Работа посвящена оптимизации состава гибридных (трехкомпонентных) алюмоматричных композитов, которые как и наиболее широко используемые в машиностроительной отрасли стальных заготовки, являются прочными, но при этом отличаются от них значительно легким весом и коррозионностойкостью. Предлагается минорная добавка (армирование) в матричный алюминий диборида титана и нанодисперсного диоксида кремния (наносилики), которые оказывают положительное влияние на такие основные механические свойства машиностроительных заготовок как прочность, пластичность, твердость, но при этом не ухудшает характерные для исходного неармированного алюминия антикоррозионные свойства и не приводит к увеличению общей массы машиностроительных заготовок. Для установления зависимости вышеуказанных показателей механических свойств (параметр оптимизации Y) гибридного алюмоматричного композита от содержания армирующих наполнителей (факторы X1 и X2) был проведен предварительный двухфакторный эксперимент с описанием условий его проведения и составлением матрицы планирования, карты проведения эксперимента. Определены коэффициенты регрессии, выявлена их значимость и с использованием значимых коэффициентов получена уравнение регрессии – математическая модель, которая адекватно описывает процесс получения алюмоматричного композита, а также позволяет оптимизировать расход армирующих наполнителей для обеспечения необходимого уровня прочности конечных композитов. Выявлено, что и X1, и X2 значимые и существенно влияют на прочностные и другие механические свойства машиностроительной заготовки из алюмоматричного композита. Адекватность (пригодность) модели проверена критерием Фишера. Работа выполнено в рамках решения задачи по выбору перспективных весовых процентных составов алюмоматричных композитов с научной оценкой и анализом влияния выбранных армирующих материалов на структуру и свойства конечных алюмоматричных композитов посредством методов обработки первичной информации и факторного эксперимента (предварительного) в рамках проекта AP19677907 «Исследование влияния микро/наночастиц, промышленных отходов и сдвига на качество металлических заготовок для машиностроения».

https://doi.org/10.48081/RYQS1423

2023

Выпуск 3

Моделирование с наплавлением, также называемое изготовлением наплавленных нитей, представляет собой метод аддитивного производства, который привлек значительное внимание в различных отраслях промышленности из-за его разнообразных применений. В этой работе исследуются предельная прочность на разрыв и модуль упругости образцов полимолочной кислоты (PLA), напечатанных на 3D-принтере, в соответствии со стандартом ISO-527-2-2012. Механические характеристики созданных деталей рассматриваются как с экспериментальной, так и с расчетной стороны. Метод конечных элементов в среде ANSYS использовался для компьютерных расчетов нагрузки и прочности. Образцы для растяжения изготавливаются с использованием подхода моделирования наплавления. Экспериментальные результаты были использованы для получения всех основных инженерных констант, необходимых для оценки механического поведения. Обоснованность теоретической модели была подтверждена путем всестороннего сравнения со значительным объемом экспериментальных данных, демонстрирующих средние ошибки примерно 1%. Целью данного исследования является оценка эффективности и действенности аналитических моделей при прогнозировании структурного и механического поведения компонентов, полученных с помощью моделирования методом послойного наплавления.

https://doi.org/10.48081/MFBQ8991

2023

Выпуск 3

В данной работе исследовано влияние технологических факторов и макроструктуры полых литых заготовок из стали 25ХМФА на механические свойства при различных температурах. Установлено, что наиболее благоприятной является разветвленная транскристаллитная макроструктура трубных заготовок. Определены температурные параметры непрерывного литья, обеспечивающие получение разветвленной транскристаллитной макроструктуры трубных полых заготовок. Проведен сравнительный анализ механических свойств трубных заготовок, полученных при различной температуре заливки расплава, которые имеют транскристаллитную (столбчатую) макроструктуру, и с увеличением степени ее дисперсности прочностные и пластические свойства возрастают. Показано, что наличие большого градиента температур способствует образованию столбчатых кристаллов, ориентация которых определяется направлением теплового потока. Для обеспечения высоких показателей механических свойств необходимо получение тонко разветвленной транскристаллитной макроструктуры заготовок.

