Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР

АНАЛІЗ РОЛІ ПЛАВАЮЧИХ БРОНЬОВАНИХ МАШИН У БОЙОВИХ УМОВАХ

Олег Агапов , Володимир Краснокутський , Олена Зінченко — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Розкриття теми статті проведено з точки зору історичного контексту: розглянуто еволюційний шлях розвитку плаваючих броньованих машин від перших зразків до сучасних виробів з аналізом їх ролі на кожному етапі. Вказані основні завдання, які повинні виконувати плаваючі броньовані машини. Проведений аналіз застосування плаваючих броньованих машин у військових умовах різного масштабу з метою визначення перспективи їхнього розвитку. Показано, що створення надійної та ефективної плаваючої військової машини є складним інженерним завданням, що вимагає застосування спеціальних матеріалів, конструктивних рішень і технологій, а також супроводжується складнощами і багатьма суперечливостями. Складність і суперечливість вимог до плаваючих броньованих машин підтверджується кількістю невдалих проєктів у світі, які починалися, але не були доведені до кінця. Сучасна війна виявила роль і завдання плаваючих броньованих машин, а також якість кожної машини, поставленої союзниками Україні. Окремо проаналізовано амфібійні плаваючі броньовані машин, які є основним елементом при проведенні морських десантних операцій. Зроблено висновки про роль плаваючих броньованих машин у військових умовах і можливі перспективи їх розвитку.

Ключові слова: плаваючі броньовані машини, амфібійні машини, десантні операції, гребневі винти, водомети, протипульне бронювання

ФОРМУВАННЯ ПУЛУ ОБМЕЖЕНЬ У ЗАДАЧІ РАЦІОНАЛЬНОГО ПРОЄКТУВАННЯ ТРАНСМІСІЙ ВІЙСЬКОВИХ КОЛІСНИХ МАШИН

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У статті розглянуто актуальне науково-практичне завдання формування пулу обмежень для задачі раціонального проєктування трансмісій військових колісних машин. Наголошується, що успішне проєктування такої системи потребує не лише побудови структурно-логічної моделі трансмісії, а й чіткого формування атрибутів задачі, серед яких одну з ключових ролей відіграють числові та функціональні обмеження. Запропонована методика декомпозиції трансмісійної системи на логічні елементи, дає змогу формалізувати процес формування системи обмежень на рівні окремих компонентів та системи в цілому. Обґрунтовано необхідність уніфікації обмежень, які охоплюють геометричні, конструктивні, кінематичні, технологічні та експлуатаційні характеристики елементів трансмісії. Подається класифікація таких обмежень: первинні числові (на параметри проєктування), вторинні функціональні (на взаємозв'язки параметрів), а також специфічні умови для перевірки на контактну і згинну витривалість зубчастих зачеплень трансмісії відповідно до авторських методик, державних стандартів та загальноприйнятих підходів. Розглянуто первинні числові обмеження на змінні проєктування (модуль зачеплення, кількість зубців, кути нахилу), вторинні функціональні залежності (передавальні числа, міжосьові відстані, тощо), а також умови перевірки на контактну та згинну витривалість зубчастих зачеплень трансмісії. Запропоновано підхід до «м’якого» врахування умов рівності, що дає змогу врахувати конструктивні похибки та не відкидати перспективні розв’язки. Надано стратегії формування обмежень для різних типів передач, включаючи циліндричні, конічні та планетарні ряди. У результаті роботи формалізовано процес створення пулу обмежень, який може бути використаний у системах автоматизованого проєктування, що забезпечить якісне та ефективне раціональне проєктування трансмісій з урахуванням конструктивних та технічних вимогі. Пул обмежень, отриманий за запропонованим підходом має широку перспективу використання в моделях оптимізації трансмісійних систем та може бути використаний для інтеграції у CAD/CAE-системи.

