LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 7
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

технологические схемы армирования и способы укладки слоев не оказывают нирования ЛА, начальную эллиптичность сечения до 2,5% при расчетах труб
заметного влияния на параметры напряженно-деформированного состояния на прочность и жесткость можно не учитывать.
криволинейных труб из армированных пластиков при чистом изгибе. Расхо-
ждение результатов в зависимости от траектории намотки не превышает 2%, Список литературы
от способа укладки – 8%.
1. Тышкевич В.Н., Светличная В.Б. Влияние переменности толщины стенки
на напряженно-деформированное состояние криволинейных труб из армиро-
Список литературы ванных пластиков //Механика и процессы управления: Труды XXXIII Ураль-
1. Композиционные материалы: Справочник/ Под ред. В.В. Васильева, ского семинара - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. С. 29 - 33.
Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с. 2. Костовецкий Д.Л. Прочность трубопроводных систем энергетических ус-
2. Куликов Ю.А., Лоскутов Ю.В. Механика трубопроводов из армированных тановок. Л.: Энергия, 1973. 264 С.
пластиков: Монография. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. 156 с.




61 62
УДК 678.743:539.2 УДК 678.743:539.2
ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВЫХ ОСОБЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ МЕДНОФТОРОПЛАСТОВЫХ КОМПОЗИТОВ
Адаменко Н.А., Фетисов А.В., Казуров А.В. Адаменко Н.А., Фетисов А.В., Казуров А.В.

Недостатками известных способов получения металлофторопластовых В настоящей работе проводились сравнительные исследования термиче-
покрытий из порошкообразных материалов являются сложность и трудоем- ского расширения (ТР) металлополимерных композитов на основе фторопла-
кость технологических операций, повышенные требования к оснастке, полу- ста-4 (Ф-4) и дисперсной меди, получаемых статическим (СП) и взрывным
чение покрытий малой протяженности, невысокая адгезионная прочность прессованием (ВП) из смеси порошка с размером частиц меди 40 мкм. Кон-
покрытия и поверхности изделия. Тем самым ограничиваются области про- центрацию металла варьировали от 10 до 70 % об. Статическое прессование
мышленного применения данных способов. В связи с этим важной задачей осуществляли на прессе давлением 100 МПа, взрывное – с помощью энергии
является разработка новых способов получения металлофторопластовых по- взрыва по схеме ампульного нагружения. При этом плотность взрывных об-
крытий из порошкообразного материала на цилиндрической поверхности разцов соответствовала статически спрессованным. Спекание осуществляли в
свободном состоянии при 380 0С с выдержкой 15 минут на миллиметр тол-
изделия по технологической схеме, обеспечивающей устранение вышеука-
занных недостатков. щины образца. ТР определяли на установке термомеханического анализа
Техническим результатом разработанной технологии является создание ТМИ-1, с помощью специально разработанной оснастки.
металлофторопластового антифрикционного покрытия из порошкообразного Результаты исследований показали, что с повышением температуры ис-
материала на цилиндрической поверхности изделия с постадийным чередо- пытания происходит увеличение деформации ТР и ее дифференциация при
ванием технологических операций, что обеспечивает получение равноплот- изменении концентрации наполнителя. Наиболее высокие значения ТР и их
дифференциация наблюдаются при температуре 415 0С, что наиболее ценно
ного покрытия большой протяженности, что, в свою очередь, позволяет по-
лучать покрытия с повышенной адгезионной прочностью полимера к металлу для сравнительного анализа и дальнейшие результаты указаны для этой тем-
по всему объему покрытия. пературы.
Способ получения металлофторопластовых покрытий из порошкообраз- Композиты после СП (без спекания) имеют сложную зависимость распре-
ного материала на цилиндрической поверхности стальной детали, включает деления ТР от концентрации. На участках 10-30 и 50-70 % меди происходит
размещение порошка покрытия, состоящего из смеси фторопласта и метал- снижение ТР с 76 до 34 % и с 42 до 25 % соответственно. На участке 30-50 %
лического порошка, чередующимися слоями в полости, образованной цилин- меди происходит повышение ТР с 34 до 42 %, что можно связать с ростом
дрической поверхностью изделия и пресс-формой, напрессовку покрытия и внутренних напряжений и их вклада в суммарную термическую деформацию
последующую термообработку. Способ отличается тем, что перед нанесени- композита.
