Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Список аннотаций статей журнала "Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация"

Приложение

# 05, октябрь 2016

 

Компьютерное моделирование компонентов робототехнических устройств при изготовлении на 3D принтере
# 05, октябрь 2016
DOI:10.7463/aplts.0516.0848154

Киселев М. А.

В статье поднимаются вопросы компьютерного 3D моделирования силомоментных и точностных характеристик компонентов роботов с учетом свойств и условий их изготовления из полимерных материалов. Ведется анализ 3D моделирования компонентов робототехнических устройств. Рассматривается когнитивный подход в функциональном программировании сложных деталей с визуально-интерфейсным интероперабельным стилем написания программ. Поднимаются вопросы создания прототипов корпусов с использованием 3D принтера. Приводятся частично теоретические выкладки и рассматриваются отдельные

конкретные примеры. Цифровые технологии 3D вместе с когнитивным программированием дают уникальную возможность создания сложных пространственных деталей и корпусов проектируемых робототехнических устройств. Статья будет полезна специалистам в данной области и инженерам, интересующимся моделирование компонентов робототехнических устройств.

 

Моделирование прочностных свойств силовых шпангоутов в каркасных конструкциях
# 05, октябрь 2016
DOI:10.7463/aplts.0516.0847809

Драгун Д. К., Ульяненков А. В., Языков А. В.

 

Каркасные модели, применяемые в ракетной технике, состоят из продольного и поперечного силового набора. В работе рассмотрены проблемы моделирования элементов каркасной конструкции. Показано, что продольные элементы такой конструкции хорошо моделируются стержневыми конечными элементами. В то время как поперечные элементы (шпангоуты) возможно представлять как в стержневой идеализации, так и с использованием пластинчатых конечных элементов. В работе показаны преимущества и недостатки указанных представлений расчетных схем шпангоута. На основании проведенных тестовых расчетов показано, какие погрешности в вычислении прочностных свойств рассматриваемого шпангоута могут быть

получены при использовании стержневой модели. Выработаны рекомендации по целесообразному использованию возможных моделей для оценки общей и местной прочности конструкции шпангоута.

 

Повышение точности обработки с применением активного контроля
# 05, октябрь 2016
DOI:10.7463/aplts.0516.0848198

Барбашов Н. Н., Лиморенко М. Е., Терентьева А. Д.

 

В процессе обработки деталей под влиянием погрешностей происходит смещение поля рассеивания размеров деталей к границе допуска. Для повышения точности обработки и предотвращения получения брака необходимо уменьшать составляющие погрешности обработки: повышать точность станка и инструмента, стойкость инструмента, жесткость системы, точность настройки. Так же через определенное время необходимо произвести поднастройку станка. Но увеличение количества поднастроек снижает производительность, а повышенные требования к станку и инструменту приводят к значительному повышению стоимости обработки. Поэтому задача формирования рациональных методик контроля, позволяющих обеспечивать как некоторый заданный выходной уровень качества, так и его повышение, остаётся актуальной. В современном производстве в области управления технологическим процессом при помощи средств активного контроля задача повышения точности может быть решена выбором рационального алгоритма управления путем введения корректировок. Методы, основанные на управлении по скользящей средней, представляются наиболее перспективными для управления точностью, поскольку они включают в себя информацию об изменении нескольких последних измеренных значений контролируемого параметра.

 

# 04, август 2016

 

Энерготехнологическая установка на базе газотурбинного двигателя с использованием продуктов газификации древесных отходов
# 04, август 2016
DOI:10.7463/aplts.0416.0846815

Данилова С. К., Тумашев Р. З.

 

Обосновано использование древесных отходов для получения генераторного газа с последующей выработкой электрической энергии. Представлена схема энерготехнологической установки с газификацией древесных отходов, включая предварительную подготовку сырья. Рассмотрена высокотемпературная сухая очистка генераторного газа, позволяющая упростить конструкцию установки и использовать теплоту выходящего из газификатора газа. Рассмотрена нетрадиционная схема газотурбинной установки с воздушной турбиной и с давлением в камере сгорания, близким к атмосферному. Проведена оптимизация цикла рассматриваемой газотурбинной установки. Представлены результаты расчетов основных элементов установки.

 

 

Химико-термическая обработка модифицированных поверхностных структур на титановых сплавах
# 04, август 2016
DOI:10.7463/aplts.0416.0845347

Кельциева И. А., Васильев С. Г.

 

Статья посвящена изучению модифицированных поверхностных структур на титановых сплавах. Создание модифицированных структур на поверхности происходит при помощи метода деформирующего резания, в результате которого на поверхности заготовки образуется макрорельеф в виде ребристой структуры. Исследуется влияние азотирования на твердость полученной структуры. Проведены металлографические исследования упрочненных структур, выполнены измерения микротвердости. Определено влияние различных режимов деформирующего резания на микроструктуру, твердость и толщину полученного модифицированного упрочненного слоя.

 

Состояние и тенденции развития антропоморфной робототехники
# 04, август 2016
DOI:10.7463/aplts.0416.0846436

Хурс С. П., Верейкин А. А.

 

Представлены некоторые актуальные разработки в области антропоморфной робототехники: роботизированные экзоскелеты, андроидные платформы, аватары, андроиды. Выделены ключевые подсистемы современных робототехнических систем. Указаны основные проблемы, встающие на пути создания современной антропоморфной робототехники. Рассмотрены основные задачи и функции системы управления антропоморфной платформы. Особое внимание уделено энергетической подсистеме, развитие которой является делом первоочерёдной необходимости с позиции увеличения автономности подвижных

робототехнических систем. Представлены некоторые аспекты сенсорной системы. Рассмотрены вопросы построения систем управления, в том числе и с элементами искусственного интеллекта.

 

Моделирование процесса плоского фрезерования с учетом зависимости динамических характеристик станка
# 04, август 2016
DOI:10.7463/aplts.0416.0845919

Заварзин Д. А., Киселёв И. А., Цыганов Д. Л.