Ключові слова: трансмісія, раціональне проєктування, логічний елемент, декомпозиція, обмеження, витривалість, надійність

МЕТОДИКА ПРОЄКТУВАННЯ БЕЗКОНТАКТНОГО ПРИВОДУ НА АЕРОСТАТИЧНИХ ОПОРАХ ЯК ЄДИНОЇ МЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У роботі представлено методику та алгоритм проєктування безконтактних приводів на регульованих конічних аеростатичних опорах. Основну увагу приділено структурному синтезу, вибору компоновки та розрахункових схем, а також статичній і динамічній стійкості приводу. Розглянуто конструктивні особливості одноопорних і багатоопорних систем, визначено їх переваги та обмеження. Запропоновано етапи проєктування: від попередніх розрахунків до уточнюючих аналізів із використанням методу кінцевих елементів і комп’ютерного моделювання. Детально описано алгоритм розрахунку опорної системи на задане навантаження з урахуванням жорсткості, вантажопідйомності та витрати повітряного змащення. Методика відпрацьовувалась при модернізації аеростатичного одноопорного пневмошпинделя для верстатів різання монокристалів, при розробці та подальшій модернізації високошвидкісного пневмошпинделя на конічних, регульованих за зазором і різних за своєю геометрією (а також конструкцією) опорах. Проведено модернізацію конструкцій задля підвищення ефективності приводу: зменшення маси, зниження витрат повітря та підвищення надійності. У ході дослідження властивостей та характеристик приводів на регульованих аеростатичних системах, розроблено або уточнено математичні моделі та алгоритми комп'ютерного моделювання. Представлені результати формують основу для впровадження високотехнологічних безконтактних приводів у точних і високошвидкісних технологічних процесах.

Ключові слова: безконтактний привід, аеростатична опора, конічна опора, проєктування, жорсткість, вантажопідйомність, динамічна стійкість, регулювання параметрів

ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ МЕТАЛ-МАТРИЧНИХ КОМПОЗИТНИХ БАЛОК ЗМІННОГО ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ З АКСІАЛЬНО ГРАДІЄНТНИМ АРМУВАННЯМ

В’ячеслав Бурлаєнко, Геннадій Львов , Світлана Дімітрова-Бурлаєнко — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У роботі досліджується стійкість балок зі змінним поперечним перерізом, виготовлених із метал-матричних композитів (ММК) з аксіально функціонально-градієнтним (ФГ) армуванням. Для виведення керівних рівнянь використано теорію Eйлера–Бернуллі в поєднанні з варіаційним принципом Гамільтона. Ефективні характеристики матеріалу, що розподілений уздовж довжини балки відповідно до степеневого закону, обчислено за правилом сумішей. Для одержання розв’язку задачі застосовано напіваналітичний метод диференціального перетворення у формулюванні, що враховує різні граничні умови в межах єдиної схеми розрахунку. Проведено числові експерименти для балок як матеріально однорідних зі змінним перерізом, так і неоднорідних із аксіально ФГ армуванням. Розрахунки показали, що збільшення вмісту аксіально градієнтної армуючої фази суттєво підвищує стійкість ММК балок. Додатково всебічно проаналізовано вплив граничних умов, геометрії поперечного перерізу та аксіального градієнтного профілю властивостей матеріалу.

Ключові слова: метал-матричний композит; аксіально функціонально-градієнтне армування; балка змінного поперечного перерізу; стійкість; метод диференціального перетворення

МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВІДГУКУ КОМБІНОВАНОГО ОБ'ЄКТА З УРАХУВАННЯМ ВПЛИВУ ПІДСТИЛАЮЧОЇ ПОВЕРХНІ