ем покрытия проводят активацию смеси Ф-4 с металлическим порошком Спекание статически спрессованных композитов уменьшает ТР, что вы-
взрывным нагружением плоской ударной волной давлением 6-8 ГПа. Акти- звано улучшением адгезионного взаимодействия компонентов и стабилиза-
вированное состояние металлофторопластовых смесей сохраняется и после цией структуры композитов. При увеличении концентрации металла с 10 до
его размола, что обеспечивает повышение адгезионной прочности полимера с 70 % происходит снижение ТР с 40 до 14 %, при этом на участке 30-50 % ме-
металлом. ди изменения ТР практически не происходит, составляя 27-28 %, что вероят-
При этом на границе с цилиндрической поверхностью изделия размеща- но связано с возросшей дефектностью структуры.
ют прослойку из активированной смеси Ф-4 с 10-15 % металлического по- ПКМ полученные ВП обладают меньшим ТР, что обусловлено высоким
рошка 0,5-0,7 мм, затем последовательно засыпают слой высотой 50-60 мм, адгезионным взаимодействием между полимером и металлом. ТР ПКМ, по-
состоящий из смеси Ф-4 и 40-50 % металлического порошка, и слой высотой лученных ВП (без спекания), при увеличении концентрации меди с 10 до 70
1-1,5 мм из активированной смеси Ф-4 и 20-25 % металлического порошка, а % равномерно снижается с 39 до 14 %. Спекание взрывных образцов снижает
напрессовку проводят путем статического прессования. ТР с 36 до 7 %.
Таким образом, ВП создает энергетические условия, способствующие по-
вышению адгезионного взаимодействия компонентов композитов, что обес-
печивает снижение ТР.




63 64
УДК 514.181 УДК 519.8
ГЕОМЕТРО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЧЕТКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЗАВИСИМОСТЕЙ
СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАБЛЮДЕНИЙ
Асеева Е.Н. Бабичев М.С., Фоменков С.А.

Возможность регулирования параметров лазерной обработки в широком В настоящее время все чаще приходится обрабатывать большие массивы
интервале режимов позволяет целенаправленно формировать структуру по- экспериментальных данных для идентификации зависимостей между вход-
верхностного слоя, его физико-механические свойства, такие как твердость, ными и выходными параметрами. Поскольку во время проведения экспери-
износостойкость, шероховатость, а также геометрические размеры обрабо- мента возникают случайные и систематические погрешности, а иногда и
танных участков поверхности. ошибки экспериментаторов, такие массивы содержат немного искаженную
Лазерноупрочненные слои имеют чередующиеся структурно- информацию. Это усложняет идентификацию зависимости, так как требует
неоднородные зоны повышенной и пониженной твердости. Размеры зон за- применения специальных методов для устранения выбросов.
висят как от взаимного расположения лазерных дорожек-треков, так и от ви- Большинство современных систем идентификации развиваются в направ-
да предварительной термообработки. лении усовершенствования методов предварительной обработки, что ведет к
Методами проективной геометрии были исследованы формы поперечных усложнению систем и замедлению их работы. Альтернативным подходом
сечений лазерных треков, получены аналитические зависимости для опреде- является использование технологий, позволяющих производить идентифика-
ления геометрических параметров лазерноупрочненных слоев, для случаев цию без предварительной обработки входных данных. Одной из таких техно-
лазерного упрочнения как с перекрытием так и без него, при различном ис- логий является нечеткая нейронная сеть.
ходном состоянии материала. Рассмотрим систему нечеткого вывода Мамдани-Заде [1]. Она состоит из
На основании полученных зависимостей составлен алгоритм решения за- трех частей: набора фуззификаторов, агрегатора и дефуззификатора. Фуззи-
дачи в среде MATHCAD позволяющий, при обработке цилиндрических по- фикаторы переводят вектор входных параметров системы в нечеткие множе-
верхностей, определять площади и объемы зон с различной твердостью, в ства с различными функциями принадлежности. Для объединения нечетких
зависимости от ширины лазерного трека, максимальной толщины слоя, вза- множеств, полученных при работе разных фуззификаторов, применяется аг-
имного расположения треков на поверхности детали и исходного состояния регатор. Значение выходного параметра получается из нечеткого множества
материала. при помощи дефуззификатора.
