2006 год → Выпуск 3
← Вернуться к содержанию
Машины и системы машин
Русанов О.А., Аверин Н.А.
Оценка нагруженности полиамидных сепараторов для подшипников буксовых узлов железнодорожного подвижного состава
В статье приводятся результаты исследований на основе численного моделирования методом конечных элементов (МКЭ) нагруженности полиамидных сепараторов буксовых подшипников железнодорожного подвижного состава при эксплуатационных режимах нагружения. Для расчетных объектов были составлены объемные модели с использованием восьмиузловых изопараметрических конечных элементов, содержащие от 100 до 1100 тыс. степеней свободы. Для каждого сепаратора рассмотрены по два режима нагружения: 1) действие на сепаратор совокупности нагрузок, имеющих место при эксплуатации; 2) имитация испытания сепараторов на статическую прочность при растяжении осесимметричной радиальной нагрузкой с увеличением наружного диаметра на 2,5 мм. При расчетном анализе учитывались нелинейно-упругие свойства материала и особенности контактного взаимодействия сепаратора с внешним кольцом подшипника. В результате проведенных исследований выявлены зоны с наибольшими значениями напряжений в сепараторах. Применение расчетной методики позволило сформулировать обоснованные предложения по совершенствованию конструкции сепараторов с целью снижения уровней напряжений и повышению долговечности сепараторов.
Ключевые слова: метод конечных элементов, нагруженность, полиамидные сепараторы, буксовые подшипники, уровень напряжений, численное моделирование
Полный текст (PDF)
Технологии машиностроения
Погонин А.А., Рыбак Л.А.
Мобильные технологии при обработке крупногабаритных деталей машин без демонтажа в процессе эксплуатации
В статье рассмотрены общие положения и особенности мобильных технологий, приведены примеры станочных модулей для обработки цилиндрических поверхностей. Рассмотрены адаптивные устройства для регулирования размера статической настройки с целью компенсации влияния постоянных и случайных составляющих погрешности установки цапфы. Дана технологическая концепция проектирования переносных встраиваемых станочных модулей.
Ключевые слова: мобильные технологии, переносные встраиваемые станочные модули, технологическая обработка, крупногабаритные детали машин
Полный текст (PDF)
Технологии машиностроения
Антонов А.А., Чернышев Г.Н., Андреева Л.П., Овчинников В.В.
Диагностический комплекс для измерения остаточных напряжений в сварных конструкциях
Рассмотрен измерительный комплекс ДОН для определения уровня напряжений в металлических конструкциях. Действие комплекса ДОН основано на регистрации перемещений вокруг глухого зондирующего отверстия путем лазерной спекл-интерферометрии. Приведены методика измерений напряжений с помощью комплекса ДОН и результаты измерений напряжений в реальных сварных узлах.
Ключевые слова: металлические конструкции, измерительный комплекс ДОН, остаточные напряжения, лазерная спекл-интерферометрия, сварные соединения
Полный текст (PDF)
Автоматизация проектирования и производства
Белостоцкий А.М.
Численное моделирование напряженно-деформированного состояния и нормативная оценка прочности трубопроводных систем: достижения, проблемы и перспективы
Все значимые этапы реального и виртуального «жизненного цикла» пространственных разветвленных и (или) протяженных трубопроводных систем атомной и тепловой энергетики, нефтехимии и нефтепереработки, тепловых сетей и магистральных нефте- и газопроводов – проектирование, эксплуатация, реконструкция и продление ресурса – требуют привлечения современных информационных технологий, численных методов механики и нормативных требований для расчетного обоснования их напряженно-деформированного состояния, статической, циклической, сейсмической, вибрационной и динамической прочности. В статье дается обзор состояния нормативно-методической базы и программно-алгоритмического обеспечения, наиболее «болезненных» и наукоемких проблем, опыт верификации и практического использования аттестованного в Госатомнадзоре РФ и сертифицированного в ЦПС Госстроя РФ программного комплекса АСТРА-НОВА.
Ключевые слова: трубопроводные системы, численное моделирование, напряженно-деформированное состояние, прочность, программный комплекс АСТРА-НОВА
Полный текст (PDF)
Математическое и компьютерное моделирование машин и систем
Овчинников И.Н.