Станіслав Горєлишев , Геннадій Залевський — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Характеристики вторинного випромінювання радіолокаційних об’єктів різних типів є найважливішою складовою, що зумовлює вибір зондувального та формування відбитого радіолокаційних сигналів. Більшість об’єктів різних класів (повітряних, наземних) у своєму складі мають металеві і діелектричні елементи конструкцій та резонансні розміри. Крім того, локація низьколітаючих повітряних об’єктів, а особливо наземних об’єктів, спостерігається на фоні потужного відбиття сигналу від підстилаючої поверхні. У статті запропонований ітераційний метод розрахунку електромагнітного відгуку резонансних комбінованих об’єктів з урахуванням взаємодії металевих та діелектричних внутрішніх компонентів та з урахуванням впливу підстилаючої поверхні. Отриманий метод базується на розв’язанні інтегральних рівнянь магнітного поля для металевого компонента та системи інтегральних рівнянь типа Мюллера для діелектричного компонента. У процесі ітерацій для отримання електромагнітного поля враховується процес переопромінення компонент та наведення на їх поверхнях додаткових поверхневих струмів. Крім того, вирази для компонентів полів плоскої хвилі, електричного та магнітного диполів в присутності межі поділу простору представляються у вигляді двох складових, що відповідають первинному та вторинному полю, зумовленому впливом межі поділу. Отримання асимптотичних формул для компонентів поля диполя, що відбите межею поділу, ґрунтуються на введенні додаткового диполя, розташованого дзеркально основному щодо межі поділу. Розроблений алгоритм розрахунку електромагнітного відгуку комбінованого об’єкта, який спостерігається на тлі підстилаючої поверхні. За допомогою даного методу проведено математичне моделювання характеристик вторинного випромінювання комбінованої моделі типової повітряної ракети «повітря-поверхня» на частоте f = 180 МГц. Отримано діаграми зворотного вторинного випромінювання даного радіолокаційного об’єкта.

Ключові слова: комбінований об’єкт, резонансний розмір, електромагнітна взаємодія, підстилаючи поверхня, ефективна поверхня розсіювання

БАЗОВІ ПІДХОДИ ДО АНАЛІЗУ ЗВ’ЯЗАНИХ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ПРОЦЕСІВ І СТАНІВ У ЕЛЕМЕНТАХ РАДІАЛЬНОПОРШНЕВИХ ГІДРОПЕРЕДАЧ

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У цій роботі визначено загальні методологічні підходи до аналізу взаємозв’язаних фізико-механічних процесів та станів у елементах радіальнопоршневих гідропередач. Ключовими характеристиками зазначених підходів є, по-перше, узагальнений параметричний опис різноманітних процесів і станів у гідропередачах, а по-друге, побудова інтегрованих задач моделювання цих взаємопов’язаних фізичних процесів. Така інтеграція відрізняється від традиційного підходу, який передбачає послідовне розв’язання окремих незалежних задач, що дає можливість створювати більш адекватні математичні моделі робочих процесів у гідропередачах та обґрунтовувати прогресивні технічні рішення. Зокрема, розглянуті у комплексі та взаємодії низка процесів і станів. Увага приділена кінематиці та динаміці руху елементів гідропередач. Також важливим є аналіз контактної взаємодії та напружено-деформованого стану елементів гідропередач. Серед визначальних – процеси гідродинаміки робочої рідини у робочих об’ємах гідропередач. При загальному описі математичних моделей досліджуваних процесів і станів у гідропередачах були визначені основні змінні станів і фактори, що виступають як основа для формування більш детальних моделей у рамках подальших досліджень. Оцінено ключові величини, які використовуються в розрахункових моделях процесів та станів у гідропередачах, що дає можливість здійснити їх класифікацію за ступенем значущості. Установлено, що ігнорування окремих етапів дослідження може призводити до значних похибок у результатах розрахунків порівняно із поведінкою реальних об’єктів. Таким чином, розроблена комплексна модель процесів і станів у елементах радіальнопоршневих передач, з одного боку, є достатньо повною, оскільки охоплює усі значущі аспекти функціонування цих передач. З іншого боку, із неї недоцільно вилучати окремі частини. Отже застосований підхід дав можливість побудувати базову математичну модель процесів і станів, яка збалансована за критеріями адекватності та складності.