Предложен новый расчетный параметр, характеризующий объемные Описанную выше систему можно представить в виде конструкции, напо-
свойства структурно-неоднородного поверхностного слоя – коэффициент минающей нейронную сеть. Эта конструкция называется нечеткой нейрон-
заполнения слоя твердой фазой ной сетью Ванга-Менделя [1]. Для ее обучения применяется гибридный алго-
ритм, заключающийся в циклическом повторении настройки весовых коэф-
Кс=Аз/А,
где Аз – площадь зон лазерной закалки; фициентов агрегатора и параметров функций принадлежности.
А – общая площадь поперечного сечения рассматриваемого слоя. Нечеткая нейронная сеть позволяет аппроксимировать с произвольной
С использованием полученных зависимостей рассчитаны оптимальные точностью любую нелинейную функцию многих переменных суммой нечет-
значения коэффициентов перекрытия Кп , соответствующие максимальным ких функций одной переменной. Они позволяют гладко аппроксимировать
значениям Кс. пороговые функции, то есть хорошо сглаживает различные скачки, вызван-
Полученные расчетные зависимости, связывающие характеристики по- ные погрешностями измерений.
верхностного слоя с технологическими параметрами лазерной обработки, Авторами разработан макет системы идентификации, которая использует
позволяют формировать его структуру с наперед заданными физико- описанную выше нечеткую нейронную сеть. Кроме этого, используются и
механическими свойствами. стандартные методы идентификации, требующие предварительной обработ-
ки данных: регрессионный анализ и поисковые методы.

Список литературы
1. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский;
Пер. с пол. И. Д. Рудинского. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 344 с.




65 66
ББК 74.58 УДК 621.01:539.4
ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ В ОБЛАСТИ CAD/CAM-ТЕХНОЛОГИЙ МОДЕЛИ НЕГАУССОВСКИХ ПОЛЕЙ В РЕШЕНИИ
НА ОСНОВЕ ПРОГРАММНОЙ СРЕДЫ «CIMATRON» ЗАДАЧ ПРОЧНОСТИ
Балакина Н.А. Белов В.Н.
В докладе обсуждаются интересные итоги решения частных проблем тео-
Изучая методологию обучения студентов машиностроительных специ- рии прочности (например, проблемы масштабного эффекта (МЭ)), влекущие
альностей и применение компьютерных технологий в образовании, рассмот- за собой совершенно новые возможности в решении более широкого пласта
рен пример специализированной подготовки студентов в области CAD/CAM прочностных задач. Следует уточнить, что продуктивной базой для этого
технологий на примере программной среды Cimatron, представленной на вы- явились результаты анализа феноменологических моделей накопления по-
числительном центре факультета «Автоматизации и технологии машино- вреждений как детерминированного, так и стохастического типов, осуществ-
строения» НГТУ. Базовый этап обучения представляет собой комплекс твер- лённого автором в Камышинском технологическом институте [1,2].
дотельного и каркасного моделирования, создания сборочных моделей [1]. Существо масштабного (размерного)эффекта заключается в изменении
Более высокий уровень предполагает для студента подготовку автоматизиро- удельных механических характеристик объектов(образцов) при увеличении
их размеров. Начиная с 30-х годов прошлого века развивается несколько на-
ванной обработки деталей на станках с ЧПУ. Учащиеся совмещают графиче-
правлений в объяснении этого эффекта: статистический, термофлуктуацион-
ское моделирование с процедурами моделирования технологических опера-
ный, энергетический, технологический и др. Наличие разброса в эксперимен-
ций. Результат графического моделирования представлен управляющей про-
тальных данных, обусловленного неоднородностью структуры материала[1],
граммой, которую постпроцессор формирует автоматически [2]. Данная под-
безусловно обращает внимание исследователей к построению статистических
готовка предусматривает практические занятия, курсовой проект (3 курс) и
(стохастических) моделей, но до последнего времени не удавалось с их по-
как часть бакалаврской работы (4 курс).
мощью описать все тонкости в изменении механических характеристик с
Cimatron представляет собой систему с полным набором средств для кон-
ростом размера образцов даже на уровне их средних значений (мат. ожида-
струирования, анализа, черчения и подготовки управляющих программ. Все
ний), не говоря уже о характеристиках разброса (коэффициент вариации).
