Аннотация В статье представлены результаты комплексных экспериментальных и аналитических исследований, направленных на повышение эксплуатационных характеристик и долговечности стальных деталей за счёт нанесения двухслойных газотермических покрытий. Нижний слой выполняет демпфирующую функцию и состоит из медно-алюминиевого сплава в соотношении 4:1, обеспечивающего высокую адгезию покрытия к подложке, снижение остаточных напряжений и повышение термической совместимости материалов. Верхний слой представлен карбидом титана, формирующим плотную, прочную, износо- и термостойкую поверхность. Применение метода газотермического напыления позволило получить покрытия с равномерным распределением частиц, высокой плотностью структуры и минимальной пористостью. Детальные исследования микроструктуры и фазового состава выявили образование мелкозернистой структуры с включениями карбидов, нитридов и оксидов титана, которые комплексно упрочняют поверхность и повышают её сопротивляемость внешним воздействиям. Анализ механических свойств показал значительное увеличение твёрдости, прочности сцепления и коррозионной стойкости по сравнению с необработанными образцами. Полученные результаты подтверждают эффективность разработанной технологии и её практическую значимость для восстановления, защиты и продления срока службы деталей машин, работающих в условиях повышенных нагрузок, трения, высоких температур и агрессивных сред.

10.48081/BGQF1910

2026

Выпуск 1

Поиск оптимальных способов переработки накопленных хромсодержащих отходов является одной из актуальных задач в металлургической отрасли. С учетом растущего спроса на феррохром, наиболее целесообразным направлением является переработка хромсодержащих отходов с получением товарного хромового концентрата. Существующие способы переработки подобных отходов показывают возможность применения для этой цели недорогого и доступного реагента – серной кислоты. К хромсодержащим отходам относится и пыль, улавливаемая мокрым методом из отходящих газов руднотермических печей при выплавке углеродистого феррохрома. Накопление данной пыли представляет серьёзную экологическую проблему, поскольку она содержит значительное количество хрома и других компонентов, способных негативно воздействовать на окружающую среду. В статье приведены результаты исследования химического и фазового состава хромсодержащей пыли, а также представлены лабораторные эксперименты по её сернокислотному выщелачиванию. Исследования проводились по двум направлениям: сульфатизирующему обжигу с последующим выщелачиванием спека и прямому выщелачиванию пыли растворами серной кислоты. Экспериментальные данные подтвердили высокую эффективность применения серной кислоты, что обеспечивает перевод значительной части хрома в раствор и последующее выделение хромового концентрата. Использование недорогого реагента способствует снижению себестоимости процесса и делает возможной переработку больших объёмов отходов, образующихся при производстве феррохрома. Реализация такого подхода позволит не только получить вторичное сырьё для металлургического производства, но и существенно уменьшить экологическую нагрузку, связанную с хранением и накоплением пыли на полигонах, обеспечивая тем самым повышение уровня экологической безопасности предприятий.

10.48081/BGQF1924

2026

Выпуск 1

Для однопутных железнодорожных участков составление оптимального графика движения поездов является задачей особого значения и представляет собой основную составляющую планирования поездопотоков. На однопутных железнодорожных участках столкновения, ожидание очереди и обгоны поездов, движущихся с разной скоростью и в разных направлениях, приводят к увеличению общей задержки. В связи с этим актуальной является задача разработки сбалансированного графика движения путём регулирования скоростей поездов и оптимального определения станций для выполнения обгонов. В статье поставлена цель составить сбалансированный график движения поездов с минимальным коэффициентом задержки с учётом влияния скорости хода поездов. Предложена модель оптимизации, учитывающая допустимые ограничения скорости для определения оптимальных скоростей движения каждого поезда на железнодорожной линии. Данная модель направлена на минимизацию общего времени задержки с учётом различий во времени прибытия поездов на станции, требований безопасности и соотношения скоростей. Предложенная модель имеет практическое значение в повышении пропускной и провозной способности железнодорожных участков, а также в улучшении эффективности перевозок по сравнению с действующими методами, и устойчивости работы в условиях неравномерных потоков движения.

10.48081/BGQF1932

2026

Выпуск 1

В статье дается анализ и прогноз развития аддитивных технологий и 3D-печати по регионам, агропромышленности и сферам деятельности, систематическая классификация аддитивных методов по способу применения и видам материалов. Дается обзор развития аддитивных технологий в мире, а также рассматриваются различные методы аддитивных технологий для сравнени. Кроме того, обсуждаются параметры аддитивных процессов, свойства материалов и текущие проблемы, а также обзор исследований по разработке приложений аддитивных технологий. Предложен авторский вариант выделения этапов развития аддитивных технологий по обобщенным признакам. Обоснована актуальность использования АМ (Аdditive manufacturing)-технологий для восстановления деталей сельскохозяйственной техники, сформулированы задачи по оптимизации применения 3D-печати АМ(Аdditive manufacturing)-технологий в ремонтном производстве и созданию в современных условиях рациональной системы организации технического обслуживания и ремонта деталей сельскохозяйственной техники и применения аддитивных технологий к производству. Исследование выполнено в рамках выполнения грантовой темы, финансированной Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан AP23489364 «Использование аддитивных технологий при ремонте сельскохозяйственных машин с оптимизацией процесса путем моделирования и экспериментального исследования».

