CC BY
11
Для каждого эксперта отведено отдельное поле для ввода значений. Ввод может производиться как самими экспертами, так и отдельным оператором, из данных матрицы экспертных оценок.
После ввода данных производятся расчеты (рис.3).
Разработанная программа автоматизации ранжирования, позволяет упорядочить по значимости оценки выбранных факторов и коэффициента критерия согласованности экспертов.
Список литературы
1. Азимов Б.М., Усманов И.И., Сулюкова Л.Ф., Саидов С.А. Моделирование движение направляющих колес хлопкоуборочной машины МХ-1.8 и выбор критерий оптимальности управления// Узбекский журнал «Проблемы информатики и энергетики». Ташкент, 2012. №2-3. С.42-46.
2. Камилов М.М. Эргашев А.К. Математик моделлаштириш. ТАТУ, Тошкент 2007176 б.
3. Якубжанова Д.К., Ходжаев Т.Т. Исследование и оценка аналитических характеристик модели подвесок колесных тракторов. Материалы ХХ1 Международной научно-практической интернет-конференции «Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ». 30 - 31 марта 2014 г. Стр. 116-119.
УДК 620.18
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЙ УПРОЧНЕНИЯ СПЛАВОВ
Амосов Евгений Александрович, к.т.н., доцент Самарский государственный технический университет,
г.Самара, Россия (e-mail: amosov-ea@ramblerl.ru)
В данной статье предложена энергетическая модель, объясняющая идеологию современных технологий упрочнения металлических сплавов.
Ключевые слова: упрочнение сплавов, технологии упрочнения, модель упрочнения
Любой конструкционный материал, в частности, сплав на основе металла, в процессе эксплуатации подвергается той или иной механической нагрузке, под действием которой металлическая деталь может перейти в состояние пластичности или разрушиться. Процесс пластического течения, как и процесс разрушения, включает в себя видимое невооруженным глазом, то есть, макроскопическое смещение частей детали друг относительно друга под внешним воздействием, в то время как в упругой области такого явления не происходит. Иначе говоря, потеря материалом своих эксплуатационных качеств оказывается связанной с макроскопическим движением частей металлической детали друг относительно друга.
Так как возникает макроскопическое движение частей детали, то, очевидно, появляется и некоторая кинетическая энергия этого движения WmH. Так как подобное движение частей детали является недопустимым или не-
желательным процессом, то можно записать следующее требование к материалу металлической детали
WKuu. ^ min.
При механическом воздействии на металлическую деталь к ней, очевидно, подводится некоторая механическая энергия. Так как, по условию минимума, переход этой энергии в кинетическую форму недопустим или нежелателен, то это означает, что подведённая к материалу детали энергия должна стать потенциальной. Следовательно, можно записать для потенциальной энергии материала металлической детали
Wnom. ^ max.
Так как потенциальная и кинетическая энергия переходят одна в другую, то можно изобразить условия минимума кинетической энергии и максимума потенциальной энергии как перетекание некоторой модельной жидкости в сообщающихся сосудах, как показано на рисунке 1 (левый сосуд на рисунке отражает потенциаьную энергию, а правый - кинетическую).
Как хорошо видно из рисунка 1, увеличение потенциальной энергии и соответствующее уменьшение кинетической энергии не может происходить беспредельно: при определённом уровне потенциальной энергии начинается её самопроизвольный переход в кинетическую, то есть, течение или разрушение металлического материала.
Рисунок 1. Схема перехода одного вида энергии в другой
Для выполнения условия минимума кинетической энергии необходима некоторая сила, препятствующая возникновению макроскопического движения частей детали. Этой силой может быть сила внутреннего трения в материале Fmp. Если мы хотим, чтобы материал обладал высокими механическими характеристиками, то, следовательно, на языке математики это означает, что
Fmp ^ max.
Увеличить силу трения, как известно, можно путем увеличения прижимающей силы между взаимодействующими телами, например, путем сдавливания этих сил, иначе говоря, создания напряжений сжатия, в частности, с помощью зажатия одних атомов, находящихся в металле, другими атомами. Потенциальную энергию атома можно увеличить, заставив его сместиться от положения с минимальной энергией (чтобы выполнялось введённое нами выше условие максимума потенциальной энергии), то есть,
создав статическое смещение атома, как это схематически показано на рисунке 2.