 

Целью работы является определение эффективных режимов обработки детали фрезой на 3х координатном станке легкого класса, при которых не возникает нежелательных регенеративных автоколебаний, приводящих к существенному ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Описаны возникающие в процессе фрезерования вибрации и их влияние на форму обрабатываемой поверхности и рабочий инструмент. Выбрана и составлена конечно-элементная модель станка для реализации расчета в программном обеспечении 3DCUT. Представлено геометрическое отображение процесса обработки. Найдены собственные частоты и формы для используемой конечно-элементной модели. Выполнен анализ зависимости характера динамического поведения системы от изменения скорости вращения шпинделя за счет проведения многовариантных расчетов. Результаты многовариантного моделирования перемещений свободного конца инструмента представлены в виде отображений Пуанкаре. Приведенные отображения Пуанкаре позволяют выделить области режимов, сопровождающиеся как вынужденными вибрациями, так и автоколебаниями. Для двух режимов из различных областей на отображении Пуанкаре приведены графики сил резания, толщины срезаемого слоя, перемещений инструмента, а также формы обработанной поверхности, демонстрирующие различия в динамическом поведении системы. Приведенные результаты могут быть использованы для выбора эффективных режимов обработки фрезерованием, способствующих повышению качества и производительности обработки.

 

# 03, июнь 2016

 

К повышению эффективности государственной поддержки предприятий машиностроения
# 03, июнь 2016
DOI:10.7463/aplts.0316.0843844

Кушнарев Л. И., Алешин В. Ф.

 

Статья посвящена актуальной теме организации и внедрению фирменного метода технического сервиса, направленного на решение проблем технологической модернизации производства техники, машин и оборудования, повышение эффективности финансовых средств, направляемых на эти цели правительством Российской Федерации за счет повышения уровня конкурентоспособности, обеспечиваемого ростом качества и надежности техники. На основе анализа выделены факторы способны обеспечить уровень доходности достаточный для дополнительного, наряду с государственной поддержкой, инвестирования инновационного развития предприятия на основе технологической модернизации производства. Такой подход к технологической модернизации предприятий машиностроения позволяет увеличить темпы их развития в 3–5 раз при условии четкого планирования мероприятий на основе организационно-технологического проектирования. Проведенных исследования позволили сформулировать предложения по реализации проекта инновационного развития машиностроения.

 

Моделирование поперечного силового набора в каркасных конструкциях
# 03, июнь 2016
DOI:10.7463/aplts.0316.0843865

Драгун Д. К., Ульяненков А. В., Языков А. В.

 

В работе рассмотрены проблемы моделирования элементов некоторой гипотетической каркасной конструкции. Показано, что продольные элементы рассматриваемой конструкции хорошо моделируются стержневыми конечными элементами. В то время как поперечные элементы (шпангоуты) возможно, представлять как в стержневой идеализации, так и с использованием пластинчатых конечных элементов. В работе показаны преимущества и недостатки указанных представлений расчетных схем шпангоута. На основании проведенных тестовых расчетов показано, какие погрешности в вычислении жесткостных свойств рассматриваемого шпангоута могут быть получены при использовании стержневой модели.

Выработаны рекомендации по целесообразному использованию возможных моделей шпангоута на различных этапах проектирования.

 

О влиянии количества заходов резьбы винта и гайки планетарных роликовинтовых механизмов на их основные параметры
# 03, июнь 2016
DOI:10.7463/aplts.0316.0843888

Блинов Д. С., Василюк В. О.

 

Перспективные конструкции планетарных роликовинтовых механизмов (ПРВМ) имеют целый ряд особенностей. Например, на винте и гайке изготавливают многозаходную правую резьбу с равным числом заходов. Чаще всего количество заходов резьбы назначают от трех до семи. При этом количество заходов существенно влияет на все основные эксплуатационные параметры ПРВМ, а также на вес и габариты механизма. В статье в безразмерном виде, обеспечивающим общность, представлены графики зависимости указанных параметров от количества заходов резьбы винта (гайки). Введя безразмерную величину – отношение шага резьбы к среднему диаметру резьбы винта, удалась построить семейство кривых, охватывающих все возможные сочетания параметров, влияющих на КПД ПРВМ. Представленные графики могут существенно упростить выбор количества заходов резьбы винта и других параметров при проектировании экономичных ПРВМ.

 

Номер: # 02, апрель 2016

  Универсальный учебно-исследовательский стенд для имитации нагружения электроприводов
# 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0838843

Гришин В. С., Орлов М. Ю., Польский В. А.

  В статье представлено описание универсального учебно-исследовательского стенда для имитации влияния различных нагрузок на электропривод. Приведены состав, схема и математическое описание системы нагружения. Рассмотрены основные особенности работы стенда. Предложены способы решения проблем реализации данной системы. Представлены результаты работы стенда при различных вариантах нагружения и краткое пояснение к ним. Рассмотрены возможности применения нескольких описанных стендов для полунатурного моделирования манипуляционных робототехнических систем

 Об оптимальном управлении гидрообъёмно-механическим приводом при разгоне маховика
# 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0837892

Корсунский В. А.

  С помощью разработанной математической модели получено решение оптимальной зарядки маховика при стоянке гусеничной машины оснащенной комбинированной энергетической установкой, содержащей двигатель внутреннего сгорания и маховичный аккумулятор энергии. Выполнена оценка влияния   араметров относительной энергоемкости маховика и гидрообъемномеханического привода, содержащего одну регулируемую гидромашину, на время зарядки маховика. Установлены причины, ограничивающие эффективность действия   комбинированной энергетической установки в процессе разгона маховика до максимальной скорости. Полученные результаты позволяют определять параметры маховика и законы управления приводом с целью их дальнейшей оптимизации

 

Влияние состава рабочего тела на объём теплообменных аппаратов замкнутой газотурбинной установки
# 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0837906

Шафиков Г. А.