Ключові слова: зв’язаний фізико-механічний процес, напружено-деформований стан, контактна взаємодія, радіальнопоршнева гідрооб’ємна передача, танкова трансмісія, метод скінченних елементів

ЗАСТОСУВАННЯ ОБОЛОНКИ ЗУБЧАСТОГО ВІНЦЯ, ЯК КОМПОНЕНТИ ЗА МІСЦЕМ, В ПАКЕТІ AUTODESK INVENTOR

Євген Іванов — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Робота присвячена опису запропонованого узагальненого алгоритму спрощення виконання робочого кресленика параметричної тривимірної моделі циліндричного зубчастого колеса для вирішення проблем відповідності вимогам чинних стандартів, зокрема, зображення циліндричного зубчастого колеса на креслениках у пакеті Autodesk Inventor. Для рішення цієї проблеми було запропоновано використання додаткового параметричного тонкостінного елемента, який використовує геометричну інформацію зубчастого вінця тривимірної моделі циліндричного зубчастого колеса. В роботі показано, що майстер проєктування пакету Autodesk Inventor дозволяє створювати параметричні тривимірні моделі циліндричних зубчастих коліс. Але при побудові кресленика тривимірної моделі циліндричного зубчастого колеса не враховується ряд умовностей, передбачених чинним стандартом. В роботі показано переваги узагальненого алгоритму, який спрощує побудову кресленика циліндричного зубчастого колеса в пакеті Autodesk Inventor, використовуючи параметричну тривимірну модель складальної одиниці циліндричного зубчастого колеса і параметричну оболонку зубчастого вінця. Для того, щоб кресленик циліндричного зубчастого колеса в пакеті Autodesk Inventor був виконаний у відповідності з чинним стандартом під час розробки складальної одиниці була використана опція пакету Autodesk Inventor – «Create In-Place Component» (створення компонента за місцем), де вся необхідна геометрична інформація представлена функцією основних геометричних параметрів реальних зубчастих вінців. При цьому, наявність зубчастих вінців тривимірних моделей ігнорується. При необхідності тривимірну оболонку зубчастого вінця можна подавити або сховати, прибравши її видимість. Запропонований узагальнений алгоритм не потребує знань вбудованої мови програмування VBA та використання засобів iLogic пакету Autodesk Inventor. Вирішує незручності методу тривимірної параметричної оболонки. Запропонований узагальнений алгоритм спрощення виконання робочих креслеників циліндричних зубчастих коліс з довільними вихідними параметрами в пакеті Autodesk Inventor може бути застосований на виробництві для оптимізації розробки конструкторської документації у відповідності з чинним стандартом.

Ключові слова: зубчастий вінець, ділильне коло, параметрична оболонка, циліндричне зубчасте колесо, компонент по місцю, пакет Autodesk Inventor

МОДЕРНІЗАЦІЯ АЕРОДРОМНОГО БАГАТОЦІЛЬОВОГО КОНДИЦІОНЕРА АМК-24/56-131 ШЛЯХОМ ЗАМІНИ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ ПРИВОДУ КОНТУРУ ОБЛАДНАННЯ ТА КАБІНИ НА ГІДРООБ’ЄМНИЙ ПРИВІД

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

При застосуванні авіації у ході війни, значна увага приділяється заходам по скороченню часу підготовки повітряних суден (ПС) до повторного вильоту. Одним із основних штатних засобів аеродромно-технічного забезпечення польотів авіації (ЗАТЗПА) є аеродромний багатоцільовий кондиціонер (АБК) АМК-24/56-131. Даний АБК призначений для створення оптимальних температурних умов як в кабіні повітряного судна, так і в контурі обладнання при перевірці всіх його систем в наземних умовах. Метою дослідження є модернізація приводів контуру обладнання та кабіни багатоцільового кондиціонера АМК-24/56-131 шляхом заміни їх на гідрооб’ємний привод (ГОП), для покращення експлуатаційних характеристик. Вибір технічного рішення вдосконалення конструкції АБК з розрахунком гідрооб’ємного приводу контурів обладнання та контурів кабіни виконувалось з допомогою аналізу типорозмірного ряду гідромашин, які підходять для заміни енергетичної установки (ЕУ) на ГОП в АМК-24/56-131, диференційного методу оцінки шляхом співставлення показників гідромашин типорозмірного ряду із показниками базового зразка, метод аналізу, метод синтезу. Застосування вказаних методів розрахунку, конструювання, виготовлення, експлуатації АБК сприяє суттєвому підвищенню їх надійності і коефіцієнта технічної готовності при мінімальних показниках металомісткості та енергоємності, що є актуальним в даний час. Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в покращенні експлуатаційних характеристик АБК АМК-24/56-131, а саме переходу на гідрооб’ємний привод контурів АБК для підвищення якості їх приводу.

