Аддитивные технологии играют важную роль в современном проектировании и производстве автомобилей, демонстрируя ежегодное расширение своего применения. Первоначально используемая преимущественно для создания прототипов и макетов, 3D-печать теперь все чаще применяется для изготовления ключевых компонентов автомобилей, причем некоторые компании предлагают полностью напечатанные на 3D-принтере автомобили. В данной статье анализируются возможности печати несущих конструкций и проектирование ключевого элемента - кронштейна крепления электромотора для прототипа болида TOQ. TOQ Prototype EV представляет собой энергоэффективный прототип электромобиля, разрабатываемый командой SU Racing Team из Satbayev University. Целью проекта является создание сверхлегкого, прочного, энергоэффективного прототипа автомобиля с большой дальностью хода на 1 кВт·ч энергии. Применение новых материалов и аддитивных технологий открывают возможности для создания разнообразных комбинаций, как для производства деталей с повышенной прочностью, так и для использования прогрессивных материалов в интерьере салона. Процесс создания прототипа энергоэффективного электромобиля с применением аддитивных технологий иллюстрирует инновационный подход к повышению энергоэффективности и снижению энергопотребления. В статье детально описан процесс проектирования кронштейна электромотора с использованием генеративного дизайна и аддитивного производства. Исследование направлено на оценку возможности 3D-печати несущих и критически важных элементов прототипа электромобиля, а также на моделирование нагрузок при работе электромотора с пиковой мощностью 2 кВт.

https://doi.org/10.48081/CLSC9327

2024

Выпуск 3

Разработан экспериментальный стенд для оценки работы центробежного консольного насоса. Для измерения вибрации и кавитации, стенд оснащен акселерометром, микрофоном, датчиком оборотов, манометром, вакуумметром и расходомером воды. Для регулировки частоты вращения вала центробежного консольного насоса, стенд оснащен частотно-регулируемым приводом. Для сбора экспериментальных данных применяется анализатор спектра ZET 017-U2 с 2 входными каналами и с программным обеспечением компании ZETLAB. Экспериментальный стенд для оценки работы центробежного консольного насоса позволяет определять следующие неисправности: не соосность, дисбаланс, неисправный подшипник, неисправное рабочее колесо и механическая ослабленность и кавитационные явления. Проверена работоспособность экспериментального стенда для оценки работы центробежного консольного насоса. Протестирована работа оснащаемых датчиков стенда: акселерометра, микрофона, датчика оборотов. При помощи разработанного стенда проведены экспериментальные исследования центробежного консольного насоса СНР 32-160 компании Karlskrona. Приведены результаты экспериментальных исследований центробежного насоса СНР 32-160, выполненных на данном стенде. Проведены экспериментальные исследования колебаний угловой скорости вала центробежного консольного насоса. Определены средне-квадратичные значения радиальной виброскорости подшипников центробежного консольного насоса, и проведен их анализ и выданы рекомендации. Определен спектр звукового давления центробежного консольного насоса. Анализ спектра выявил кавитационные явления в центробежном консольном насосе, даны рекомендации по их устранению.

https://doi.org/10.48081/EAQI5770

2024

Выпуск 3

Статья посвящена выводу зависимости энергопотребления работ по планированию грунта бульдозером, оснащенным отвалом с разноуравневым изменением геометрии, от изменения в процессе выполнения работ формы отвала и, соответственно, его текущих углов зарезания и захвата. Дана классификация работ, выполняемых бульдозерным оборудованием. В статье приведены конструктивные схемы перспективных отвалов с разноуровневым изменением геометрии, подробно проанализировано изменение геометрической формы отвала с перераспределением потоков призмы волочения грунта, плоскость отвала показана под разными углами со всеми точками приложения сил и изменения специфических углов, влияющих на форму и геометрию отвала. Показан краткий обзор вывода основных математических зависимостей, по которым, в зависимости от положения средней или боковых частей отвала, происходит синхронное изменение углов захвата и зарезания, которые влияют на перераспределение сил, препятствующих резанию и планированию грунта. В статье получены и приведены зависимости, которые позволяют рассчитывать геометрические параметры, определяющие процесс взаимодействия с грунтом адаптируемого отвала с разноуровневым изменением геометрии в функции от: отношения длины средней секции к максимальной ширине захвата отвала, углов установки шарниров в продольной и поперечной плоскостях бульдозера; угла поворота боковых секций относительно шарниров.