 

В работе проанализированы области применения замкнутых газотурбинных установок и показаны их основные недостатки. Обоснованы принципы выбора теплообменных поверхностей в рекуператоре, охладителе и подогревателе. Получены зависимости коэффициентов теплопроводности и вязкости гелий-ксеноновой смеси от температуры и процентного содержания гелия. Проанализировано влияние состава смеси на параметры потока теплоносителя в подогревателе. Выполнена оценка влияния состава рабочего тела ЗГТУ на объёмы теплообменных аппаратов и показано, что определяющим в теплообменных аппаратах ЗГТУ является подогреватель, массогабаритные параметры которого значительно превосходят охладитель и рекуператор. Выбран оптимальный состав смеси для получения минимальной массы и стоимости теплообменного оборудования ЗГТУ

 

Рекуперация тепловой энергии в компрессорных станциях на базе компрессорных центробежных установок
# 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0838950

Шадрин В. С., Козлов В. В.

 

Проведен анализ процесса компримирования воздуха с точки зрения преобразования энергии привода компрессора в тепловую энергию. Выполнена оценка температурного уровня избыточной тепловой энергии, как оценка потенциала для поиска путей рекуперации выделяемой тепловой энергии. Рассмотрены принципиальные схемы рекуперации тепловой энергии для решения внутренних технологических задач компрессорной установки: *Подогрев приточного воздуха на сжатие при эксплуатации компрессорной станции в зимних условиях. *Использование тепла сжатия для регенерации адсорбента в адсорбционном осушителе сжатого воздуха.

 

Температура рабочей жидкости авиационных гидросистем
# 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0837432

профессор, д.т.н. Шумилов И. С.

  На современных сверхзвуковых самолётах из-за аэродинамического нагрева обшивки среда, окружающая гидросистему, имеет температуру, значительно превышающую допустимую для применяемых жидкостей. Поэтому при создании гидравлических систем (ГС) сверхзвуковых самолётов использовать конвективный цикл теплообмена в большинстве случаев для поддержания заданной температуры жидкости в ГС невозможно. В связи с этим возникает проблема принудительного отвода тепла, т. е. создания искусственной системы охлаждения гидросистемы. Та же проблема существует и для дозвуковых пассажирских самолётов, в особенности для аэробусов, гидросистемы которых имеют высокие мощности, где конвективный теплообмен с окружающей средой недостаточен и не обеспечивает поддержание необходимой температуры жидкости. В статье рассмотрены стационарный и не стационарный режимы работы гидросистемы, их расчет, определение температур рабочей жидкости, методы поддержания заданной её температуры, рассмотрены различные схемы теплообменников, даны рекомендации по регулированию тепловых потоков, уменьшению мощности системы   охлаждения гидросистем и выбору теплоизоляции элементов гидросистем

 

# 01, февраль 2016

 

 Модернизация установки измерения сил резания на базе динамометра УДМ-600
# 01, февраль 2016
DOI: 10.7463/aplts.0116.0831168

Шуляк Я. И., Васильев С. Г.

 

В работе рассмотрен вариант создания модернизированной измерительной установки, позволяющей регистрировать составляющие силы резания на операции механической обработки точением с использованием динамометра УДМ-600. Разработанная измерительная установка повышает точность и достоверность измерений, сокращает время на обработку экспериментальных данных, предоставляет в графическом виде измеряемые результаты в режиме реального времени. В качестве регистрирующего оборудования используется устройство сбора данных модели NI USB-6009, управление процессом измерения производится с использованием среды графического программирования LabVIEW

 

Анализ условий фиксации спутников в рабочих позициях
# 01, февраль 2016
DOI: 10.7463/aplts.0116.0837622

Колесников Л. А.

Приспособления-спутники автоматических линий выполняют функции технологического и транспортного оборудования. Однако, проектирование их ведется на основе общих положений проектирования станочных приспособлений. Весьма актуальным является расчет основных конструктивных параметров рабочих позиций на основе особенностей их функционирования. При транспортировании спутников по рабочим позициям имеет место несовпадение осей базовых втулок спутника и фиксаторов позиции. В работе   выявлены факторы, влияющие на это, и определены условия обеспечивающие безотказность фиксации. Фиксация спутника ведется цилиндрическим и ромбическим фиксаторами одновременно. Далее ведется расчет усилия фиксации, исходя из массы спутника (вместе с заготовкой) и геометрических параметров механизма фиксации. Выявлены три этапа перемещения фиксатора в вертикальной плоскости при установке спутника в рабочей позиции: – свободный ход фиксатора до встречи с базовой втулкой; – длина хода фиксатора при контакте его заходной фаски с фаской втулки; – длина хода фиксатора по цилиндрической поверхности втулки. Исследование этого процесса позволило рассчитать время фиксации спутника и динамические нагрузки, действующие на фиксатор. Эти расчеты дали возможность рассчитать необходимый диаметр фиксатора. Представленные расчеты позволяют обоснованно назначать основные конструктивные параметры рабочих позиций спутниковых автоматических линий

 

Математическое моделирование системы торможения колёс шасси магистрального самолёта
# 01, февраль 2016
DOI: 10.7463/aplts.0116.0821017

профессор, д.т.н. Шумилов И. С.

 

К системе управления торможением колёс (СУТК) шасси магистрального самолёта предъявляются обязательные требования, изложенные в Авиационных Правилах АП-25 (§25.735. «Тормоза и тормозные системы»), которые являются основополагающими при создании СУТК и являются основными исходными данными при ее математическом моделировании. Система управлении торможением колёс шасси является одной из важнейших систем, обеспечивающих безопасное завершение полёта и представляет собой сложнейшей комплекс устройств – агрегатов (гидравлических, электрических и механических), соединённых необходимыми связями (трубопроводами, электропроводкой, механическими связями). Этот комплекс должен позволять оптимизировать процесс торможения в условиях изменения большого числа параметров, главными из которых можно выделить: коэффициент сцепления колеса с взлётно-посадочной полосой (ВПП); подъёмная сила, вес самолёта;   скорость самолёта; динамические параметры гидроагрегатов СУТК и ряд др. Математическое моделирование СУТК позволяет исследовать влияние различных параметров на процесс торможения, выбор рационального закона антиюзовой автоматики и минимизации тормозного пути на ВПП при проектировании СУТК и ее сертификации на соответствие нормам АП25 при нормальной работе и появлении расчётных отказов

 

# 06, декабрь 2015

 

Статический расчет высокоэффективного объёмного нерегулируемого гидропривода с одним объемным гидродвигателем
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0826654

Никитин О. Ф.

