Аннотация: Увеличивающиеся объемы применения трубобетонных колонн в нашей стране делают все более актуальными для них поиски наиболее эффективных конструктивных решений. Цель работы. В качестве вертикальных сильно нагруженных конструкций предлагается использовать трубобетонные колонны круглого сечения, изготовленные с применением трубы из высокопрочной стали класса не менее С440, высокопрочного бетона класса В60 и выше, высокопрочной арматуры класса А600С и выше. Заметно повысить прочность бетонного ядра, а следовательно, и в целом колонн позволяет и дополнительное косвенное армирование. Для этих целей целесообразно использовать спирали из арматуры класса А500С или А600С. Результат. Приведены данные расчетов, свидетельствующие о существенном снижении материалоемкости колонны из высокопрочных материалов по сравнению с железобетонной и трубобетонной, не имеющей армирование бетонного ядра. Практическая значимость. Предложена упрощенная методика расчета усовершенствованной конструкции трубобетонной колонны, которая может применяться в проектной практике. Данная методика разработана на основе феноменологического подхода и учитывает основные особенности силового сопротивления трубобетонных колонн. В отличие от известных методик, предлагаемых нормативными документами различных стран, она применима для всех классов бетона и арматуры. Кроме того, она позволяет рассчитывать прочность конструкций со спиральным армированием. Методика уже нашла практическое использование при проектировании высотного здания многофункционального комплекса «Деловой центр УГМК», который начали возводить летом 2024 года в центре делового квартала «Екатеринбург-Сити». Технико-экономические показатели проекта свидетельствуют о высокой эффективности применения трубобетона из высокопрочных материалов в качестве сильно нагруженных колонн. Получено заметное снижение размеров поперечного сечения и расхода основных материалов в случае применения трубобетонных колонн взамен железобетонных. Положительный опыт практического использования трубобетона в высотном строительстве рекомендуется к широкому распространению.

Аннотация: Представляют интерес технологические возможности применения органического связующего вещества — эпоксидной смолы — при приготовлении стержневой смеси на основе измельченного кварцевого песка, предназначенной для изготовления тонкостенных оболочечных литейных стержней, внутренний объем которых заполнен сухим кварцевым песком без связующего вещества. Актуальность таких исследований объясняется сложностью выбивания крупных и средних песчаных литейных стержней из алюминиевых отливок. Также представляет научный и практический интерес сравнительный анализ физико-технических свойств оболочечных литейных стержней, изготовленных с применением органических и неорганических связующих веществ, и технологических особенностей их изготовления для обоснования выбора стержневой технологии в соответствии с поставленной задачей. Цель работы. Проведение экспериментальных исследований физико-технических свойств тонкостенных оболочечных литейных стержней на органическом связующем веществе, внутренний объем которых заполнен сухим кварцевым песком без связующего вещества, а также выполнение сравнительного анализа оболочечных литейных стержней, изготовленных с применением как органических, так и неорганических связующих веществ. Используемые методы. Испытания на прочность при растяжении, сжатии и изгибе; испытания на выбиваемость литейных стержней из отливок; испытания на термическую стойкость; Эпокси-процесс; V-процесс. Новизна. Предложена и исследована стержневая технология, объединяющая в себе достоинства наиболее перспективных стержневых процессов: Эпокси-процесса и V-процесса. Результат. Показана возможность использования тонкостенных оболочечных песчаных литейных стержней, внутренняя полость которых заполнена сухим кварцевым песком без связующего вещества, при литье алюминия и его сплавов, а также выявлены преимущества таких литейных стержней по сравнению с традиционными объемными литейными стержнями.

Аннотация: Проблема классификации порошковых материалов, таких как белый электрокорунд, находит всё большее значение в контексте современных производственных процессов, требующих высокой степени точности и качества. С увеличением требований к качеству этих материалов и их характеристикам возникает необходимость в разработке эффективных и точных методов классификации, способных разделять порошок на фракции с различной насыпной плотностью и размером частиц, что позволит оптимизировать производственные процессы и повысить эффективность конечной продукции. Классификация по насыпной плотности важна не только для достижения оптимальных эксплуатационных свойств готовой продукции, но и для повышения рентабельности процесса за счет уменьшения отходов и улучшения управляемости сырьевых потоков. Целью работы является исследование возможности классификации порошка белого электрокорунда на лабораторном электростатическом сепараторе по фракциям, отличающимся насыпной плотностью. Для проведения процесса электростатической сепарации применялся сепаратор электростатический барабанного типа ЭЛКОР-1. Новизна экспериментального исследования состоит в проведении анализа с измененной насыпной плотностью и изменяемыми условиями проведения анализа (ток, напряжение, выключение/включение нагрева сепаратора, положение электродов, скорость вращения барабанов) для определения параметров разделения белого корунда на фракции F120 и F60. В результате определены наиболее целесообразные условия для проведения сепарации и получения наименьших значений насыпной плотности для фракции F120 (класс крупности -0,125+0,106 мм) и фракции F60 (класс крупности -0,3+0,25 мм). Изученные нами закономерности электростатической сепарации белого корунда позволяют оптимизировать выбор технологических методов обогащения, исключая энергозатратные и малоэффективные процессы для фракции F60 (-0,3+0,25 мм).