https://doi.org/10.48081/DWQM4458

2024

Выпуск 3

Одной из актуальных проблем аддитивной технологии является армирование стандартными рифлёными стальными арматурными стержнями. Для автоматического изготовления арматурной сетки из стандартных рифлёных стальных стержней был создан специальный автоматический механизм армирования. Автоматический механизм армирования размещает арматурные стержни в горизонтальном и вертикальном направлениях и использует точечную контактную сварку для их соединения. При точечной контактной сварке тепло передается через электроды, сделанные из меди, на свариваемые вертикально и горизонтально расположенные арматурные стержни. Поскольку процесс сварки происходит очень быстро, визуально контролировать нагрев и охлаждение вертикально и горизонтально расположенных арматурных стержней невозможно. Для определения температуры нагрева вертикально и горизонтально расположенных арматурных стержней, а также точного времени их нагрева и охлаждения был использован тепловизор с высоким разрешением InfraTec VarioCAM HD head. Этот тепловизор показал, что сваренные арматурные стержни нагреваются до более чем 150°C за 0,5 секунды и остывают до 37,9°C только через 49 секунд. Это показало необходимость установки дополнительной системы охлаждения для автоматического армирующего механизма.

https://doi.org/10.48081/GMSL2529

2024

Выпуск 3

По сведениям из открытых источников на сегодняшний день в Республике Казахстане сосредоточены отходы черной металлургии в объеме превышающем 6 млрд.т. При этом переработка отходов черной металлургии не превышает 2%. Такой низкий процент утилизации и вторичного использования отходов черной металлургии, объясняется прежде всего, отсутствием интереса со стороны частного бизнеса и высокой стоимостью извлечения из техногенных отходов металлов и сопутствующих компонентов. Одним возможных способов утилизации отходов черной металлургии является возможность использования в качестве добавок в состав тяжелых бетонов. В представленном исследовании, в качестве добавок в состав тяжелого бетона, использовался металлургический шлак ТОО «Кастинг» различного гранулометрического состава (от 0.5÷10мм). Контрольные образцы из разработанных составов тяжелых бетонов были испытаны на прочность на сжатие. Из наиболее качественных составов бетонных смесей, были произведены опытные образцы строительных изделий различной номенклатуры, подвергнутые испытанию на сжатие. Как показывают экспериментальные данные, наиболее высокую прочность имеет состав тяжелого бетона с гранулометрическими размерами металлургического шлака проходящего через ячейку 0,5 лабораторного сита, из которого были изготовлены тротуарные плитки. При этом прочность на сжатие строительного изделия, составляла 99,69МПА. Наименьшую прочность показал тяжелый бетон с гранулометрическими размерами металлургического шлака 2,5 мм. Прочность на сжатие камня пустотелого стенового составила 1, 746МПА. При этом металлургический шлак с гранулометрическим размером от 0,63÷1,25 показал прочность на сжатие для камня пустотелого стенового не менее 10МПА. Производимые из такого состава строительные изделия могут быть использованы в местах с интенсивным движением, а также в производствах с агрессивными средами. В результате проведенных испытаний, выявлено, что гранулометрический размер, не всегда влияет на прочностные показатели строительного изделия-это прежде всего связано с процентным содержанием металлургического шлака, марки цемента, качества водно-цементного раствора.

https://doi.org/10.48081/NWNR2833

2024

Выпуск 3

В данной статье приведены результаты исследования зависимости коэрцитивной силы от химического состава и геометрических параметров, с целью идентификации марки стали неразрушающим способом. В работе предложено идентифицировать марку стали по коэрцитивной силе, применяя при этом корреляционную связь с углеродным эквивалентом и диаметром проката. В результате работы установлена возможность идентификации марок сталей по углеродному эквиваленту, связанного с коэрцитивной силой и диаметром изделия. Определены интервалы углеродного эквивалента для сталей Ст3, 18Г2С и 30ХГ2С. Результатами работы установлено, что коэрцитивная сила зависит от химического состава и геометрических параметров контролируемого изделия. Таким образом, решения, предложенные в данной работе имеют большую практическую значимость для промышленных предприятий с целью оперативной идентификации стальных изделий. Полученные значения углеродного эквивалента выведенные по предлагаемой зависимости соответствуют значениям углеродного эквивалента, рассчитываемого по стандарту ГОСТ Р 55020-2012. Данная методика неразрушающего определения марки стали по углеродному эквиваленту через магнитные параметры может быть применена для изделий из инструментальных и других конструкционных марок сталей.