 

Целью работы является рассмотрение порядка проведения статических расчетов при проектировании высокоэффективного объемного нерегулируемого гидропривода с одним объемным гидродвигателем. Рассмотренные пути определения геометрических рабочих параметров гидродвигателя (эффективная рабочая площадь или рабочий объем) позволяют провести выбор параметров насосной установки и гидроустройств. Рассмотрены схемные пути повышения эффективности гидропривода. Использование принципа сохранения постоянства проводимости позволяет уточнять величины потерь давления на используемых гидроустройствах при некаталожных режимах работы. Все рассмотренные действия позволяют создать нерегулируемый объемный гидропривода, обеспечивающий работу при требуемых силовых и кинематических параметрах с высоким КПД.

 

Определение перетеканий газа через торцовый зазор в дисковом вакуумном насосе
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0822881

Никулин Н. К., Мишустин В. А., Шостак Ю. А.

 

Представлена математическая модель течения газа в торцовом зазоре дискового вакуумного насоса в молекулярном режиме течения газа. Расчет основан на использовании метода Монте- Карло (методе пробной частицы). Математические зависимости позволяют проследить траекторию молекулы от момента старта с поверхности входа до выхода из зазора и вычислить вероятности прямого и обратного перехода молекул газа через торцовый зазор между вращающимся и неподвижным диском. Взаимодействие молекул газа с поверхностью дисков описывается диффузным законом отражения при коэффициенте аккомодации равном единице, распределение молекул по скоростям теплового движения описывается законом Максвелла. Представленная модель позволяет определить проводимость зазора, величину потока перетеканий через зазор и максимальный перепад давлений на уплотнении при нулевом потоке перетеканий. В результате расчётов установлено влияние геометрических параметров зазора и скорости вращения дисков на проводимость зазор.

 

Определение расчётной площади входа в цилиндрический дроссельный канал
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0822739

Кузнецов В. С.

 

При проектировании и эксплуатации гидроприводов с дроссельным регулированием необходимо знать связь между перепадом давления на дроссельном регуляторе и расходом рабочей жидкости, протекающим через него. Для установления этой связи необходимо знать площадь отверстия на входе в дроссельный канал. Однако измерить прямым методом фактическую величину этой площади, полученной в результате изготовления дроссельного канала, не всегда представляется возможным. В статье приведена оценка возможности применения косвенного метода определения площади входа в дроссельный канал круглой цилиндрической формы. Метод основан на том положении, что гидродинамические характеристики процесса истечения жидкости из цилиндрического канала с круглым поперечным сечением в отрывном режиме аналогичны характеристикам истечения жидкости из отверстия с острой кромкой в тонкой стенке. Результаты оценки позволяют сделать вывод о возможности применения косвенного метода для определения расчетной площади входного отверстия дроссельного канала. Ключевые слова: дроссельное регулирование, теория подобия, дроссельный канал, отверстие с острой кромкой.

 

 Численное моделирование возникновения колебаний давления в термоакустическом преобразователе
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0829643

Угланов Д. А., Некрасова С. О., Воробьев А. А., Соколов Г. В.

 

В статье рассмотрены особенности численного моделирования процесса возбуждения акустических колебаний в резонаторах с пористой вставкой (регенератором) для исследования процесса возбуждения термоакустических колебаний в контуре модели малоразмерного двигателя на пульсационной трубе. Предложена упрощенная конечно-элементная модель резонатора и определен гармонический закон распределения температуры на регенераторе. Приведены временные зависимости скорости и амплитуды давления для открытого конца резонатора, расчетное значение рабочей частоты процесса приблизительно равно значению частоты для заданной длины резонатора. Полученные результаты позволяют судить о правильности выбора схемы дискретизации в ESI CFD ACE для учета неравновесных процессов тепломассообмена в области регенератора. результаты численного моделирования необходимо расширить с целью учета реальных особенностей конструкции двигателя на пульсационной трубе.

 

Исследование влияния высокотемпературной термической обработки на фазовый и химический состав сплава ВКНА-1В
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0829658

Унчикова М. В., Костенко Ю. В., Базылева О. А., Аргинбаева Э. Г., Туренко Е. Ю.

 

Проведено исследование фазового и химического состава интерметаллидного сплава ВКНА-1В в исходном литом состоянии (вакуумная индукционная выплавка и вакуумный индукционный переплав) и после различных режимов высокотемпературной термической обработки. Определены пределы кратковременной прочности и текучести на образцах сплава ВКНА-1В и проведена корреляция значений механических свойств с фазово–химическим составом. Установлено, что высокотемпературная термообработка, изменяя соотношение γʹ/γ–фаз, практически не влияет на стабильность карбидной фазы, что и отражается на стабильности кратковременных свойств интерметаллидного сплава на основе соединения Ni3Al при комнатной температуре.

 

Теоретическое исследование циклической нагруженности деталей электропривода клети дуо-160
# 06, декабрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0615.0822332

Мальцев А. А.

 

В качестве объекта теоретического исследования выбран электропривод рабочих валков одноклетьевого прокатного стана дуо-160, расположенного в лаборатории МГТУ им. Н.Э. Баумана. После захвата заготовки рабочими валками, в электроприводе возникают крутильные колебания, для определения форм и частот которых построена 5-массовая динамическая модель. Построены графики моментов сил упругости с учетом демпферов и люфтов. Установлено, что приведенные амплитуды циклических касательных напряжений, возникающих в опасном сечении наиболее нагруженного верхнего шпинделя, не превышают его предел выносливости в этом сечении.

