Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Все статьи: 695
Статья научная
На основе анализа развития транспортных технических систем установлена устойчивая тенденция к применению в их конструкциях композиционных материалов. Также отмечена перспективность использования аддитивных технологий трехмерной печати для изготовления объектов сложной формы. При этом проанализирован метод избирательного локального упрочнения путем формирования топологических структур, конфигурация которых соответствует полям возникающих в процессе эксплуатации напряжений. Предметом исследований явилась прочность образцов из композиционного материала. Цель исследований - экспериментальное обоснование возможности повышения прочности объектов аддитивного производства из термопластичных материалов путем их армирования топологическими композиционными структурами и СВЧ модифицирования. Выполнены исследования на стойкость к растягивающим нагрузкам трехмерных объектов с ослабленными сечениями, сформированных при помощи аддитивной технологии FDM. Согласно принятой методике выполняли определение конфигурации полей напряжений в композиционном материале на компьютерной твердотельной модели, изготавливали образцы с полостью, полученной путем моделирования конфигурации методом трехмерной печати, заполняли полость композитом с углеродными волокнами. Часть полученных образцов подвергали воздействию СВЧ электромагнитного поля. Проводили испытания на растяжение. Выявлено, что армирование образца из термопластичного материала ABS композиционным материалом, содержащим углеродные волокна, существенно повышает величину разрывного усилия, при этом наибольший эффект (повышение разрывного усилия в 1,5 раза) достигается при распределении армирующего материала в соответствии с прогнозируемыми полями эксплуатационных напряжений. Дополнительная обработка армированного образца в СВЧ электромагнитном поле частотой 2450 МГц в течение 10 с приводит к увеличению разрывного усилия по сравнению с контрольным в 1,74 раза, а модуля упругости - в 3,5 раза. Результаты могут быть использованы при изготовлении деталей различных технологических и транспортных технических систем, в частности летательных аппаратов, к прочности и весовым характеристикам которых предъявляются повышенные требования.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность. Одним из возможных режимов эксплуатации, при котором автоколебания валов и передач тягового электропривода проявляются наиболее ярко, является режим фиксации транспортного средства на уклоне при начале его скатывания за счёт создания крутящего момента на валах электродвигателей, препятствующих вращению колёс в сторону скатывания транспортного средства. При этом штатная тормозная система задействована и ведущие колеса находятся в тормозном режиме, поскольку активирована функция помощи на подъёме. В данном случае возможна несогласованность процессов снижения тормозного момента и нарастания тягового момента при старте, что может привести к накоплению в системе энергии, возбуждающей автоколебания при отрицательном трении и отсутствии или малости демпфирования. Данный рабочий режим в эксплуатации является высоковероятным, поскольку движение транспортного средства сопряжено всегда с остановками и последующим началом движения, в особенности в условиях населённых пунктов, что нередко бывает на уклонах дороги. Цель исследования. Необходимо проверить работоспособность и эффективность метода подавления автоколебаний в электромеханической системе привода колеса при начале движения и работе системы помощи на подъёме.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты имитационного моделирования движения машины с двухпоточной центральной трансмиссией, включающей гидродинамический трансформатор крутящего момента, гидрообъемную передачу и механизм свободного хода.
Бесплатно
Исследование рабочих процессов в рекуператоре энергетической микрогазотурбинной установки
Краткое сообщение
Исследованы рабочие процессы в рекуператоре энергетической микрогазотурбинной установки. Предложена математическая модель и метод расчёта рабочих процессов в рекуператоре. Приведены результаты математического моделирования рабочих процессов рекуператора рассматриваемой установки.
Бесплатно
Исследование режимов работы энергетической микрогазотурбинной установки
Краткое сообщение
Рассмотрены режимы работы энергетической микрогазотурбинной установки. Предложен подход к определению максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора установки, существенно влияющей на его конструктивное исполнение. По результатам математического моделирования получены зависимости характеристик энергетической микрогазотурбинной установки от частоты вращения ротора турбокомпрессора.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты имитационного моделирования переходных и установившихся режимов криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с дифференциальным гидрообъемным механизмом поворота и двумя вариантами автоматических систем, работающих на снижение ошибки управления и перегрузки гидрообъемной передачи
Бесплатно
Исследование стойкости режущего инструмента при точении сталей 12Х18Н10Т и 30ХГСА на станке с ЧПУ
Статья научная
В статье представлены результаты экспериментального исследования стойкости твердосплавных сменных режущих пластин при продольном точении сталей 12Х18Н10Т и 30ХГСА на токарном станке с числовым программным управлением DMG NEF 400. Целью работы являлось установление закономерностей влияния геометрии режущей пластины, режимов резания и обрабатываемого материала на размерную стойкость инструмента. В качестве критерия стойкости использовано время сохранения линейного размера детали в пределах заданных допусков 0,03; 0,05 и 0,10 мм при обеспечении нормативной шероховатости поверхности. Экспериментальные исследования выполнены с применением пластин геометрий CNMG и VBMT различных производителей. Установлено, что пластины геометрии VBMT обеспечивают существенно более высокую размерную стойкость при обработке коррозионностойкой стали, а также позволяют получать более низкие значения шероховатости поверхности.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты теоретических расчетов и экспериментального определения теплопроводности, теплоемкости наполненных реактопластов, использующихся в качестве теплозащиты. Предложен наиболее эффективный состав композита.