Аннотация: Надежность и долговечность оборудования в сфере нефтегазового машиностроения, имеющей стратегическое значение для экономики России и нефтегазовой отрасли, определяется эффективной защитой от коррозии и ролью ингибиторов. Эффективность ингибирования, в свою очередь, во многом определяется точностью аналитического контроля концентрации ингибитора, осуществляемого, в частности, фотометрическим методом. Однако достоверность результатов подвержена неопределенности измерений, обусловленной различными факторами. В соответствии с ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 оценка и учет неопределенности обязательны для испытательных лабораторий, проводящих аналитический контроль. Актуальность работы заключается в предоставлении практических подходов к оценке неопределенности при фотометрическом определении ингибиторов коррозии для обеспечения соответствия нормативным требованиям и повышения качества аналитических результатов. Цель работы. Оценивание неопределенности измерения при фотометрическом определении ингибитора коррозии. Используемые методы. Для оценки неопределенности использовался метод моделирования. Составлена математическая модель измерения, описывающая взаимосвязь между измеряемой величиной и входными параметрами. Для каждой входной величины были определены значения и приписаны соответствующие законы распределения. Новизна. Особенность работы заключается в комплексном анализе процедуры фотометрического определения с идентификацией источников неопределенности на всех этапах измерения с использованием причинно-следственной диаграммы Исикавы. Результаты. Идентифицированы и количественно оценены источники неопределенности: по типу А – на основе статистики наблюдений; по типу B – на основе оценки влияния отдельных факторов. Для каждого этапа измерения были рассчитаны относительные стандартные неопределенности. Выведено уравнение для вычисления относительной суммарной стандартной неопределенности. Рассчитана относительная расширенная неопределенность. Для систематизации и наглядного представления результатов был сформирован бюджет неопределенности. Практическая значимость. Внедрение результатов работы в практику аналитического контроля ингибиторов в сфере нефтегазового машиностроения и нефтегазовой отрасли позволит обеспечить соответствие требованиям ГОСТ ISO/IEC 17025-2019, повысить достоверность измерений и обеспечить их метрологическое обоснование.

Аннотация: Технологические процессы холодной листовой прокатки сопровождаются неравномерностью деформации стальной заготовки, что является основной причиной возникновения остаточных напряжений и может существенно повлиять на механические свойства листового или полосового проката. Остаточные напряжения могут привести к браку на финальных операциях обработки такой продукции или преждевременному выходу из строя готовых изделий. Для правильной организации технологического процесса прокатки необходимо прогнозировать распределение остаточных напряжений при различных параметрах технологии непосредственно в момент выпуска холоднокатаного листового проката, поэтому задача определения остаточных напряжений и их влияния на качество стального листа представляется актуальной. Целью работы является оценка остаточных напряжений, возникающих в процессе изготовления холоднокатаной листовой заготовки, предназначенной для холодной штамповки, с использованием метода термоэлектродвижущей силы (ТЭДС). Для экспериментального определения значений ТЭДС образцов холоднокатаной ленты из стали марки 08Ю на комплексе Gleeble 3500 использована авторская методика, положительно зарекомендовавшая себя при исследовании этим методом твердости. Доказано, что между значениями ТЭДС и остаточными напряжениями, измеренными поперек направления прокатки, возникающими при производстве холоднокатаной стальной ленты, наблюдается сильная положительная корреляция, свидетельствующая, что с увеличением остаточных напряжений ленты значения ТЭДС возрастают. При этом верно и обратное положение: чем выше значение ТЭДС, тем следует ожидать более высоких остаточных напряжений в направлении поперек прокатки. Предложена методика, состоящая в построении аппроксимирующих прямых для экспериментальных зависимостей значений ТЭДС от градиента температур, тангенс угла наклона которых представляет собой коэффициент Зеебека, что может быть использовано для оценки остаточных напряжений с построением карт их распределения по поверхности ленты. Таким образом, доказана перспективность использования метода ТЭДС для контроля остаточных напряжений холоднокатаной стальной ленты.

