Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Все статьи: 631
Направления модификации дисперсного алюминия для энергетических конденсированных систем
Статья научная
Приведены результаты анализа направлений модификации дисперсного алюминия для повышения эффективности энергетических конденсированных систем различного назначения.
Бесплатно
Направленное формирование эксплуатационных свойств деталей в технологических средах
Статья научная
Основной задачей производства машин является обеспечение их эксплуатационного качества, прямо зависящего от эксплуатационных свойств деталей. Эксплуатационные свойства, как отдельных поверхностей, так и деталей в целом - свойства, способствующие выполнению деталью заданных функций при заданном ресурсе и условиях эксплуатации. Традиционная методология технологического обеспечения эксплуатационных свойств исходит из необходимости обеспечения при изготовлении детали заданных производственно-технологических показателей качества в предположении, что они гарантируют достижение заданных эксплуатационных свойств. Между тем доказано, что разные множества и последовательности технологических методов могут приводить к близким значениям производственно-технологических показателей качества деталей, но существенно разным их эксплуатационным свойствам. Методология технологического проектирования, базирующаяся на суперпозиции результатов технологических воздействий на предмет производства себя исчерпала. Предложенная концепция направленного формирования свойств изделий (в частности, деталей) рассматривает их достигнутое качество как результат трансформации его отдельных показателей, учитывающий как оперативное воздействие на предмет производства, так и наследование, и взаимное влияние формирующихся свойств. Для описания трансформации разработан математический аппарат, позволяющий ее детерминированное и стохастическое моделирование. В представленной работе изложено приложение рассматриваемой концепции к направленному формированию заданных эксплуатационных свойств изделий на примере деталей. Перспективно формирование технологических решений, гарантированно обеспечивающих явно заданные эксплуатационные свойства исполнительных поверхностей или детали в целом. Показано, что необходимый и достаточный уровень гарантированного обеспечения заданных эксплуатационных свойств должен быть ограничен и учитывать влияние эмерджентности технологического процесса как системы на результаты реализующихся в ней элементарных решений.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются напряженно-деформируемое состояние зубчатой пары из высокопрочного чугуна ВЧ 60 с диффузионным покрытием. Мы исследовали три типа диффузионного покрытия: c ванадием, хромом и марганцем. Термодиффузионные покрытия формировались посредством химико-термической обработки исследуемых элементов в контейнере с плавким затвором из порошковой засыпки. Толщина покрытий для всех случаев составляла 50-60 мкм. После зубчатые колеса с покрытием подвергались закалке в защитном слое. Температура повторного нагрева составляла 920-930 ℃. В качестве защитной среды (флюса) использовался сплав оксида ванадия, имеющий температуру плавления 675 ℃. Это позволило сформировать высокую твердость в покрытиях и переходной от покрытия зоне. Поверх диффузионного покрытия посредством металлических щеток наносилось внешнее механическое покрытие. Исследование напряженно-деформированного состояния исследуемой зубчатой передачи проводилось методом математического моделирования с использованием пакета Ansys. Решение контактной задачи позволило получить закон распределения нормальных и касательных напряжений по сечению зубьев. В результате установлено, что максимальные контактные напряжения в полости зубьев сосредоточены в слое термодиффузионного покрытия, прочностные характеристики которого в несколько раз превышают характеристики основного материала зуба колеса. Уровень касательных напряжений под диффузионным слоем оказался в два раза ниже, чем в самом слое. В результате снизился риск образования лунки у основания зубьев и поверхностных трещин, которые быстро приводят к потере работоспособности зубчатого зацепления.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано напряженное состояние контактного слоя в направляющем прецизионном сопряжении при различных радиальных нагрузках, обусловленных тепловым состоянием распылителя форсунки в дизеле. Установлено уменьшение механической напряженности контактного слоя сопряжения при тепловой защите корпуса распылителя.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены некоторые особенности проектирования аксиально-плунжерных гидромашин с наклонной шайбой, самоустанавливающимся блоком цилиндров с опорой на валу, форсированных по давлению. Показано, что непременным условием обеспечения работоспособности таких гидромашин является оценка и уменьшение прогиба вала под действием статической составляющей поперечного усилия. Впервые рассмотрены условия вынужденного перемещения блоков цилиндров, работающих с плоским и со сферическим торцевыми распределительными золотниками. Рассмотрены особенности частотной отстройки ротора гидромашины от частоты возмущающей силы - динамической составляющей поперечного усилия.