Подобный процесс, как правило, имеет место на границе зерна или субзерна, поэтому можно записать следующее условие для общей протяженности границ зёрен и субзёрен Ь в металлическом материале
Ь ^ max.
Отмеченные выше условия минимума и максимума энергии, а также вытекающие из них выводы о максимуме силы и протяженности границ фактически представляют собой математическую модель, показывающую, как достичь высоких механических свойств металлических материалов с помощью изменения их структуры и регулирования распределения видов энергии.
Рассмотрим с позиций предложенной выше модели известные методики упрочнения металлических сплавов.
Наиболее распространённым способом упрочнения материалов на основе металлических сплавов является создание препятствий на пути движения дислокаций, иначе говоря, торможения движения дислокаций, то есть, фактически увеличение силы внутреннего трения, что согласуется с записанными выше математическими выражениями.
Следует отметить, что создание препятствий на пути движения дислокаций может быть произведено с помощью измельчения зёрен металлического материала, например, до нано размеров. Так как измельчение зерна приводит к соответствующему увеличению длины границ зёрен, то это означает, что упрочнение материала и торможение движения дислокаций фактически происходит с помощью увеличения общей протяжённости границ зёрен, что также согласуется с выводами из нашей энергетической модели.
Закалку материала, приводящую к упрочнению металлических сплавов, можно рассматривать как «зажимание» одних атомов другими атомами (например, при закалке стали происходит «зажимание» атомов углерода в решетке атомов железа), что приводит к соответствующему увеличению силы внутреннего трения и полностью согласуется с развиваемыми нами представлениями об упрочнении.
Таким образом, можно сделать вывод, что существующие в настоящее время практические методики упрочнения металлических материалов полностью согласуются с данной моделью, так как такими методами упрочнения металлических материалов являются технологии создания пре-
пятствий на пути движения дислокаций, иначе говоря, технологии торможения движения дислокаций силами внутреннего трения, а также методики измельчения зёренной структуры металлических сплавов (например, применение наноматериалов), иначе говоря, методики увеличения общей протяженности границ зёрен и субзёрен в образце.
Список литературы
1. Модель упрочнения слава на основе алюминия/ Амосов Е.А., Быкова Н.В., Мош-няков М.Г.// В сборнике: Современные инновации в науке и технике Материалы Международной научно-практической конференции. Под редакцией А.А Горохова. Курск, 2011. С. 7-11.
2. Предел измельчения частиц порошка/ Амосов Е.А., Мошняков М.Г.// В сборнике: Техника и технологии: пути инновационного развития, материалы Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: Горохов А. А.. 2011. С. 24-26.
3. Влияние литой структуры на свойства и термообрабатываемость силуминов/ Амосов Е.А., Никитин К.В., Кривопалов Д.С., Саитгараева Н.В., Журавель Л.В.// Литейное производство. 2012. № 9. С. 12-14.
4. Моделирование размола порошка металла/ Амосов Е.А., Марков Ю.М.// В сборнике: Современные инновации в науке и технике Материалы Международной научно-практической конференции. Под редакцией А.А Горохова. Курск, 2011. С. 11-14.
5. Экспериментальная оценка тест-системы для исследования острой токсичности различных загрязнителей окружающей среды в лабораторных условиях/ Амосова А. А., Амосов Е.А., Козулина А.С.// Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 5-2. С. 1042-1044.
6. Конструкционные материалы, используемые в машиностроении/ Агеева Е.В., Горохов А.А.// Учебное пособие для студентов вузов / Курск, 2014.
7. Физика твердого тела в эффекте холла/ Кузько А.В., Кузько А.Е., Горохов А.А., Ряполов П. А.// Учебное пособие / Курск, 2014.
8. Температурные деформации шпиндельного узла горизонтально-фрезерного станка, Горохов А.А., В сборнике: Современные материалы, техника и технология, материалы 2-й Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор Горохов А. А.. Курск, 2012. С. 92-93.
Amosov Evgeniy Aleksandrovich, Cand.Tech.Sci., associate professor
Samarat state technical university, Samara, Russia
ENERGY MODEL OF TECHNOLOGIES OF ALLOY HARDENING
Abstract. This article describes an energy model that explains the ideology of modern technologies of metallic alloys hardening.
Keywords: alloys hardening, model of hardening, technologies of hardening
