Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1534
Статья научная
Рассматривается решение задач о равновесии полуплоскости и полосы, ослабленных прямолинейными поперечными трещинами и усиленных тонкими гибкими накладками. В качестве математической модели тонкой накладки использованы граничные условия специального вида. Для установления границ применимости модели проведено численное исследование данных условий. На основе уравнений равновесия задача сведена к решению сингулярного интегрального уравнения первого рода с ядром Коши относительно производной функции раскрытия трещины. При этом использован метод обобщённых интегральных преобразований. В различных диапазонах изменения геометрических и физических параметров задачи построены решения вышеуказанного интегрального уравнения методами малого параметра и коллокации. Получены значения коэффициента интенсивности напряжений в окрестности краёв трещины. Проведён многофакторный анализ влияния накладки на критическое состояние трещин в подложке.
Бесплатно
Статья научная
Введение. При фрезеровании сложных поверхностей деталей выбор траекторий и ориентации инструмента влияют на параметры шероховатости. Однако в исследованиях, посвященных формированию траекторий, не учитываются рекомендации, позволяющие обеспечить качество микрогеометрии поверхностей. К тому же при написании программ для оборудования с ЧПУ в CAM-системах (от англ. computer-aided manufacturing - автоматизированное производство) ограничения режимов резания определяются исключительно с помощью геометрического подхода. Он не учитывает влияние углов ориентации сфероцилиндрического инструмента относительно плоскости нормали на качество обработки поверхностей, а именно на шероховатость.Цель работы - создание методики по выбору предельных значений углов ориентации сфероцилиндрического инструмента для оптимизации процесса механической обработки пространственно-сложных поверхностей. Задачи: достижение минимальных значений амплитудного параметра шероховатости Rz и определение эффективности различных траекторий обработки.Материалы и методы. Использовались методы корреляционного и регрессионного анализа, результаты сравнивались и обобщались. Для оценки параметров уравнения регрессии применялся метод наименьших квадратов. Для экспериментальных исследований задействовали обрабатывающий центр DMU 50 ecoline. Шероховатость измеряли на профилометре Surfcom 1800 D. Материал образцов - сталь 12Х18Н10Т. Материал инструмента - твердый сплав 1620 Sandvik с PVD-покрытием (от англ. physical vapor deposition - физическое осаждение паров металлов, ближайший отечественный аналог - Т15К6).Результаты исследования. Детально показано, как параметры шероховатости Rz зависят от угла наклона и диаметра инструмента. Двадцать примеров представлены в виде таблицы. Естественные коэффициенты регрессии рассчитаны по линейной и гиперболической моделям. Установлено, что диаметр инструмента больше влияет на формирование параметра шероховатости Rz, чем угол наклона. Для детального описания особенностей влияния сравнивались коэффициенты множественной, частной, парной корреляции и множественной детерминации. Определены ограничения, связанные с углами наклона инструмента при обработке сложных поверхностей. Визуализирована схема для расчета угла нормали, которая включает выбранный шаг по оси для определения длин отрезков ломаной кривой. Даны в виде рисунков профилограммы поверхностей, полученные при различных траекториях формообразования. Это позволило сделать вывод о непригодности фрезерования сверху вниз при наклоне инструмента 5°- 35°. Составлена карта, по которой можно судить о шероховатости, зная вид фрезерования и угол наклона (от 5°до 80°). Графически показана зависимость параметра шероховатости от скорости обработки и применения охлаждающей жидкости. Сведены в таблицу расчетные параметры для определения оптимального угла наклона инструмента. Их анализ доказал адекватность предложенного метода подготовки управляющей информации.