Ключові слова: аеродромний багатоцільовий кондиціонер, аеродромно-технічне забезпечення, блок енергетичної установки, гідро-об’ємний привод, двигун внутрішнього згоряння, коефіцієнт корисної дії, коефіцієнт технічної готовності, повітряне судно, гідронасос, гідромотор

ІНТЕГРОВАНИЙ ПІДХІД РОЗРАХУНКУ ВТОМНОЇ МІЦНОСТІ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ У МЕХАНІЗМАХ ТЮБІНГОУКЛАДАЧІВ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСУ SOLIDWORKS EDUCATION EDITION

Олена Панченко, Костянтин Заболотний — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Розроблено та обґрунтовано методологію оцінки довговічності зварних з'єднань у механізмах тюбінгоукладачів, враховуючи специфічні умови їхньої експлуатації. Зокрема, досліджено вплив різноманітних типів навантажень, що виникають під час роботи обладнання. Використано комплексний підхід, який включає як теоретичні розрахунки, так і експериментальні методи. Особливу увагу приділено моделюванню напружено-деформованого стану зварних з'єднань, визначенню місць концентрації напружень за допомогою методу скінченних елементів. Для оцінки довговічності конструкцій застосовано напівемпіричні методи, зокрема Hot Spot Stress та Effective Notch Stress, з подальшим детальним порівнянням отриманих результатів. У ході дослідження встановлено, що традиційні рекомендації щодо вибору параметрів для визначення напружень у зварних з'єднаннях методом Hot Spot Stress не завжди забезпечують адекватні результати для всіх можливих варіантів навантажень. Запропоновано удосконалений підхід до оцінки довговічності зварних з'єднань, який базується на інтеграції методик Hot Spot Stress та Effective Notch Stress із урахуванням особливостей зон концентрації напружень. Це дозволяє підвищити точність прогнозування довговічності конструкцій. Проведено аналіз отриманих результатів, що підтвердило ефективність запропонованої методики. Експериментальні дослідження виявили залежність рівня напружень у зварних швах від їхніх геометричних характеристик. Це дозволило уточнити критерії оцінки міцності з'єднань із використанням модифікованого підходу Hot Spot Stress та Effective Notch Stress. Зважаючи на те, що стандартні методи вибору параметрів для розрахунку напружень у зварних з'єднаннях часто виявляються недостатньо ефективними для різних типів навантажень, виникла необхідність розробки комбінованого підходу, який поєднує обидва методи й адаптує обчислення до особливостей сингулярних концентраторів напружень. Таким чином, проведене дослідження має наукову новизну та практичну значущість. Його результати можуть бути використані в машинобудуванні для вдосконалення технологічних процесів створення зварних конструкцій, підвищення їхньої надійності та довговічності. Запропоновані методики дозволяють точніше оцінювати рівень еквівалентних напружень у критичних зонах зварних з'єднань та прогнозувати їхню довговічність, враховуючи реальні умови експлуатації обладнання.

Ключові слова: сингулярні концентратори напружень; зварні з'єднання; метод Hot Spot Stress; метод Effective Notch Stress; довговічність зварних з'єднань; механізм тюбінгоукладача

ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ І ВЛАСТИВОСТЕЙ НАПЛАВЛЕНОГО МЕТАЛУ ІЗ ВИСОКОХРОМИСТИХ СТАЛЕЙ ТА ВПЛИВУ НА НЬОГО ШВИДКІСНОГО НАГРІВУ ПІД ЧАС ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