 

# 05, октябрь 2015

 

 Расчет мощности электродвигателя механизмов с большими инерционными массами и малыми моментами статического сопротивления
# 05, октябрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0515.0821924

Богачев В. Н., Пучкова Л. М.

  Для определения мощности электродвигателя, требуемой для разгона машины с заданным ускорением, необходимо знать относительное время пуска. Известные формулы получены численным интегрированием пусковых характеристик двигателей при условии, что процесс разгона заканчивается, когда двигатель разгоняется до номинальной частоты вращения. В реальных условиях процесс разгона заканчивается, когда частота вращения ротора соответствует статическому моменту от сил трения. В работе получены уточненные формулы   для определения относительного времени пуска, которые позволяют более точно определить мощность электродвигателя. Показано, что трехступенчатый реостатный пуск двигателей с фазным ротором предпочтительнее двухступенчатого пуска.

 

Гидропневматическая подвеска стабилизированной по горизонту грузовой платформы
# 05, октябрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0515.0821039

Пильгунов В. Н., Ефремова К. Д.

 

Исследована возможность создания гидропневматической подвески грузовой платформы, обеспечивающей пониженное значение угловых отклонений платформы от ее штатного горизонтального положения при смещении центра масс расположенного на ней груза от вертикальной оси платформы. Предложена гидравлическая схема подвески с перекрёстным соединением поршневых и штоковых полостей гидроцилиндров и компенсацией дифференциальности гидроцилиндров посредством газожидкостных гидроаккумуляторов.   Разработана математическая модель гидропневматической подвески и методика ее расчета. Проведена оценка влияния начального объема газовой полости гидроаккумуляторов, номинального давления питания гидравлической системы и дифференциальности гидроцилиндров на качество стабилизации платформы по горизонту. Даны рекомендации по оптимизации параметров гидропневматической подвески по критерию «жесткость подвески – качество стабилизации по горизонту».

 

Системы поддержания теплового баланса в современных стендах для испытаний лопастных насосов
# 05, октябрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0515.0820499

Петров А. И.

 

В статье содержится краткий анализ существующих систем поддержания теплового баланса, применяемых в стендах для испытаний лопастных насосов различной мощности. Описываются возможные конструкции таких систем, методы их регулирования и опыт применения данных систем в различных условиях эксплуатации стендов. Проводится сравнение показателей энергетической эффективности разных видов систем. Даны тенденции развития систем поддержания теплового баланса, а также кратко описаны схемные решения и конструкции для стендов, работающих на отличных от воды горячих или холодных рабочих жидкостях. Подчеркивается важность автоматизации испытательных стендов.

 

Точность установки деталей на автоматических линиях с приспособлениями-спутниками
# 05, октябрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0515.0817357

Колесников Л. А.

 

В работе предложен новый метод расчета погрешности базирования путем математического моделирования. Этот метод впервые применен для расчета точности при механической обработке деталей в   автоматизированном производстве. Применительно к наиболее распространенной схеме базирования спутников на плоскость и два отверстия предложено использовать для определения погрешности базирования метод заменяющих механизмов, употребляемый при анализе и синтезе плоских механизмов. Применение в качестве заменяющего механизма шарнирного четырехзвенника позволяет определить область возможных положений любой точки платформы спутника с заготовкой как область, ограниченную шатунной кривой. В случае равенства зазоров в узлах обоих фиксаторов область возможных положений точки при плоскопараллельном смещении платформы определяется окружностью, а при угловом смещении – эллипсом. Полученные аналитические зависимости позволяют определять погрешность установки на стадии проектирования при известных зазорах в узлах фиксации, а также выявить зоны целесообразного размещения заготовки на платформе спутника по условиям обеспечения точности координат обрабатываемых осей отверстий. Предложенная методика позволяет вести расчет точности базирования при обработке на станках с круглыми поворотными столами и другом технологическом оборудовании, где применяется рассматриваемая схема базирования.

 

Обоснование выбора параметров ультразвукового контроля углепластиков для обнаружения расслоений и ударных повреждений
# 05, октябрь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0515.0813276

Григорьев М. В., Прилуцкий М. А., Щипаков Н. А.

 

Особенности технологии производства и эксплуатации углепластиков определяют характерные только им типы дефектов. Кроме того, структура материала углепластика и его свойства существенно отличаются от структуры и свойств металлических материалов. Поэтому, актуальной задачей является проведение исследований для обоснования выбора параметров ультразвукового контроля таких материалов. Авторами проведены экспериментальные исследования на образцах из углепластика с выполненными искусственными дефектами, имитирующими расслоения различного размера и ударные повреждения, и приведены конкретные рекомендации по контролю качества таких материалов, включая схемы и параметры контроля.

 

  # 04, август 2015

 

Особенности учета масштабного эффекта при модельных испытаниях макетов лопастных насосов, изготовленных на 3D-принтерах
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0820486

Петров А. И.

 

Статья посвящена проблеме учета масштабного эффекта при пересчете результатов испытаний с макетов, изготовленных методами 3D-прототипирования, на натурные насосы. Приведен краткий обзор факторов, влияющих на величину масштабного эффекта, и рассмотрены их специфические особенности для деталей насосов, изготовленных на 3D-принтере. Даны основные формулы пересчета и приведены примеры их использования для нескольких насосов. Показана хорошая сходимость характеристик макетов, пересчитанных по предложенной методике, с характеристиками натурных насосов. Перечислены возможные направления дальнейших исследований в этой области

 

Устойчивость и опрокидываемость свободно стоящего гидротанка: разработка опытовых бассейнов для испытания подводных роботов
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0802699

Северов С. П.