Бесплатно
Статья научная
Нагруженность гидрообъёмной передачи в механизме поворота существенно влияет на управляемость быстроходной гусеничной машины в целом. С помощью математического моделирования гидравлических процессов появляется возможность исследовать последствия установки гидроаккумулятора в состав гидрообъёмного механизма поворота, оценить правильность выбора параметров на ранней стадии проектирования.
Бесплатно
Статья научная
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) являются проверенным технологическим средством обеспечения высокой эффективности операции механообработки. В последнее время в машиностроении успешно продвигаются синтетические и полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости. В ряде случаев находят применение гибридные смазочноохлаждающие жидкости, представляющие смеси синтетических и полусинтетических смазочно-охлаждающих жидкостей. В данной статье исследуются технологические ситуации механообработки заготовок из алюминиевых сплавов при функционировании гибридных смазочно-охлаждающих жидкостей в условиях массового производства. Цель проведенных исследований заключалась в выявлении особенностей механообработки заготовок из алюминиевых сплавов в условиях массового производства в среде гибридных высококонцентрированных смазочно-охлаждающих жидкостей в аспекте ресурсосбережения и экологизации. Методика исследования основывалась на оценке потерь объемов смазочно-охлаждающих жидкостей во времени и рабочем пространстве вложенных систем «смазочно-охлаждающая жидкость – централизованная подсистема сопровождения – технологическая система» и выявлении взаимосвязей между технологическими показателями и показателями потерь, т. е. энтропии смазочно-охлаждающих жидкостей. В результате исследований установлены значения взаимосвязи между конструктивнотехнологическими и энтропийными показателями, дана оценка величин энтропийных показателей. Дана характеристика состава потерь смазочно-охлаждающих жидкостей, представляющих связанные между собой распределенные неизбежные потери (энтропия 1-го рода) и одномоментные полные сбросы объемов из централизованных систем (энтропия 2-го рода). Энтропия 1-го рода составляет при обработке заготовок из алюминиевых сплавов 0,67–0,74 от общей энтропии смазочно-охлаждающих жидкостей в данной технологической ситуации. При этом число замен в год варьируется в интервале 0,7–2,0, а срок функционирования составляет 0,5–1,3 года. Такое варьирование вызывает совокупные годовые потери 1300 м3/г. Дано представление о возможности кардинального снижения энтропии синтетических смазочно-охлаждающих жидкостей.
Бесплатно
К анализу червячного зацепления в обобщающих координатах
Статья научная
Описаны задачи анализа червячного зацепления путем управления его обобщенной и локальной областями существования в обобщающих координатах. Представлены результаты анализа червячного зацепления самобло-кирующего дифференциала автомобиля «Урал», позволяющие определить рациональные параметры производящего реечного контура формообразующего инструмента.
Бесплатно
К вопросу определения величины буксования при развороте гусеничной машины вокруг центра тяжести
Статья научная
Статья посвящена исследованию поворота гусеничной машины относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести. Такое движение гусеничных машин стало возможным с внедрением в их трансмиссии дифференциальных механизмов поворота или c применением бортовых схем бесступенчатых трансмиссий. Возможность разворота на месте существенно повысило маневренность как быстроходных гусеничных машин, так и тихоходных промышленных тракторов. Вопросы теории движения гусеничных машин в части разворота на месте (вокруг центра тяжести) изложены в технической литературе недостаточно глубоко, что связано с конструктивными особенностями традиционных механизмов поворота, обеспечивающих минимальный радиус поворота, равный поперечной базе машины, то есть поворот вокруг остановленной гусеницы. Буксование гусеничного движителя относительно опоры (грунта) вносит существенные коррективы в кинематику поворота и особенно поворота вокруг центра тяжести. Результаты полевых испытаний гусеничных машин с дифференциальным механизмом поворота значительно отличаются от теоретических параметров кинематики разворота на месте, однако никому до сих пор не удавалось количественно оценить это различие и теоретически его обосновать. Авторы установили новые аналитические зависимости, наглядно иллюстрирующие многократный рост буксования гусениц при развороте на месте по сравнению с прямолинейным движением. Коэффициент буксования увеличивается до 10 раз, становится невозможным игнорировать его при оценке кинематических расчетов криволинейного движения гусеничных машин. Результаты исследования могут быть полезны научным работникам и конструкторам, занимающимся проектированием гусеничных машин с прогрессивными трансмиссиями и механизмами поворота.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты имитационного моделирования переходных режимов криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с независимым гидрообъемным механизмом поворота с целью оптимизации работы фрикционных муфт, являющихся их неотъемлемой и отличительной частью.