более широкое использование станков с ЧПУ на производственных участках
Анализ показал, что неудачи с созданием стохастических моделей МЭ,
и определяет данную методику подготовки студентов.
построенных на употреблении случайных процессов и полей, обусловлены
излишним упованием на гауссовские процессы и поля. Разработав специаль-
Список литературы ную процедуру их нелинейного преобразования (см. доклад Сиделёва А.А. в
1. Каневский Г.Н., Неделяева Т.А. Построение пространственных твердо- наст сборнике), удалось при минимально возможном числе варьируемых па-
раметров имитационной модели описать все выделенные [2] качественные и
тельных объектов в программной среде Cimatron. Метод. пособие / НГТУ,
количественные закономерности как на уровне средних, так и на уровне ко-
2001г., с.3
эффициентов вариации (что ранее совсем не удавалось делать!). Этот успех
2. Cimatron General Post Processor. CAD/CAM Solution integrated technology /
открыл возможность векторного описания процесса накопления повреждений
Cimatron Ltd., 2002, p.12
с одновременным моделированием характеристик прочности при динамиче-
ском, статическом и циклическом режимах одноосного растяжения(сжатия)
для образцов “простой” конфигурации. Помимо этого удалось смоделировать
процесс накопления при изгибе: двух-, трёх- и четырёхточечном, а также
центральном симметричном. При необходимости в последних случаях оказа-
лось весьма уместно использование классических сопроматных расчётов
распределения напряжений в образце. Опыт показал, что такой альянс сто-
хастического и традиционного детерминированного подходов оказывается
весьма эффективен.

Список литературы
1. Белов В.Н. Детерминированные модели временных процессов в разных
областях науки и техники. – Волгоград: Политехник, 2002. – 320 с.
2. Белов В.Н.. Стохастические модели временных процессов в разных облас-
тях науки и техники. – Волгоград: Политехник, 2002. – 216 с.


67 68
УДК 681.2.02 рукции.
ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТАХ Среди наиболее вероятных причин появления трещин на стадии строи-
СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ тельства являются температурные напряжения, возникающие в процессе
твердения бетона, а не только пластическая усадка бетона.
Бугров А.Ю.
Температурные напряжения в монолитных конструкциях из железобетона
зависят от различных факторов:
С середины прошлого века в отечественном мостостроении широкое рас- - условий строительства;
пространение получили сталежелезобетонные мосты, в которых наряду с ме- - вида и количества в бетоне цемента;
таллической главной балкой используется железобетонная плита. Предпо-
- массивности конструкций.
сылкой к этому послужил дефицит металлопроката из легированной стали. В процессе возведения монолитной плиты возникает ряд трудностей, свя-
Сталежелезобетонные мосты со сборными плитами получили широкое при- занных с температурным режимом. С учетом того, что температура бетонной
менение в отечественном мостостроении. В то время как за рубежом наи-
смеси за счет саморазогрева может значительно отличаться в большую сто-
большее предпочтение отдали монолитным плитам, используя сборные пли- рону от температуры металлических балок, то это может привести к «замо-
ты в виде опалубки. раживанию» в конструкции температурных напряжений.
В конце 80-х годов ХХ века после обследования по всей стране целого
Летом, когда температура окружающей среды довольно высокая, встает
ряда сталежелезобетонных мостов со сборными плитами, встал вопрос о це- вопрос о том, как снизить температуру твердеющего бетонного массива.
лесообразности дальнейшего строительства подобных сооружений. Учитывая, что монолитная железобетонная плита соединяется с металли-
Оказалось, что сборные плиты быстро начинают приходить в аварийное
ческой балкой по всей длине и это соединение довольно сильно ограничивает
состояние. Это выражено расстройством объединения железобетонной плиты температурные расширения бетона, то опасность образования температурных
с металлоконструкцией, которое наступает уже через 5-10 лет после ввода трещин при больших температурах твердения бетона очень велика. Вначале,
моста в эксплуатацию, что приводит к несовместной работе железобетонной
когда температура бетона начинает повышаться, появляются сжимающие
плиты и металлическими балками, обратным прогибам конструкции и, как усилия в бетоне, находящимся между упорами. Консоли плиты при этом мо-
следствие, резкому снижению грузоподъемности мостового сооружения. гут свободно перемещаться и напряжения от температуры при этом будут
Так же в образовании многочисленных трещин с недопустимым раскры- невелики. А уже при остывании бетона, появляются растягивающие напря-
тием, карбонизацией и выщелачиванием бетона, интенсивной коррозией ар- жения в конструкции. С увеличением модуля деформации значения термона-
матуры в местах объединения сборных плит монолитным бетоном.
