонентов ракетного топлива (КРТ) воинской части 12313 (Техническая ракетная база), которая располагалась в 11 км юго-западнее поселка Памяти 13 Борцов Емельяновского района Красноярского края. Установлено, что уровни радиации (мощность экспозиционной и эквивалентной доз внешнего гамма-излучения, уровни альфа- и бета-полей, удельная активность радионуклидов, в том числе техногенного цезия-137) на объекте соответствуют фоновым показателям. Содержание КРТ в грунте составляет 0,001 мг/л, что соответствует уровню «Опасно» по показаниям войскового прибора химической разведки. Биоиндикация с использованием Pinus sylvestris L., а также биотестирование с использованием Lepidium sativum L. показало, что после ликвидации воинской части в районе поселка Памяти 13 Борцов из-за попадания в почву значительного количества КРТ сложилась неблагоприятная экологическая обстановка, что нашло своё отражение в сохранении высокого уровня фитотоксичности грунта. Остались бесхозным специальные сооружения, строительный мусор, остатки емкостей, топливной арматуры с химическими загрязнениями. В этой связи требуется проведение рекультивации данной территории. При проведении работ по детоксикации и реабилитации почв необходимо учитывать ярко выраженную пространственную неравномерность уровня остаточной загрязнённости. Для расчета объёма и технологии работ рекомендуется провести микробиологический анализ грунта и составить детальную карту фитотоксичности. При составлении карты фитотоксичности рекомендуется учитывать следующий комплекс показателей: энергию прорастания тест-культуры, митотический индекс, длину проростков на 5-й день культивирования.
Бесплатно
Статья научная
Предложены оптимальные технологические режимы для формирования износостойких покрытий на алюминиевых сплавах методом микродугового оксидирования, представлены технические требования к технологическому оборудованию и оснастке, а также результаты анализа конкурентоспособности и оценки себестоимости продукции.
Бесплатно
Антагонизм фаз в многокомпонентной смеси
Статья научная
Анализируется фазовый состав многокомпонентных систем. При их исследовании обнаружен эффект фазового антагонизма, проявляющийся в виде корреляции между процентным содержанием отдельных фаз в многокомпонентной смеси, при этом процентное содержание других фаз оставалось практически неизменным. Примером таких фаз в многокомпонентной фазовой смеси являются, на основе экспериментальных исследований, пары моноклинный пирротин - сомольнокит, гетит - троилит, гексагональный пирротин различного состава - моноклинный пирротин.
Бесплатно
Взаимодействие абразивного зерна с обрабатываемой поверхностью при экструзионном хонинговании
Статья научная
Рассмотрены процессы взаимодействия активных экструзионном хонинговании
Бесплатно
Взаимодействие композиционных составляющих галлиевых паст-припоев
Статья научная
Выявлены особенности контактного взаимодействия однофазных латуней с эвтектическими расплавами системы Ga-Zn как композиционными составляющими галлиевых паст-припоев. Определены продукты взаимодействия в зависимости от состава и температуры контактирующих компонентов.
Бесплатно
Вибрация и прецизионность обработки деталей
Статья научная
Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований вибрационных процессов операции растачивания заготовок из конструкционных легированных сталей. С целью активизации внедрения элементов высокой технологии в производство изделий общего машиностроения и изделий ракетно-космической техники предложена новая конструкция расточной оправки. Конструкция сборной расточной оправки снижает амплитуду вибрации вследствие проявления в ней повышенной жесткости и усиленного демпфирования поперечных и угловых колебаний. Это достигается смещением центра масс оправки к лезвию сменной твердосплавной пластинки и заполнением «утяжеленной» части оправки порошковым материалом повышенной плотности. Наличие в конструкции прокладок из мягкой и твердой резины, обеспечивая регулярную вязкость, способствует частичному ограничению плотности потока коллективизированных валентных электронов термоЭДС в процессе резания от технологической машины через режущий инструмент на заготовку или в другой ситуации в обратном направлении и стимулирует снижение сопротивления резанию. Межатомные взаимодействия в материале заготовки в процессе точения, оцениваемые величиной химической металлической связи, не превышают 90 кДж/моль. Экспериментальные исследования амплитуд вибрации и работоспособности новой расточной оправки в условиях прецизионного растачивания трубы из стали марки 30ХГСА показали снижение амплитуды виброускорения в 3 раза по сравнению с типовой конструкцией расточной оправки и улучшение шероховатости в 1,85 раза. Отдельные результаты работы используются на базовом предприятии в производстве деталей нефтеаппаратуры.