 

Проблемы опрокидываемости объекта, свободно опирающегося на основание под действием сил тяжести, упругости, трения и др. внешних нагрузок, имеют глобальное, непреходяще актуальное значение для инженерного строительства, для транспорта – авиационного, автомобильного, железнодорожного и др. Значительная часть исследований опрокидываемости свободно опирающихся объектов фрагментарно входят в различные предметные области технических приложений. В частности, это характерно для гидротанка – емкости типа оболочки, заполненной жидкостью. Проблемы с гидротанкамии – в множественности нелинейных структурных, геометрических и физических форм потери устойчивости. Целью настоящей работы является определение фазовых и критических параметров базовых тел простой формы с различной опорной поверхностью: куб; параллелепипед; цилиндр и др. с выливанием жидкости из оболочки или без. Анализ опрокидываемости гидротанка как твердого тела с жидкостью, в качестве первого приближения предшествует оценке устойчивости объекта как гидроупругой системы. Экспериментальные результаты подтверждают возможность разработки, изготовления и эксплуатации гидротанка рассматриваемого типа для испытаний подводных гидророботов

 

Изготовление элементов проточной части модели бустерного s-насоса двустороннего действия
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0793275

Купцов С. Ю., Моргунов Г. М.

 

Излагается процесс изготовления элементов проточной части полирядного лопастного насоса с s-образной меридиональной проекцией и элементами подвода и отвода в форме эвольвенты. Приведена конструкция опытной модели бустерного s-насоса двустороннего действия. В основу конструкции заложена картриджная концепция агрегата. Изложены результаты численного моделирования рабочего процесса проточной части модели. Описана технология изготовления элементов проточной части насоса из высокопрочного ABS пластика с применением 3D-принтера с последующей процедурой поверхностного упрочнения готовых изделий в парах ацетона. Показаны изготовленные детали рабочих органов активной части насоса: колесо рабочее, аппарат направляющий, шнек

 

Компактные клинопрофильные уплотнения для валов и фланцев гидромашин
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0789458

Овандер В. Б., Никитин О. Ф.

 

В представленной статье рассмотрены варианты компактных клинопрофильных уплотнений для валов и фланцев гидромашин из лёгких и прочных материалов. Проведенные исследования металлических узкокромочных уплотнений показывают, что высокую герметичность можно получить при минимальной ширине контакта. Под действием высоких давлений РЖ на цилиндрическую поверхность компактные клинопрофильные уплотнения прогибаются и полностью прилегают к конусам посадочных мест, проскальзывая торцами по плоским поверхностям без потери герметичности. Наличие полого участка на упругой характеристике говорит о снижении контактных напряжений (давления) в случае использования компактных клинопрофильных уплотнениий в подвижных соединениях, что приводит к уменьшению трения и изнашивания уплотнений.

 

Значимость математического моделирования работы крупных насосных станций
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0812368

Божьева С. М., Ломакин В. О.

 

Приводится современный подход к проектированию крупных насосных станций. Описывается конструктивное оформление заглубленной станции диаметром 26 метров, глубиной 13 метров, с погружными насосными агрегатами. Представлены результаты гидродинамического моделирования (CFD) конкретного объекта. Проводится анализ разработанной проектом приемной камеры с целью определения возможных проблем при эксплуатации насосной станции и предлагаются меры для улучшения условий ее работы. Приведено сравнение расчета минимальных уровней воды в насосных станциях по эмпирическим зависимостям и с помощью метода вычислительной гидродинамики. Обосновано применение гидродинамического моделирования для проверки и корректировки проектов крупных насосных станций как значительно более точного инструмента по сравнению с эмпирическими формулами, учитывающего все особенности объекта.

 

 

Система автоматического адаптивного управления полнопоточной гидрообъемной трансмиссией для трехосного полноприводного автомобиля
# 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0812261

Лепешкин А. В.

 

В статье на основании результатов проведенного математического моделирования получено теоретическое обоснование требований к системе автоматического адаптивного управления (СААУ) полнопоточной гидрообъемной трансмиссией трехосного полноприводного автомобиля, даны рекомендации по ее структуре и сформулированы предлагаемые для использования в ней законы регулирования. Кроме этого приведены результаты апробации предложенных решений, полученные в результате проведенных численных экспериментов на разработанной математической модели объекта исследований в условиях прямолинейного его движения по недеформируемой опорной поверхности.

 

# 03, июнь 2015

 

 Влияние различных параметров проточной части цилиндрического молекулярного вакуумного насоса на его характеристики
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0785997

Демихов К. Е., Очков А. А., Полежаев А.

 

В работе произведена оценка эффективности влияния основных конструктивных параметров проточной части цилиндрического молекулярного вакуумного насоса на его характеристики в широком диапазоне давлений с использованием разработанной авторами ранее математической модели процесса откачки газа цилиндрическим молекулярным вакуумным насосом. Представлены зависимости быстроты откачки и отношения давлений от основных параметров проточной части цилиндрического вакуумного молекулярного насоса. Произведен анализ полученных в ходе исследований характеристик, сделаны выводы и даны рекомендации по выбору основных оптимальных параметров проточной части цилиндрического молекулярного   вакуумного насоса. Критерием оптимальности выбран минимальный условный   объем проточной части.

 

Наружный цилиндрический насадок с управляемым вакуумом
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0783011

Пильгунов В. Н., Ефремова К. Д.

 

Разработана и апробирована конструкция наружного цилиндрического насадка с вакуумной камерой. Вакуумная камера образована за счёт удаления торца гильзы насадка на некоторое расстояние от плоскости стенки, в которой выполнено отверстие с острой кромкой. Приведены экспериментальные характеристики насадков с входным отверстием круглой и треугольной формы и даны значения их коэффициентов объёмного расхода. Контролируемое изменение величины вакуума в камере путём её подключения к атмосфере позволяет управлять пропускной способностью насадка. Установлено, что пропускная способность отверстия   треугольной формы превышает пропускную способность отверстия круглой формы при равных площадях их поперечного сечения. Насадок с треугольным входным отверстием устойчиво работает при высоких напорах истечения. Проверка адекватности математической модели насадка показала, что постулируемое в работах по механике жидкости постоянство гидростатического напора в сечении струи не является корректным. Подключение вакуумной камеры насадка к атмосфере посредством регулируемого дросселя, управляемого по давлению истечения, позволяет обеспечить стабилизацию расхода через насадок при колебаниях давления питающей установки. Ключевые слова: наружный цилиндрический насадок с вакуумной камерой, истечение жидкости через отверстие треугольной формы, пропускная способность насадка, регулируемый вакуум в камере.