пряжений сильно увеличиваются, зачастую превышая предельное растяже-
Решить проблему с помощью изменения крепежа железобетонных плит с ние железобетона. Что и приводит к образованию трещин.
металлической балкой не удается. Так как это не решает проблему образова- Использование технологий по снижению температуры, в том числе за
ния многочисленных трещин.
счет охлаждения трубами с холодной водой может дать обратный эффект.
В целом в конструкции плит, их стыках и в способах объединения с ме- Так как охлаждение не будет равномерным по всему объему, а будет носить
таллоконструкциями существует много предпосылок к браку при выполне- локальный характер, вследствие чего появятся концентраторы температур-
нии строительно-монтажных работ и, в особенности, при отрицательных
ных напряжений вдоль охлаждающих труб.
температурах. Обратные прогибы пролетных строений получаются не только Наиболее эффективным решением в сложившейся ситуации это использо-
от расстройства объединения плит с металлом, но и от плохо предсказуемых вание для приготовления бетонной смеси вместе с охлажденной водой кусоч-
и нерегулируемых процессов ползучести и усадки бетона в некачественно
ков льда, которые при перемешивании смеси перейдут в жидкое состояние и
выполненных многочисленных поперечных монолитных стыках, где при ма- понизят температуру смеси. Но тогда возникает вопрос – где взять такое
лых объемах бетонной кладки трудно было обеспечить необходимое качест- большое количество льда? И на сколько это удорожит конструкцию? Но и
во конструкции даже при положительных температурах. Что собственно и
это не решит проблему, ведь при твердении бетона начнет повышаться его
послужило предпосылкой для увеличения толщины плит в пределах габарита
температура. Температура в ряде случаев может доходить до 100°С и более,
проезжей части со 150 мм до 200 мм и более.
что явно не допустимо, так как вода, находящаяся в твердеющем бетоне нач-
Так как считалось, что монолитная плита в сталежелезобетонных пролет-
нет закипать, создавая при этом колоссальные температурные напряжения.
ных строениях лишена большей части проблем, наблюдающихся у сборных
Становится очевидно, что выгоднее бетонировать в зимний период. Так
сталежелезобетонных пролетных строений, то в последнее время стали при-
как технология подогрева бетона в зимний период и необходимое оборудова-
менять монолитную плиту.
ние уже широко применяется в нашей стране. Но при этом остаются все те же
Но и использование монолитной плиты не решило всех проблем.
проблемы, что и с охлаждением: невозможность поддержания заданной тем-
Одним из актуальных вопросов при возведении монолитной плиты в ста-
пературы равномерной по всему объему бетонной конструкции.
лежелезобетонных мостах является обеспечение трещиностойкости конст-

69 70
Уменьшить температурные перепады в бетоне можно с помощью специ- нове определяется линейный износ рабочей поверхности кулачка по углу его
ально разработанной для этого конструкции опалубки, новых видов химиче- поворота. В результате изнашивания характеристики профиля кулачка изме-
ских или минеральных добавок к бетону. няются. Проводя последовательный расчёт характеристик сопряжения и из-
Для решения всех вышеперечисленных проблем, необходимо: нашивания кулачка с заданным по времени шагом, получаем зависимость
- произвести исследования термонапряженного состояния железобе- изменения профиля кулачка МГР по времени в процессе эксплуатации. Это, в
тонных конструкций; свою очередь, дает возможность оценить влияние изнашивания на работо-
- произвести разработку мероприятий, способных уменьшить риск по- способность механизма, а также выявить предельные нормы износа кулачков.