10.48081/BGQF1913

2026

Выпуск 1

Одними из перспективных для применения в промышленности являются плоские рычажные механизмы высоких классов (МВК). Широкое применение этих механизмов сдерживает трудность проведения кинематического анализа, в частности, решение задачи о положениях: при заданном положении ведущего звена определить координаты и/или угловые положения ведомых звеньев для всех существующих сборок. В общем случае для механизмов II класса и МВК, система уравнений кинематики представляет собой систему тригонометрических или алгебраических уравнений. Если для уравнений II класса систему уравнений кинематики можно решить аналитически, то для МВК система уравнений кинематики не решается аналитически. Это связано с тем, что механизмы II класса можно разбить на последовательность диад, каждую из которых представляет собой два уравнений с двумя неизвестными, которые решаются аналитически, а МВК разбить на последовательность диад невозможно, в связи с чем для решения задачи о положениях МВК приходится применять различные численные методы, реализация которых представляет собой достаточно сложную вычислительную задачу. Поэтому автоматизация решения задач кинематики МВК являются актуальной задачей, решение которой позволит широко использовать МВК для различных промышленных приложений. В данной статье рассматриваются вопросы концептуального представления плоских рычажных механизмов высоких классов как системы материальных точек с наложенными на нее связями, что позволяет перейти к алгоритмам автоматического вывода уравнений кинематики и определению степени подвижности исследуемых механизмов.

10.48081/BGQF1906

2026

Выпуск 1

В металлообрабатывающей промышленности микробиологическое загрязнение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и последующее образование устойчивых биопленок представляют собой критическую проблему. Данный процесс неизбежно ведет к существенному ухудшению эксплуатационных характеристик СОЖ, интенсивному развитию коррозии и ускоренному механическому износу производственного оборудования. Установлено, что эта проблема напрямую влияет на преждевременный выход из строя прецизионных узлов современных станков с числовым программным управлением (ЧПУ), а также приводит к заметному снижению качества финишной обработки деталей. С целью эффективного предотвращения биологического загрязнения систем циркуляции СОЖ была проведена комплексная работа по изучению технологических параметров и оценке антибактериальной эффективности бактерицидных Ta-Cu покрытий, полученных методом магнетронного распыления. Процесс осаждения тонкопленочных структур осуществлялся на специализированной установке EPOS-PVD-440 в трех различных технологических режимах. В ходе экспериментов применялись высокочистые мишени из тантала и меди. Химический состав полученных покрытий детально анализировался с помощью сканирующего электронного микроскопа, оснащенного энергодисперсионным анализатором. Для количественной оценки бактерицидной эффективности применялся метод совместного культивирования образцов с бактериальной суспензией с последующим подсчетом выживших колоний. В результате проведенных исследований было подтверждено формирование стабильной бинарной системы Ta-Cu со средним массовым содержанием тантала 89,1% и меди 9,6%. Все экспериментальные образцы продемонстрировали выраженную бактерицидную активность по сравнению с контрольной группой. Кроме того, для оптимизации процесса был произведен расчет удельной потребляемой мощности в различных технологических режимах, что позволило оценить общую энергоэффективность метода.

10.48081/BGQF1912

2026

Выпуск 1

Представлены результаты моделирования и экспериментальных исследований по совершенствованию технологического процесса получения низколегированных сталей с повышенным уровнем эксплуатационных свойств и экологичностью производства. Повышенный уровень потребительских свойств был достигнут за счет снижения неметаллических включений в стали при внепечной обработке металла. Экологичность производства обеспечивалась за счет использования флюсообразующей добавки на основе отходов огнеупорных материалов с содержанием Al2O3. Данный материал позволил стабилизировать рафинировочные шлаки, снизить затраты на производство стали, а также стал заменителем плавикового шпата (CaF2). Для исследования возможности использования флюсообразующей добавки на агрегатах внепечной обработки были проанализированы образцы шлаков ряда металлургических предприятий. Пробы отбирались по ходу процесса обработки металла на агрегате ковш-печь. Оценка рафинировочных и физико-химических свойств образцов отобранных шлаков проводилась расчётным путём с использованием полимерной модели строения шлаков. Подтверждена возможность стабилизации рафинировочных шлаков с помощью добавки на основе отходов огнеупорных материалов с содержанием Al2O3. Показано, что ввод в шлаки Al2O3, позволяющий работать на высокоосновных шлаках, улучшает поверхностные свойства шлаков, повышая стойкость огнеупоров, снижая потери металла в виде корольков и количество неметаллических включений. С использованием экспериментальных данных, представленных в литературе, а также термодинамических расчётов определено, что максимально допустимое с точки зрения технологии обработки металла на агрегате ковш-печь содержание Al2O3 в шлаке не более 30 % Al2O3. Результаты экспериментов по стабилизации модельного шлака исследуемой добавкой показали, что в этом случае реализуется в основном химический способ стабилизации.