Микола Погрібний , Олена Реброва, Світлана Шевченко, Валентин Рябоштан — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Наплавлення є одним із поширених та економічно вигідних способів відновлення зношених чи пошкоджених деталей машин та механізмів. Завдяки своїй універсальності технологія наплавлення дозволяє відновлювати геометрію складних та сильно зношених елементів конструкцій. Характерною особливістю цього процесу є те, що після наплавлення структура та властивості наплавочних матеріалів суттєво змінюються в порівнянні з вихідним станом, у зв’язку з чим актуальною стає потреба кожного разу детального вивчення структури і властивостей наплавленого металу та, в разі необхідності, розробки технологій поліпшення структурно-механічного стану металу в зоні наплавлення. В роботі проведено дослідження мікроструктури наплавленого металу високохромистих сталей, що містять 0,1-0,3% вуглецю, виявлено його фазовий склад та визначені властивості. Встановлена роль фаз δ-фериту та аустеніту в зниженні твердості сталей після використання їх в якості наплавочних. Показано позитивний вплив збільшення швидкості нагрівання на характеристики механічних властивостей наплавленого металу. Існує інтервал температур відпуску зі швидкісним нагрівом, після обробки в якому наплавлений метал отримує таке поєднання показників міцності і пластичності, яке не може бути досягнуте під час традиційного відпуску в печі. Виявлені особливості впливу швидкісного нагріву на тонку структуру наплавленого металу високохромистих сталей, в першу чергу, на розміри блоків α-фази, викривлення ІІ роду, щільність дислокацій, а також на дисперсність карбідної фази. Показана перспективність використання термічної обробки зі швидкісним індукційним нагрівом для забезпечення необхідних показників конструктивної міцності відновлених наплавленням сильно зношених деталей машин і механізмів.

Ключові слова: високохромиста сталь, наплавлення, швидкісний індукційний нагрів, фази, структура, властивості, твердість, температура відпуску

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ МАЛОГАБАРИТНИХ ФРОНТАЛЬНИХ НАВАНТАЖУВАЧІВ ІЗ БОРТОВОЮ СИСТЕМОЮ ПОВОРОТУ

Леонід Разарьонов , Володимир Гурко — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У статті проведено огляд експлуатації фронтальних малогабаритних навантажувачів та представлено методику й результати дослідження динамічних процесів і розрахунку показників завантаження, коливань та стійкості короткобазового навантажувача з бортовою системою повороту. Моделюванням динамічних процесів доведено можливість оцінки зовнішніх навантажень на ковші за спрощеною залежністю. Запропоновано експрес-методи оцінки показників завантаженості машин, їх стійкості та теплового режиму роботи гідроприводів. Аналіз результатів натурних випробувань та розрахункових даних дозволив встановити, що найбільш важкий режим навантаження робочого органу та тягового приводу навантажувача забезпечується в нормальних процесах проникнення ковша в штабель сипучого матеріалу при постійному робочому об'ємі тягових насосів. Самозбудження автоколивань навантажувача можливе на заключній фазі його стопоріння в штабелі сипучого матеріалу, коли днище ковша нахилено вперед під кутом, а ходові колеса виводяться на повний режим буксування. Проведено аналіз стійкості навантажувача при виконанні робочого циклу. Встановлено режими навантаження та температури гідростатична трансмісія (ГСТ) тягового приводу малогабаритних навантажувачів з бортовою системою повороту. Наведені методики прогнозування основних параметрів і навантаження малогабаритних навантажувачів, пропозиції по удосконалюванню системи теплообміну гідроприводу і способам керування тяговим приводом. Запропоновано заходи стабілізації температури ГСТ, що забезпечують безперебійну роботу навантажувачів. Обґрунтовано можливість використання отриманих залежностей при побудові комп’ютерної моделі навантажувача і впровадженні інтелектуальних систем автоматичного керування процесом наповнення ковша з застосуванням методів машинного навчання.