https://doi.org/10.48081/PRBW4597

2023

Выпуск 3

В статье представлены результаты научно-исследовательская работа в рамках госбюджетной НИР AP09258862 «Разработка и исследование многоцелевого транспортного средства». Описана необходимость повышения эффективности использования транспортной техники. Одним из направлений по улучшению показателей работы машин является усовершенствование ходовой системы тягово-транспортных машин. Важное значение имеет также продольная и поперечная устойчивость тягово-транспортной машины. В качестве объекта исследования выбран полугусеничный движитель, который является комбинацией колёсного и гусеничного движителей. На основе анализа существующих конструкции полугусеничных движителей научным коллективом разработана новая конструкция полугусеничного движителя тягово-транспортной машины. Приводится описание движителя. Устойчивость тягово-транспортных машин характеризуется их способностью работать на продольных и поперечных уклонах без опрокидывания. Главными критериями устойчивости тягово-транспортной машины против опрокидывания являются характеристики его геометрических параметров и расположение центра масс относительно движителя, определяющие границы статической устойчивости при помощи так называемых предельных углов. В статье предложены выражения для определения предельного угла продольной устойчивости полугусеничного тягово-транспортной машины. В качестве базы исследуемой полугусеничной тягово-транспортной машины авторами выбран трактор Беларус 82.1. В результате расчетов предельный угол подъема составил 〖 α〗_n = 56°.

https://doi.org/10.48081/JRMW8460

2023

Выпуск 3

В настоящее время существует большое разнообразие металлорежущих инструментов. Номенклатуру режущего инструмента определяют на основе анализа форм, размеров, требуемой точности и шероховатости основных и дополнительных поверхностей деталей с учётом вида выбранной заготовки. На повышение стойкости и износостойкости инструментов, также при металлообработке, эффективное влияние оказывает применение смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Физико-химический механизм действия СОТС достаточно сложен и, в основном, обусловлен изменением условий взаимодействия поверхностей режущего клина инструмента с обрабатываемым материалом, что выражается, прежде всего, в изменении условий контактирования. На основе проведённого анализа конструкций отечественных и зарубежных производителей металлорежущих инструментов сделан вывод, что разработка новых конструкций осуществляется в направлении проектирования сборных конструкций, сменных режущих пластин, а также с применением комбинированных режущих инструментов. Конструктивные особенности резцовой сборной развёртки и качество рабочих поверхностей режущего клина зубьев обеспечивают высокую эффективность чистовой операции развёртывания, повышение точности обработки, а также стойкость инструмента и снижение шероховатости обрабатываемых деталей. Экспериментальными исследованиями обработки отверстий резцовой сборной развёртки на основе методики планирования получены, что качество обработки отверстий резцовой сборной развёрткой с жёстким креплением безвершинных зубьев при применении СОТС увеличивается в 1,2..1,3 раза, вследствие уменьшения температуры и трения в зоне резания.

https://doi.org/10.48081/APHA8929

2023

Выпуск 3

В данной статье приводятся результаты исследования состояний проблем обработки труднообрабатываемых материалов в условиях отечественных и зарубежных машиностроительных производств. Выявлено, что обработка труднообрабатываемых материалов резанием является проблемой, которая сопровождается материальными затратами и низкой производительностью. Проблема может заключатся также в большом расходе режущего инструмента, так как эти материалы имеют высокие показатели твердости, прочности, вязкости, коррозионной стойкости, жаропрочности при низкой теплопроводности, которые затрудняют обработку резанием. Предлагается способ механической обработки труднообрaбaтывaемых мaтериaлов выcокоcкороcтным фрезеровaнием, который в нacтоящее время являетcя одним из рaзвивaющихcя нaпрaвлений и недоcтaточно изученной по cрaвнению c другими методaми. Однако выявлено, что при использовании высокоскоростного фрезерования существует проблема выбора режимов резания в зависимости от обрабатываемого материала и материала режущего инструмента. Также отсутствуют справочные данные по выбору режимов резания для обработки на высоких оборотах. Так как ранее использованные универсальные станки не имели возможности обеспечить более 2000 об/мин, и соответственно в справочниках даны рекомендации согласно этим значениям. Приведены результаты экспериментальных исследований процесса высокоскоростного фрезерования высокопрочной легированной стали 30ХГСА. Полученные результаты показали, что имеются высокие ресурсы данного способа. При правильно выбранных режимах резания возможно достижение высоких качественных показателей механической обработки и повышение производительности.

https://doi.org/10.48081/QLOD6747

2023

Выпуск 3

В данной статье приведены фазовые переходы никелсодержащего сплава и состав комплексного сплава. Создана четырехкомпонентная система Ni-Fe-C-O и определены результаты математической модели расчета фазового состава никельсодержащего сплава. Было обнаружено, что четырехкомпонентная металлическая система Ni - Fe - C - O состоит из четырех отдельных металлических трехкомпонентных систем Fe - C - O, Ni - C - O, Ni - Fe - O, Ni - Fe - C, и при анализе фазового равновесия соединений четвертичной системы Ni - Fe - C - O, рассматриваемая четырехкомпонентная система состоит из 14 тетраэдров и рассчитана по методу Хизы весь объем . Разбивка общей системы осуществлена с учетом конгруэнтных и инконгруэнтных соединений. Сумма относительных объемов элементарных тетраэдров равна (V=0,999989), что подтверждает верность проведенной тетраэдрации. Было доказано, что при изменении элементов в составе никелсодержащего сплава, т. е. Ni - 15-45%; Fe 54,0 - 82,5%; C 1,0 - 2,5%, фазовый состав сплава находится в области Fe - Fe3C - Ni3Fe.