10.48081/BGQF1921

2026

Выпуск 1

Эффективность использования автомобильного транспорта в значительной степени зависит от эксплуатационной надежности его подвижного состава. Надежность автотранспортных средств зависит от их надлежащего конструктивного исполнения, обоснованной стратегией поддержания их работоспособности при эксплуатации. Реализация этой стратегии во многом определяется использованием современных информационных технологий, к которым можно отнести методы и средства диагностического прогнозирования характеристик надежности (отказов) автомобилей. Использование современных технологий в области поддержания работоспособности автомобилей позволяет обеспечивать условия их безопасности, повысить степень использования долговечности составных элементов, сократить простои в ремонте, уменьшить расход запасных частей и материалов и т.д. В работе представлено статистическое анализ исследования отказов элементов автомобилей-тягочей 2-х марок.Исследованные отказы деталей, узлов и агрегатов автомобилей-тягачей позволили определить законы распределения случайных величин появления потребности в запасных частях. Рассмотренные причины появления отказов элементов и использования запасных частей автомобилей-тягачей позволили установить, что большая часть причин появления нарушений работоспособности, имеющих несимметричные законы распределения, отражают несовершенство конструкции, нарушения технологических процессов сборки, неприспособленность подвижного состава к условиям эксплуатации.

10.48081/BGQF1928

2026

Выпуск 1

В данной статье представлено математическое моделирование процесса термофрикционного фрезерования с импульсным охлаждением стали HARDOX 450 с использованием программного обеспечения ANSYS Workbench, позволяющее в динамическом режиме исследовать тепловые и физические процессы, протекающие в зоне резания. Разработанная методика ориентирована на исследование тепловых процессов в зоне резания и определение оптимальных режимов резания при термофрикционном фрезеровании с импульсным охлаждением высокопрочных износостойких сталей на примере стали HARDOX 450. Для выполнения исследования из множества существующих моделей разрушения при резании использован критерий, впервые предложенный профессором В.Л. Колмогоровым, адаптированный к условиям больших пластических деформаций и высоких температур. С целью повышения вычислительной эффективности предложена упрощённая математическая модель, включающая два объекта: заготовку в форме параллелепипеда из стали HARDOX 450 и режущую кромку фрезы трения в виде пластины. В модели учитывался коэффициент трения между режущей кромки фрезы трения (пластиной) и заготовкой, принятый равным μ = 0,4. Для анализа температурного поля в подконтактном слое заготовки были введены координаты девяти характерных точек с равномерным шагом в локальной системе координат. В результате моделирования получены значения контактной температуры в указанных точках при различных частотах вращения фрезы трения. Результаты исследования показали возможность эффективного управления тепловыми процессами при термофрикционном фрезеровании с импульсным охлаждением стали HARDOX 450.

10.48081/BGQF1911

2026

Выпуск 1

В работе рассматривается эффективность применения композитных материалов в конструкции стрелы башенного крана, работающей в условиях ветровых нагрузок. В условиях современного строительства повышение высотности зданий и ужесточение требований к безопасности и надёжности подъёмных механизмов обуславливают необходимость совершенствования конструктивных решений башенных кранов. В рамках исследования выполнен морфологический анализ конструкций башенных кранов, позволивший обосновать выбор рациональных параметров стрелы и перспективных материалов. Проведено сравнение стрелы, изготовленной из конструкционной стали S235, и стрелы из композитного материала на основе углеродного волокна (CFRP). Оценка напряжённо-деформированного состояния конструкции выполнена с использованием аналитических расчётов и численного моделирования методом конечных элементов в среде SolidWorks Simulation. Результаты исследования показали, что применение композитного материала обеспечивает снижение массы стрелы при одновременном уменьшении максимальных напряжений на 45–50 % и прогибов примерно в два раза по сравнению со стальной конструкцией. Полученные данные подтверждают целесообразность использования композитных материалов в конструкции стрел башенных кранов для повышения их эксплуатационной эффективности, устойчивости и надёжности.

10.48081/BGQF1930

2026

Выпуск 1