Материалы с фазовым переходом (МФП) аккумулируют скрытую теплоту. По мере повышения температуры источника тепла химические связи внутри МФП разрушаются, поскольку имеет место фазовый переход. При сохранении теплоподвода материал начинает плавиться по достижению температуры фазового перехода. Затем температура остается постоянной до тех пор, пока процесс плавления не завершится. Тепло, запасаемое в процессе фазового перехода материала, называется скрытой теплотой. В идеале охлаждение автомобильного двигателя нежелательно с термодинамической точки зрения. Если бы можно было снизить скорость теплопередачи от топливных паров к металлу, то при определенном расходе топлива тепловой КПД двигателя увеличился бы. Однако можно уменьшить тепло, отводимое через радиатор, и, следовательно, уменьшить размер радиатора. Поэтому управление температурным режимом силовой установки крайне необходимо для обеспечения надёжности и долговечности двигателя . Один из наиболее доступных технически и коммерчески вариантов решения данной проблемы — это применение систем аккумулирования латентной теплоты. Несмотря на то, что существуют многочисленные работы и обзоры, затрагивающие эту тематику, автор надеется обратить внимание на некоторые аспекты выбора материала и расчётной математической модели для таких систем.

https://doi.org/10.48081/NOWD5861

2023

Выпуск 4

В данной статье представлены результаты петрографических и термографических исследований высокоосновных марганцевых руд месторождения «Ушкатын III». Высокоосновные марганцевые руды месторождения «Ушкатын III» характеризуются низким содержанием фосфора при одновременном высоким содержанием окиси кальция в руде. Поэтому данную руду можно рассматривать как комплексное сырье для производства марганецсодержащих сплавов. Для получения объективной картины применимости высокоосновных марганцевых руд для металлургического передела были проведены рентгенофазный, минерало-петрографический и термографический анализ. В результате рентгенофазового анализа выяснилось, что основная фаза представлена кальцитом (CaCO3), браунитом (Mn2O3∙MnSiO3) и биксбиитом (Mn,Fe)2O3, а также присутствует в небольшом количестве гематитовая фаза (Fe2O3). В том числе в ходе работ были изучены текстурно-структурные особенности минералогического состава рудных и нерудных составляющих. Микроскопическими исследованиями установлено, что пробы высокоосновных марганцевых руд представляют гаусманитовую руду (Mn3O4) полосчатого строения благодаря чередованию блестящих тёмных прослоев плотного мелко-кристаллического гаусманита и более светлых нерудных полос, состоящих из карбоната с небольшим количеством хальцедона (SiO2) и местами кристаллическим тефроитом (Mn2SiO4). Далее диффернциально-термическим анализом были определены фазовые превращений высокоосновной марганцевой руды в виде кривых линий. По результатам комплексного анализа высокоосновных марганцевых руд месторождения «Ушкатын III» доказана возможность применения как сырье для выплавки марганецсодержащих ферросплавов.

https://doi.org/10.48081/WLJX8085

2023

Выпуск 4

В этой статье приведены результаты расчетов термодинамических параметров бинарных систем Fe-Cr и Fe-Ti на базе их диаграмм состояний с применением осмотического коэффициента Бъеррума-Гуггенгейма, для области кристаллизации железа от активности железа идеального α-γ раствора для вышеуказанных систем. При расчете линий фазовых равновесий в системах Fe-Cr и Fe-Ti установлено, что коэффициент Бъеррума-Гуггенгейма может служить в качестве оценочного параметра характеризующего роль обменных сил между атомами, и по его размерности (Фi><1) можно качественно судить о характере межмолекулярного взаимодействия в системе. Результаты настоящей работы позволили корректно решить прямую задачу Гиббса, а именно, получить аналитическую зависимость составов фаз от температуры при фазовых равновесиях на основе закономерностей формирования фаз. Показано, что с помощью осмотического коэффициента Бьеррумма-Гуггенгейма (Фi) детально может быть определено реальное равновесие в изучаемой системе и получено их корректное аналитическое выражение. При расчете линий фазовых равновесий в системах с различным характером взаимодействия компонентов установлено, что коэффициент Бъеррума-Гуггенгейма может служить в качестве оценочного параметра, характеризующего роль обменных сил между атомами.

