


No 1 (2025)
МЕХАНИКА МАШИН
Упрощенный метод расчета вторичного поля цилиндрической оболочки в жидкости
Abstract
Предложен упрощенный метод расчета вторичного поля конечной цилиндрической оболочки, погруженной в жидкость, в дальней зоне. Дана сравнительная оценка составляющих полного поля, связанных с излучением, вызываемым колебаниями оболочки, и отражением звука от абсолютно твердого тела. Даны рекомендации для использования упрощенного метода.



Нелинейное деформирование однонаправленного углепластика при внутрислойном сдвиге в условиях скоростного нагружения
Abstract
При проектировании элементов тонкостенных конструкций из композиционных материалов основными исходными данными являются характеристики однонаправленного слоя, которые в значительной степени обеспечиваются свойствами матрицы и ее адгезией к волокну. В настоящей статье с помощью нелинейного определяющего соотношения Работнова описаны закономерности деформирования при внутрислойном сдвиге однонаправленного углепластика с термопластичной матрицей в условиях повышенной температуры. Использование свойств резольвентных операторов, используемых в наследственной механике твердых тел, и выбор аппроксимации кривой мгновенного деформирования позволили выполнить обращение определяющего соотношения Работнова. Сравнение с результатами экспериментов показало корректность предложенного подхода.



Влияние присоединенной массы транспортируемой газожидкостной среды на пространственные колебания трубопровода с вибрирующими опорами
Abstract
Исследованы пространственные колебания трубопровода с вибрирующими опорами. По трубопроводу транспортируется газожидкостная среда кольцевой структурной формы течения. Учитывается перетекание частиц газожидкостной смеси в поперечных сечениях ускоренно движущегося трубопровода. Дан сравнительный анализ результатов вычислений, полученных из аналитического решения линеаризованных и численного моделирования нелинейных уравнений установившихся изгибно-вращательных колебаний трубы. Показано влияние внутренней присоединенной массы транспортируемого продукта на величины собственных частот первой формы изгибных и угловых колебаний трубопровода.



Кинематика двухрядной планетарной передачи внутреннего зацепления с овальными шестернями на сателлите
Abstract
Механические передачи с некруглыми зубчатыми колесами вызывают интерес исследователей, изобретателей и инженеров вследствие высокой компактности таких механизмов, а также реализации широкого спектра передаточных функций. В статье исследуется кинематика планетарной передачи внутреннего зацепления с овальными зубчатыми колесами, которая позволяет реализовать возвратно-вращательное движение выходного вала. Построена кинематическая модель механизма, определен закон движения в виде аналога скорости и функции положения выходного звена. Разработан экспериментальный стенд предлагаемой планетарной передачи, на базе которого исследованы функции положения для трех вариантов механизма с различными кинематическими параметрами. Статистический анализ ошибок измерения показал адекватность построенной кинематической модели, что позволяет ее использовать в дальнейшем при динамических, силовых исследованиях и проектировании машин на базе предложенной планетарной передачи.



Вибрационные взаимодействия при установке нескольких роторов на упругом основании
Abstract
Исследуются колебания, возникающие в системе при установке на упругом основании нескольких роторов, имеющих небольшой разброс динамических характеристик. В качестве основания рассматриваются симметричные рамные конструкции, имеющие как линейные, так и нелинейные упругие характеристики. Показано, что в таких системах вследствие малой асимметрии происходит взаимодействие различных форм колебаний, а при определенных скоростях вращения роторов возникают неустойчивые резонансные режимы с резкими скачками амплитуд колебаний. Анализируется система, состоящая из 4-х роторов, установленных на упругой квадратной амортизированной раме. Найдены условия возникновения неустойчивых режимов и наиболее опасные скорости вращения роторов. Приводятся расчетные и теоретические результаты. Для аналитических исследований симметричной системы используется математический аппарат теории представления групп симметрии.



НАДЕЖНОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ, ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ
Моделирование контактного взаимодействия абразива со стенками сопла гидроабразивного станка при введении поверхностно-активного вещества
Abstract
В статье выявлены закономерности разрушения абразива и стенок канала соплового насадка гидроабразивного станка при движении многофазного потока, модифицированного поверхностно-активными веществами. Представлены результаты моделирования кинематических характеристик движения абразивных частиц в многофазном потоке с поверхностно-активными веществами, а также результаты моделирования контактного взаимодействия абразива со стенками сопла гидроабразивного станка. Сделаны выводы о влиянии геометрии профиля канала соплового насадка на разрушение абразива и поверхности струеобразующего канала.



