Розкрито взаємозв'язок між формою вібродії та ефективністю віброобробки металевих деталей (МД), який дозволяє визначити відношення коефіцієнта динамічності віброобробки до енергії, спожитої в процесі періодичної механічної дії будь-якої форми. Одержано залежності роботи, що виконується електромеханічною системою (ЕМС) під час віброобробки МД, від частотного спектра сигналу вібродії, для визначення енергетично оптимального спектральний складу сигналу віброобробки для деталі, яка має великий набір резонансних частот. На підставі теорії електромеханічних аналогій розроблено математичну модель ЕМС для віброобробки МД, з метою встановлення взаємозв'язку між механічними та електричними параметрами вдосконаленої системи.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив процесу гідрування - диспропорціювання - десорбції - рекомбінації (ГДДР) на фазово-структурний стан промислових магнітних сплавів систем Sm - Co та Dd - Fe - B. Установлено критичні значення параметрів гідрування цих сплавів та показано, що сплави Dd - Fe - B диспропорціонують за тиску водню 0,1 МПа, а Sm - Co - вище 3,0 МПа. індукцію, коерцитивну силу та магнітну енергію) спечених магнітів. З метою одержання магнітного порошку розміром 3 - 7 мкм оптимізовано умови додаткового механохімічного помелу у планетарному млині в атмосфері водню. Виявлено конкуруючий вплив водневої обробки та окиснення на зміну магнітних властивостей одержаних магнітів. Показано, що воднева обробка за методом ГДДР підвищує магнітну енергію сплавів системи Dd - Fe - B на 8 - 10 %.

  Скачати повний текст

Зазначено про нові феноменологічні рівняння стану для моделювання процесів вібраційного старіння матеріалів, які з використанням експериментальних кривих релаксації є придатними для практичних розрахунків залишкових напружень за вібраційної обробки виробів; математичні постановки задач аналізу процесів релаксації залишкових напружень за відомих полів початкових залишкових напружень і динамічних напружень за умов вібраційної обробки елементів машинобудівних конструкцій. Адаптовано метод скінченних елементів для числового розв'язання задачі релаксації залишкових напружень за віброобробки та розроблено програмне забезпечення. Одержано нові закономірності розподілення залишкових напружень у реальних елементах машинобудівних конструкцій: опорі склепіння доменної печі, зварних балках типу тавр і двотавр.

  Скачати повний текст

Проведено детальне теоретичне дослідження та математичне моделювання фізичних явищ, що відбуваються у процесі взаємодії лазерного пучка з дуговою плазмою, а також за умов їх спільної взаємодії з поверхнею оброблюваного металу. Встановлено, що в системі електрична дуга - лазерний пучок можливе виникнення комбінованого лазерно-дугового розряду, який можна використовувати для створення нового комбінованого зварювання, різання та модифікації поверхні. Розроблено принципи побудови та методи розрахунку таких пристроїв, створено дослідні зразки інтегрованих плазмотронів для лазерно-плазмового зварювання та порошкового наплавлення. Досліджено технологічні можливості розроблених плазмотронів, визначено основні причини більш високої ефективності комбінованих процесів у порівнянні зі звичайними дуговими та лазерними технологіями. Виконано теоретичні дослідження, розроблено математичні моделі та проведено числове моделювання процесів лазерної та плазмової взаємодії з дисперсними матеріалами, створено програмне забезпечення для комп'юбтерного моделювання процесу плазмового напилювання.

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасний стан розвитку лазерних технологій в галузі інженерії поверхні та показано відсутність систематизованих наукових основ лазерного та гібридного наплавлення та модифікування. Це не дозволяє розвивати нові технологічні підходи та розширювати спектр задач, які доцільно вирішувати методами лазерної поверхневої обробки. Створено математичну модель, за допомогою якої можна визначати параметри режиму обробки шляхом оптимізації розподілу температури за глибиною системи "наплавлений шар - основний метал" за критерієм мінімізації тепловкладання. Дослідження фізико-металургійних особливостей процесів наплавлення та модифікування металевих поверхонь дозволяють за рахунок оптимізації термічних циклів знижують залишкові напруження оброблених шарів, які призводять до мінімізації тріщиноутворення, а також встановлюють критерії усунення внутрішніх пор і відшарування покриттів. Встановлено, що гібридні процеси сприяють значному зниженню рівня залишкових напружень і коефіцієнта тріщиноутворення в наплавлених шарах, зниженню припуску під фінішну механічну обробку у кілька разів, а також зниженню коефіцієнта тертя оброблених поверхонь з одночасним підвищенням їх задиростійкості. Створено узагальнену розрахунково-експериментальну методику вибору параметрів технологічного режиму для процесів лазерного та гібридного наплавлення та модифікування металевих поверхонь.