 

Расчёт характеристик шнеков постоянного и переменного шага
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0780892

Зотов Б. Н.

 

В статье рассмотрена схема течения жидкости в шнеках постоянного и переменного шага с обратными токами. Учёт обратных токов позволил уточнить энергетические характеристики шнеков и создать методику расчёта энергетических характеристик во всём диапазоне подач. Приведено сравнение расчётных по изложенной методике и экспериментальных характеристик шнеков различных геометрий, в том числе с переменным шагом, и показано их хорошее совпадение. На основании предложенной методики разработана программа, позволяющая рассчитать характеристики шнеков, что значительно снижает трудоёмкость расчётов, сопутствующих процессу разработки шнеко-центробежных ступеней насосов.


 

Варианты компоновки ступеней в вихревом многоступенчатом компрессоре
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0777684

Сергеев В. Н., Белотелова Л. Н., Смирнова Е. С.

 

В статье рассмотрены варианты компоновки ступеней многоступенчатого вихревого компрессора с промежуточным охлаждением. Критерием выбора компоновки принята согласованность работы всех ступеней, обеспечивающая работу компрессора в зоне максимального КПД. Согласованность обеспечивалась по коэффициенту расхода, который поддерживался постоянным. Рассмотрены также варианты распределения нагрузки по ступеням в виде распределения общей степени повышения давления. Показано, что согласования в работе ступеней можно добиться, в частности, с использованием рабочих колес с одинаковыми наружным диаметром и геометрией проточной части, но с различной частотой вращения ступеней, убывающей с повышением номера ступени. Для этого вихревой компрессор предложено выполнить по известной схеме многовального мультипликаторного центробежного компрессора. Все выводы в статье подтверждены расчетными зависимостями, приведенными в виде графиков.

 

Устойчивость автомобиля-самосвала при разгрузке
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0783168

Барышников Ю. Н.

 

В статье рассмотрена проблема устойчивости самосвала при разгрузке. Главным признаком потери устойчивости является опрокидывание автомобиля. Чаще всего опрокидывание автомобиля происходит при разгрузке на наклонных площадках Причем площадки разгрузки могут иметь как продольный, так и поперечный уклон. В этой связи основной задачей при расчете устойчивости автомобиля является определение предельно допустимого угла наклона площадки разгрузки, а также нагрузок, действующих на несущую систему автомобиля. Разработана математическая модель самосвала при разгрузке на продольном уклоне. Предложена процедура пошагового изменения параметров для расчета критического угла наклона площадки. Получены формулы для расчета силового взаимодействия платформы и несущей системы самосвала при разгрузке на площадке с продольным уклоном. На основе разработанной методики составлена программа расчета продольной устойчивости и нагрузок, действующих на несущую систему автомобилей-самосвалов. Дан анализ современных методов оценки устойчивости при разгрузке самосвала на поперечном уклоне. Отмечено, что задача может быть решена только с применением численных методов и может являться предметом   дальнейшего научного исследования. Предложенный подход позволяет уже на ранней стадии проектирования проводить многовариантные расчеты самосвала на прочность и устойчивость с целью выбора оптимального конструктивного решения.


 

Расчет процесса нелинейного деформирования гофрированных мембран
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0790843

Николаева А. С., Подкопаев С. А.

 

В настоящее время упругие элементы в виде гофрированных мембран получили широкое распространение в приборостроении. От точности расчета упругих элементов зависят надежность и качество приборов, поэтому расчет гофрированных мембран представляет собой актуальную задачу. Для расчета гофрированной мембраны был использован метод продолжения по параметру и метод смены подпространства управляющих параметров. Алгоритм реализован в авторской программе на языке С. Результатами расчета являются упругая характеристика мембраны, а также деформированная форма ее меридиана. Предложенная методика расчета показала свою эффективность и может быть рекомендована для анализа широкого круга упругих элементов

 

Пример синтеза управляющих воздействий для шестиногого шагающего робота при передвижении по неровной поверхности
# 03, июнь 2015
DOI: 10.7463/aplts.0315.0782457

Каргинов Л. А.

 

В статье изложен новый подход к решению обратной задачи кинематики. Показан пример применения подхода при синтезе управляющих воздействий для приводов шагающих роботов. Идея подхода   заключается в следующем: из всех сочленений робота выбирается ограниченный набор сочленений, необходимых для реализации избранной походки. Для этих сочленений назначается строгая последовательность движения в течение каждого шага и ограничения изменений обобщенных координат. Сочленения, не участвующие в реализации избранной походки, блокируются, для них расчеты не проводятся. Достоинствами подхода являются: однозначность получаемого решения, возможность рассмотрения вырожденных конфигураций исполнительного механизма шагающего робота, возможность вычислений в условиях кинематической избыточности, высокая скорость вычислений. Указанные достоинства обусловлены тем, что последовательность движения сочленений изначально устанавливает определенную желаемую конфигурацию ноги в пространстве и, по сути, задает направление решения. Получение управляющих воздействий показано на примере шестиногого шагающего робота, имеющего по шесть сочленений в каждой ноге.

 

# 02, апрель 2015

 

 

Патроны кулачковые рычажные. Основные типы и размеры
# 02, апрель 2015
DOI: 10.7463/aplts.0215.0777658

Виноградов Д. В., Лыкосова Е. С.

 

Представлен обзор конструкций токарных кулачковых рычажных патронов как. Приведены описания принципов работы патронов, особенностей механизмов и узлов, используемых в рычажных патронах, приемы регулировки и настройки патронов на размер закрепляемой заготовки. Представлены технические характеристики стандартизованных рычажных патронов и их основные размеры. В обзор включены патроны двух-, трех- четырехкулачковые, патрон с клинорычажной передачей, специализированный патрон с быстрой настройкой кулачков на разные диаметры заготовк, патрон с механическим и приводным перемещением кулачков, патрон с пневмопружинным приводом, патрон трехкулачковый комбинированный клинорычажный и патрон поводковый рычажный.