Аннотация: Необходимость повышения эффективности и объективности процесса ультразвукового контроля металлопродукции, особенно для случаев дальнейшего производства опасных производственных объектов. Существующие требования и критерии отбраковки к проведению ультразвукового контроля могут привести к субъективности суждений специалиста, принимающего решения о годности металлопродукции, что может приводить либо к пропуску дефектов, либо к неоправданной перебраковке продукции, что резко снижает экономическую эффективность. Цель исследования. Разработка научно обоснованного подхода для формирования эффективного и минимально достаточного набора параметров отбраковки при ультразвуковом контроле металлопродукции, обеспечивающего баланс между его строгостью и экономической целесообразностью. Используемые методы. В работе применяется построение математической модели, описывающей динамику взаимодействия «потребитель-производитель» и устанавливающей общий уровень строгости контроля на основе анализа стандартов и природы дефектов. Методы анализа иерархий и преобразования матриц используются для трансформации субъективных экспертных оценок в объективную, количественно обоснованную систему взвешивания значимости отдельных критериев ультразвукового контроля. Новизна. Разработка и применение комплексного двухэтапного метода, который интегрирует математическое моделирование для обоснования необходимости строгого контроля и объективную оценку критериев с использованием методов преобразования матриц и анализа иерархий. Этот подход позволяет существенно минимизировать субъективные факторы, обеспечивая высокую степень надежности полученных результатов. Результат. Создание методики, позволяющей лицу, принимающему решение о годности металлопродукции, перейти от интуитивного назначения параметров отбраковки к количественно обоснованной системе. Данная методика обеспечивает формирование результирующего набора ранжированных критериев, гарантирующего максимальную эффективность контроля при одновременном исключении избыточных параметров. Практическая значимость. Внедрение предложенного подхода позволит существенно повысить надежность, объективность и экономическую эффективность операций ультразвукового контроля металлопродукции. Разработанный метод открывает направления для дальнейшего развития, включая его адаптацию к другим видам неразрушающего контроля и создание автоматизированных систем поддержки принятия решений для специалистов в области дефектоскопии.

Аннотация: При выполнении на промышленных предприятиях научно-исследовательских опытно-конструкторских и технологических работ наблюдается проблема, при которой реализация новейших изделий сопровождается технико-экономическими рисками, ведущими к срыву выполнения этапов жизненного цикла создаваемых новых изделий. В обеспечении решения проблемы поставлена задача, которая заключается в том, чтобы на этапе проектирования новых изделий усовершенствовать оценку технологической готовности и качества новых технических решений. Цель исследования заключается в практической апробации разработанной методики оценки качества и технологической готовности альтернативных исполнений признаков новых технических решений. При решении поставленной задачи использована экспертная шкала оценки технологической готовности проектов, а также многокритериальный экспертный метод оценки показателей качества альтернативных исполнений признаков новых технических решений. Новизна исследования заключается в создании методики экспертной оценки альтернативных исполнений признаков новых технических решений, отличающихся от аналогичных методик алгоритмом, способным осуществлять отбор и формирование компонентного состава альтернативных исполнений новых технических решений с максимизированными значениями оценок технологической готовности и показателей качества. Результаты исследования представляют собой: разработанную блок-схему, отражающую порядок оценки альтернативных исполнений признаков новых технических решений при проектировании разработок на промышленном предприятии; разработанный бланк по заполнению экспертных оценок качества и технологической готовности альтернативных исполнений признаков новых технических решений; разработанную математическую зависимость между показателями качества и технологической готовности альтернативных исполнений признаков новых технических решений. Выполнена апробация разработанной методики оценки качества и технологической готовности альтернативных исполнений признаков новых технических решений на примере изобретения, относящегося к головному обтекателю ракеты-носителя космического назначения. Практическая значимость исследования заключается в повышении качества проектирования новейших разработок.