Бесплатно
Влияние анионного замещения на магниторезистивные свойства халькогенидов марганца
Статья научная
Описаны материалы на основе твердых растворов GdxMn1-xS и GdxMn1-xSe с концентрацией x = 0,2, которые в перспективе могут использоваться в качестве сенсоров, датчиков, устройств записи-считывания информа- ции. Проведены исследования магниторезистивных свойств твердых растворов Gd0,2Mn0,8S и Gd0,2Mn0,8Se в нулевом и магнитном поле 13 кЭ в интервале температур 80-500 К. В сульфидах марганца GdxMn1-xS наблюдается смена знака магнитосопротивления с положительного на отрицательный и его максимум в области перехода в магнитоупорядоченное состояние. Найден минимум при Т = 325 К, в магнитном поле сопротивление также возрастает, а минимум в его температурной зависи- мости смещается в сторону высоких температур до Т = 380 К. Магнитосопротивление меняет знак с ростом температуры с положительного на отрицательный при Т = 320 К и исчезает при T = 475 К. В сульфидах марганца GdxMn1-xSe наблюдается отрицательное магнитосопротивление ниже комнатных температур и гистерезис вольт-амперных характеристик. В магнитном поле гистерезис уменьшается. Установлена смена знака магнитосопротивления с ростом температуры. Магнитосопротивление δ = (ρ(H) - - ρ(0)) / ρ(0) в GdxMn1-xSe с концентрацией замещения x = 0,2 меняет знак с ростом температуры при Т = 320 К. При этой температуре наблюдается широкий гистерезис вольт-амперной характеристики. Синтез новых халькогенидных соединений при катионном замещении марганца гадолинием в системах MnS и MnSe позволит выяснить влияние анионной системы в результате исследования его магниторезистивных свойств с концентрацией в области протекания ионов гадолиния по решетке x = 0,2. Экспериментальные данные объясняются в модели орбитального упорядочения и спин-орбитального взаи- модействия.
Бесплатно
Влияние давления гелия на эффективность синтеза эндоэдральных металлофуллеренов
Статья научная
Одним из уникальных свойств молекул фуллеренов является способность заключать внутри своего углеродного каркаса атомы и молекулы. Эндоэдральными называют фуллерены с компонентами, помещенными в углеродный каркас. Эндоэдральные углеродные структуры представляют собой новый класс объектов нанометровых размеров, которые обладают уникальными физико-химическими свойствами и чрезвычайно перспективны для практического использования. Исследование уникальных свойств эндоэдральных металлофуллеренов и их применение может решить ряд важных задач в электронном приборостроении и аэрокосмической области, например, в качестве наноструктурных суперпоглощающих покрытий при разработке новой авиационной техники. Описана методика, которая позволяет достаточно быстро определять содержание эндоэдральных металлофуллеренов в фуллереновой смеси, полученной из углеродного конденсата, синтезированного с добавлением оксида металла. В основе методики лежит применение методов масс-спектрометрии и атомно-эмиссионой спектрометрии. Методом масс-спектрометрии определяется вид эндоэдральных металлофуллеренов, в котором присутствует атом-гость, а методом элементного анализа определяется количество этого элемента, содержащегося в фуллереновой смеси. Методика может применяться при необходимости быстрого определения весового процентного содержания эндоэдральных металлофуллеренов в фуллереновой смеси при данных параметрах синтеза, если образуется только один вид, и среднего количества эндоэдральных металлофуллеренов, если образуются несколько видов. На примере Gd@C82 показан эффективный способ синтеза, выделения и анализа эндоэдральных металлофуллеренов.
Бесплатно
