научный журнал по машиностроению Проблемы машиностроения и надежности машин ISSN: 0235-7119

Архив научных статейиз журнала «Проблемы машиностроения и надежности машин»

  • К ВЫБОРУ ТИПА ПРИВОДА СИЛОВОГО БЛОКА МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ

    КРЕЙНИН Г.В., МИСЮРИН С.Ю. — 2015 г.

    Основные типы двигателей, технологических приводных систем, оцениваются по удельной мощности, эффективности, первоначальной стоимости, быстродействию, надежности, точности, пожаро- и взрывобезопасности, удобству обслуживания и ремонта, тепловому режиму, воздействию на окружающую среду, управляемости, простоте стыковки с цифровой системой управления. Обсуждается систематизированная процедура выбора рациональных параметров приводной системы с электрическим, гидравлическим и пневматическим двигателем.

  • КВАЗИСТАЦИОНАРНОСТЬ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ В ЦИКЛОВЫХ МЕХАНИЗМАХ, ОБРАЗУЮЩИХ РЕОНОМНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С РЕШЕТЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ

    ВУЛЬФСОН И.И. — 2015 г.

    Для цикловых механизмов, образующих вместе с главным валом и исполнительным органом многосекционные колебательные системы с медленно меняющимися параметрами и решетчатой структурой, исследованы условия квазистационарности, при которых собственные частоты сохраняют постоянное значение на протяжении всего кинематического цикла. Анализируется влияние гироскопических составляющих возмущений, возникающих в цикловых механизмах из-за нестационарности связей. Получены скорректированные условия динамической устойчивости при учете квазистационарности.

  • МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВА, ОПЛАВЛЕНИЯ И УНОСА МАТЕРИАЛА ОБОЛОЧКИ ВРАЩЕНИЯ В АЭРОДИНАМИЧЕСКОМ ПОТОКЕ

    ЛИПОВЦЕВ Ю.В., РОГОВ Д.А., РУСИН М.Ю. — 2015 г.

    Рассматриваются постановка и конечно-разностное решение нестационарной задачи расчета температурных полей оболочки вращения в высокотемпературном аэродинамическом потоке с заданной температурой и теплоотдачей потока в точках внешней поверхности оболочки. При данных предпосылках разработаны алгоритмы и Фортран программа расчета температурных полей с учетом уноса материала поверхностными слоями оболочки. На данных примерах показана возможность использования таких расчетов для оценки несущей способности оболочки при заданных условиях теплообмена на заданном отрезке времени.

  • МЕТОД ИНДЕНТИРОВАНИЯ КАК СПОСОБ ОЦЕНКИ НАГРУЖЕННОСТИ И ДЕГРАДАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА

    РАЗУМОВСКИЙ И.А., ЧЕРНЯТИН А.С. — 2015 г.

    На основе расчетов серии модельных задач о вдавливании жесткого сферического индентора в полупространство из упрочняющегося материала показана возможность применения индентирования для одновременного определения действующих напряжений, а также предела текучести материала. В основу методики положен подход, базирующийся на поиске искомых параметров из условия минимизации расхождения данных экспериментальной регистрации полей перемещений методом электронной цифровой спекл-интеферометрии, получаемых в результате ин- дентирования, и соответствующих им расчетных полей перемещений, найденных на основе численного решения серии краевых задач механики деформированного твердого тела.

  • МЕТОД РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ (ГРАФИТОВЫХ) НИТЕЙ

    МОДЕСТОВ М.Б., ШУЛЬЖЕНКО А.А. — 2015 г.

    Существующие методы расчета тепловых характеристик тепловыделяющих элементов на основе углеродных нитей, имеющих структуру графита, базируются на методах расчета, используемых для тепловыделяющих элементов, изготовленных из металлической проволоки, которые по своей структуре существенно отличаются от углеродных нитей. Такой подход вносит значительные искажения при отображении реальных тепловых полей, создаваемых углеродными нитями. Для устранения этого недостатка предлагается метод, основанный на раздельном рассмотрении физических процессов, происходящих в углеродной нити при воздействии на нее внешнего электрического поля.

  • МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ТРЕБУЕМЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ ПРИ ВОЛНОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ В ВАРИАЦИОННОЙ ПОСТАНОВКЕ

    ГУСЕВ Е.Л. — 2015 г.

    На основе математического и компьютерного моделирования проведено исследование задач оптимального синтеза структурно-неоднородных конструкций с требуемыми энергетическими характеристиками при волновых воздействиях. Задачи оптимального проектирования конструкций сформулированы в вариационной постановке. На основе конструктивного анализа дифференциальных уравнений, описывающих динамику структурно-неоднородных конструкций, разработана методика нелокального оптимального синтеза, позволяющая осуществлять эффективное проектирование структурно-неоднородных конструкций с требуемым комплексом свойств. Приведены результаты численных расчетов.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ЗАГЛУБЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ

    БАЖЕНОВ В.Г., ДЮКИНА Н.С. — 2015 г.

