Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Все статьи: 658
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
О построении математической модели грузового автомобиля «Урал» с колесной формулой 4 x 4
Статья научная
В статье рассматриваются особенности моделирования прямолинейного движения грузового автомобиля при исследовании нелинейных характеристик элементов подвески. Проводится анализ принятой модели аппроксимации нелинейных характеристик подвески.
Бесплатно
О построении рабочей характеристики амортизатора автомобиля
Статья научная
В работе приводится аппроксимация рабочей характеристики амортизатора аналитической функцией
Бесплатно
О применении метода Даламбера к составлению уравнений криволинейного движения транспортных машин
Статья научная
В статье на основе общей теории движения плоского тела определяются границы применимости метода Даламбера к составлению уравнений криволинейного движения транспортных машин и других средств.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена работа поршневой пары грузопоршневого манометра, работающего в области малых давлений. Цилиндр поршневой пары выполнен из пьезоактивного материала, что обеспечивает создание колебаний в направлении зазора и реализацию так называемого вибронесущего смазочного слоя газа. Проведен численный и аналитический анализ характеристик смазочного слоя с целью оценки его метрологических и эксплуатационных характеристик, включая расчет расхода газа, величина которого является одной из основных характеристик, определяющих качество и цену поршневой пары. Показано, что при равномерной вибрации и профилировании зазора в виде малой конусности можно создать противорасход газа, величина которого, уже при степени сдавливания слоя газа 0,2, компенсирует рабочий расход газа грузопоршневого манометра (максимальный перепад 2,5 кПа).
Бесплатно
О разработке математической модели теплоэнергетических процессов в сложных инженерных объектах
Статья научная
Рассмотрена интегрированная система индивидуального учета, распределения и потребления энергетических ресурсов. Ядром системы является математическая модель теплоэнергетических процессов в сложных инженерных объектах. Предложены принципы построения математической модели на основе системного подхода к анализу теплового состояния инженерных объектов. Определены требования к математической модели. Разработана функциональная структура математической модели теплоэнергетических процессов в сложных инженерных объектах.
Бесплатно
Об использовании мотор-барабанов в стендах проверки тормозных систем автомобилей
Статья научная
Обосновано использование серийных мотор-барабанов в качестве силовых приводов роликовых стендов проверки тормозных систем автомобилей, рассмотрена возможность контроля тормозов без полной блокировки колес тормозными механизмами автомобиля.
Бесплатно
Об одном способе ультразвукового бурения скважин для забора грунта на небесных телах
Статья научная
В статье рассматриваются технические и теоретические вопросы разработки ультразвукового бура для проведения бурения грунта на небесных телах. Специфика применения бура предполагает малое потребление энергии, эффективный рабочий цикл и широчайший диапазон температур при эксплуатации. Одним из перспективных направлений разработки являются устройства, имеющие вибрационную развязку с грунтом за счёт трансформации ультразвуковых колебаний в повторяющиеся удары звуковой частоты посредством специально введённого «свободного» тела между ультразвуковой и ударной частью устройства. Это позволяет сохранить работоспособность устройства и проводить бурение независимо от состояния ударного бита, включая даже его временное заклинивание. Рассмотрены основные технические решения как отечественных, так и зарубежных авторов, сделан анализ и оценены конструктивные схемы, условия эксплуатации, возможности и ограничения. Проанализирован также ряд теоретических работ, и обнаружено, что изложенные в них материалы не содержат развернутых математических моделей, необходимых для имитационного моделирования на стадии проектирования и оптимизации конструкции. В теоретической части статьи рассматривается сосредоточенная математическая модель, полученная на основе эквивалентных параметров, полученных из распределенного описания элементов конструкции бура в численных системах расчёта. Использованы уравнения математической физики, классической механики, элементы теории удара и теории подобия. Проведено параметрическое исследование и, в частности, получены зависимости частоты колебаний свободного тела от величины ударного зазора, массы тела и амплитуды колебаний концентратора. Рассмотренная модель может быть использована для имитационного моделирования при разработке конструкции бура.
Бесплатно
Об определении потребной конфигурации беспилотного летательного аппарата с изменяемой структурой
Краткое сообщение
Рассматривается задача создания математической модели движения беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с изменяемой в полете структурой. Приводится перечень основных проектных параметров и проводится численный эксперимент для определения конфигурации, удовлетворяющей условию выполнения маневра при низких скоростях полета.
Бесплатно
Об энерго- и ресурсосбережении при эксплуатации водовоздушных струйных насосов
Статья научная
Проанализированы пути оптимизации водовоздушного струйного насоса на основе экстремальных характеристик. Показано, что существенное повышение эффективности работы водовоздушного струйного насоса возможно за счет снижения противодавления, применения диффузора и побудителя пассивного потока. Предложено конструктивное решение по снижению давления за струйным насосом.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методика прогнозирования прочностной надежности элементов несущих систем дорожно-строительных машин, включающая этапы моделирования рабочих процессов в условиях реальной эксплуатации, конечно-элементный анализ напряженного состояния деталей и моделирование процессов формирования усталостных повреждений.
