ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

В статье дано физическое обоснование нелинейности диаграммы растяжения ряда естественных материалов, которая характеризуется увеличением касательного модуля по мере возрастания нагрузки, а также возможность учёта ползучести и последействия. Нелинейность при растяжении объясняется волокнистой структурой при волнистой форме волокон. В процессе распрямления волокон имеет место геометрическая нелинейность, связанная с резким возрастанием сопротивле-ния. Физическая линейность материала волокон учитывается после-довательно соединённой с нелинейным звеном пружиной, а реологические свойства имитируются параллельно соединённым демпфером.

Рассматривается задача оптимизации системы амортизации упругого объекта, помещенного в контейнер. Кинематическое внешнее воздействие считается заданным. Упругий объект представлен дискретной моделью, описываемой системой дифференциальных уравнений. Определение оптимальных характеристик системы амортизации трактуется как многокритериальная задача нелинейного программирования. Предлагаемая параметризация характеристик позволяет избавиться от части ограничений. Векторный критерий оптимальности заменяется скалярным критерием-сверткой. Алгоритм оптимизации разработан на базе известных методов нелинейного программирования. Как пример, приведено решение задачи оптимизации для упругой балочной конструкции и контейнера, закрепленного к основанию на двух амортизаторах.

В статье предложен один из подходов к автоматизации начальных стадий оптимального проектирования приводов с зубчатыми передаточными механизмами в рамках САПР. Предложенный алгоритм генерации дерева решений является быстродействующий, поскольку отсекает явно неперспективные для дальнейшего проектирования варианты уже на ранних стадиях формирования. Представление электромеханического привода в виде сложной технической системы позволило применить к его проектированию теорию оптимального проектирования, которая включает следующие этапы: структурный синтез, параметрическую оптимизацию и принятие решения.

Рассмотрены требования к материалу для силоизмерительных упругих элементов и показана необходимость выбора режима упрочняющей обработки мартенситно-стареющих хромоникелевых сталей на основе анализа экспериментальных данных о характере изменения механических свойств и коррозионной стойкости. Построены анодные поляризационные кривые стали ЭП817 в агрессивных средах, отличающихся водородным показателем и концентрацией ионов хлора. Выбран электролит, позволяющий фиксировать различия коррозионной стойкости закаленной стали ЭП817 в зависимости от температуры старения. Определен режим термической обработки, позволяющий достичь максимальной коррозионной стойкости стали.

Приведен обзор экспериментальных и теоретических работ по концентрации напряжений в деталях с цилиндрическими отверстиями, расположенными около цилиндрических поверхностей различной конфигурации; в коротком цилиндре, нагруженным по части длины образующей; в трубе с одиночным круговым отверстием, расположенным эксцентрично; в трубе с тремя и с четырьмя цилиндрическими отверстиями одинакового диаметра; в трубе с вырезами сложной формы. Приведены данные о концентрации напряжений в корпусе аксиально-поршневой гидромашины с семью, частично заполненными рабочей жидкостью цилиндрами, в зависимости от толщины наружной стенки и толщины днища; в окрестности канала, соединяющего две цилиндрические полости.

В данной работе рассматривается гидропривод с регулированием выходных параметров движения выходного звена общего штока скорость - нагрузка V=f (R) при использования нескольких гидроцилиндров, с жестким или последовательным соединением штоков. Регулирование скорости движения осуществляется путем подключения необходимого числа эффективных рабочих площадей гидроцилиндров, обеспечивающих требуемую скорость движения соединенных штоков всех гидроцилиндров. Изменение эффективной скорости при сохранении нагрузки может приводить к изменениям давления в полостях участвующих в совершении работы гидропривода и увеличению преодолеваемой нагрузки.

В данной статье рассматривается общий порядок предварительной оценки точности позиционирования механизма параллельной структуры с тремя степенями свободы на этапе начального прототипирования. Указываются основные причины возникновения погрешностей позиционирования звена, а именно неточности в работе приводов и неточности, связанные с погрешностями изготовления и монтажа элементов конструкции механизма. Рассматривается последовательность действий по первичной экспериментальной оценке влияния неточности конструкций и метод теоретической оценки влияния погрешности, связанной со структурой самого механизма.