Моделирование разрушенных однонаправленных волокнистых композитов линейного сцепления при поперечном сдвиге
Abstract
В статье рассмотрен случай поперечной плоскости сдвига с прямолинейными трещинами сцепления, коллинеарными осям X и Y, ослабленной двумя двоякопериодическими круглыми отверстиями и армированными наполнителями. В процессе решения задачи ставится цель определить коэффициент интенсивности напряжений на концах трещин. Для этого задаются граничные условия по контуру круглых отверстий и заполняющим материалам. При этом на краях трещин задаются граничные условия. В процессе решения задачи с использованием функций с комплексными переменными получена система бесконечных линейных уравнений по контуру круглых отверстий. На берегах трещин получены сингулярные интегральные уравнения по заданным граничным условиям. Метод Гаусса используется для решения сингулярных интегральных методов в системе конечных алгебраических методов. Одновременно была построена 3D-модель. Установлено, что напряжения в плоскости в состоянии интенсивной деформации имеют большие значения в конце трещин.



Разработка критерия, чувствительного к износу, на примере моделирования поверхностного разрушения молекулярных моделей политетрафторэтилена и Ф4К20
Abstract
Выполнен расчет ряда энергетических параметров молекулярных моделей политетрафторэтилена и его композита Ф4К20. В результате моделирования трения и износа определены величины энергий межмолекулярных связей в объеме построенных моделей UVinter, в поверхностной зоне USinter и на границе раздела слой переноса — контртело, а также рассчитаны величины модулей сдвига моделей исследуемых материалов. Получено, что в Ф4К20 по сравнению с исходной матрицей происходит повышение всех указанных параметров, что может свидетельствовать о стабилизации кинетического состояния молекул в присутствии наполнителя. По результатам сравнительного анализа UVinter, USinter и Uadinter с величиной интенсивности линейного изнашивания, определенной для исследуемых материалов в результате триботехнических испытаний, в качестве критерия, чувствительного к износу на молекулярном уровне, предложена величина UVinter, а в качестве дополнительного параметра, характеризующего адгезионную прочность слоев переноса, предложено принимать величину Uadinter.



Теоретическое сопровождение гибки концевых участков балок в штампе по двуугловой схеме
Abstract
Проведен анализ напряженно-деформированного состояния заготовки при объемном чисто пластическом изгибе на радиус в условиях плоского деформированного состояния. Положение нейтральных слоев напряжений и деформаций, а также изгибающий момент оценены известными зависимостями.



НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Интенсификация процесса растворения хитозана с помощью волновых резонансных воздействий
Abstract
В статье исследовано влияние волновых резонансных воздействий на получение 1 и 2%-х растворов хитозана в 1%-ой уксусной кислоте. Показано, что волновая обработка суспензий биополимера позволяет сократить продолжительность процесса его растворения с 1–2 суток до 10–20 мин. Образуемые растворы полисахарида не содержат гель-фракцию и не требуют фильтрации перед дальнейшим использованием. Растворы хитозана, полученные традиционным перемешиванием и с помощью волновых резонансных воздействий, имеют схожие реологические характеристики.



Получение высокопрочных безвольфрамовых твердых сплавов на основе порошков, полученных переработкой отходов сплава ТН20 электроэрозионным диспергированием в воде
Abstract
В статье представлены результаты исследования состава, структуры и свойств высокопрочных безвольфрамовых твердых сплавов на основе порошков, полученных переработкой отходов сплава ТН20 электроэрозионным диспергированием в воде. Показано, что использование метода искрового плазменного спекания для изготовления твердосплавных изделий из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ТН20, позволило повысить физико-механические свойства безвольфрамового твердого сплава за счет мелкозернистого строения, равномерного распределения карбидных фаз и отсутствие значительных пор, трещин и несплошностей.



Новые возможности тканых электронагревателей
Abstract
Получены данные о реакции со стороны человека на тепловое воздействие тканых электронагревателей. Для оценки результатов реакции проведена обработка данных путем расчета разности между температурами, полученными в области нагревателя при переменном и постоянном коэффициентах теплоотдачи телу человека. Проведено сопоставление полученных результатов с данными других исследований периферической микроциркуляции, выполненных с помощью методов: плетизмографии, лазерно-доплеровской флоуметрии. Сравнение показало как совпадающий, так и оригинальный характер результатов, поэтому предлагаемый подход может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами, что позволит получить более полную картину влияния тепла на процессы микроциркуляции крови. Статья представляет интерес для специалистов, занимающихся разработкой изделий для обогрева человека, медицинских приборов, физиологов и медицинских работников других специальностей.



ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА. ДИАГНОСТИКА ИСПЫТАНИЯ
Интенсивность шаржирования титанового сплава продуктами износа инструмента из карбида кремния при шлифовании
Abstract
На основе обработки цифрового изображения шлифованной поверхности в обратно-рассеянных электронах и результатов рентгеноспектрального микроанализа разработана методика определения интенсивности шаржирования титанового сплава продуктами износа абразивного инструмента из карбида кремния. Определены численные значения показателей интенсивности шаржирования и законы их распределения. Установлено влияние радиальной подачи на интенсивность шаржирования.



Articles
Глазунов Виктор Аркадьевич


