CC BY
175. Конопальцева Н.М., Волкова Е.Ю., Крылова И.Ю. Антропометрия индивидуального потребителя. Основы прикладной антропологии и биомеханики. Лабораторный практикум. М.: Форум, Инфра-М, 2006. - 256с.
6. Ливанова Т.Е. Использование модельных экспериментов при оценке эргономических показателей качества одежды // Всесоюз. науч.- техн. конф. «Совершенствование методов конструирования, формования и улучшения качества швейных изделий»: Тез. докл. - М., 1981.-е. 141 - 142.
7. Мартин Р. Краткое руководство по антропометрическим измерениям/ пер. с нем. -М.: Изд-во Наркомздрава РСФСР, 1927. -75с.
8. Ростов Н.С. Что носят люди в белых халатах? // Спецодежда, №3,1999.с.4-7
9. Сангинова Д.А., Андреева Е.Г., Петросова И.А. Антропоморфологические особенности внешней формы женских фигур населения Таджикистана. //Журнал «Швейная промышленность» № 4.-2011г.
10. Саидова Ш.А., Петросова И.А., Андреева Е.Г. Обзор современных методов проектирования эргономичной одежды.//Современные проблемы науки и образования.- 2014, №4 (54);
REFERENCES
1. Bakhtina E.Yu., Surzhenko E.Ya. Ergonomic research and development of special clothing designs for women // Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti. 2000, №3(255) -pp.87-89.
2. Voynenko V.M., Munipov V.M. Ergonomicheskiye printsipy konstruirovaniya. - Kiev: Tekhnika, 1988. -117 p.
3. Zharikov S.E. Development of a laboratory method for wear resistance of underwear. // Izv. vuzov. Tekhnologiya legkoy promyshlennosti. №3, 1978. — pp. 28-30.
4. Zolina L.I., Sutormina L.M., Sobko T.E. Water-repellent and acid-proof finishing of cotton fabrics. // Shveynaya promyshlennost', №6, 2000.- p.35-36.
5. Konopal'tseva N.M., Volkova Ye.YU., Krylova I.YU. Antropometriya individual'nogo potrebitelya. Osnovy prikladnoy antropologii i biomekhaniki. Laboratornyy praktikum. M.: Forum, Infra-M, 2006. - 256p.
6. Livanova T.E. The use of model experiments in assessing the ergonomic indicators of the quality of clothing // Vsesoyuz. nauch.- tekhn. konf. «Sovershenstvovaniye metodov konstruirovaniya, formovaniya i uluchsheniya kachestva shveynykh izdeliy»: Abstracts. report. - М., 1981.-е. 141 - 142.
7. Martin R. Kratkoye rukovodstvo po antropometricheskim izmereniyam/ per. s nem. -M.: Publishing house Narkomzdrava RSFSR, 1927. -75p.
8. Rostov N.S. What do people wear in white coats?// Spetsodezhda, №3,1999.pp.4-7
9. Sanginova D.A., Andreeva E.G., Petrosova I.A. Anthropomorphological features of the external form of female figures in the population of Tajikistan. // Zhurnal «Shveynaya promyshlennost'» № 4.-2011.
10. Saidova Sh.A., Petrosova I.A., Andreeva E.G. Review of modern methods of designing ergonomic garments.// Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya.- 2014, №4 (54);
УДК 669.1
ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ И ВЫБОРА МАТЕРИАЛА ФОРМЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА
1Акрамов М.Б.,1 Хаитов А.Ш., 2Умурзоков А.Р., 3Умурзоков Р.М.
1 Душанбинский Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет»«МИСиС». 2 Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»,
Институт эко технологии и инжиниринга. 3 ОАНО ВО Московский открытый институт
RESEARCH OF THE RATE OF COOLING AND SELECTION OF THE MATERIAL FORM FOR THE MECHANICAL CHARACTERISTICS OF CAST IRON CASTINGS
1Akramov M.B., 1Khaitov A.Sh.,
2Umurzokov A.R., 3Umurzokov R.M.