https://doi.org/10.48081/XNZI9820

2023

Выпуск 3

Одной из наиболее важных и сложных проблем, связанных с процессом измельчения в бисерной мельнице, является высокая энергоемкость. В данной статье предложен метод снижения энергоемкости процесса измельчения в бисерной мельнице. Сущность данного метода заключается в организации радиального и аксиального воздействия на частицы измельчаемого материала. Это достигается за счет применения новой конструкции бисерной мельницы. Радиальное воздействие осуществляется за счет вращения эллипсоидного ротора, а аксиальное - посредством вибрационных колебаний камеры. Установлено зависимость теоретической мощности от параметров функционирования нового измельчителя и на основе этого проведен вычислительный эксперимент. Как показали результаты исследований, вследствие применения данного метода, возможно снизить энергозатраты в бисерной мельнице на 20%.

https://doi.org/10.48081/GOJT6832

2023

Выпуск 3

Проектирование защиты от шума транспорта автомобильных дорог заключается в разработке шумозащитных мероприятий с учетом параметров дорожного движения, технических параметров дорог, природных условий местности, а также реального акустического загрязнения и характеристик жилой застройки. На стадии проекта закладываются основы защиты от шума на двадцатилетнюю перспективу, поэтому решение вопросов, связанных с обеспечением норм акустической безопасности является важным. В работе рассматривается одна из проблем практики проектирования участка реконструируемой автомобильной дороги с развязкой в двух уровнях. Взят конкретный пример выполнения технического задания на проектирование защиты от шума участка реконструируемой автомобильной дороги непрерывного движения с транспортной развязкой в двух уровнях Проведены акустические расчеты, в которых источниками шума являются элементы автомобильной дороги с разной интенсивностью движения автотранспорта. Определены расчетные точки в жилой застройке, рассчитано требуемое снижение эквивалентных уровней звука для достижения акустических нормативов. На основе этих расчетов спроектированы защитные сооружения – акустические экраны, которые являются проектным решением. Аналогично сделаны дополнительные акустические расчеты, в которых источниками шума являются элементы улично-дорожной сети, расположенные на территории проектируемого земельного участка, но не входящие в техническое задание на проектирование – съезды с реконструируемой автомобильной дороги и магистральная улица регулируемого движения, проходящая под развязкой. Установлено, что для соблюдения акустических нормативов в зоне жилой застройки необходимо рассчитывать акустическое воздействие всех элементов улично-дорожной сети проектируемого участка территории, а не только элементов реконструируемого объекта, чем обычно ограничивается техническое задание на проектирование.

https://doi.org/10.48081/OQFJ9498

2023

Выпуск 2

Проанализированы причины разрушения узлов и деталей ветроэнергетических установок с учетом особенностей климата в Республики Казахстан. Установлено, что наиболее изнашиваемым узлом является редуктор-мультипликатор, который в процессе эксплуатации подвергается статическим и динамическим нагрузкам. Превышение максимально допустимых нагрузок в реальных условиях может привести к поломке ветроэнергетической установки. Для определения состояния и степени износа деталей и узлов ветроэнергетической установки применяли метод эндоскопии. В результате исследования разрушенными и поврежденными в результате критического износа деталями редуктора являются: корпус цилиндрической ступени в месте стыковки корпуса цилиндрической ступени и зубчатого венца второй ступени(трещина размером в половину длины окружности) и элементы зубчатых зацеплений. Причиной возникновения дефекта в виде трещины на корпусе цилиндрической ступени в месте стыковки корпуса цилиндрической ступени и зубчатого венца второй ступени размером в половину длины окружности могут являться знакопеременные нагрузки на корпус редуктора от зубчатых зацеплений, по причине попадания сколов зубьев и стружки при выкрашивании зубьев в зубчатое зацепление. Дефект в виде выкрашивания зубьев зубчатого венца, планетарной и солнечной шестерни, борозды на зубьях возник в результате действия повторно-переменных контактных напряжений, которые способствуют образованию микротрещин на поверхности зубьев, далее развитию трещин способствует расклинивающий эффект смазочного материала, попавшего в трещины зубьев и соответственно выкрашиванию частиц материала с поверхности.

https://doi.org/10.48081/OBEO6342

2023

Выпуск 2