Обсуждение и заключение. Представленная методика позволила определить оптимальные значения углов ориентации сфероцилиндрического инструмента с учетом скорости резания и достижения минимально возможного амплитудного параметра шероховатости Rz. Рассмотрена ситуация подачи fz = 0,4 мм/зуб для участков поверхности с суммарным углом 5°- 50°. В этом случае обработка по траекториям в попутном, встречном направлении и снизу вверх обеспечила шероховатость в диапазоне 3-6 мкм по параметру Rz. Траектория движения сверху вниз не рекомендована к применению на окончательных операциях из-за значительной высоты параметра Rz.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Статья посвящена изучению процесса электроакустического нанесения износостойких покрытий. Целью работы является получение математической модели влияния ультразвука на процессы формирования и развития электрической искры, происходящей в процессе электроакустического напыления.Материалы и методы. В основе анализа влияния ультразвуковых колебаний на процессы, протекающие при формировании и развитии искрового разряда, рассмотрены уравнения непрерывности, движения и переноса энергии с учетом вклада ультразвукового поля. Учтены факторы, влияющие на теплопроводность и электропроводность сильно ионизованного газа.Результаты исследования. При получении модели были сделаны предположения, что отвод тепла из канала осуществляется «прозрачным излучателем». Тогда для области канала было принято автомодельное решение: давление, температура и плотность постоянны по сечению, а скорость пропорциональна радиусу. Получена математическая модель, описывающая процессы, протекающие в искровом канале с учетом влияния энергии ультразвукового поля.Обсуждение и заключения. На основании построенной модели установлено, что под действием ультразвука увеличивается радиус и температура искрового канала, а также создаются условия двукратной ионизации при высоких энергиях ультразвука.
Бесплатно
Влияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковки
Статья научная
Целью работы является поиск таких форм гофрирования картона, которые позволили бы эффективно амортизировать ударную нагрузку на картонный лист - как вертикальную, так и горизонтальную. Предмет исследования - эффективность амортизации картонной упаковки с сотовой структурой и альтернативной (с MS-профилем) под действием ударной нагрузки поперек и вдоль соты. В качестве задач проведенных изысканий рассматривались измерение и сравнение скорости деформации, а также способности поглощения ударной нагрузки образцов картонной упаковки со стандартным и альтернативным MS-гофрированием. Образцы находились под ударным воздействием. Амортизирующие свойства многослойной картонной упаковки размером 127×127 мм оценивались при следующих условиях: высота падения - 610 мм; скорость падения - 3,5 м/с; падающий вес - 12,5 кг; усилие сжатия - 340 H. При этом регистрировались: сила сжатия; энергия удара; величина деформации. В результате проведенных экспериментов было установлено, что трех- и пятислойный образец с MS-профилем обладает лучшими амортизирующими свойствами (по сравнению с картоном со стандартной сотой такой же толщины). Применение семи- и девятислойного картона с MS-профилем нецелесообразно, ввиду незначительного преимущества по сравнению с трех- и пятислойным образцом.
Бесплатно
Влияние электроискрового легирования на механические свойства Al-Si-Cu сплавов
Статья научная
Введение. Статья посвящена исследованию микротвердости и износостойкости алюминиевого сплава (АК5М7) после обработки его поверхности электроискровым легированием (ЭИЛ) электродами А (Cu) и Р (Cu + P) с разной приложенной энергией.Цель работы - исследование взаимосвязи физикомеханических и прочностных свойств поверхности сплава АК5М7, полученной после ЭИЛ медным и меднофосфорным электродами.Материалы и методы. Использованы методы рентгенодифракционного и рентгенофлуоресцентного анализа для определения фазового состава, областей когерентного рассеяния (ОКР) и микродеформации поверхности.Результаты исследования. Установлено, что при использовании обоих видов электродов с увеличением энергии возрастают микротвердость и износостойкость. Образец был модифицирован электродом Р с энергией 0,79 Дж. В этом случае максимальное значение микротвердости увеличилось в 5,3 раза, износостойкости - в 1,6 раза. Установлено, что при ЭИЛ на поверхности исследуемого сплава образуются новые интерметаллические фазы Al2Cu и Cu3P...