https://doi.org/10.48081/EYMF5506

2024

Выпуск 3

В данной статье исследуется применение комбинированных металлорежущих инструментов для выполнения операций нарезания резьбы. Основная цель работы заключается в анализе эффективности использования этих инструментов с точки зрения повышения точности, производительности и экономичности обработки. Комбинированные инструменты показывают значительные преимущества по сравнению с традиционными методами, включая сокращение времени обработки, улучшение точностных характеристик и снижение затрат на обслуживание оборудования. Рассмотрены конструктивные особенности и принципы работы расточных резьбовых резцов и резьбовых гребёнок, а также их влияние на производственные процессы и качество конечной продукции. Нарезание резьбы с применением комбинированных металлорежущих инструментов позволяет интегрировать несколько технологических операций в одном цикле, что способствует увеличению эффективности и снижению ошибок при базировании. Экспериментальные данные подтверждают, что применение резцов-гребёнок способствует существенному повышению точности и производительности обработки, а также сокращению времени на выполнение операций. Сравнительный анализ показал, что комбинированные инструменты обеспечивают более высокое качество нарезаемой резьбы и увеличенный срок службы по сравнению с традиционными методами обработки.

https://doi.org/10.48081/GDYK4546

2024

Выпуск 3

В статье исследовано влияние на механические свойства труб исходной заготовки, полученной традиционным способом, и предлагаемым способом, в котором исключен процесс прошивки. Предлагаемый способ предполагает литье исходной заготовки для производства бесшовных труб с полостью, полученной на машине непрерывного литья заготовок. Производство горячекатаных бесшовных труб из полой заготовки является актуальным вопросом на сегодняшний день, так как исключаются центральная пористость и осевая ликвация после разливки, влияющие на качество получаемых труб при последующих стадиях производства: прокатке на раскатном стане и редуцировании. Обоснована возможность производства бесшовных горячекатаных труб из полой заготовки, обеспечивающих необходимый комплекс механических свойств, которые регламентируются стандартами ГОСТ 632-80, ГОСТ 633-80 и API 5CT. Результатом является минимальное отклонение механических свойств образцов стали, полученных двукратной деформацией полой непрерывнолитой заготовки, от образцов, полученных по традиционной схеме, включающей процесс прошивки.

https://doi.org/10.48081/ICKW6203

2024

Выпуск 3

Данное исследование рассматривает качество поверхности зуба шестерни, восстановленного методом электрошлаковой наплавки. Визуальный осмотр показал плотную, бездефектную поверхность. Исследование макроструктуры выявило однородность и отсутствие трещин в образце металла. Высокая твердость наплавленного слоя (HRC-26,61) является ключевым фактором для устойчивости к износу, а основной металл с более низкой твердостью (HRC-19,09) обеспечивает пластичность и ударную вязкость. Присутствие мартенситной и остаточной аустенитной структур в наплавленной зоне указывает на способность материала сопротивляться деформациям, а также обладает хорошей пластичностью и высокой твердостью. Микроструктурный анализ показал более мелкую структуру наплавленного слоя по сравнению с основным металлом. Основной металл имеет структуру феррита-перлита, что является типичным для многих видов сталей и остается неизменной после наплавки. Содержание углерода (0,70%) и марганца (1,38%) в наплавленной зоне оказывает влияние на механические свойства металла. Присутствие элементов, таких как марганец и молибден, повышает стойкость к износу.

https://doi.org/10.48081/DOKO7119

2024

Выпуск 3

В данной статье рассматривается трансформирующий эффект инициатив Китая в области новых энергетических транспортных средств (НЭТС), подчеркивая их важность в глобальных автомобильных инновациях и экологической устойчивости. Термин НЭТС ассоциируется исключительно с Китаем, и включает электромобили, гибридные автомобили с возможностью подзарядки и автомобили на водородных топливных элементах. Стратегией КНР является стремление страны к сокращению загрязнений и выбросов парниковых газов. Доминирование Китая в секторе НЭТС объясняется его политикой, которая подразумевает существенные субсидии и налоговые льготы, а также быстро расширяющийся внутренний рынок и инвестиции в инфраструктуру. В статье рассматривается, как эта политика способствовала внутреннему производству, стимулировала технологические достижения и повысила эффективность производства. Особого внимания заслуживает 14-й пятилетний план Китая, который направлен на увеличение доли рынка НЭТС и развитие инфраструктуры для них с целью достижения углеродной нейтральности к 2060 году. Анализ показывает, что другие страны могли бы также получить выгоду, приняв аналогичные стратегии, которые включают государственную поддержку, инвестиции в НИОКР и расширение инфраструктуры, для создания собственного производства НЭТС. Также рассматривается вопрос интеграции иностранных технологий и развития местного опыта, а также потенциальные проблемы и способы их решения.

https://doi.org/10.48081/EZKR7918

2024

Выпуск 3