https://doi.org/10.48081/BQPI6828

2023

Выпуск 4

Механическая обработка металлов в виде цилиндра сопровождается существенными термодинамическими процессами. Источником теплоты при резании металлов является работа, затрачиваемая на деформации в срезаемом слое и в слоях, прилегающих к обработанной поверхности и поверхности резания и на преодоление трения по передней и задней поверхностям резца. Моделирование процесса может внести большой вклад и ускорить процесс инноваций и сократить время разработки циклов, поддерживая необходимые эксперименты, поскольку они менее затратные, менее опасны и требуют меньше времени на подготовку по сравнению с экспериментальными исследованиями. При этом моделируемые процессы резки регулируются множеством различных явлений, например, механизмы энергии рассеяния и разделения материалов, которые одновременно влияют на качество рассматриваемых систем механообработки. SPH - действительно без сеточный метод, поскольку он не требует фоновой сетки. В SPH вычислительная область дискретизируется с помощью лагранжевых частицы, несущих переменные поля и движущиеся вместе с материалом. Бессеточная и лагранжево природа SPH делает его идеальным для математического моделирования обработки металлов. В работах показано, что полосы сдвига и образование стружки улавливаются естественным путем без какой-либо специальной обработки, такой как узловое обогащение или перепланировка. Моделирование на основе SPH в LS-DYNA выполняется для прогнозирования сил резания, пластических деформаций и плоскости резки с большой точностью.

https://doi.org/10.48081/APMX5155

2023

Выпуск 4

В статье проведен анализ основных технологических факторов, влияющих на качество деталей, а конкретно на качество обработанной поверхности или шероховатость поверхности детали. В качестве примера была рассмотрена токарная обработка (растачивание), а также предложен ряд мер, направленных на повышение качества поверхности еще на этапе проектирования. Была предложена имитационная стохастическая модель формообразования шероховатости поверхности при токарной обработке поверхности. На основе этой модели был разработан алгоритм и компьютерная программа для расчета шероховатости на этапе проектирования. Исходными данными при моделировании являются главный угол в плане φ, вспомогательный угол в плане φ1, радиус при вершине резца r и подачу S, как факторы наиболее сильно влияющие на шероховатость при растачивании. Проведен эксперимент, где были получены не только средние значения, но и гистограммы распределения параметров шероховатости, доказана адекватность данной модели. При проведении расчета шероховатости были учтены дополнительные факторы, например состояние станка, что позволило скорректировать имитационную стохастическую модель и внести вибрационные составляющие, связанную с силами, действующими при резании и упругими отжатиями резца при растачивании.

https://doi.org/10.48081/WUTY7402

2023

Выпуск 4

В данной работе были проведены расчеты изотермических и политермических расчетов системы Ti-2,5Al-5Mo-5V с добавлением различных масс.% Zr с помощью программы Thermo-Calc Perpetual SUNLL 2023a с использованием базы данных TCS Ti-and TiAl Alloys Datebase, Perpetual DSUNLL 5. Расчетным путем определены показатели изменения фазового состава сплава системы Ti-Al-Mo-V-Zr в зависимости от условия охлаждения и состава. Введение циркония в титановый сплав системы Ti-2,5Al-5Mo-5V в количестве 1 % приводит к значительному изменению фазового состава. Установлено, что легированные небольшим количеством циркония титановые сплавы являются двухфазными, и в связи с этим увеличивать содержание циркония выше 1 % нерационально. Политермическими расчетами определен оптимальный состав титанового сплава, масс. %: 2,5 Al, 5 Mo, 5 V, 1Zr, остальное титан. Установлено, что в диапазоне температур 660-700 °С происходит равное распределение количества α и β фаз. Для того чтобы зафиксировать необходимую двойную α + β область необходимо провести дополнительную термическую обработку сплава при 660-700 °С, а процесс дальнейшей прокатки сплава в листы дает возможность получить ультрамелкозернистую структуру, благодаря которой достигаются повышенные прочностные, пластичные и усталостные свойства.

https://doi.org/10.48081/CTWE8923

2023

Выпуск 4

В последние десятилетия мировой экономики роль автомобильного транспорта в удовлетворении потребностей транспорта постоянно возрастает. Это связано не только со значительными преимуществами данного вида транспорта в отдельных отраслях экономики, но и с интенсивным развитием дорожной инфраструктуры, а также с прогрессом в конструктивном совершенствовании транспортных средств. В наше время автомобиль представляет собой все более серьезную глобальную проблему, но он также является одним из величайших двигателей прогресса. Это связано со многими недостатками, например, воздействием на окружающую среду, но в то же время невозможно полностью отказаться от автомобилей как транспортных средств и помощников человека. Статья посвящена совершенствованию методов технического обслуживания существующих автомобилей с целью повышения их технической готовности. Научная новизна работы заключается в предложении совершенствования организации и планирования очередных технических осмотров (ТО) и текущего ремонтного обслуживания (ТРО) автомобилей на автотранспортных предприятиях на основе составления графика проведения необходимых работ по техническому обслуживанию автомобилей. Предлагаемая, рассматриваемая методика построения графика вождения автотранспортных средств по ТО и ТРО позволяет обеспечить рациональное использование производственно-технической базы автотранспортных предприятий и трудовых ресурсов.

