Архив

Всеобщий значительный интерес заготовительных производств машиностроения к серийному и массовому про- изводству фасонных изделий из порошковых материалов методами инжекционного литья, опирающимися на исполь- зование эффекта тиксотропии в формуемых средах, поставил на повестку дня проблему стандартизации новых мате- риалов, технологических процессов и конструкторско-технологических решений. По мере того, как индустрия формо- вания металлических порошков и других материалов с тиксотропными свойствами литьем под давлением совершенству- ется, число национальных и международных стандартов, охватывающих все аспекты технологии, неуклонно растет. Стандартизация важна для создания базы данных как по достигнутым типичным результатам, так и по используемой терминологии, аббревиатурам, обозначению марок используемых материалов.

Рассмотрено технологическое наследование эксплуатационных параметров качества в процессе восстановления и обработки опорных шеек и кулачков, а также в процессе изнашивания рабочих поверхностей распределительного вала свыше допустимых пределов. По результатам исследования рекомендовано: контролировать деформацию детали после операций механической обработки; устранить операцию правки после термообработки; использовать сочетание методов и комбинацию технологических воздействий при восстановлении поверхностей с износом, превышающем предельно допустимые значения. Отмечена необходимость в процессах наплавки и последующей закалки обеспечивать стабильно высокие физико-механические свойства материалов покрытий и строго регламентировать режимы финишной обработки поверхностей.

Рассмотрены подходы построения математических моделей, описывающих процессы в низкотемпературной плазме с разным уровнем детализации элементов. Показаны области применения, ограничения и вычислительные сложности различных методов моделирования коллективных процессов в многокомпонентной плазме. На примере электродугового синтеза рассмотрен механизм формирования углеродных наноструктур (фуллеренов, нанотрубок) в плазме с учетом формирования кластерных групп углерода со связями С–С, С=С (С2) и СԟС=С (С3). Рассмотрен квантово-кинетический подход построения математической модели с использованием кинетического уравнения Больцмана процессов синтеза углеродных наноструктур (УНС) методом возгонки графитового сырья плазмой дугово го разряда. Использование функций распределения частиц данного подхода позволяет рассматривать процессы обра зования и роста кластерных групп в плазме. Моделирование плазменных процессов представляет собой ресурсоемкую задачу, связанную с обработкой больших объемов данных, поэтому для сокращения объема и времени вычислений предложено использовать метод крупных частиц для численного решения задач модели. Организация распределенных параллельных вычислений на процессорах CPU и GPU также позволяет снизить общее время решения задач модели, описывающей процессы плазменного синтеза УНС. Представлены результаты соответствия разработанной модели физическому процессу синтеза УНС. Выполнено исследование числовых характеристик столкновений частиц и образование кластерных групп С2 и С3 по длине межэлектродного пространства плазмы. Анализ результатов пока зал, что число столкновений и образований кластерных групп зависит от концентрации, скорости и размера частиц. Разработанная модель позволяет исследовать характеристики и свойства процессов образования различных УНС в плазме с учетом особенностей синтеза.

Исследованы C–V (g–V) характеристики тонкопленочной структуры металл – ферроэлектрик – металл (m–f–m) с параэлектрической фазой ферроэлектрика и высокой концентрацией кислородных вакансий в межфазных областях контактов металл–ферроэлектрик. Предполагается, что данные вакансии создают уровни электронных ловушек в запрещенной зоне ферроэлектрика. Учитывается нелинейная зависимость диэлектрической проницаемости от приложенного электрического поля. Предполагается, что с увеличением приложенного электрического поля уровни прилипания (захвата), создаваемые кислородными вакансиями, ионизируются за счет эмиссии электронов механизмом Пула–Френкеля. На основе этих предположений получены аналитические выражения для зависимостей C–V, g–V и тангенса угла потерь, зависящих от смещения. Все зависимости хорошо согласуются с экспериментальными результатами.

Исследована кинетика набухания в воде сшитых эластомерных материалов, наполненных полиакриламидом. Проведен анализ зависимостей степени набухания образцов от содержания полиакриламида (ПА) и условий вулкани зации. Выполнен анализ технологических свойств водонабухающих эластомерных композиций. Установлено, что скорость и максимальная степень набухания образцов возрастает с увеличением дозировки полиакриламида. Для обеспечения степени набухания эластомерных материалов более 200 % в композицию следует вводить не менее 60 мас. ч. ПА, время вулканизации при температуре 130 °С должно составлять 40 минут.

Продемонстрирована возможность соединения Mo-подложки с интерметаллидом NiAl методом самораспростра няющегося высокотемпературного синтеза (СВС) без плавления Mo-подложки. Обнаружено, что между Mo-подложкой и интерметаллидной наплавкой образуется промежуточный слой, основным компонентом которого является ячеистая стержневидная псевдобинарная эвтектика NiAl−Mo, состоящая из разветвленных нитей Mo толщиной около 200 нм и матрицы NiAl. Растворение Mo в расплаве Ni−Al, который образуется в результате СВС-реакции, осуществляется путем свободного перехода атомов Mo с поверхности подложки в жидкую фазу с последующим диффузионным и конвективным переносом их от межфазной границы в объем расплава. Перенос Mo в объем расплава протекает относительно медленно, и при кристаллизации происходит образование заэвтектического состава вблизи Mo-подложки (до 14 ат. % Mo), поэтому в переходной области может присутствовать как псевдобинарная эвтектика NiAl–Mo, так и зародыши дендритов Mo-фазы.

Разработана математическая модель динамики процесса короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA), осуществляемого в двухадсорберной установке с цеолитовым адсорбентом 13X при разделении воздуха в целях концентрирования кислорода. Сформулирована и решена регуляризованная задача параметрической идентификации кинетических параметров математической модели – коэффициентов массоотдачи по кислороду и азоту. Проведены численные исследования влияния нагрузки по сырью (состава воздуха, температуры и давления окружающей среды) и управляющих переменных (длительности цикла «адсорбция–десорбция», давления на выходе компрессора, законов изменения степени открытия впускных и сбросных клапанов установки PSA) на динамику и показатели эффективности циклического адсорбционного процесса обогащения воздуха кислородом. Разработаны математическое и алгоритмическое обеспечения создания автоматизированных процессов и установок PSA для разделения и очистки газовых смесей.

Разработана аналитическая модель, позволяющая описать поведение касательных напряжений сцепления арма- туры τсц в зоне анкеровки с учетом влияния различных параметров (прочности бетона, уровня коррозии стержня и др.). В обычных условиях разработка такой модели представляет собой длительный процесс. Поэтому для упроще- ния и ускорения данного процесса использован аппарат мягких вычислений «Генетический Алгоритм», который явля- ется мощным инструментом для эволюционного моделирования сложных технических задач.