Тяжелейший режим широкополосной случайной вибрации
Для вибрационных и усталостных испытаний актуальной задачей является нахождения тяжелейшего режима по долговечности и, в первую очередь, в классе широкополосной случайной вибрации (ШСВ), которая является наиболее распространенным эксплуатационным вибронагружением. Представлены ранее полученные результаты эксперимента по долговечности на образцах из сплава АМг6Б в виде консольной балки, возбуждаемой на вибростенде кинематическим способом. Для измерения изгибных деформаций созданы бесконтактные емкостные датчики деформаций, не изменяющие своих метрологических характеристик. Испытания проведены на 10-ти режимах с 8-ю типами спектров: моно- и полигармоническим, случайным узко- и широкополосным, с постепенно расширяющимся спектром. Обнаружено существование экстремумов в зависимостях долговечности, среднего напряжения и средней виброскорости, инвариантных к ширине спектра. Эта ширина сплошного спектра вибровоздействия названа эффективной шириной спектра и ей соответствует тяжелейший по долговечности режим нагружения среди ШСВ. Собственные полосы спектра тождественны эффективной ширине спектра и аналогичны собственным частотам балки, но проявляются при ШСВ. Режимы с эффективной шириной спектра могут быть рекомендованы как стандартные режимы, что способствует решению проблемы унификации методов испытаний (в том числе ускоренных) и воспроизводимости результатов испытаний. Применение этих режимов позволяет экономить ресурс стендов и потребляемую энергию.
Ключевые слова: широкополосная случайная вибрация, бесконтактные емкостные датчики деформаций, вибрационные испытания, усталостные испытания, долговечность
Полный текст (PDF)
Математическое и компьютерное моделирование машин и систем
Локощенко А.М., Платонов Д.О.
Математическое моделирование длительной прочности цилиндрических оболочек в агрессивной среде при сложном напряженном состоянии
Экспериментальное исследование длительной прочности металлов в условиях сложного напряженного состояния обычно проводится на тонкостенных трубчатых образцах, нагруженных осевой силой, крутящим моментом и внутренним давлением в различных комбинациях. В данной работе рассматриваются пять вариантов критериев длительной прочности (зависимостей времени разрушения от эквивалентного напряжения) ? степенная зависимость и четыре варианта дробной зависимости. В качестве эквивалентных напряжений в данной работе рассматриваются четыре комбинации главных напряжений: максимальное главное напряжение, интенсивность напряжений, их полусумма (критерий В.П. Сдобырева) и разность максимального и минимального главных напряжений. Рассмотрены значения эквивалентных напряжений отдельно для тонкостенных и толстостенных трубчатых образцов. В результате проведенных исследований было выявлено, что среди исследуемых пяти различных критериев длительной прочности наилучшее соответствие экспериментальных и теоретических значений времени разрушения имеют степенная (с двумя константами) и дробная (с тремя константами) модели. Сделаны выводы о лучшей применимости определенных критериев при различных видах комбинированного нагружения образцов. Введено понятие прочностной анизотропии материала трубчатых образцов, использованных в испытаниях на длительную прочность при сложном напряженном состоянии, и предложены методы для его определения.
Ключевые слова: длительная прочность металлов, сложное напряженное состояние, прочностная анизотропия материала, трубчатые образцы, математическое моделирование
Полный текст (PDF)
Проблемы инженерного образования
Авраамов Ю.С., Калашников Н.П., Хохлов Н.Г.
Отличия независимой общественно-профессиональной программной аккредитации от государственной институциональной аккредитации
Отмечается актуальность независимой общественно-профессиональной аккредитации специальностей высшего профессионального образования в вузах России. Формулируются основные цели и задачи независимой общественно-профессиональной аккредитации. Рассматриваются особенности и отличия независимой общественно-профессиональной программной аккредитации от государственной институциональной аккредитации.
Ключевые слова: высшее профессиональное образование, образовательные программы, государственная институциональная аккредитация, общественно-профессиональная аккредитация
Полный текст (PDF)