Аннотация: Актуальность исследования обусловлена потребностью отечественных производителей в поиске способов продления сроков службы оборудования машиностроительной отрасли. Данная ситуация обуславливает необходимость разработки инструментов, позволяющих проводить оценку технического состояния оборудования с помощью методов теории надежности. В связи с тем, что оборудование является сложной технической системой, для узлов которой свойственны разные причины отказов, целесообразно использовать суперпозицию нескольких функций надежности. Цель исследования заключается в разработке и апробации программы, которая позволяет проводить первичную предобработку данных, рассчитывать параметры шести смесей двух распределений, выбирать наиболее подходящую функцию надежности и визуализировать эмпирические и теоретические графики распределений. В исследовании используются методы теории надежности – функции надежности, подчиняющиеся трем унимодальным распределениям: экспоненциальному, нормальному, Вейбулла. При проведении разведывательного анализа данных применяется статистический критерий Граббса для идентификации выбросных значений, а при выборе наиболее подходящей смеси распределений используется критерий минимизации ошибки – метод наименьших квадратов. Разработанная программа написана на языке программирования Python с использованием стандартных для анализа данных библиотек и модулей. Новизна исследования заключается в разработанном комплексном программном продукте, позволяющем проводить полный цикл анализа данных: от создания новых признаков до визуализации результатов исследования. Предлагаемый инструмент позволяет сравнивать с помощью значения невязки как гомогенные смеси двух распределений, так и гетерогенные, что расширяет класс рассматриваемых моделей в задачах надежности. Результатом работы программы является выбранная наиболее подходящая функция надежности, с помощью которой при известной вероятности наступления отказа можно прогнозировать время бесперебойной работы оборудования. Разработанная программа является готовым рабочим инструментом, который может быть полезен инженерам и специалистам в области надежности для адекватной оценки технического состояния оборудования.

Аннотация: Современная степень цифровизации проведения геологоразведочных работ, обустройства и эксплуатации скважин на разведанных месторождениях, а также изготовления деталей высокотехнологичной техники в металлообработке требует создавать технологическую подготовку производства высокого уровня с использованием цифровых двойников процессов и искусственного интеллекта. Для практической реализации такой концепции требуется глубокое понимание динамики физических весьма близких по сути процессов бурения и сверления скважин и отверстий. Полученные знания позволили получить адекватные реальным математические (имитационные) модели, которые будут полезны при проектировании и реализации таких технологических процессов. Это позволит исключить погрешности обработки, ошибки проектирования и снизить затраты на подготовку производства. Математическое моделирование повышает культуру производства и позволяет прогнозировать точность обработки на стадии проектирования операций. Цель работы. Разработка и практическая реализация концепции цифрового двойника процесса формообразования точных отверстий (скважин) вращающимися концевыми многолезвийными инструментами. Используемые методы. Представленные в статье модели получены на основе имитационного моделирования с использованием аналитических методов, базирующихся на фундаментальных физических законах и основных положениях механики резания и вибрационной механики, а также теории пластической деформации материала в зоне стружкоотделения. Научная новизна приведенных в данной статье исследований заключается в разработке цифрового двойника формообразования обрабатываемой поверхности, который впервые учитывает взаимосвязь стружкоотделения и влияние его на точность обработки с учетом режимов резания и виброперемещений инструмента.

Аннотация: Пространственная вариация цен зависит от влияния различных факторов. В существующей литературе эмпирические исследования по этой теме значительно различаются в зависимости от вида товаров, целей исследований и их методологии, рассматриваемому уровню пространственной иерархии. В данной работе проведен анализ исследований, посвященных пространственной вариации цен наиболее распространенных товаров, их основным детерминантам, применяемым методам анализа, а также наличию или отсутствию пространственного компонента в изменении цен. Используя систематический подход и метод PRISMA, мы рассмотрели 278 статей и провели контент-анализ на основе базы данных Scopus и ресурса журналов Tandfonline. Результаты показали, что в современной литературе преобладают исследования, связанные с вариацией цен на жилье и землю. Наиболее значимыми факторами, влияющими на разницу в ценах на жилье, являются архитектурные характеристики, местоположение (географические переменные), социально-экономические факторы, наличие локальных удобств или недостатков, а также особенности сделок по покупке жилья. Детерминанты вариации цен на землю тесно связаны с типом участка: цены на жилую землю зависят от доступности инфраструктуры и удаленности от различных социальных объектов (образование, здравоохранение). Наиболее распространенной пространственной единицей анализа в исследованиях цен на землю является страна, тогда как в работах по ценам на жилье доминирует городской масштаб. Вклад данного исследования в научную литературу заключается в следующем. Во-первых, мы анализируем статьи из нашей выборки с точки зрения различных типов цен и методов, используемых для оценки влияния факторов на пространственную вариацию цен на разных уровнях пространства. Полученные результаты могут служить основой для исследователей, изучающих пространственную динамику цен. Во-вторых, мы выявили, что цены на продовольственные товары представляют собой наиболее перспективное направление для изучения сезонных и временных аспектов пространственной вариации цен.