    Предлагается методика численного моделирования сейсмического воздействия на заглубленное сооружение на трансверсально-изотропном многослойном основании с учетом эффектов контактного взаимодействия и поля сил тяжести при заданной акселерограмме на дневной поверхности. Оценено влияние расположения гипоцентра землетрясения на горизонтальные и вертикальные смещения стенок сооружения и прилегающего грунта, показано большое значение учета изменения механических характеристик грунта по глубине и поля сил тяжести для малоплотных оснований.

  • МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПОСТЕПЕННЫХ ОТКАЗОВ

    ТРУХАНОВ В.М. — 2015 г.

    Рассматривается вопрос расчета проектной надежности на этапе создания технических систем по отказам, вызванным старением и износом, т.е. постепенных отказов. Новизна работы состоит в том, что при расчете проектной надежности постепенных отказов предложена математическая модель, основанная на законе распределения Вейбулла, который при параметре формы кривой распределения а > 1 достаточно хорошо описывает надежность изделия на этапе старения материалов, элементной базы и износа механизмов. Закон апробирован результатами многолетней эксплуатации сложных технических систем. Приведена математическая модель расчета проектной надежности изделия на этапе старения материалов, элементной базы и износа механизмов для нормального закона распределения.

  • НАДЕЖНОСТЬ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА ПО КРИТЕРИЮ УСТОЙЧИВОСТИ

    КУЧЕРЯВЫЙ В.И., МИЛЬКОВ С.Н. — 2015 г.

    Получена математическая модель для вероятности неразрушения протяженного трубопровода по критерию статической устойчивости, когда сжимающая и критическая силы являются нелинейными функциями нормально распределенных случайных аргументов: коэффициентов линейного расширения, Пуассона, постели грунта, а также диаметра, толщины стенки, температурного перепада, давления. Реализация метода повысила надежность подземных трубопроводов.

  • НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДЕЙСТВИИ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА

    БОЛЬШАКОВ А.М., БУРНАШЕВ А.В., МАТВИЕНКО Ю.Г. — 2015 г.

    Приведены методика и результаты испытаний сосудов давления на разрушение внутренним давлением при низких климатических температурах в условиях действия постоянного внешнего электрического потенциала. Сопоставлены механизмы разрушения, характеристики пластичности, трещиностойкости и продолжительность разрушения сосудов в условиях действия постоянного внешнего электрического потенциала и без него. Отмечен положительный эффект внешнего электрического потенциала на процесс разрушения сосудов давления.

  • НЕЛИНЕЙНАЯ СТАЦИОНАРНАЯ КРУТИЛЬНАЯ ВОЛНА В СТЕРЖНЕ

    ЕРОФЕЕВ В.И., КОМАРОВ В.Н., ЛАМПСИ Б.Б. — 2015 г.

    Предложена математическая модель, позволяющая описать распространение крутильной волны в стержне. Модель включает в себя геометрическую и физическую упругие нелинейности и депланацию, т.е. выход поперечного сечения, в процессе деформации стержня, из первоначального плоского состояния. В отличие от большинства известных моделей здесь связь между углом закручивания стержня и мерой депланации не постулируется, а находится в процессе решения задачи. Определено, что депланация, приводящая к появлению дисперсии фазовой скорости крутильной волны, приводит еще и к появлению квадратичной нелинейности, характерной для интенсивных продольных колебаний и не встречавшейся прежде в математических моделях, описывающих крутильные колебания. Показано, что в стержне может формироваться нелинейная стационарная крутильная волна, которая является периодической и движется быстрее, чем любые линейные возмущения. Волна имеет пилообразную форму, длина волны увеличивается с ростом амплитуды.

  • НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ОПАСНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ СОСТОЯНИЙ ТЕХНОГЕННО-ОПАСНОГО ОБЪЕКТА

    БАБАЕВ И.А., САДЫХОВ Г.С. — 2015 г.

    Для техногенно-опасного объекта, отказ и восстановление которого в процессе эксплуатации представляет техногенную опасность, доказаны формулы расчета вероятностей опасного и безопасного состояний через характеристики надежности и восстановления объекта. Кроме того, для этих вероятностей установлены непараметрические нижние и верхние гарантированные оценки. Исследована достижимость этих оценок. Для вероятностей опасного и безопасного состояний объекта найдены предельные значения, равные, соответственно, коэффициенту готовности и коэффициенту простоя объекта в процессе эксплуатации.

  • НИЖНЯЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

    ПАВЛОВ И.В. — 2015 г.

    Рассматривается задача оценки показателей надежности по результатам ускоренных испытаний в условиях переменной монотонно возрастающей нагрузки. Получен ряд нижних оценок функции надежности для параметрических и непараметрических моделей в предположении, что в условиях постоянных нагрузок распределение времени безотказной работы системы является “стареющим” (с монотонно возрастающей функцией интенсивности отказов).