 

Исследование влияние жаростойкого ионно-плазменного покрытия системы Ni-Cr-Al-Y на структуру и жаростойкость никелевого сплава
# 02, апрель 2015
DOI: 10.7463/aplts.0215.0774180

Жук В. М., Помельникова А. С.

В работе исследовано влияние жаростойкого ионно-плазменного покрытия системы Ni-Cr-Al-Y на микроструктуру и жаростойкость жаропрочного никелевого сплава системы Ni-Co-Cr-W, предназначенного для защиты лопаток газотурбинного двигателя (ГТД).Покрытия наносились на образцы сплава ЖС6У при различных токах разряда (700А, 900А) и потенциалах подложки (10В - 100В). После напыления половина образцов подвергались термической обработке в вакууме при температуре 1050°С в течение 4 ч. На основании исследования микроструктуры и жаростойкости сплава с покрытием и без покрытия оптимизирован режим нанесения покрытия и показана необходимость последующей термической обработки

 

Оценка эффективности влияния основных конструктивных параметров проточной части дискового молекулярного вакуумного насоса на его характеристики в широком диапазоне давлений
# 02, апрель 2015
DOI: 10.7463/aplts.0215.0781957

Демихов К. Е., Очков А. А.

 

В работе проведен обзор современных дисковых молекулярных вакуумных насосов, представленных на рынке вакуумной техники. Изучен метод расчета быстроты откачки молекулярной ступени Twiss Torr, предложенный компанией Agilent Technologies. Отмечены его недостатки. С использованием разработанной авторами ранее математической модели процесса откачки газа цилиндрическим молекулярным вакуумным насосом произведена оценка эффективности влияния основных конструктивных параметров проточной части дискового молекулярного вакуумного насоса на его характеристики в широком диапазоне давлений. Разработана программа расчета оптимальных параметров проточной части дискового молекулярного вакуумного насоса. Представлены результаты расчетов и выявленные в ходе исследований рекомендации.

 

Силовое взаимодействие узлов автомобиля-самосвала при разгрузке
# 02, апрель 2015
DOI: 10.7463/aplts.0215.0782505

Барышников Ю. Н.

 

В статье рассмотрены особенности силового взаимодействия платформы и несущей системы автомобиля-самосвала при разгрузке. Разработана математическая модель процесса разгрузки платформы самосвала в двух расчетных случаях: подъем платформы с налипшим грузом и разгрузка горной массы как монолитной глыбы. В первом случае для расчета усилий в гидроцилиндрах опрокидывающего механизма и реакций в шарнирных опорах получены аналитические выражения. Во втором случае, используя уравнения Лагранжа второго рода, выведены дифференциальные уравнения движения механической системы «платформа-груз». Для решения   указанных уравнений использован пакет прикладных программ, реализующих метод Рунге-Кутты. Приведены результаты расчета усилий в гидроцилиндрах при разгрузке   платформы карьерного самосвала БелАЗ. Полученные результаты могут быть использованы как при проектировании   гидроцилиндров опрокидывающего механизма автомобилей-самосвалов, так и в расчетах на прочность их несущей системы

 

# 01, февраль 2015

 

 

Медицинские роботы с перистальтическим принципом движения
# 01, февраль 2015
DOI: 10.7463/aplts.0115.0776961

Гаврюшин С. С., Даниленко К. Б.

 

Описан перистальтический способ передвижения и приведена его упрощённая схема. Рассмотрены микророботы, движение которых основано на перистальтическом принципе. Приведены области применения роботов с перистальтическим принципом передвижения, при этом предпочтение отдается роботам, применяемым в медицине, а также там, которые потенциально могут быть там использованы. Описаны общие требования к медицинским микророботам. Проведён обзор микророботов, при этом особое внимание уделено роботу “Салазан-1”, разработанному в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Проанализированы преимущества и недостатки каждой модели. Указаны перспективные конструкторские идеи, которые могут быть использованы в новых разработках.


Методы расчета подачи перистальтического насоса линейного типа
# 01, февраль 2015
DOI: 10.7463/aplts.0115.0777641

Шейпак А. А., Гришин А. И., Чичерюкин В. Н.

 

В работе исследуется насос перистальтического принципа действия, в котором сжатие упругого рабочего органа осуществляется при помощи толкателей в одном и том же месте в поперечном направлении. Рассмотрено два режима работы насоса, различающиеся алгоритмом срабатывания выжимных элементов. Для одного режима получено аналитическое решение, в то время как для другого применялось двухмерное численное моделирование при помощи программного пакета Star-CCM+. Для каждого режима была проведена серия экспериментов и выполнено сравнение результатов расчетов и экспериментов. Показано, что: аналитическое решение имеет очень хорошее совпадение с экспериментальными данными, но при условии, что площадь сечения трубки насоса вычисляется с применением численных методов; двухмерная численная модель описывает течение в насосе с точностью, достаточной для предварительных расчетов насоса.  

 

Численный анализ напряженно-деформированного состояния рационального варианта шторки электротехнического прибора
# 01, февраль 2015
DOI: 10.7463/aplts.0115.0776987

Гаврюшина Н. Т.

 

Для решения задачи создана параметрическая конечно-элементная модель в среде пакета ANSYS 10.0. Модель протестирована посредством сопоставления, получаемых с ее помощью результатов расчета базовой конструкции с решением фирмы TICONA. Излагается алгоритм расчета и проектирования защитной шторки электротехнического прибора. В качестве исполнительных элементов конструкции используются консольные балки, деформируемые в условиях больших перемещений и ползучести. Снижение уровня напряжений до приемлемого уровня достигается путем применения прогрессирующего контакта балок с опорной поверхностью. Расчеты и проектирование конструкции проведены в среде программного комплекса ANSYS 10.0. Результаты расчета сопоставляются с решением, полученным методом конечных элементов. Предложенный алгоритм применяется для расчета реальной конструкции.

 

 

Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)