1 Dushanbinskiy Filial federal'nogo gosudarstvennogo avtonomnogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego obrazovaniya «Natsional'nyy issledovatel'skiy
tekhnologicheskiy universitet»«MISiS». 2Natsional'nyy issledovatel'skiy tekhnologicheskiy universitet «MISiS»,
Institut eko tekhnologii i inzhiniringa.
3 OANO VO Moskovskiy otkrytyy institut
Аннотация. Структура и свойства отливок из чугунов зависит не только от химического состава жидкого расплава чугуна и технологии его выплавки, но и от много других условий как охлаждения и кристаллизации отливок, особенно от дальнейшего затвердевания отливок в литейных формах. В статье приводится установленные зависимости влияния скорости охлаждения отливок на механические свойства полученных деталей, исследованные микроструктуры экспериментальных образцов от подобранных формовочных материалов и установлено что, теплопроводность материалов влияют на структуры графита в отливках чугуна.
Предложены компьютерные модели зависимостей и регрессионные уравнении процессов.
Abstract. The structure and properties of cast iron castings depends not only on the chemical composition of molten cast iron and the technology of its smelting, but also on many other conditions such as cooling and crystallization of castings, especially on further solidification of castings in casting molds. The article presents the established dependences of the influence of the cooling rate of castings on the mechanical properties of the obtained parts, the investigated microstructures of experimental samples from the selected molding materials and it is established that the thermal conductivity of materials affects the structure of graphite in cast iron castings.
Computer models of dependencies and regression equations of the processes are proposed.
Ключевые слова: чугун, расплав, кристаллизация, литейные формы, деталь, микроструктура, формовочные материалы, теплопроводность, модель, регрессионные уравнении.
Keywords: cast iron, melt, crystallization, casting molds, detail, microstructure, molding materials, thermal conductivity, model, regression equations.
Структура и свойства отливок из чугунов зависит не только от химического состава жидкого расплава чугуна и технологии его выплавки, но и от много других условий как охлаждения и кристаллизации отливок, особенно от дальнейшего затвердевания отливок в литейных формах. Для подбора материала нами изучены работы ученых по процессам кристаллизации и затвердевания чугунов как Э. Б. Тен, В. Д. Белова, Д.К. Чернова, А.С. Лаврова, Г.Ф. Баландина, В.С. Шумихина, и многих других [1 - 4].
В реальных сплавах чугуна, применяемых в теплоэнергетических оборудованиях, универсальной формой кристаллов являются дендриты, природы которых изучены многими учеными.
Современные представления о структуре жидких сплавов основываются на теории Я И. Френкеля для расплавов. Можно объяснить, силы связи и соответствие координации частиц в твердой и жидкой фазах, вблизи температуры ликвидуса.
Эксперименты проводились в институте геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии НАНТ, ТНУ и ДФ НИТУ «МИСиС». Заранее благодарим заведующего лабораториями института геологии Миракова Миракшох, что он помогал нам в выборе оборудовании и проведение экспериментов.
Исследование микроструктуры, скорость охлаждения отливок в форме, твердость полученных отливок от выбранных условий и характеристик выбранного материала формы показал, что перечисленные характеристики зависят от подобранных условий эксперимента.
На рисунке 1 приведена зависимость твердость охлаждённых в различных формах образцов от их коэффициента относительного удлинения.
Из графика видно, что выбранная форма сильно влияет на коэффициент относительного удлинения образцов. Как видно из графика коэффициент твердости по Виккесу имеет корреляционную зависимость от коэффициента относительного удлинения. Твердость отливок увеличивается, когда деталь отливается в металлическую форму и на последнем месте находится песчано-глинистая форма. Это, скорее всего зависит от тепловых характеристик форм, особенно от коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности. Значить меняется структура образцов.