Аннотация: Проблема, связанная с повышением износостойкости и усталостной прочности деталей, изготовленных из подшипниковой стали GCr15, является актуальной. Возросшие эксплуатационные требования перестают быть достигнутыми традиционными методами упрочнения деталей машин. В свою очередь, это может быть обеспечено за счет применения комбинированных методов поверхностного упрочнения, таких как лазерная закалка с последующей ультразвуковой упрочняющей обработкой. Однако на сегодняшний момент существует проблема, связанная с оптимизацией технологического процесса ультразвукового упрочнения деталей типа тел вращения, предварительно подвергнутых лазерный закалке и шлифовке дефектного слоя. Цель работы. Поиск оптимальных значений технологических параметров режима ультразвуковой упрочняющей обработки деталей типа тел вращения, изготовленных из подшипниковой стали GCr15, предварительно подвергнутых лазерной закалке и шлифованию дефектного оплавленного слоя для достижения требуемой шероховатости поверхности, максимальных значений остаточных напряжений сжатия и микротвердости на поверхности. Используемые методы. Основу экспериментальной части составил ротатабельный центральный композиционный план второго порядка. Измерения включали анализ шероховатости, остаточных напряжений и микротвердости на поверхности образцов. Новизна. Разработаны регрессионные зависимости для определения оптимальных значений технологических параметров режима ультразвуковой упрочняющей обработки тел вращения, изготовленных из подшипниковой стали GCr15, предварительно подвергнутых лазерной закалке и шлифованию дефектного слоя. Результат. Полученные зависимости позволяют с точностью не менее чем 95% определить значения параметров режима ультразвуковой упрочняющей обработки для обеспечения требуемых значений качества поверхностного слоя деталей, обеспечить высокую производительность процесса.

Аннотация: Вопросы перехода к импортозамещению и достижению технологического лидерства обострил вопрос разработки и внедрения технологических инноваций в наукоемких секторах промышленности. Это стало основанием для разработки системных технологических инноваций на наукоемких предприятиях, в том числе на предприятиях по изготовлению керамических изделий. Данная проблема особенно актуальна с низкой или средней технологичностью при значительной степени участия высококвалифицированного человеческого ресурса, где инновационная деятельность является ключевым фактором повышения конкурентоспособности и обеспечения устойчивого экономического роста. Цель работы. Цель исследования заключается в разработке методики оценки эффективности технологических инноваций, которые позволят усовершенствовать процесс изготовления керамических изделий. Используемые методы. В работе применена методика оценки условной производственно-экономической эффективности, основанная на расчете коэффициента вероятных потерь и сопоставлении полученного технического результата с затратами на его достижение. Новизна. Предложен комплексный подход к инновационному развитию наукоемкого производства, включающий четыре направления модернизации: оптимизацию процесса входного контроля комплектующих с горизонтальной интеграцией в структуру цеха; усовершенствованную технологию приготовления герметика с использованием диссольвера в условиях вакуума; внедренную методику визуально-оптического неразрушающего контроля; внедренный программный автоматизированный управленческий комплекс для контроля технологических процессов. Новизна разработанных решений подтверждена получением шести патентов на изобретения Российской Федерации. Результат. Применение инновационного подхода позволило существенно снизить уровень технологических потерь, повысить качество и надежность выпускаемой продукции, оптимизировать использование ресурсов и обеспечить стабильное выполнение договорных обязательств. Практическая значимость. Разработанная методика может быть адаптирована для оценки эффективности технологических инноваций в других отраслях промышленности. Комплексный подход к решению производственных задач, сочетающий технологические инновации с организационными и управленческими решениями, обеспечивает высокую рентабельность инновационных проектов, что особенно актуально в условиях ограниченных финансовых ресурсов предприятий машиностроительной отрасли.