явления температурных трещин; Описанная методика расчета реализована в виде комплекса компьютер-
- подобрать правильное сочетание химических и минеральных доба- ных программ на языке FORTRAN, а также идентифицирована по экспери-
вок к бетонной смеси; ментальным данным. В качестве примера выполнен расчёт изнашивания
- подобрать вид и количество цемента в состав бетона. профиля кулачка двигателя ВАЗ в процессе его эксплуатации на двух скоро-
стных режимах. При этом показано существенное различие характера изна-
шивания кулачка по углу его поворота, а также значений максимальных из-
Список литературы
носов. При работе двигателя на номинальном скоростном режиме в процессе
1. Кручинкин А., Мокиенко Т., Целищев В. Не допустить мостопада // Мос-
изнашивания кулачка наблюдается увеличение по модулю отрицательных
тостроение, 2005 г. №1
ускорений толкателя, что приводит к уменьшению запаса усилия клапанных
2. Корнев С.Н. Опыт проектирования и строительства сталежелезобетонных
пружин и возможному нарушению силового замыкания механизма.
пролетных строений эстакад направленных съездов на пересечении МКАД с
Горьковским и Ярославским шоссе // Вестник мостостроения, 1999 г. №1-2
Список литературы
3. Федорашко Н.В., Герасимов В.И., Егоров В.П. Опыт изготовления и мон-
тажа железобетонных плит беспрогонной конструкции сталежелезобетонных 1. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных
пролетных строений // Вестник мостостроения, 1997 г. №1-2 условиях: Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. – 224 с.
4. До Тхань Лап. Термонапряженное состояние монолитных конструкций
железобетонных мостов, сооружаемых в условиях Вьетнама. // Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Моск-
УДК 621.431.73
ва, 2005 г.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСКАЕМОГО ИЗНОСА
КУЛАЧКОВОЙ ПАРЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВС
Васильев А.В., Попов Д.В., Шмаков С.В., Дейниченко Е.Д.
УДК 621.431.73
РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ И ЛИНЕЙНОГО ИЗНОСА
Долговечность работы механизма газораспределения (МГР) определяется
КУЛАЧКОВОЙ ПАРЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
износостойкостью его деталей, в частности кулачков распределительного
ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
вала. Так, в работе [1] установлено, что с износом кулачков снижение мощ-
Васильев А.В., Дейниченко Е.Д. ности достигает 9,2 % на режимах, близких к номинальному, а при износе
кулачков до 1,2 мм количество углеводородов в отработавших газах увели-
Расчёт износа и долговечности сопряжённых поверхностей трения ДВС чивается на средних и максимальных нагрузках на 14 – 26 %.
является довольно сложной задачей. Это является следствием невыявленно- В данном исследовании поставленная задача решается путём математиче-
сти закономерностей их изнашивания и отсутствия достоверных данных о ского моделирования износа кулачковой пары и рабочих процессов ДВС с
предельных нормах износа основных деталей. В связи с этим в данной работе изношенным профилем с использованием разработанных алгоритмов и про-
представлена методика расчёта трибологических характеристик кулачковой граммных средств. Определение износа основано на использовании расчёт-
пары клапанного механизма газораспределения (МГР), как наиболее нагру- ных зависимостей, приведённых в работе [2]. Сначала рассчитывается интен-
женной. При этом расчёт ведётся с учётом кинематической схемы МГР, дей- сивность изнашивания, после чего определяется линейный износ рабочей
ствующих силовых факторов, гидродинамических условий смазки сопряже- поверхности кулачка сначала за цикл нагружения, а затем и в течение задан-
ния и свойств материалов, а также изнашивания профиля кулачка в процессе ного промежутка времени. Далее изношенный профиль кулачка используется
эксплуатации. при моделирования рабочих процессов в элементах газовоздушного тракта
В расчете используется зависимость, позволяющая определить интенсив- ДВС [3]. В результате устанавливается взаимосвязь параметров и характери-
ность изнашивания деталей пары кулачок-толкатель МГР ДВС [1]. На её ос-

71 72
стик МГР с показателями газообмена, а также индикаторными и эффектив- любой точностью аппроксимировать диаграмму растяжения, но при этом
ными показателями ДВС. возрастает число параметров, необходимых для описания диаграммы дефор-
По данной методике было выполнено исследование двигателя ВАЗ. При мирования, которые явной связи с механическими свойствами не имеют. С
этом, в частности, было установлено, что после 12 тыс. часов работы проис- точки зрения ранжирования материалов по свойствам, возможности учёта
ходит заметное сужение фаз газораспределения. При этом максимальный механизмов деформирования на различных стадиях пластической деформа-
износ кулачка составляет 1,15 мм, что приводит к снижению эффективной ции и возможности использования уже накопленных к настоящему времени
мощности на 6,7%, а удельные эффективный расход топлива возрастает при- экспериментальных данных, полученных при испытании различных конст-
мерно на 2%. Далее, задаваясь ограничением на ухудшение тех или иных рукционных материалов было бы желательно иметь минимальное число за-
параметров ДВС, на основе данного исследования легко можно определить действованных параметров, причём таких, для которых просматривается
предельно допускаемый износ кулачковой пары и её долговечность. связь с исходными механическими свойствами. Наибольший материал нако-
плен при линейной и степенной аппроксимациях диаграммы деформирова-
Список литературы ния. В настоящей работе для титанового псевдо-? сплава ПТ-5В изучена
диаграмма деформирования при её аппроксимации функцией
1. Жолобов Л.А., Панов Ю.М. Влияние износа механизма газораспределения
? i = A ? e im ,
на выходные показатели двигателя // Совершенствование эксплуатационных (1)
качеств тракторов и автомобилей и использование машинно-тракторного пар-
где А и m – константы материала.