В последнее время внимание инженеров и конструкторов привлекают фрикционные передачи, которые по своим характеристикам не уступают, а иногда значительно превосходят зубчатые передачи. Так, например, нагрузочная способность фрикционных передач с замкнутыми нормальными силами прижатия рабочих тел выше в 1,5 раза и по шумовым характеристикам также превосходят зубчатые передачи. Сравнительно малое число работ посвящено исследованию, проектированию и расчету фрикционных передач. Целью данной работы является ознакомление студентов технических ВУЗов, инженеров и конструкторов с расчетом перспективных фрикционных передач.

Поставлена задача синтеза кинематической схемы исполнительного механизма экзоскелета, определены типовые движения, которые должен выполнять человек-оператор. Представлены результаты анализа основных суставов нижних и верхних конечностей человека, включающие в себя диапазоны изменения их обобщённых координат. Анализ проведён на основе специализированной литературы и модели человека в программном комплексе CATIA. Обнаружены существенные недостатки используемой в данном программном комплексе модели человека. Это приводит к выводу о необходимости создания прототипа экзоскелета, который позволит оценить выбранную кинематическую схему. Сделан вывод о целесообразности использования для анализа биомеханики человека специального программного обеспечения.

Предложена новая концепция исполнительного механизма экзоскелета капсульного типа, обеспечивающего восприятие внешних нагрузок и возможность защиты человека-оператора от внешних недетерминированных воздействий. Показана схема размещения основных узлов экзоскелета, обеспечивающая выполнение оператором типовых движений в соответствии с принципом одно движение оператора – одно движение экзоскелета. Обосновано применение в конструкции исполнительного механизма цилиндрических шарниров с виртуальными осями поворота, совпадающими с осями поворота соответствующих сочленений человека. Проработана принципиальная схема соединения исполнительных двигателей с экзоскелетом. Показаны достоинства и недостатки предлагаемых решений. Представлен предварительный вариант экзоскелета нижних конечностей, согласующийся с предложенной концепцией.

В статье дана сравнительная оценка повышения прочности соединения тонкостенных деталей из алюминиевого сплава АМг6, полученного сваркой трением с перемешиванием по отношению к аргонно-дуговой сварке. На базе проведения экспериментов по разрушению образцов со сварным соединением и анализа их результатов установлена роль согласованности технологических режимов сварки трением с перемешиванием с толщиной и маркой свариваемых материалов. Показано, что: а) при согласованности технологических режимов с толщиной и маркой соединяемых материалов сварка трением с перемешиванием обеспечивает прочность соединения на уровне прочности материалов; б) рассогласованности технологических режимов с толщиной и маркой соединяемых материалов результаты применения сварки трением с перемешиванием могут оказаться хуже по отношению к аргонно-дуговой сварке.

Рассмотрены условия образования пористсти в швах полученных при механизированной сварке в углекислом газе электродной проволокой Св – 08Г2С стали с различной толщиной антикоррозионного цинкового покрытия. Установлено, что при наплавке валиков на стальные пластины с цинковым покрытием пор не обнаружено. Отмечено, что при сварке угловых, тавровых, сварных соединений, а также при сварке корневого шва с V- образной разделкой кромок при наличии на них антикоррозионного цинкового покрытия возможно образование пор, вызванных нарушением газовой защиты из-за интенсивного испарения цинкового покрытия, и попаданием в расплавленную ванну кислорода и азота воздуха из окружающей атмосферы.

Рассмотрена методология построения диагностических моделей технических систем методами математического моделирования. Формализованные методы определения диагностических признаков (параметров) предусматривают построение и анализ математической модели объекта диагностирования и модели его возможных дефектов. Такие методы дают возможность выбрать признаки (параметры), достаточные или необходимые и достаточные для проведения того или иного вида диагностирования (проверки исправности, работоспособности, функционирования, поиска дефекта). Для получения диагностической модели предлагается использовать методы планирования эксперимента.

Современные методы неразрушающего и разрушающего контроля показывают, что реальные детали и конструкции содержат значительное количество трещиноподобных дефектов. Теории прочности, которые обычно изучают в курсе сопротивление материалов, не позволяют оценить прочность конструкций изначально имеющие трещины. Этими вопросами занимается механика разрушения. Поэтому важно в курсе сопротивление материалов хотя бы, вкратце за одну-две лекции изложить основы механики разрушения. В настоящей статье предлагается методика изложения основ механики разрушения в доступной для студентов машиностроительных специальностей форме в рамках изучения курса сопротивление материалов. Излагаются основополагающие понятия: типы трещин, коэффициент интенсивности напряжений, энергетический и силовой критерии разрушения.