Ключові слова: гідростатична трансмісія, тяговий привід, малогабаритний навантажувач, бортова система повороту

ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ ФОРМУВАННЯ ТОВЩИНИ ТА ФАЗОВОГО СКЛАДУ ПОКРИТТІВ НА АЛЮМІНІЄВОМУ СПЛАВІ АМг6 ПРИ МІКРОДУГОВОМУ ОКСИДУВАННІ

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У роботі представлено результати дослідження кінетики формування товщини та фазового складу оксидних покриттів на деформівному алюмінієвому сплаві АМг6, отриманих методом мікродугового оксидування (МДО). Особливу увагу приділено впливу складу електроліту, зокрема співвідношенню компонентів рідкого скла (Na2SіO3) та гідроксиду калію (KOH), на фазову еволюцію покриттів. Встановлено, що поліморфне перетворення γ-Al₂O₃ у α-Al₂O₃відбувається лише за умов значного вмісту силікату натрію (12 г/л) у поєднанні з підвищеною концентрацією KOH (2 г/л). Найвищі показники твердості покриттів (до 15 ГПа) досягнуто в комбінованому лужно-силікатному електроліті, що забезпечує утворення стабільної фази α-Al₂O₃. При зменшенні вмісту Na₂SіO₃спостерігається переважне утворення γ-Al₂O₃та муліту (3 Al₂O₃·2SiO₂), що впливає на загальні властивості покриття. Результати дослідження підтверджують доцільність використання комплексного підходу до регулювання складу електроліту для оптимізації фазового складу, структури й механічних характеристик МДО-покриттів, що є перспективним напрямом підвищення експлуатаційної надійності алюмінієвих сплавів у різних галузях промисловості.

Ключові слова: алюмінієвий сплав; мікродугове оброблення; вимірювання твердості; товщиномір ВТ – 10НЦ; рентгеноструктурний аналіз; фазовий склад

МЕТОДИ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТІВ ПРИ ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНОМУ ЗМІЦНЕННІ ЕЛЕМЕНТІВ МАШИНОБУДІВНИХ КОНСТРУКЦІЙ

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Для забезпечення працездатності сучасних машинобудівних конструкцій застосовуються різні методи зміцнення поверхневих шарів їхніх контактуючих деталей. Одним із найбільш ефективних методів є дискретно-континуальне зміцнення. Цей метод полягає в тому, що одна із деталей зміцнюється континуально, а інша - дискретно. У результаті посилюються позитивні властивості кожного із методів. При цьому їх негативні властивості знижуються. У результаті досягається ефект синергії. Тобто, сукупний ефект набагато перевершує суму ефектів від застосування кожного методу. Разом із тим цей дискретно-континуальний метод зміцнення теж має обмежені можливості. Для посилення ефективності цього методу необхідно застосовувати якісь нові фізичні ефекти. Це і було запропоновано. Зокрема, розроблено метод температурного впливу на пару дискретно-континуально зміцнених контактуючих деталей. При такому додатковому впливі посилюються ефекти, які раніше досягалися без нього. Зокрема, під силовим навантаженням контактуюча поверхня дискретно зміцненого тіла набуває пагорбистого профілю. За рахунок цього відбувається сприятливий перерозподіл контактного тиску. У результаті відбувається позитивний ефект: підвищується міцність, знижується зношування, зростає ККД. Якщо ж застосовувати температурний вплив, то навіть без силового навантаження поверхня дискретно зміцненого тіла набуває пагорбистого профілю. Тобто позитивний ефект при застосуванні дискретно-континуального зміцнення посилюється. Іншими словами, здійснюється попереднє формування сприятливого мікропрофілю поверхні деталі. Крім того, температура стає керуючим фактором. Шляхом зростання/зниження температури можна регулювати міру впливу на сукупний інтегральний результат від застосування дискретно-континуального методу зміцнення. Цей ефект названо «Т-ефект».