ка: Сб. науч. тр. / ГСХИ. - Горький, 1986. - С. 3 - 9.
Показатель деформационного упрочнения m является зависимым от меха-
2. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных
нических свойств материала и в значительной степени определяет размеры
условиях: Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.
пластической зоны в области концентратора. Вязкость разрушения КIC также
3. Математическое моделирование рабочих процессов ДВС: Учебное посо-
коррелирует с величиной m. Однако параметр m не является величиной по-
бие / А. В. Васильев, Е. А. Григорьев; Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград,
стоянной.
2002. - 67с.
Исследование проведено на цилиндрических образцах из титанового
сплава ПТ-5В диаметром 10 мм, длиной расчётной части 50 мм. Нагружение
осуществлялось на испытательной установке УМЭ-10ТМ. Запись диаграммы
УДК 594.3 растяжения образцов на стадии нагружения до образования шейки проводи-
СТЕПЕННАЯ АППРОКСИМАЦИЯ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ лась на штатном оборудовании УМЭ-10ТМ с использованием тензометра,
установленного на рабочей части образца.
ТИТАНОВОГО ПСЕВДО-? СПЛАВА ПТ-5В
Появление шейки вызывает ряд затруднений, связанных с локализацией
Водопьянов В.И., Кондратьев О.В., Скорняков А.А., Сапунов Л.П. деформации, таких как появление радиальных и тангенциальных напряжений
в минимальных сечениях шейки, изменение скорости деформации при посто-
Расчёт напряжённо-деформированного состояния (НДС) в упругопласти- янной скорости перемещения захвата (более, чем на порядок), зависимость
ческой и пластической областях при сложном напряжённом состоянии про- интенсивности упрочнения металла от величины накопленной деформации.
водят на основе обобщённой диаграммы деформирования. Необходимость С целью исключения влияния жёсткости напряжённого состояния на со-
таких расчётов возникает при анализе НДС в очагах концентрации напряже- противление деформированию проводили периодические расточки шейки в
ний, в технологических процессах обработки материалов давлением и др. меридиональном направлении до значений кривизны, снижающих теоретиче-
Обобщённую диаграмму деформирования обычно приводят в координатах ский коэффициент концентрации напряжений до 1,02.
интенсивность напряжений ?i – интенсивность деформаций еi. Считают, что Было проведено изучение распределения величин локальных продольных
обобщённая диаграмма деформирования является единой при любом НДС, а деформаций (база равнялась 0,5 мм) в области расточенной шейки, что по-
строят её на основе обработки диаграммы растяжения, получаемой обычно зволило определить размеры зоны в области шейки, характеризующиеся ак-
при испытании образца на растяжение. Таким путём результаты испытания, тивной пластической деформацией и оценить скорость деформации в зави-
полученные при простом растяжении можно перенести и на другие виды на- симости от скорости перемещения подвижного захвата.
