CC BY
2
4.Черников С.А. Автоколебания гироскопической системы с сухим трением в осях карданова подвеса при угловом движении основания // Вестник МГТУ им. Н.Э Баумана». М., 2014. №2 (95). С. 28-39.
5.Козлова Е.С. Математическая модель гироскопической вертикали // Математические методы в технологиях и технике». Тула: Тульский госуниверситет, 2022. № 6. С. 69- 73.
6.Малютин Д.М., Распопов В.Я., Иванов Ю.В. Способ увеличения точности гироскопа со сферическим шарикоподшипниковым подвесом // Мехатроника, автоматизация, управление. Издательство: «Новые технологии», 2023. Том 24, № 8. С. 440 - 447.
Ершов Дмитрий Юрьевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения,
Лукъяненко Ирина Николаевна, канд. техн. наук, доцент, irina. n. lukyanenko@gmail. com, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения,
Аман Елена Эдуардовна, канд. техн. наук, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
INFLUENCE OF VIBRATION IMPACT ON THE BASE OF GYROSCOPIC SYSTEMS WITH DRY FRICTION
D.Y. Ershov, I.N. Lukyanenko, E.E. Aman
In this paper, the dynamics of vibration action is investigated on the example of a gyroscopic system in a cardan suspension with dry friction in the bearings of the outer ring when the base oscillates relative to the axis of rotation of this ring. The modes of motion of the gyroscopic system are determined and the angular velocities of care of the axis of rotation are calculated. The mathematical model includes differential equations of gyroscope motion, generating system and equations of phase trajectories. The study of the generating system allows us to determine the periodic solution and the nature of the trajectories in phase space. The results of the study can be used for the development of control systems for the motion of gyroscopic systems in gimbal suspension taking into account the friction in the supports of gimbal rings, applied to the development of control systems for the motion of such systems taking into account the friction in the supports of gimbal rings. This will increase the accuracy and stability of gyroscopic systems.
Key words: gyroscopic systems, gyroscope, vibrations, dynamics, stabilization systems, generating system, gyroscopic system care.
Ershov Dmitry Yuryevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrument Engineering,
Lukyanenko Irina Nikolaevna, candidate of technical sciences, docent, irina.n. lukyanenko@smail. com, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrument Engineering,
Aman Elena Eduardovna, candidate of technical sciences, anhelena7@gmail. com, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrument Engineering
УДК 343.148.63
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-5-557-558
АНАЛИЗ РАЗРУШЕНИЯ СЛОМАННОГО БОЛТА АВТОМОБИЛЯ
Е.А. Тарасов
Анализ разрушения болта цилиндра из 40ХФА был проведен с помощью анализа химических компонентов, испытания на растяжение, металлографического испытания и наблюдения за морфологией разрушения. Был выявлен хрупкий перелом. Трещина была в основном межкристаллитной и распространялась до разрушения. Результаты показывают, что это водородно-индуцированный отсроченный перелом.
Ключевые слова: автомобиль, сталь, цилиндр.
Материал сломанных болтов цилиндров, которые использовались на автомобилях, был 40ХФА. Когда машина проехала более 1000 километров, было обнаружено, что болт сломался. Перелом был растрескан в хвостовой части болта без резьбы. При этом не было пластической деформации, поэтому было выявлено хрупкое разрушение. Производственный процесс включал в себя холодную ковку, термическую обработку, испытание на твердость, шлифовку, дефектоскопию, накатку резьбы, воронение и испытание готовой продукции. Макрофотографии сломанных болтов представлены на рисунке 1.
Металлографические исследования. С помощью металлографического микроскопа была исследована микроструктуру болта, как показано на рисунке 2 и 3. Микроструктура болта в неповрежденном сечении и сечении трещины была полностью закаленным сорбитом. В результате исследований не была обнаружена аномальной микроструктуры. На краю излома наблюдалась вторичная трещина вдоль границы зерна.
557
Известия ТулГУ. Технические науки. 2024. Вып. 5
Рис. 1. Макро-фото болта
Рис. 3. Микроструктура болта (сечение растрескивания)
Анализ трещин. С помощью сканирующего электронного микроскопа исследовали внешний вид микроскопического излома, как показано на рисунке 4. На большой площади можно было наблюдать кристаллографические особенности. Вдоль кристаллографической поверхности виден «след куриного когтя», который отвечает характеристикам водородно-индуцированного замедленного разрушения. Микроскопическая морфология зоны окончательного разрыва - это ямочка.
Рис. 4. Микрофотографии перелома (начало и окончательный перелом)
558
Обсуждение. Всесторонний анализ сломанных цилиндрических болтов позволил установить, что химический состав и механические свойства соответствуют всем предъявляемым требованиям. При осмотре трещины можно было обнаружить кристаллографические особенности на большой площади. Вдоль кристаллографической поверхности виден "след куриного когтя", что соответствует признакам замедленного разрушения, вызванного водородом. Атомы водорода могут проникать в заготовку во время плавки, травления, нанесения гальванических покрытий, сварки и т.д.. Понятно, что есть два звена, в которые должен проникать водород. Одно из них - тушение, другое -посинение. В первом случае используется метаноловая среда для предотвращения обезуглероживания при термообработке. А затем охлаждение после испарения метанола. Метанол может подвергаться термическому разложению с образованием монооксида углерода и водорода. Другой случай - протравливание ржавчины на поверхности болтов перед посинением. Болты вступали в реакцию с кислотой с образованием водорода. Водород проникал в болты с диффузией и агрегацией. Затем из-за напряжения, вызванного водородом, произошло замедленное разрушение.
Заключение. Результаты анализа показали, что химический состав и механические свойства материала соответствуют всем требованиям.
Трещина в основном межкристаллитная, на изломе виден "след куриного когтя".
Результаты комплексного анализа показывают, что это замедленное разрушение, вызванное водородом.
Список литературы
1. Герасимова Я.П., Ежов А.А., Маресев М.И. Изломы конструкционных сталей: Справочник. М.: Металлургия, 1987. 272 с.
2. Дефекты стали. Справочник / Под ред. С. М. Новокщеновой, М. И. Винограда. М.: Металлургия 1984.
199 с.
3. Металлы и сплавы. Анализ и исследование. Физико-аналитические методы исследования металлов и сплавов. Неметаллические включения / Б. К Барахтин, А. М. Немец, И. П. Калинкин. СПб: Профессионал, 2006. 487 с.
4. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Т. 3 / Под ред. А. Г. Рахштадта. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. Т. 1. 2004. 687 с.
Тарасов Евгений Александрович, канд. техн. наук, доцент, 382652@mail. ru, Россия, Воронеж, Воронежский государственный технический университет
ANALYSIS OF THE DESTRUCTION OF A BROKEN CAR BOLT E.A. Tarasov
The fracture analysis of the 40XFA cylinder bolt was carried out using chemical component analysis, tensile testing, metallographic testing and observation of fracture morphology. A fragile fracture was revealed. The crack was mainly intercrystalline and spread until it collapsed. The results show that this is a hydrogen-induced delayed fracture.
Key words: car, steel, cylinder.
Tarasov Evgeny Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, 382652@mail. ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University