Ключові слова: «∆-ефект», дискретно-континуальне зміцнення, «σ-ефект», контактна взаємодія, «Т-ефект», напружено-деформований стан

ОБҐРУНТУВАННЯ ПРОЄКТНИХ ПАРАМЕТРІВ БРОНЕКОРПУСІВ ЛЕГКОБРОНЬОВАНИХ МАШИН ЗА КОМПЛЕКСОМ СКЛАДОВИХ ТАКТИКО-ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

Сучасні умови ведення бойових дій різко змінюють вимоги до тактико-технічних характеристик легкоброньованих машин. Це стосується вимог, у тому числі, і показників захищеності від різних засобів ураження. Причому важливо, що множина чинників ураження стрімко зростає, а інтенсивність впливу на захист – посилюється. Зокрема, бронекорпус легкоброньованої машини має забезпечити захист від ударної хвилі, породженої фугасними боєприпасами. Також суттєво зростають вимоги до стійкості проти кінетичних та кумулятивних боєприпасів. Окрім того, деформація бронекорпуса легкоброньованої машини має вносити якомога менші збурення у систему наведення і стабілізації озброєння бойових модулів. Цей комплекс вимог трансформується у необхідність дослідження різних фізико-механічних процесів і станів, які реалізуються у бронекорпусах легкоброньованих машин у ході бойового застосування. З іншого боку, задля обґрунтування ефективних проєктних рішень необхідно будувати параметричні моделі досліджуваних бронекорпусів. Перелічений комплекс задач змушує першочергово створювати такі параметричні моделі бронекорпусів, які, з одного боку, дають можливість досліджувати різні фізико-механічні процеси і стани у них, а, з іншого боку, визначити у ході цих досліджень ті чи інші складові тактико-технічних характеристик легкоброньованих машин. Така методологія досліджень була розроблена. Вона була протестована при розв’язанні низки базових задач стосовно бронекорпусів легкоброньованих машин із довільно обраними проєктними параметрами. Продемонстровані можливості розробленого підходу. Визначені напрямки подальших досліджень процесів і станів у бронекорпусах легкоброньованих машин за критеріями забезпечення необхідних тактико-технічних характеристик легкоброньованих машин.

Ключові слова: бронекорпус, легкоброньована машина, параметричне моделювання, тактико-технічна характеристика, бойове застосування, боєприпас, чинник ураження

АНАЛІЗ КОВЗАННЯ В ЗУБЧАСТИХ ЗАЧЕПЛЕННЯХ ОПТИМАЛЬНОЇ ЗА КРИТЕРІЄМ ТОРЦЕВОГО ПЕРЕКРИТТЯ КОНСТРУКЦІЇ ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНІЗМУ ТИПУ 3К

Юрій Шарабан , Олександр Шехов — чт, 11 вер 2025 00:00:00 +0000

У статті розглядається аналіз ковзання в зубчатих зачепленнях оптимальної за критерієм торцевого перекриття конструкції планетарного механізму типу 3К. Оптимізація торцевого перекриття була виконана шляхом вибору значень коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс з допустимих діапазонів варіювання їх значень. Допустимі діапазони варіювання визначаються двома граничними значеннями – мінімальним і максимальним. Знайдені допустимі діапазони значень коефіцієнтів зміщень зубчастих коліс задовольняють умовам співвісності зубчастих зачеплень планетарного механізму типу 3К. Для кожного зубчастого зачеплення механізму формуються дві параметричні функції коефіцієнта питомого ковзання, як функції двох коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс, що утворюють зачеплення. Параметричні функції визначають значення коефіцієнта питомого ковзання в нижній точці активного профілю зуба відповідного зубчастого колеса. Побудова двовимірних графіків цих функцій дозволяє визначити характер зміни значення коефіцієнта питомого ковзання залежно від значень коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс, які приймаються як незалежні величини. Аналіз цих графіків дозволяє встановити характер зміни коефіцієнтів питомого ковзання і зробити висновок про можливість оптимізації питомого ковзання цього заданого зубчастого зачеплення і оцінити вплив такої оптимізації на торцеве перекриття зубчастого зачеплення.

Ключові слова: оптимізація; оптимальне проєктування планетарних механізмів; планетарний механізм; планетарний механізм типу 3К; планетарний механізм типу 3K з двовінцевими сателітами; планетарний механізм типу 3K з одновінцевим сателітом; торцеве перекриття зубчастих зачеплень; коефіцієнт торцевого перекриття, питоме ковзання, коефіцієнт питомого ковзання