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается осесимметричная квазистатическая задача термоупругости о внедрении цилиндрического штампа с плоской подошвой, на которой поддерживается постоянная температура, в функционально-градиентное полупространство, модуль упругости, коэффициент Пуассона, коэффициенты теплопроводности и линейного расширения которого непрерывно изменяются в приповерхностном слое независимо друг от друга. Вне контактной зоны поверхность идеально теплоизолирована и свободна от напряжений. При решении задачи используются полученное ранее с помощью численно-аналитических методов (аппарата интегральных преобразований Ханкеля и метода модулирующих функций) решение несмешанной задачи о произвольном термомеханическом воздействии на неоднородное по глубине термоупругое полупространство. Решение исходной задачи сводится к решению системы парных интегральных уравнений. Свойства трансформант ядер парных интегральных уравнений задачи позволяют применить хорошо обоснованный и развиваемый в настоящее время двусторонний асимптотический метод. С помощью данного метода найдены в аналитическом виде приближённые выражения для величин теплового потока и смещения поверхности полупространства, контактные напряжения под подошвой разогретого штампа. Приведены значения контактных напряжений для различных случаев изменения механических и температурных свойств в приповерхностном слое. Рассматриваются случаи, когда значения термоупругих свойств покрытия совпадают со значениями термоупругих свойств подложки, либо когда значение характеристики отличается в 2 раза (в большую или в меньшую сторону) на поверхности и линейно убывает (или растёт) по глубине до значения в подложке.
Бесплатно
Внедрение систем экологического менеджмента в малом предпринимательстве
Статья научная
Рассматривается внедрение экологического менеджмента, нового этапа развития менеджмента организации, основная задача которого заключается в оптимальном сочетании эффективной деятельности предприятий с состоянием окружающей среды. Эколого-ориентированное управление на предприятиях возведено в России в ранг национальных приоритетов, но при этом существуют проблемы, мешающие его эффективному внедрению. Особо актуальными эти проблемы являются для малого предпринимательства.
Бесплатно
Возможности использования элитных особей при решении задачи коммивояжера моделью Гольдберга
Статья научная
Целью данной работы является исследование актуальной задачи коммивояжера, которая является NP сложной задачей дискретной оптимизации. Показано, что для достижения поставленной цели пригодны лишь эвристические методы. Для решения задачи представлен результат совместного использования муравьиного (МА) и генетического (ГА) алгоритмов. Особенностью предложенного генетического алгоритма является то, что задача решается только с помощью различных мутаций (без кроссовера). Исследуемый ГА был улучшен введением элитарной стратегии. Испытания проводились на графах средней и большой размерности. Элитная особь, получаемая с помощью муравьиного алгоритма, в среднем улучшалась на 11 %. Показано, что эффективность генетического алгоритма напрямую зависит от количества особей в поколении и количества итераций алгоритма. Ввод элитарной стратегии улучшил получаемые значения целевой функции более чем в 2 раза. Увеличение числа запусков МА при выборе элиты позволило повысить эффективность алгоритма приблизительно на 2 %.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Наполненные композиты на основе политетрафторэтилена обладают свойствами, позволяющими работать при высоких контактных давлениях, возвратно-поступательном характере сдвиговых нагрузок и в широком диапазоне температур. Благодаря этому их применяют в качестве антифрикционных слоев опорных частей с шаровым сегментом. Для моделирования механического поведения таких материалов в условиях эксплуатации нужны адекватные определяющие уравнения упруговязкопластичности и методы их идентификации по данным базовых экспериментов.Материалы и методы. Тензорно-линейную модель упруговязкопластичности предлагается идентифицировать по данным экспериментов на свободное сжатие образцов. Их подвергают нагружению до максимальной деформации 10 %, выдерживают, разгружают и проводят аналогичный цикл нагружения до 160 МПа при стесненном сжатии. Эксперимент с композитом на основе политетрафторэтилена, наполненного 40 масс. % мелкодисперсной бронзы, проходил при комнатной температуре. Испытания на стесненное сжатие выполнялись для двух, на свободное сжатие - для трех значений скорости деформации в диапазоне 10-6 - 10-3 с-1. Для описания рассматривались две модели упруговязкопластичности, представляющие собой модификации моделей Свейна и Клечковски и соответствующие соединению вязкоупругого либо упругого нелинейновязкого элемента с пластическим или эндохронным элементом. В качестве вязкоупругого элемента рассматривался интегральный оператор с ядром Кольрауша.Результаты исследования. Итоги испытаний по стесненному сжатию позволили отделить от определяющих соотношений упругую связь объемных деформаций и средних напряжений. Данные циклов свободного сжатия при различных скоростях деформации использовали для определения материальных констант модели. С этой целью реализован эффективный поисковый алгоритм на основе симплекс-метода минимизации невязки. Обе модели обнаружили важность пластической составляющей (не зависящей от скорости деформации) для качественного описания циклического изменения напряжений, сопровождающего циклическое изменение деформаций, а также их зависимость от скорости деформаций.Обсуждение и заключения. Обе модели упруговязкопластичности корректно описывают поведение исследованного фторкомпозита в условиях нагружения, близких к условиям эксплуатации антифрикционных слоев опорных частей с шаровым сегментом, и могут рассматриваться в качестве основы для их дальнейшего обобщения с учетом зависимости от температуры.