Бесплатно
Обеспечение стойкости мелкоразмерных сверл при глубоком сверлении
Статья научная
При сверлении отверстий диаметром меньше 3 мм и подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) поливом наблюдается эффект откачивания СОЖ из зоны резания. В этом случае винтовые поверхности стружечных канавок сверла играют роль шнека. Пара винтовая поверхность сверла - обработанное отверстие составляет элемент шнекового насоса. Чем меньше диаметр сверла и чем больше частота его вращения, тем выше производительность такого насоса. Эксперименты показывают, что при обработке отверстий диаметром 1,5 мм глубиной 20 мм при частотах вращения 3000…6000 об/мин СОЖ, поступающая поливом, не доходит до режущих кромок сверла и фактически процесс резания осуществляется «всухую». Это требует частой переточки сверл. Иногда рабочие-операторы в течение одной смены вынуждены производить до 100 переточек сверл. Увеличение количества переточек в смену приводит к увеличению количества наладок, снижению производительности обработки, уменьшению ресурса и повышению расхода сверл. В некоторых случаях оказывается, что при сверлении все параметры отверстий выдерживаются по требованиям чертежа, но сверло теряет режущую способность через 3-6 отверстий и часто на первом же отверстии. В этом случае снимают это сверло, ставят следующее и заново осуществляют наладку операции. Установлено, что величины разброса геометрических параметров сверл при стационарной заточке может оказывать значительное влияние на количество отказов работоспособности сверл, силы резания, режимы резания и, следовательно, на производительность и техническую надежность операции. В статье рассматривается возможность повышения стойкости малоразмерных сверл за счет специальной заточки, обеспечивающей допустимую по точности разбивку обработанного отверстия. Этим обеспечивается проникновение СОЖ в зону резания. Применение новой заточки повысило среднюю стойкость сверл на 28 %.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы обеспечения точности базирования сменных узлов автоматизированных производств, на основе анализа размерных цепей, возникающих при обработке базирующих отверстий сменного узла. Рассмотрены вопросы обеспечения точности обработки деталей с применением автоматически сменных узлов на рабочей позиции перекомпонуемых производственных систем (RMS). Показано суммирующее влияние точности базирования автоматически сменных узлов на точность многосторонней обработки деталей. Для решения вопросов многосторонней обработки деталей рассмотрена модель автоматически сменного узла - носителя деталей, для моделирования вопросов обеспечения точности базирования носителя на рабочей позиции перекомпонуемой производственной системы. Приведена конструкция носителя, выполненного в виде правильной прямоугольной призмы, где на боковых гранях расположены базирующие отверстия, а установку комплекта приспособления и детали выполняют в плоскости каждой грани. При этом обеспечивается пространственная повторяемость положения деталей относительно технологических узлов рабочей позиции, и равная жесткость корпуса носителя в направлениях многосторонней обработки деталей. В статье рассмотрена модель системы равнорасположенных базирующих отверстий для моделирования точности базирования носителя. На основе размерного анализа показано влияние взаимного расположения каждого базирующего отверстия носителя на точность обработки детали. Данный аспект является определяющим для реализации многосторонней обработки деталей на носителе. Показано, что на точность многосторонней обработки деталей оказывают влияние вариантность размерных цепей обработки базирующих отверстий. Проведен анализ вариантных размерных цепей обработки базирующий отверстий носителя. Приведены условия необходимые для обеспечения точности базирования носителя при многосторонней обработке деталей и методика расчета параметров обработки базирующих отверстий. Таким образом, совместное рассмотрение представленных аспектов обеспечения точности обработки базирующих отверстий позволит решить задачи обеспечения точности многосторонней обработке деталей с применением автоматически сменных узлов на рабочей позиции перекомпонуемых производственных систем.
Бесплатно
Обеспечение фазовой стабильности этанольных топлив для автомобильных двигателей
Статья научная
В настоящее время топливная промышленность всего мира занята поиском альтернативных видов топлива, удовлетворяющих возрастающим экологическим требованиям к отработавшим газам автомобилей. В связи с истощением в обозримом будущем запасов нефти альтернативное топливо желательно получать из возобновляемых источников. На фоне указанных проблем большую перспективу представляют оксигенатные топлива, для успешного применения которых необходимо решить ряд технических задач, в том числе задачу обеспечения их фазовой стабильности.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены наиболее известные реологические модели моторных масел, используемые при расчётах динамики подшипников скольжения коленчатого вала. Наибольшее распространение получили модели, учитывающие нелинейное поведение вязкости. Выполнен обзор некоторых методик расчёта подшипников скольжения, учитывающих неньютоновское поведение смазочного материала.
Бесплатно