https://doi.org/10.48081/MVUG4508

2023

Выпуск 4

Малые ветроэнергетические установки представляют собой привлекательную альтернативу автономной электрификации и перекачиванию воды как в качестве автономных установок, так и в сочетании с другими энергетическими технологиями. Одним из ответственных узлов установки является буревая защита обеспечивается либо выводом ротора из потока ветра, либо изменением угла атаки лопастей и снижением оборотов вращения. Исходя из опыта эксплуатации в конструкции ветрового колеса применены лопасти из листовой стали с уменьшающейся к периферии вогнутостью и с незначительной винтовой формой по длине. В статье рассмотрена работа механизма буревой защиты, предназначенного для снижения частоты вращения ветрового колеса при повышенных скоростях ветра. При различной скорости ветра на экран воздействует ветровой поток и путем системы тяг лопасти ветровое колесо поворачиваются на определенный угол, вплоть до флюгерного положения (900). Разработанный механизм буревой защиты вступает в работу при скорости ветра свыше 9-10 м/с. Для обеспечения нормальной работы механизма выполнен расчет мощности, создаваемой ветровым потоком, определены параметры пружины, приводящей механизм в исходное положение. Достигнут технический результат, заключающийся в обеспечении защиты установки от буревых порывов ветра и повышении надежности работы установки.

https://doi.org/10.48081/JRHA6312

2023

Выпуск 4

В данной статье приводятся результаты исследования выполненные для обеспечения качества обработки ступенчатой отверстий крупногабаритной детали Станина НП8 насоса погружного. Разработана конструкция и изготовлен опытный образец специального комбинированного расточного инструмента. Также изготовлена образец – заготовка из СЧ15 для проведения экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования проведены в условиях лабораторной базы «Центр рабочих профессий "Машиностроение"» НАО «Карагандинский технический университет им. А. Сагинова» на токарно-винторезном станке 1К625. В результате экспериментальных исследований влияния режимов резания на шероховатость обработанной поверхности при растачивании ступенчатой отверстий установлено, что с увеличением частоты вращения шпинделя и значения глубины резания качества обработанной поверхности улучшается. А увеличение подачи отрицательно влияет на шероховатость обработанной поверхности. Определены оптимальные режимы резания для обработки ступенчатой отверстий ∅295 мм и ∅325 мм детали Станина НП8 насоса погружного: S=0,26 мм/об; n= 1250 об/мин; t=1,0 мм. В результате планирование эксперимента и оценки полученных данных с помощью программы "ANETR-5" была получена зависимость шероховатости поверхности от режимов резания, которая позволит управлять параметрами качества до обработки и определить оптимальные режимы резания, обеспечивающие высокие параметры качества детали.

https://doi.org/10.48081/GWVL5486

2023

Выпуск 4

В статье отражено исследование возможности использования солнечных панелей питания на речных судах малого класса с целью повышения экологической безопасности водного транспорта. Разработана математическая модель и алгоритм расчета элементов и характеристик "малых" пассажирских судов с различными типами электрических солнечных электростанций. Область применения: бесперебойное снабжение электрической энергией потребителя на маломерных судах. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы для разработки водных транспортных средств в области возобновляемых источников энергии. Чтобы обосновать рациональность использования электрического двигателя и электрохимических источников энергии, были проведены обширные полевые испытания на реке Иртыш в Павлодарской области,, в ходе которых варьировался состав имеющегося оборудования, пассажировместимость, эксплуатационная скорость, а также протяженность линии эксплуатации. На основе укрупненной блок-схемы авторы разрабатывают программу, позволяющую проводить количественный анализ влияния на характеристики и элементы "малого" пассажирского судна различных комплексов нетипичной гребной установки, использующей электродвигатель в качестве основного. Программа предусматривает автоматизированный расчет таких экономических показателей, как срок окупаемости судна, стоимость перевозки одного пассажира, прибыль от эксплуатации судна.

https://doi.org/10.48081/ABVL5196

2023

Выпуск 3