  • О РАСЧЕТЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПАРЫ УПРУГИЙ ЦИЛИНДР-УПРУГИЙ СЛОЙ, АРМИРОВАННЫЙ ТОНКИМ ПОКРЫТИЕМ, ПО КРИТЕРИЮ ИЗНОСА

    БУЯНОВСКИЙ И.А., КОВАЛЕНКО Е.В. — 2015 г.

    Рассматривается плоская (случай плоской деформации) износоконтактная задача теории упругости о взаимодействии цилиндра и слоя большой толщины, армированного по границе тонким покрытием. Цилиндр скользит по поверхности покрытия с малой (достаточной для пренебрежения инерционными эффектами в контактирующих телах) скоростью, что приводит к изнашиванию их поверхностей. Задача сведена к решению нелинейного интегрального уравнения относительно неизвестного контактного давления и величины площадки контакта, зависящих от вдавливающей цилиндр силы. В случае мягкого по отношению к цилиндру и слою покрытия и абразивного характера износа, построены явные решения задачи в квадратурах. Обсуждаются варианты малого и большого износа покрытия. Отмечается, что предложенным методом может быть исследована контактная задача о вдавливании гладкого штампа в тонкое вязкоупругое покрытие, лежащее на жестком основании.

  • О САМОСИНХРОНИЗАЦИИ ИНЕРЦИОННЫХ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕЙ С ВНУТРЕННЕЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ

    ПОТАПЕНКО М.А. — 2015 г.

    Рассмотрена модель поведения двух соосных дебалансных вибровозбудителей с внутренней степенью свободы, установленных на твердом теле и три условия, обеспечивающие временную устойчивость синфазного режима. Найдено аналитическое выражение для радиуса подвижной массы, при этом условия устойчивости Блехма- на-Шперлинга выражены через параметры системы; установлены области изменения параметров, при которых все условия выполняются.

  • О ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВАХ ФЛАНКИРОВАНИЯ И ПРОФИЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ ПРЯМОЗУБЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

    КОСАРЕВ О.И. — 2015 г.

    Показано, что фланкирование и профильная модификация прямозубых цилиндрических передач нуждаются в теоретическом обосновании. Предложено выполнять профильную модификацию зубьев на основе математического моделирования.

  • ОБ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕРЖНЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ И СТОХАСТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ С УЧЕТОМ НЕЛОКАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ И НЕЛОКАЛЬНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА

    ПОТАПОВ В.Д. — 2015 г.

    На примере стержня, шарнирно опертого по концам, исследуется устойчивость стержней, материал которых характеризуется нелокальной упругостью и нелокальным демпфированием, что характерно для композитных и наноматериалов. Стержень находится под действием детерминированной или случайной стационарной продольной силы. В детерминированном случае устойчивость понимается в смысле Ляпунова, в случае стохастической постановки - устойчивость почти наверное. И в том, и в другом случае для исследования устойчивости используется метод максимального показателя Ляпунова. Исследуется влияние величины параметров нелокальностей на значения максимальных показателей Ляпунова при действии на стержень постоянной, периодической и случайной продольной силы.

  • ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

    ЗВОНАРЕВ И.Е., ИВАНОВ С.Л., ТРИФАНОВ М.Г., ЧЕКМАСОВ Н.В., ШИШЛЯННИКОВ Д.И. — 2015 г.

    Приведены результаты экспериментальных исследований величины и характера нагрузок приводов комбайна “Урал-20Р”. На основе анализа режимных параметров и конструктивных особенностей проходческо-очистного комбайна “Урал-20Р” обоснована концепция бортового измерительного программно-регистрирующего комплекса, обеспечивающего повышение эффективности эксплуатации добычных машин калийных рудников и рациональную организацию ремонтных работ.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ СТРАТЕГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМИ ВОССТАНОВЛЕНИЯМИ

    ВАЙНШТЕЙН В.И., ВАЙНШТЕЙН И.И., МИХАЛЬЧЕНКО Г.Е. — 2015 г.

    Рассматривается стратегия восстановления технических систем с несовпадающими функциями распределения наработок на отказ при аварийных и профилактических восстановлениях. Оптимальность стратегии определяется минимумом эксплуатационных затрат (средние затраты на восстановление в единицу времени). Получена формула интенсивности затрат, зависящая от стоимостей восстановлений и времени проведения профилактических восстановлений. Для различных законов распределения получены условия, при которых следует проводить предлагаемую стратегию.

  • ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕГАЗОПРОВОДА ПРИ НАЛИЧИИ ПРОДОЛЬНЫХ ТРЕЩИН

    КУЧЕРЯВЫЙ В.И., МИЛЬКОВ С.Н. — 2015 г.

    В рамках теории случайных величин, методами линейной механики разрушения получена математическая модель для вероятности неразрушения продиагностированного участка нефтегазопровода при наличии продольных сквозных трещин, когда вязкость разрушения, рабочее давление, длина трещины, диаметр и толщина стенки нормально распределены. Выполнен прогноз остаточного ресурса нефтегазопровода по требуемой величине вероятности неразрушения. Реализация метода привела к снижению аварийных отказов трубопроводов северного технического коридора.