Бесплатно
Выбор и обоснование модели формирования команд управления организациями сервисного типа
Статья научная
Предложен комплекс принципов формирования команд управления сервисными организациями. Описана модель трёхстороннего обмена, основанная на инновационной организационной среде.
Бесплатно
Выбор и расчет параметров режима ударной конденсаторной сварки с магнитно-импульсным приводом
Статья научная
Рассмотрен алгоритм определения параметров процесса конденсаторной сварки и оборудования стержневых элементов с тонкостенными. Приведены значения выбранных и расчетных параметров процесса и обо-рудования.
Бесплатно
Выбор технологий нанесения пленок металлов методами физического осаждения
Статья научная
Введение. Получение качественных тонких пленок металлов важно для развития технологий нанесения антифрикционных и износостойких покрытий на режущие инструменты или детали пар трения. Используют различные способы физического осаждения пленок с применением технологий катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления с ассистированием. Цель работы - анализ, сопоставление и определение целесообразности методов физического осаждения тонких пленок металлов при нанесении антифрикционных и износостойких покрытий на режущие инструменты или детали пар трения.Материалы и методы. Рассмотрены технологии катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления. Представлены принципиальные схемы, условия и параметры рассматриваемых процессов. Результаты исследования. Перспективная технология нанесения тонких пленок, легирования и упрочнения поверхностей металлических деталей - магнетронное распыление. Магнетроны непрерывного действия применяют для нанесения покрытий сложного состава или многослойных покрытий на плоские подложки. Ионнолучевое распыление рассматривают как медленное распыление поверхности мишени под действием бомбардировки потоком ионов с высокой энергией и осаждение на поверхности подложки. При ионной имплантации происходит легирование поверхности металлов атомами отдачи, которые получают высокую энергию от ускоренных ионов и перемещаются вглубь на несколько нанометров. Это позволяет получать сверхтонкие легированные слои. Низкая температура ионной имплантации, возможность достаточно точного контроля глубины и профиля распределения примеси создают предпосылки автоматизации технологического процесса. Следы изнашивания сильнее окислены при одних и тех же условиях изнашивания на имплантированной стали по сравнению со сталью без имплантации. Неравновесный процесс при ионной имплантации вызывает образование таких сплавов в поверхностных слоях, которые невозможно получить в обычных условиях из-за диффузии компонентов или ограниченной растворимости. Ионная имплантация позволяет получить в поверхностном слое сплавы определенного состава. Свойства поверхности можно оптимизировать без связи с объемными свойствами материала. Обсуждение и заключение. У катодного (ионного), магнетронного и ионно-лучевого распыления есть общие достоинства: благодаря относительно низкой температуре подложка не перегревается; возможно получение равномерных покрытий; точно воспроизводится химический состав осаждаемых покрытий. Остальные достоинства и недостатки рассматриваемых методов индивидуальны. Результаты могут быть использованы для создания тонких пленок путем чередования процессов магнетронного, а затем ионно-лучевого напыления, что позволяет получать пленки, равномерно модифицированные по глубине. Это важно при производстве деталей пар трения и режущего инструмента для повышения их качества.