  Скачати повний текст

Доведено можливість керування в широкому діапазоні розподілом потужності, формою перерізу лазерного променя деталі під час її обробки, а також тепловим станом, з використанням аберації сферичного дзеркала. З метою даного керування розроблено відповідні теоретичні та експериментальні моделі. Базуючись на отриманих експериментальних та математичних залежностях, наведено рекомендації щодо підвищення ефективності лазерної обробки шляхом оптимального використання сферичних дзеркал. Розроблено спеціальну фокусувальну систему та алгоритм розрахунку її оптичних параметрів для отримання на виході з неї променя з оптимальними просторовими характеристиками.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розвинуто науково-практичну базу даних щодо маловивченої групи ванадієвих сплавів. Установлено закономірності та механізми оптимізації параметрів структури поверхневих шарів даних сплавів системи V - Cr - Ti та корозійнотривких сталей аустенітного та феромартенситного класів завдяки застосуванню високоенергетичних променевих технологій для підвищення їх корозійно-механічної тривкості. Запропоновану ідеологію реалізовано з використанням сучасних методів інженерної поверхні, а саме: іонної імплантації азотом, оплавлення поверхні азотною плазмою, комплексного легування азотом і ніобієм. На підставі результатів, одержаних внаслідок проведених досліджень, залежно від структурного класу конструкційних матеріалів, форми, геометричних розмірів і параметрів експлуатації конкретних деталей чи елементів конструкцій рекомендовано найбільш ефективні методи інженерії поверхні.