Аннотация: Процедура порошкового напыления широко используется в различных отраслях. Она позволяет в разы увеличить срок службы изделия, защить его от абразивного воздействия, повысить и улучшить функциональные свойства. Экпериментально установлено, что уменьшение размерности напыляемых частиц позволяет добиваться равномерного покрытия. Поэтому возникает необходимость в разработке соответствующих математических формул, которые позволяют моделировать процесс напыления на поверхность предельно мелких частиц. Цель работы. Разработать математический подход, который позволит моделировать процесс напыления на поверхность предельно мелких частиц. Используемые методы. Стереологическая формула для булевой модели случайного множества. Теория вероятностей, метод Монте-Карло. Новизна. С помощью стереологической формулы получена оценка средней площади квадрата, не покрытой круглыми частицами в ходе их напыления. Результат. Построена математическая модель множества точек, закрытых напыляемыми на поверхность единичного квадрата частицами сферической формы радиусом r(m) при m®∞. Определена зависимость площади покрытия от радиуса напыляемых частиц и их количества при пуассоновском потоке заданной интенсивности. Получена оценка средней площади квадрата, не покрытой частицами в ходе напыления. Проведен сравнительный анализ полученной оценки с оценкой средней доли незакрытой площади квадрата, вычисленной методом Монте-Карло. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при моделировании процесса напыления предельно мелких частиц на поверхность биоимплантатов. Используемая модель может быть использована для решения задачи о перколяции, а именно при определении вероятности соединения противоположных сторон квадрата через незапыленные каналы, что также является предметом исследования в технологических процессах.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Необходимость снижения себестоимости и повышения технико-экономических показателей обогащения железосодержащих руд ставит задачи совершенствования технологии обогащения и, в частности, схемы рудоподготовки, так как затраты на рудоподготовку достигают 40% общих затрат. Поэтому на многих горно-обогатительных комбинатах применяется сухая магнитная сепарация для выделения отвальных хвостов. Крупность руды, поступающей на сухую сепарацию, составляет 60(50)-15(10) мм. Руда крупностью 15(10)-0 мм сухой магнитной сепарацией не обогащается вследствие низкой эффективности сепарации на используемых барабанных сепараторах, а поступает на измельчение и мокрую магнитную сепарацию, что приводит к увеличению затрат на измельчение, обогащение и гидротранспорт. Поэтому применение сепараторов во взвешенном состоянии для повышения эффективности разделения железосодержащего сырья является весьма актуальной задачей. Цель работы. Установление оптимальных параметров сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии мелкодробленых железосодержащих руд с учетом особенностей их состава и свойств. Используемые методы. Исследования проводились на пробах магнетитовой руды Наследницкого месторождения, титаномагнетитовых руд Медведевского, Копанского и Чернореченского месторождений, а также сидеритовой руды Бакальского месторождения на установке для сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии. Новизна. Сухая магнитная сепарация во взвешенном состоянии характеризуется высокой избирательностью за счет оригинальной конструкции сепаратора с уменьшающейся по ходу перемещения материала напряженностью магнитного поля и с увеличенной активной зоной сепарации и обеспечивает получение высоких качественно-количественных показателей в случае обогащения мелкодробленых руд крупностью менее 10 мм различного состава. Результат. Сухая магнитная сепарация может быть эффективно использована для обогащения железных руд разного вещественного состава. Практическая значимость. Состоит в возможности использования сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии для обогащения мелкодробленых железных руд. Данный способ сепарации позволит повысить технико-экономические показатели обогащения и значительно снизить затраты на измельчение.

Аннотация: Актуальность работы. Упрочнение нежёстких цилиндрических элементов (валов и осей) представляет собой сложную технологическую задачу, требующую обеспечения стабильных механических свойств по всей длине при строгом сохранении диаметральных размеров, поскольку чрезмерное радиальное воздействие вызывает изгиб заготовки. Эффективное решение этой проблемы, предложенное в ИРНИТУ, заключается в использовании нового метода поверхностного пластического деформирования (ППД) геликоидным инструментом – тороидальным роликом с винтовым профилем, который позволяет повысить уровень напряжённого состояния в зоне деформации без увеличения радиального натяга. Цель работы. На основе конечно-элементного анализа определить оптимальные режимы ППД с использованием геликоидного ролика, обеспечивающие максимальное напряжённое состояние в зоне контакта, высокие остаточные сжимающие напряжения и значительную глубину наклёпа упрочняемого материала. Методика. С применением программных комплексов для 3D-моделирования (SolidWorks v21) и численного расчёта (Ansys Workbench 19.2) были проведены вычисления, позволившие установить зависимости временных и остаточных напряжений, а также глубины пластической деформации от ключевых параметров процесса геликоидного упрочнения. Результаты исследования. На основе анализа результатов конечно-элементного моделирования установлены рациональные режимы геликоидного ППД (t =0,1 мм, s=0,1 мм/об, nин = nзаг = 100 об/мин), обеспечивающие формирование максимально возможного напряженно-деформированного состояния упрочнённых деталей. Практическая значимость. Полученные результаты моделирования показывают, что использование геликоидного инструмента при ППД позволяет существенно повысить уровень напряжённого состояния в зоне деформации. Это обеспечивает более глубокое упрочнение материала и улучшение эксплуатационных свойств поверхностного слоя.