Бесплатно
Статья научная
Сообщается о мероприятиях, реализованных при реконструкции питательных насосов ПН 1500-350-3 и ПН 1500-350-4. Приводятся некоторые результаты промышленной эксплуатации модернизированных гидромашин. Подробно описано и проанализировано повреждение насоса ПН 1500-350-4, связанное с его заклиниванием при пуске, разрушением пускового подшипника и поломкой вала. Выявлены причины технического происшествия.
Бесплатно
Новая техника для уплотнения дорожно-строительных материалов
Статья научная
Рассматриваются особенности технологии уплотнения современными дорожными машинами и предлагается новое устройство для реализации более эффективного технологического процесса, использующего преимущественно сдвиговые деформации уплотняемого материала при малых усилиях сжатия. Приводится методика расчёта нового устройства.
Бесплатно
Новая техника для уплотнения земляного полотна
Статья научная
Изложены основные принципы уплотнения грунтов при устройстве земляного полотна различными механизмами. Представлены конструктивные решения и рассмотрена принципиальная схема конусного раскатчика дорожно-строительных машин для глубокого уплотнения грунтов при возведении земляного полотна. Отмечается, что разрушение дорожного покрытия автомобильных дорог происходит, как правило, в результате деформаций земляного полотна, в большинстве случаев связанных с недоуплотнением грунтов, дефекты земляного полотна зачастую являются следствием нарушений технологий строительного процесса и использования морально устаревшей дорожно-строительной техники. Мелкие нарушения и повреждения перерастают в опасные деформации, что создаёт аварийные ситуации и приводит к существенному снижению и ограничению скоростей движения транспортных средств и, как следствие, к большим экономическим потерям. Сформулированы основные преимущества новой технологии уплотнения с использованием конусообразных раскатчиков. Раскатка - это непрерывный процесс образования коническо-цилиндрической полости путём деформации и уплотнения грунта конусообразным раскатывающим рабочим механизмом. Задача новой техники - создать условия для максимального выхода воздуха из массива уплотняемого материала. Реализуемая при этом технология названа нами воздухоудаляющей, а существующая - воздухозапрессовочной. Для понимания процесса уплотнения грунта новым рабочим оборудованием рассмотрен силовой баланс между усилием подачи и силами сопротивления внедрению конуса при его погружении. Приведены зависимости для расчета суммарного крутящего момента и мощности привода, которые нужно приложить к ведомому валу, чтобы заставить катиться конусное устройство раскатчика в зависимости от геометрических параметров конусного рабочего органа и физико-механических свойств уплотняемых грунтов. Потребительские свойства нового средства уплотнения значительно выше существующей техники: если толщина уплотняемого слоя грунта в насыпи при существующей технологии не превышает полуметра, то для конусного раскатчика практически не зависит от толщины (высоты) уплотняемого слоя. После глубокого уплотнения грунта конусным раскатчиком и заполнения образовавшихся котлованов (скважин) более прочным материалом устраняется просадочность земляного полотна за счет повышения плотности, снижения склонности грунта к водонасыщению, т. е. в несколько раз повышается его несущая способность.
Бесплатно
Новые аналитические законы и универсальные константы внешнего и внутреннего предельного трения
Статья научная
Приведены результаты разработанной автором динамической теории предельного трения, содержащей механическую модель динамического взаимодействия пары трения, а также аналитические законы, устанавливающие зависимость силы трения от времени остановки и от скорости тангенциального нагружения фрикционного контакта и указывающие на существование в природе новых универсальных физических констант в виде предельно возможных коэффициентов, сил и углов трения покоя и движения. Приведена расчетная сводная диаграмма перехода тела от покоя к движению, охватывающая фазы предварительного смещения и возникновения фрикционных автоколебаний, а также режимы сухого, смешанного и жидкостного трения.
Бесплатно
Новые уравнения для решения задач динамики и синтеза систем твёрдых тел
Статья научная
Из формул вычисления силовых факторов (ФВСФ) в сочленениях систем твердых тел (СТТ), представленных в [1], получены их новые виды, на основе которых эффективно выписываются уравнения динамики (УД) конкретных СТТ, а также решаются задачи анализа и синтеза СТТ с заданными динамическими свойствами. Приведены примеры
Бесплатно
Новые формулы для динамического силового анализа плоских рычажных механизмов
Статья научная
Получены новые формулы вычисления сил и моментов сил, действующих в кинематических парах плоских рычажных механизмов (ПРМ) для заданных законов изменения обобщённых координат.
Бесплатно
Новый векторный вид уравнений динамики систем тел
Статья научная
Получен новый векторный вид уравнений динамики (УД) произвольной системы абсолютно твёрдых тел (СТТ), позволяющий элементарно выводить УД конкретных СТТ и решать задачи синтеза СТТ с заданными свойствами.