Бесплатно
К вопросу повышения устойчивости осесимметричных корпусов в сверхзвуковом потоке
Статья научная
Рассмотрена задача повышения устойчивости осесимметричных корпусов при сверхзвуковых скоростях обтекания. Для улучшения моментных характеристик использовались отклоняемая носовая часть и стабилизирующее устройство, выполненное в виде четырех отклоняемых щитков. Исследования проведены в диапазоне чисел Маха М = 3...10 и углов атаки α = 1.30°. Показана возможность улучшения моментных характеристик корпуса. Рассмотрены особенности влияния отклонения носовой части и щитков на аэродинамические характеристики корпуса.
Бесплатно
К вопросу производства высоких абразивных кругов
Статья научная
Показаны возможные способы формования заготовок высоких абразивных кругов для бесцентрового шлифования. Определены их недостатки и преимущества. Установлена зависимость допустимой скорости вращения круга от надежности сцепления витков многослойной рулонной заготовки. Сделан вывод о целесообразности формования многослойных заготовок методом гидростатического прессования.
Бесплатно
Статья научная
Маложесткими деталями являются такие детали, у которых один из геометрических параметров намного больше, чем все остальные. В работе рассматриваются различные технологии и оборудование для осуществления правки таких маложестких деталей, как фрикционные диски. Внешний диаметр дисков в десятки и даже сотни раз больше, чем их толщина. Такие конструктивные особенности создают сложности при их изготовлении. Задача придания правильной формы детали сложнее, чем соблюдение допусков на размеры. Поэтому иметь технологии и оборудование, которые позволили бы придать необходимую форму маложестким деталям, важно для современного производства. Важно и то, что исследования, проведенные авторами работы, позволяют утверждать, что прогрессивные технологии правки могут создать условия в материале деталей, которые позволяют сохранять правильную геометрическую форму детали после изготовления в течение 1000 часов и более. Отличительной чертой современных технологий правки маложестких изделий является создание динамических воздействий на их рабочие поверхности. В процессе правки на их рабочих поверхностях создаются микропластические деформации разного вида, в том числе изгибы. Циклический характер правки деталей создаёт условия для релаксации остаточных напряжений в материале изделий, что благоприятно отражается на стабилизации их геометрических параметров во времени. При этом при динамической правке изделий в определенных режимах не происходит потерь в эксплуатационном ресурсе работы изделий. Наоборот, правильная форма изделий создаёт условия для увеличения долговечности маложестких изделий. В работе делается попытка обобщить информацию по технологии правки фрикционных дисков на основе исследований, выполненных авторами настоящей работы в разные годы. В статье раскрываются пути совершенствования технологии правки с целью придания изделиям правильной геометрической формы.
Бесплатно
К методике определения сопротивления материалов импульсному нагружению
Статья научная
Приведена оригинальная методика синхронного измерения продольной силы и деформации в контрольном сечении стержня-образца при распространении упругопластической волны. По экспериментальным зависимостям напряжение-деформация-время алюминиевых сплавов и аустенитной стали выявлены два последовательных вида деформирования: упругопластическое при постоянной скорости нагружения и динамическая ползучесть при уменьшении скорости нагружения и разгрузке.
Бесплатно
Статья научная
Описан общий подход к синтезу неэвольвентных зубчатых зацеплений в обобщающих координатах точек поверхностей зубцов исходного звена. Сформулированы общие принципы управления качественными показателями зацеплений в обобщенной области существования с помощью локальных областей существования.
Бесплатно
К расчету динамики гидровинтовых прессов для штамповки с кручением
Статья научная
Приведена динамическая модель гидровинтового пресса с вращающимся инструментом и дифференциальные уравнения движения масс модели для анализа процессов в гидромеханической системе машины на участке рабочего хода.
Бесплатно
Статья научная
Приведены оригинальные конструктивные схемы пневмозатворов -устройств, предотвращающих выбросы агрессивных газов из реакторов в окружающую среду. Разработана физико-математическая модель пневмозатвора вихревого типа и рассчитаны его характеристики, выражающие зависимость удельного массового расхода воздуха от относительной величины давления в реакторе. Предложен метод расчета вихревого пневмозатвора, проиллюстрированный числовым примером. Результаты расчета сопоставлены с данными расчета пневмозатвора эжекционного типа.
Бесплатно