Аннотация: В условиях пологих месторождений производственная мощность рудника по горным возможностям зависит от величины рабочей горизонтальной рудной площади, применяемой системы разработки, производительности добычного блока, площади блока и их количества в одновременной отработке. Производительность блока определяется эксплуатационной производительностью комплекса самоходного оборудования на очистной выемке и транспортировании руды, состоящего из погрузо-доставочной машины и автосамосвала. Выбор состава комплекса самоходного оборудования обычно осуществляется исходя из практики передовых предприятий в аналогичных условиях или на основе технико-экономического сравнения по производительности машин в зависимости от длины доставки или их стоимости без учета размеров блока и оценки эффективности использования машин в течение года. Цель работы. Разработка и апробация методики определения оптимальной производственной мощности рудника на основе оценки эффективности и выбора оптимального состава комплекса самоходного оборудования на очистной выемке и транспортировании руды в зависимости от мощности залежи. Используемые методы. Использован комплексный метод исследований, включающий анализ оценочных показателей эффективности комплексов самоходного оборудования, экономико-математическое моделирование и графоаналитический метод. Результаты. Разработана методика оценки эффективности и выбора оптимального состава комплекса самоходного оборудования, отличающаяся учетом размеров блока, сечений подготовительно-нарезных и транспортных выработок, фактической грузоподъемности и рабочего количества погрузо-доставочных машин и автосамосвалов, необходимых для обеспечения годового объема добычи. С использованием предложенной методики установлены оптимальный состав комплекса самоходного оборудования и величина годовой производственной мощности рудника, обеспечиваемая данным комплексом, в зависимости от мощности залежи, изменяющейся от 10 до 25 м.

Аннотация: Параметры качества поверхностного слоя, в частности шероховатость поверхности, являются нормируемыми конструкторской документацией. Это делает обязательным их дальнейшее обеспечение в ходе процесса изготовления деталей и узлов машин. Не исключением являются и цилиндровые узлы насосов буровых. К исполнительным поверхностям их узлов предъявляются повышенные требования по шероховатости поверхности. В качестве метода чистовой обработки для таких деталей используется растачивание. При этом важный вопрос заключается в назначении режимов резания, которые должны обеспечивать получение требуемых параметров качества поверхности. При обработке материалов с особыми свойствами возникает проблема отсутствия рекомендаций по назначению режимов резания. Такую проблему можно решить либо за счет экспериментальных исследований, либо используя теоретические расчеты. В данной работе приводится обоснование возможности использования теоретических зависимостей для назначения режимов резания при обработке материалов с обратным распределением твердости. Цель работы. Разработка похода к определению режимов резания при чистовой обработке материалов с обратным распределением твердости, которые позволяют обеспечить требуемые параметры качества поверхности. Используемые методы. В работе использованы методы технологии машиностроения, кластерный анализ, аппроксимация. Новизна. На основании расчетов с использованием теоретических формул, которые учитывают особенности формирования шероховатости поверхности, определены технологические режимы резания, которые можно использовать при чистовой токарной обработке деталей, изготовленных из материалов с обратным распределением твердости. Результат. В ходе работы были выполнены расчеты величины среднеарифметического отклонения профиля, который представлялся в виде составляющих, порожденных кинематикой и геометрическими параметрами процесса резания, вибрационными процессами в технологической системе, шероховатостью рабочих поверхностей инструмента и упругими деформациями. Расчет был произведен с учетом особенностей обрабатываемого материала (обратным характером распределения твердости). Последующая экспериментальная проверка показала состоятельность полученных результатов. На основе использования кластерного анализа были определены значения режимов, которые обеспечивают требуемый уровень качества.