Аннотация. В настоящее время нашли широкое применение системы управления механизацией крыла (СУМК) с электрогидравлическими приводами, получающими энергию от централизованных гидравлических систем самолёта и обеспечивающими необходимые требования по надежности и безопасности полетов, создание которых проводится в соответствии с Авиационными Правилами АП-25 и Руководство по предотвращению авиационных происшествий ИКАО. В статье кратко представлен опыт работ по созданию рулевых приводов СУМК, конструкция которых должна была обеспечивать надежность и безопасность полета самолета в соответствии с требованиями Норм летной годности самолетов (НЛГС). Конструкция рулевых приводов СУМК постоянно совершенствовалась параллельно с развитием НЛГС и в настоящее время РП последнего поколения соответствует требованиям АП-25. Силовые исплолнительные механизмы с шарико-винтовыми преобразователями нашли широкое применение в СУМК. В статье приведена методика рассчета шарико-винтовых преобразователей.

В работе приведены сведения о системах охлаждения для персональных компьютеров. Показаны тенденции развития перспективных способов жидкостного охлаждения, обеспечивающего максимальную производительность при сравнительной тишине, в то время как многовентиляторные компьютеры создают ощутимый шум. Вот уже несколько лет выпускаются комплекты серийной продукции, применяемой для водяного охлаждения компьютеров. Все они имеют разные недостатки. Авторы рекомендуют водяное охлаждение графического ядра или чипсета материнской платы, жестких дисков и блоков питания. Показана эффективность изготовления основания водоблока методом деформирующего резания. Предлагаемые технологии достаточно эффективны, в том числе и с экономической точки зрения.

В работе представлена методика изложения раздела "Устойчивость стержней" в курсе "Сопротивление материалов" для бакалавров им специалистов машиностроительных специальностей. Новым, в отличие от традиционного изложения, является включение в раздел метода расчёта критических нагрузок за пределами упругости, что актуально для практических расчётов. Рассмотрены теории приведённого и касательного модуля, а также рекомендации для практических расчётов. Изложение раздела содержит примеры вычисления критических нагрузок для сжатых стержней при различных условиях закрепления и нагрузки. Изложенная методика использовалась автором в течение ряда лет при чтении курса "Сопротивление материалов"

Рассматривается вопрос замены пневматического привода включения муфты и тормоза кривошипного пресса электромеханической системой включения. Для работы пресса с пневмаьическим приводом включения используется энергия двух видов: электрическая и энергия сжатого воздуха. Возникает необходимость в компрессорных станциях, цеховой системе подвода сжатого воздуха. Выпуск воздуха из цилиндра сопровождается значительным шумовым эффектом. Сжатый воздух при подготовке к использованию насыщается масляными парами, которые, в конечном счете, оказываются в атмосфере производственного помещения. Всё это существенно ухудшает экологию. Энергия сжатого воздуха является весьма дорогостоящей. с целью экономии энергии и улучшения экологии производственного помещения. Работоспособность электромеханической системой включения и экономия энергии подтверждается математическим моделированием.

В настоящее время микроэлектромеханические системы (МЭМС) получили широкое распространение. Важнейшим компонентом данных систем является микроактюатор, позволяющий преобразовывать внешнее воздействие в механическое перемещение. Расчет микроактюаторов представляет собой актуальную задачу. Для расчета микроактюатора сложной формы использован метод конечных элементов. Решение выполнено в среде конечно-элементного программного комплекса Abaqus. Результатами расчета являются упругая характеристика микроактюатора и его деформированная форма. Было проведено сравнение результатов расчета для микроактюаторов различных размеров. Предложенная методика расчета показала свою эффективность и может быть рекомендована для анализа широкого круга микроэлектромеханических устройств.

Проведено численное и экспериментальное моделирование обтекания моделей спускаемого аппарата (СА) сегментально-конической формы трансзвуковым набегающим потоком. Расчеты проводились с использованием открытого пакета для численного моделирования задач механики сплошных сред OpenFoam. Представлены аэродинамические характеристики при наличии и отсутствии струйной инжекции с лобовой поверхности СА. Изучена физическая картина взаимодействия струй с трансзвуковым набегающим потоком и ее трансформация при изменении количества сопел, интенсивности инжектируемых струй и режимов обтекания. Результаты испытаний показали, что существует взаимосвязь между структурами обтекания и изменением аэродинамических характеристик СА.