Бесплатно
Выбор углеродсодержащей порошковой среды для микродуговой цементации металлических изделий
Статья научная
Целью исследования являлся выбор вида и дисперсности порошковой среды, используемой при цементации металлических изделий с помощью пропускания электрического тока и образования микродуговых разрядов. Использовалась лабораторная установка, состоящая из двух контейнеров — наружного, содержащего электропроводную среду, и внутреннего, в который помещался образец вместе с порошком диффузанта. Исследовалось применение порошков графита, древесного угля, каменноугольного кокса и каменного угля (антрацита). Установлено, что наилучшей порошковой средой является порошок каменного угля, который обеспечивает ускоренный нагрев диффузанта и стального изделия, а также генерацию оксида углерода, который интенсифицирует процесс науглероживания. Изучено влияние размера частиц каменного угля и кокса на удельное электрическое сопротивление порошковой среды и результаты процесса диффузионного насыщения. С уменьшением размера частиц электрическое сопротивление порошков каменного угля и кокса резко возрастает, что объясняется увеличением переходного сопротивления в связи с ростом числа межчастичных контактов, при этом, независимо от размера фракции, удельное электрическое сопротивление каменного угля на два порядка выше, чем у кокса. Для микродуговой цементации предпочтительна порошковая среда с размером частиц в интервале 0,3—0,6 мм. Полученные результаты могут быть использованы для интенсификации процесса цементации металлических изделий.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Качество производственных процессов во многом зависит от инфраструктуры управления — в частности, от эффективности информационной системы (ИС). Менеджмент компаний уделяет все большее внимание обеспечению безопасности этой сферы, на ее поддержку регулярно направляются финансовые, материальные и другие ресурсы. В представленной работе рассмотрены вопросы построения комплекса защиты информационной системы предприятия.Материалы и методы. Охрана ИС предприятия учитывает особенности объекта защиты и актуальные угрозы информационной безопасности. В рамках данного исследования принято, что ИС представляет собой комплекс информационных ресурсов. По результатам специального анализа определены категории угроз информационной безопасности предприятия: взлом; утечка; искажение; утрата; блокирование; злоупотребление. Выявлена связь данных угроз, компонентов ИС и элементов комплекса защиты. Рассмотрены требования нормативно-правовых актов Российской Федерации и международных стандартов, регулирующих данную сферу. Показано, каким образом результаты данного анализа позволяют обосновать выбор элементов комплекса защиты ИС.Результаты исследования. Сравнительный анализ регламентирующей литературы, относящейся к данному вопросу, позволил выявить следующее. Разные документы предлагают разный набор элементов (подсистем) комплекса защиты ИС предприятия. Разрабатывая программу защиты ИС, следует руководствоваться Приказом ФСТЭК № 239 и стандартом 800-82 Revision 2 Guide to ICS Security.Обсуждение и заключения. Результаты представленного исследования являются основой для формирования программного комплекса интеллектуальной поддержки принятия решений при проектировании системы защиты информации на предприятии. В частности, можно разрабатывать гибкие комплексы, позволяющие расширять состав элементов (подсистем).
Бесплатно
Выпучивание прямоугольных пластин при нелинейной ползучести
Статья научная
Введение. Задача анализа устойчивости пластин и оболочек в условиях ползучести актуальна для элементов конструкций из материалов, обладающих свойством старения, находящихся под действием длительных нагрузок, поскольку потеря устойчивости может происходить резко и задолго до исчерпания прочностного ресурса материала. Вопросы совместного учета геометрической нелинейности и ползучести в задачах выпучивания пластин в настоящее время остаются слабо изученными, существующие программные комплексы не позволяют выполнить такой расчёт. Целью настоящей работы выступает разработка алгоритма расчета на устойчивость прямоугольных пластинок с начальной погибью, испытывающих действие нагрузок в срединной плоскости с учетом геометрической нелинейности и ползучести.Материалы и методы. При получении разрешающих уравнений в основу положены геометрические и статические уравнения теории гибких упругих пластин. Физические уравнения выводятся из предположения, что полные деформации равны сумме упругих деформаций и деформаций ползучести. Окончательно задача была сведена к системе из двух дифференциальных уравнений, в которых в качестве искомых функций выступают функция напряжений и прогиба. Решение полученной системы уравнений выполнялось численно с помощью метода конечных разностей в сочетании с методом последовательных приближений и методом Эйлера. В качестве граничных условий для функции напряжений используется рамная аналогия, как в случае плоской задачи теории упругости.Результаты исследования. В рамках поставленной цели разработан алгоритм расчета и представлено решение задачи для пластины, сжимаемой в одном направлении равномерно распределенной нагрузкой. Исследован характер роста перемещений при различной величине нагрузки и начальной погиби. Установлено, что при достижении вертикальными перемещениями величин, соизмеримых с толщиной пластинки, скорость их роста начинает затухать даже при нагрузке больше длительной критической. Обсуждение и заключение. Результаты анализа устойчивости с использованием разработанного алгоритма показывают, что рост прогиба пластины при рассмотренных граничных условиях ограничен, потеря устойчивости не наблюдается при любых значениях нагрузки, не превосходящих мгновенную критическую. Это говорит о возможности длительной безопасной эксплуатации таких конструкций при нагрузке менее мгновенной критической.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено придаточное предложение времени как один из способов выражения значения временной локализованности/нелокализованности. С применением комплексной методики семантической интерпретации текста доказывается обусловленность значения временной локализованности/нелокализованности семантикой союзов придаточных предложений времени.
Бесплатно
Высокотехнологичный семяочистительный агрегат
Статья научная
Обоснована высокая технологичность семяочистительного агрегата, позволяющего получать семенной материал за один цикл очистки и имеющего в своём составе эффективное отделение первичной очистки и эффективное отделение семенной очистки.
Бесплатно
Вычисление индекса некоторых бисингулярных операторов со сдвигом методом гомотопии
Статья научная
Продолжено исследование малоизученной задачи индекса бисингулярных операторов со сдвигом. Рассмотрены новые случаи вычисления индекса бисингулярных операторов с нераспадающимся инволютивным сдвигом методом гомотопии.
Бесплатно
Выявление барьеров стратегического группирования предприятий розничной торговли
Статья научная
Рассматриваются вопросы «сегментирования конкурентов» путем выявления и ранжирования барьеров стратегического группирования предприятий розничной торговли продовольственными товарами.
Бесплатно
Выявление нечеткой границы стойкости режущего инструмента с использованием метода контрольных карт
Статья научная
В совокупность знаний интеллектуальной системы управления e-MindMachine многооперационного станка включены сведения о состоянии каждого инструмента, в том числе время остаточной стойкости. Это необходимо для получения заключения о возможности выполнения планируемого технологического перехода, о величине размерного износа, о необходимости изменения режимов резания при работе в области нечеткой пограничной полосы и пр. Кроме описанных ранее методов оценки начального и конечного значений времени пограничной полосы, как зоны неопределенности состояний, предлагается наглядный метод с использованием модификации контрольных карт Шухарта. Адаптивные контрольные карты позволили отслеживать ход процесса изнашивания инструмента, предупреждая об отклонениях от предъявляемых к процессу требований. Представлен план работы с соответствующими контрольными картами и примеры их использования для оценки состояния инструмента и прогнозирования параметров пограничной полосы. Приведены зависимости оценок математического ожидания размерного износа и рассеяния в пределах зоны линейного изнашивания инструмента, соответствующих скоростных зависимостей и апостериорных значений при предстоящей работе в области пограничной полосы. На этой базе прогнозируются оценки времени начала и конца пограничной полосы. Обработка статистических данных контрольных карт проведена с использованием прикладного пакета MATLABStatisticstoolbox.
Бесплатно