Бесплатно
Новый способ и устройство управления газообменом в дизеле с газотурбинным наддувом
Статья научная
Рассматриваются основные требования к транспортным дизелям. Дается оценка необходимости применения регулируемого газотурбинного наддува, промежуточного охлаждения наддувочного воздуха, рециркуляции отработавших газов и управления этими функциями. Предлагается совмещение всех функций управления газообменом в дизеле реализовать в одном устройстве. Описывается принцип и режимы работы предлагаемого устройства.
Бесплатно
Статья научная
Предложены новый способ регулирования продолжительности остановок в приводах периодического поворота машин-автоматов и его конструктивная реализация в виде зубчато-рычажного механизма на основе некруглых зубчатых колес. Выделены дополнительные проектные параметры, позволяющие настроить зубчато-рычажный механизм на различные углы выстоя ведомого вала без изменения длин звеньев базового рычажного механизма. Предложена классификация возможных вариантов структуры регулируемых зубчато-рычажных механизмов, содержащих некруглые зубчатые колеса.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено математическое моделирование поведения листовых заготовок в технологическом процессе из нескольких стадий: прокатки и штамповочной гибки, включая изменение размеров после снятия нагрузки (так называемая упругая отдача или пружинение). Установлено, что остаточные напряжения могут в некоторых случаях существенно изменять величину упругой отдачи; указаны диапазоны условий, в которых влияние остаточных напряжений необходимо учитывать.
Бесплатно
О задаче стационарного поворота автопоездов
Статья научная
Рассмотрен подход к составлению модели стационарного поворота автопоезда, основанный на взаимодействии опорных площадок контакта с грунтом как фрикционной пары трения с постоянным или переменным коэффициентом.
Бесплатно
О минимуме сопротивления сверхзвукового летательного аппарата с коническим стабилизатором
Статья научная
Проведен анализ особенностей обтекания летательного аппарата с коническим стабилизирующим устройством. Рассматриваются качественные особенности сверхзвукового обтекания, связанные с характеристиками сопротивления аэродинамической конфигурации, имеющей стабилизирующие устройства в виде усеченного конуса. Результаты расчетных исследований сопоставлены с экспериментальными данными. Особое внимание уделено физической стороне вопросов обтекания рассматриваемых конфигураций и выяснению механизмов возникновения минимума у коэффициента сопротивления компоновки летательного аппарата, не имеющего крыльев. Изучен общий для аэродинамических компоновок с хвостовым коническим стабилизатором механизм возникновения минимума сопротивления.
Бесплатно
О некоторых особенностях работы центробежных ступеней нефтяных скважинных насосов
Статья научная
Рассмотрены особые режимы работы центробежных ступеней нефтяных скважинных насосов, связанные со всплытием рабочего колеса и изменением напора, потребляемой мощности и КПД.
Бесплатно
О нелокальном использовании результатов локального анализа динамических систем
Статья научная
Численным методам интегрирования дифференциальных уравнений движения динамических систем, несмотря на их крайне широкое распространение в инженерной и научной деятельности, присущи определенные недостатки. Так, получив численное решение дифференциальных уравнений для конкретной точки пространства параметров динамической системы (что с точки зрения инженерной практики соответствует конкретной конструкции технического объекта), в общем случае нельзя гарантировать, что результаты будут справедливы для других точек данного пространства (для других конструкций). Такое обобщение, нелокальное использование результатов локального анализа, возможно лишь в том случае, если исследуемая динамическая система обладает определенными свойствами. В статье рассматривается вопрос: при каких условиях результаты, полученные при построении законов движения исследуемой динамической системы численным интегрированием дифференциальных уравнений движения ее математической модели (т. е. «просчетом» одной точки пространства параметров), могут быть использованы «нелокально», т. е. могут быть распространены на все пространство конструктивных параметров исследуемой динамической системы? Для решения вопроса о возможности «нелокального использования результатов локального анализа динамических систем» достаточно привести уравнения движения исследуемой динамической системы к нормальному виду и далее убедиться в том, что в расширенном пространстве конструктивных параметров исследуемой динамической системы правые части упомянутой выше нормальной формы удовлетворяют условиям Липшица. В настоящей статье на примере динамической системы, описывающей движение транспортного средства с адаптивной подвеской по непрямолинейному дорожному профилю, рассматривается вопрос возможности обобщения результатов локального анализа на нелокальную область.
Бесплатно
О перспективном гибридном ракетном двигателе с возможностью глубокого регулирования
Статья научная
Приведено описание новой схемы гибридного ракетного двигателя, на который подана заявка на патент на изобретение Российской Федерации («Гибридный ракетный двигатель» 02.07.2012 рег. № 2012128309 вх. № 044173).
Бесплатно