  Скачати повний текст

Запропоновано математичну модель руху маси завантаження в U-подібному контейнері вібраційного верстата, що дозволяє враховувати вплив неоднорідності поля траєкторій коливань стінок контейнера на продуктивність процесу. Вперше одержано залежність визначення циркуляційної швидкості руху робочого середовища й визначено умови для забезпечення стабільності цього руху, з урахуванням взаємного розташування основних вузлів вібраційного верстата - віброзбуджувача й контейнера. Досліджено залежність, яка визначає потужність і витрачається на обробку виробу. Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість підвищення експлуатаційних властивостей виробів у результаті вібраційної обробки на обробнозачисних і зміцнювальних операціях на верстатах з U-подібною формою контейнера без жорсткого кінематичного зв'язку між елементами технологічної системи, з підвищенням продуктивності процесу завдяки зміні розташування віброзбуджувача відносно контейнера.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано вплив форми абразивних гранул на періодичне об'ємне розширення робочого середовища та зміну циркуляційної швидкості потоку за його переміщення вздовж стінок і днища контейнера, яка визначає та дозволяє підвищити продуктивність процесу вібраційної обробки. Встановлено вплив абразивної гранули запропонованої форми на сталість високої продуктивності процесу. Виявлено оптимальну форму із запропонованих форм абразивної гранули, яка забезпечує високу сталість працездатності інструменту завдяки його самозагостренню в процесі вібраційної обробки.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель руху межового шару робочого середовища, яка враховує параметри вібраційного верстата та параметри робочого середовища, що дозволяє здійснювати розрахунки траєкторії руху одиничної гранули та циркуляційної швидкості шару робочого середовища, який знаходиться у безпосередньому контакті з поверхнею контейнеру. Досліджено вплив вібраційної обробки на втомну міцність, зносостійкість, мікротвердість поверхневого шару деталей. Визначено розміри зон у контейнері з різною активністю обробки та циркуляційну швидкість робочого середовища. За результатами досліджень розроблено технологію фінішної обробки деталей, що дозволяє одержувати деталі з необхідними експлуатаційними властивостями.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено нові високоефективні лазерні процеси обробки матеріалів і металевих розплавів. Створено наплавлення на основі твердих розчинів, рідкометалічних емульсій і суспензій. Наведено способи одержання литих композиційних матеріалів за допомогою лазерного опромінення та створено пристрої для реалізації зазначених процесів. Проведено детальні теоретичні дослідження, математичне та фізичне моделювання явищ, що відбуваються під час взаємодії лазерного променя з твердими та рідкими металами та сплавами. Виявлено поведінку неметалічних включень у чавунах і сталях та їх роль у процесі формування стуктурно-фазового стану у зоні впливу лазерного випромінювання. Досліджено вплив комбінованого лазерно-плазмового джерела енергії на поверхню залізовуглецевих сплавів, механізми їх спільного впливу на формування мікрометалургійної ванни розплаву, кінцеву структуру та властивості сплаву. Теоретично досліджено взаємодію лазерного випромінювання з дисперсними частинками. Визначено принципи формування емульсійного та суспензійного розплавів за умов лазерного опромінення твердих матеріалів і порошкових сумішей. Сформульовано принципи одержання лазерних композиційних наплавлень емульсійних і суспензійних розплавів. Здійснено математичне моделювання й обгрунтовано процеси лазерної аморфізації сплаву, одержання та нанесення аморфно-мікрокристалічних покриттів. За результатами дослідження процесів лазерного опромінення поверхні металевих розплавів виявлено зміни структури і фазового складу обробленого алюмінієвого сплаву. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження взаємодії газолазерного потоку з модельними та металевими рідинами за дії його на поверхню та за умов занурення. Змодельовано та вивчено процеси додання сипучих інгредієнтів (неметалевих і металевих частинок) на поверхню та всередину розплаву у газолазерному потоці.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади лазерно-плазмовоіонного зміцнення, досліджено теоретичні аспекти даного процесу. Обгрунтовано доцільність застосування розмірної лазерної обробки під час комбінованого зміцнення. Створено сумісну модель теплопровідності та термопружності у зоні дії лазерного випромінювання (ЛВ) для знаходження поля температур і температурних напружень. Визначено механізм руйнування матеріалу в паровій, рідкій (викиді рідкої фази) та твердій фазах (термопружного відколу). Здійснено їх експериментальну реалізацію та виявлено вплив технологічних параметрів (щільності теплового потоку, швидкості переміщення, часу дії) на ефективність нагріву, зміцнення або розмірну обробку. Розроблено теоретичні засади технологічного супроводу зміцнювальних технологій з використанням ЛВ. Доведено можливість підвищення згинальних міцністних характристик, мікротвердості та стійкості різальних інструментів за рахунок лазерно-плазмової-іонної обробки, а також використання ЛВ для нагріву деталей (з матеріалів, що підлягають інтенсивному окисненню у вакуумі), або моделювання дією ЛВ й електронним променем. Розроблено й апробовано комп'ютеризовану лазерну технологічну установку, показано її високу ефективність (прошивання 140 отворів за 6 хвилин), що забезпечує необхідну якість отворів. Нову установку впроваджено на ДП ХМЗ ФЕД.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель, яка дозволяє досліджувати напрям і величини швидкостей та прискорень елементів робочого середовища. З використанням даної моделі показано, що зміна форми контейнера з традиційної на форму з ломаною боковою стінкою дозволяє утворювати потоки, що перехрещуються, за цього збільшується тиск гранул робочого середовища на пакети злиплих деталей. Досліджено вплив форми контейнера на рух його завантаження, визначено гідромісткість оброблюваних поверхонь, сили зрушення, досліджені злиплення виробів залежно від складу розчину та вплив футерування в залежності від його твердості.

  Скачати повний текст

У дослідженні визначено умови стійкого руху робочого середовища в U-образних контейнерах під час обробки довгомірних деталей навалом, що забезпечують рівномірну обробку, та сформульовано вимоги до системи приводів віброверстата. Одержано аналітичні залежності вертикальної та горизонтальної складових амплітуд коливань контейнера від його довжини, що дає можливість обгрунтовано визначати місце установки віброзбудників за довжиною контейнера. Обгрунтовано та розроблено метод контролю за просторовим рухом U-образного контейнера віброверстата, що дозволяє управляти процесом обробки довгомірних деталей навалом.

  Скачати повний текст