пряжённого состояния. Не точное задание диаграммы деформирования ?i –еi Влияние скорости деформации на сопротивление пластическому дефор-
может привести к ошибочным результатам все данные расчётов НДС. Про- мированию было оценено при разрыве образцов с различными скоростями
блема качественной обработки результатов при простом растяжении, а также растяжения. Скорость деформации изменялась от 1,6·10-5 до 1,6·10-2 1/с. Уве-
нахождение наиболее достоверной аппроксимации диаграммы деформирова- личение характеристик прочности (предела текучести ?0,2 и предела прочно-
ния давно является предметом исследований, но до сих пор ещё находится в
стадии разработки. Конечно, современные численные методы позволяют с
73 74
сти ?в) не превышали 5 %. Влияние скорости на характеристики пластично- повороты, наклоны; параллельно сравнивать фрагменты изображений (в слу-
сти обнаружено не было. чае электронного варианта решения задачи – приходится сравнивать все би-
С учётом полученных результатов скорость перемещения подвижного за- ты), проводить нелинейные преобразования, такие как вычисление корреля-
хвата на стадии деформирования с шейкой была снижена на порядок, что ции, свертки, нелинейное преобразование яркости.
приблизило скорость деформации в шейке к скорости на стадии равномерно- Существующие системы оптической памяти не удовлетворяют всем вы-
го деформирования, согласно полученным выше данным, что не должно двигаемым требованиям (большая емкость, высокая скорость считывания,
влиять на исследуемые характеристики. параллельное считывание). Среди перспективных схем трехмерной оптиче-
В заключение была проведена оценка значений коэффициента деформа- ской памяти наиболее популярны схемы с послойным хранением информа-
ционного упрочнения по трём областям: от предела пропорциональности ?пц ции, которые позволяют использовать методы записи информации, разрабо-
до напряжений предела текучести ?0,2, от предела текучести до предела проч- танные для двумерной памяти, и допускают параллельное считывание ин-
ности и, наконец, от предела прочности до истинного сопротивления разру- формации, записанной в слое. Для осуществления такого послойного считы-
шению Sк. Установлено интенсивное снижение m от 1,0 до 0,01 в первой об- вания необходим способ выделения вклада от требуемого слоя в детектируе-
ласти и несколько превышающей её; не установлено существенного различия мую световую волну. Этот способ может быть основан на различных физиче-
в величине m на стадии равномерного деформирования и на стадии сосредо- ских принципах.
точенного деформирования. Эта величина в среднем составила 0,084, а для Авторами данной работы ранее был проведен анализ различных схем реа-
отдельных образцов колебания как на стадии равномерных деформаций, так лизации устройств трехмерной голографической памяти с послойным хране-
и на стадии шейкообразования наблюдались как в меньшую, так и в бoльшую нием информации, где в качестве информационного слоя используются как
сторону в пределах от 0,07 до 0,09. Таким образом, для исследуемого сплава тонкие, так и толстые голограммы [4,6]. Были также рассмотрены направле-
не установлено влияния величины накопленной деформации на значение ко- ния повышения информационной емкости оптической памяти, что является
эффициента деформационного упрочнения m и во всём исследуемом интер- главной характеристикой памяти для задач искусственного интеллекта, и
вале развитых пластических деформаций его величину можно принимать проанализированы модели с послойным считыванием толстых голограмм при
постоянной. помощи наведенной неоднородности показателя преломления и наведенного
профиля диэлектрической проницаемости в виде маркирующей волны, лока-
лизованной по толщине информационного слоя.
Необходимо отметить, что выбор голограмм Фурье для наших исследова-
УДК 658.512 ний основывается на нескольких важных параметрах: высокой информаци-
АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ДЕЙСТВИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ онной емкости голограмм Фурье по сравнению с голограммами других типов
ТРЕХМЕРНОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ НА ОСНОВЕ и наличием меньших аберраций (искажений оптических изображений) [1,4].
ГОЛОГРАММ ФУРЬЕ С УЧЕТОМ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ Для решения вышеизложенных задач мы используем для моделирования
ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ и оптимизации параметров устройств трехмерной голографической памяти,
основанной на голограммах Фурье, фонд физических эффектов (ФЭ), разра-
Давыдова С.В., Давыдов Д.А., Фоменков С.А.
ботанный в Волгоградском государственном техническом университете [7].
Под физическим эффектом понимается объективная, закономерно обу-
В настоящее время актуальна проблема создания долговременной, деше-
словленная связь между двумя или более физическими явлениями, каждое из
вой и надежной памяти большого объема с такими важными характеристи-
которых характеризуется соответствующей физической величиной. Исполь-
ками, как высокоскоростное считывание информации из параллельных слоев.

<< Пред. стр.

страница 7
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign