


No 1 (2024)
МЕХАНИКА МАШИН



Расчет оболочек вращения при использовании смешанного МКЭ с векторной аппроксимационной процедурой
Abstract
Разработан конечно-элементный алгоритм в смешанной формулировке для нахождения напряжений и перемещений в оболочке вращения. Конечный элемент дискретизации принят в форме криволинейного четырехугольника срединной поверхности оболочки. Узловыми неизвестными в смешанной формулировке использованы усилия и моменты срединной поверхности с билинейной аппроксимацией, а также перемещения и их первые производные в двух вариантах аппроксимации кинематических искомых величин в скалярной и векторной форме. На примерах расчета показана эффективность использования аппроксимации кинематических искомых величин как векторных полей, и отмечена возможность определения напряжений в оболочках вращения, изготовленных из несжимаемых материалов.



НАДЕЖНОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ, ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ
Температурные колебания смазочного слоя при трении
Abstract
Исследована задача о теплопереносе при колебаниях смазочного слоя. В результате сравнения теоретических данных с экспериментами можно сделать вывод, что разница составила не более 3%. Приведены результаты исследования декремента затухания колебаний.



Параметрическая устойчивость микромасштабного бесконтактного индукционного подвеса с электростатическим контуром управления жесткостью
Abstract
В статье выполнено аналитическое исследование параметрических колебаний недеформируемого диска, находящегося в бесконтактном электромагнитном подвесе с электростатическим контуром управления эффективной жесткостью. На основе асимптотических методов нелинейной динамики получены аналитические выражения для переходных кривых стационарного положения левитирующего тела в областях главного и вторичных параметрических резонансов. Получены оценки параметров системы, для которых бесконтактный подвес с квазинулевой электромагнитной жесткостью является асимптотически устойчивым.



Оценка среднего остаточного ресурса невосстанавливаемых объектов на основе цензурированных данных о безотказных наработках
Abstract
Доказаны формулы расчета и оценок среднего остаточного ресурса невосстанавливаемых технических объектов на основе использования цензурированных данных о безотказных наработках. Полученные результаты можно использовать в задачах продления сроков эксплуатации объектов. Приведены примеры оценок среднего остаточного ресурса объектов. Доказанные оценки среднего остаточного ресурса справедливы для любого закона расходования ресурса невосстанавливаемых технических объектов.



Методика определения термомеханической диаграммы для напряженных соединений цилиндров при их плоской деформации
Abstract
В статье представлена практическая методика определения диаграммы при измерении окружных деформаций свободных поверхностей цилиндров в их напряженных соединениях, представлены деформационно-силовые характеристики сплавов на основе TiNi с памятью формы в интервале мартенситных превращений.



Особенности конструирования широкозахватных дождевальных машин
Abstract
Одним из перспективных и актуальных направлений при проектировании широкозахватных дождевальных машин является принцип ресурсосбережения. В статье определены направления совершенствования конструктивно-технологических параметров дождевальной техники на основе принципов ресурсосбережения и сформирована концепция разработки дождевальной техники исходя из условий эксплуатации. Проведенные исследования позволили усовершенствовать ферменные конструкции модельного ряда дождевальных машин “КАСКАД”. Снижение материалоемкости основано на оптимизации параметров пролетов и ферменных конструкций, для чего были предложены коэффициенты металлоемкости фермы и массы угольников. Усовершенствование ферменной конструкции позволило увеличить длину пролета на 22.1–33.8% при незначительном увеличении массы на 5.8–15.1%.



О трении эластомеров. 1. Постановка задачи
Abstract
Показана неприменимость расчетных методик для трения твердых тел в случае трения скольжения по эластомерам. Показано, что при трении твердого тела по эластомеру отсутствует период приработки, и трение изначально носит стационарный характер. Предложена методика вычисления трибологических характеристик эластомеров.



НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Моделирование удара стального шарика об алюминиевую пластину Д16 и сравнение с экспериментом
Abstract
В статье был исследован процесс пробития алюминиевой пластины стальным шариком при скоростях от 600 до 1000 м/c. Проведено численное моделирование удара шарика и выполнено сравнение с результатами экспериментов, в которых шарик ускорялся с помощью порохового ускорителя. Численные модели были разработаны с использованием явного метода конечных элементов МКЭ в программном обеспечении LS-DYNA. Проанализировано влияние свойств материала и параметров модели на процесс пробития. Достигнуто хорошее соответствие между численными и экспериментальными результатами.



АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Управление четырехкоординатным манипулятором с удаленным центром движения
Abstract
В статье рассмотрены вопросы разработки системы управления манипулятора с шаговыми приводами. На примере управления механизмами с удаленным центром движения показаны способы формирования управляющих сигналов при использовании униполярных и биполярных шаговых двигателей. Приведены примеры управления приводами с использованием различных задатчиков движения. Обозначены проблемы разработки задатчиков движения и способы управления манипулятором при необходимости одновременной работы двух и более приводов.



ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА. ДИАГНОСТИКА ИСПЫТАНИЯ
Исследование износостойкости ножей в период эксплуатации и оценка эффективных методов их упрочнения
Abstract
Представлены результаты анализа износа ножей измельчителя зерноуборочного комбайна. Установлено, что предельный износ ножей составляет 225 га убранной площади, после чего они подлежат замене. Произведена оценка эффективности методов упрочнения ножей. Используя изменение твердости и микротвердости металлографического и рентгенофазного анализа, определен оптимальный способ упрочнения ножей.



Методология введения поправок при статистических исследованиях на основе контрольных карт
Abstract
Показано, как изменение условий в течение эксперимента может остаться незамеченным и как возникают аномальные измерения, которые приведут к неправильным значениям, содержащим грубые ошибки. Трактуется, что искажение измерений может быть следствием неправильной работы регистрирующих устройств; при обнаружении неисправности такие значения следует отбросить. Изложены проблемы неопределенности информации по входным данным при расчетах классическими методами. Изучено влияние отклонения внешних воздействий от номинальных значений, непостоянность интенсивности выбросов, нелинейный характер влияния внешних факторов на вероятность события.



Модель статического разрушения медного проводника при токовой перегрузке
Abstract
Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований образования трещины медного проводника под действием токовой перегрузки. Проводник исследовался с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6390L. Получена уточненная математическая модель статического напряженно-деформированного состояния и разрушения медного стержня в условиях неупругого изгиба при температуре до 700°С. Определены предельные значения изгибающего момента и кривизны медного проводника, вызывающие его разрыв после образования трещины. Алгоритм расчета доведен до конечных аналитических зависимостей, позволяющих использовать их при проведении судебной пожарно-технической экспертизы или проектировании электропроводки.