Аннотация: В статье описана реализованная на практике физическая задача, связанная с кристаллизацией расплава эвтектического силумина (АК12М2Мг) в переменном неоднородном магнитном поле, генерируемом соленоидальным коротким индуктором. Экспериментально установлено, что при действии на кристаллизующийся расплав любого вида магнитных полей последние изменяют термодинамические и кинетические параметры, описывающие процесс зародышеобразования и их рост при кристаллизации. Результаты исследований показали, что неоднородные магнитные поля существенно диспергируют кремний по объему закристаллизованного слитка. Важную роль в этом играют процессы диффузии и конвекции в кристаллизующемся расплаве эвтектического силумина. Для более глубокого понимания механизмов развития процессов диффузии и конвекции кристаллизующегося расплава эвтектического силумина в переменном неоднородном магнитном поле разработана комплексная математическая модель, которая включает в себя уравнения диффузии, учитывающие концентрационные, термические и полевые потоки избыточного кремния, а также уравнения теплопроводности, уравнения магнитной гидродинамики и электромагнитные уравнения Максвелла. Представлено решение одного уравнения диффузии из системы диффузионных уравнений, обусловленного избыточным кремнием на границе кристалл-расплав. Данное решение позволило рассчитать скорость роста пластин кремния и их толщину.

Аннотация: Технологическая документация единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) обеспечивает возможность прослеживания качества только на уровне оценки годности партии автокомпонента. Для управления по современным требованиям значения наиболее важных (специальных) характеристик качества необходимо проследить по каждой операции на всех этапах жизненного цикла отдельной единицы автокомпонента – от извлечения исходного вещества из природной среды до подготовки к утилизации материала отработавших деталей. Используемые методы. Системный анализ. Процессный подход. Новизна. Предложено этапы жизненного цикла детали рассматривать как единый поток технологических процессов, дифференцируемый вплоть до отдельных процессов создания отдельных простейших элементов детали от извлечения исходных компонентов ее материала из природной среды до утилизации после функционирования в составе узлов машины. Результат. Разработан универсальный подход к построению карт потоков процессов всех видов технологий с возможностью дифференциации их содержания по иерархическим уровням до приемлемой глубины дифференциации, достаточной для решения той или иной производственной задачи. На верхнем уровне выделяются следующие взаимосвязанные этапы жизненного цикла детали: извлечения исходного вещества из природной среды, изготовления полуфабриката материала для деталей, изготовления детали, включения детали в состав изделия, применения детали в составе изделия, подготовки материала отработавшей детали к утилизации. Каждый из этапов жизненного цикла дифференцируется на технологические маршруты. Технологические маршруты состоят из отдельных операций, которые могут дифференцироваться на переходы формирования единичных показателей качества. Практическая значимость. Предложены формы карт потоков процессов, которые удобно использовать для идентификации операций, в которых возможно возникновение наиболее значимых потенциальных дефектов, а также в которых порождаются причины их возникновения (первичные несоответствия специальных характеристик качества).

Аннотация: На данный момент инструменты компьютерного зрения и нейронные сети получают все большее распространение во всех областях и сферах деятельности человека. Сейчас их уже активно применяют в технике, медицине, образовании, создании различных предметов искусства и в других направлениях деятельности. Не остаётся в стороне и машиностроительная область, где их также активно внедряют. В качестве одного из направлений возможного применения нейронных сетей для машиностроения предлагается применение моделей для распознавания объектов на изображениях и видео для работы с чертежами. Данный подход позволит существенно сократить трудозатраты при подготовке документации для запуска изделия в производство применительно к предприятиям, имеющим детали типа тела вращения в своей производственной номенклатуре, что является актуальным, новым и перспективным в условиях современного производства. Цель работы. Главной целью работы являлось создание модели на основе нейронной сети, способной эффективно находить на чертеже область, содержащую длину деталей типа тел вращения, с дальнейшим созданием программы для ЭВМ, использующей данную модель и повышающую её эффективность и практическую применимость. Используемые методы. В ходе выполнения работы было использовано несколько основных методов: обучения и работы с моделью для распознавания объектов на изображения и видео; написания программ для ЭВМ на языке программирования Python; оптического распознавания текста. Результат. Результатом данной работы стало создание программы для ЭВМ, которая способна с высокой эффективностью находить на чертеже область, содержащую длину детали, считывать текст с этой области, который является значением длины, и заносить результаты в таблицу в редактируемом формате. Практическая значимость. Данная программа имеет существенные перспективы практического применения, так как она сможет помочь автоматизировать планирование производства деталей типа тела вращения, например, при определении нормы расхода материла на детали или при проверке габаритов при назначении используемого для их изготовления оборудования и группировании.