Микроструктурный анализ проводился с применением микроскопа JEOL 35 CF. На электронном микроскопе нами сняты фотографии структуры образцов до травления химикатами. На рисунке 2 приведена микроструктура образцов при различных условиях.
Растояние (мм)
Рисунок 1 - Зависимость твердости охлаждённых в различных формах образцов от их коэффициента
относительного удлинения.
Песчаная форма до травления
~ ' - - * - - л* ..
Металлическая форма до травления образцов
Рисунок 2 - Микроструктура образцов при различных условиях.
Были подготовлены образцы для механических испытаний. Предел прочности образцов измеряли на универсальной разрывной машине 20тн/200кН.
Измеренные значении относительного удлинения образцов от их скорости охлаждения приведены в таблице 1.
Таблица 1
V (°C/C ) 5 10 15 20 25 30 5 40 45
Д5 (%) 22 15 9 8 7 6 5 4 4
Применяя результаты экспериментов и анализируя полученные численные значения определили зависимости предела прочности экспериментальных образцов от скорости охлаждения отливок в форме. Зависимость предела прочности образца от скорости охлаждения образцов на рисунке 3.
о
0
1
т
о
О-
5
СГ
О) Q-
850
800
750
700
650
600
550
500
450
10
20
30
—I-1-1-1
40 50 60 70
or
Скорость охлаждения С/с
Рисунок 3 - Зависимость предела прочности от скорости охлаждения образца
Изученные процессы смоделированы с помощью компьютерной про-граммы «Сигма плот» и определены регрессионные уравнения модели согласно методикам представленные [5-6].
Черные точки соответствуют результатам эксперимента, а сплошная кривая соответствует рассчитанным значениям согласно предложенной модели. Корреляционная регрессионное уравнение имеет логарифмический вид
F™ = C0 +119,5 lnc
где с0 и с регрессионные коэффициенты скорости охлаждения.
Компьютерный расчет регрессионных коэффициентов
Nonlinear Regression Fpp=F(c) Akramov Muchammad
Data Source: Data 1 in 04.06.2021 Equation: Logarithm; 2 Parameter I
f=if(x>0; y0+a*ln(abs(x)); 0) R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate
0,99150,98300,981312,4462
Coefficient Std. Error t
y0 323,8838 16,6525 19,4496
a 119,4997 4,9649 24,0688
Analysis of Variance: MyXAMMAi Uncorrected for the mean of the observations:
DF SS MS
Regression 2 6228729,9275
Residual 10 1549,0725
Total 126230279,0000 519189,9167
Corrected for the mean of the observations:
P
<0,0001 <0,0001
3114364,9638 154,9072
VIF
21,4817< 21,4817<
SS
MS
89739,1775 1549,0725
F
89739,1775 154,9072
P
579,3091
DF
Regression 1
Residual 10
Total 1191288,25008298,9318 Statistical Tests: PRESS2934,5354
Durbin-Watson Statistic 1,1249Failed
Normality TestPassed(P = 0,6008)
K-S Statistic = 0,2118Significance Level = 0,6008
Constant Variance TestPassed(P = 0,1502)
Power of performed test with alpha = <0,0001: 0,0000
The power of the performed test (0,0000) is below the desired power of 0,8000.
You should interpret the negative findings cautiously.
Regression Diagnostics:
Stud. Del. Res.
<0,0001
Row Std. Res.
Stud. Res.
1 -1,3025 -1,8895 -2,2354<
2 -0,7265 -0,8300 -0,8160
3 2,1296< 2,2891< 3,1475<
4 1,1351 1,1936 1,2228
5 0,1978 0,2066 0,1964
6 0,2952 0,3088 0,2943
7 -0,0600 -0,0631 -0,0599
8 0,0238 0,0252 0,0239
9 0,1785 0,1911 0,1817
10 -0,1100 -0,1192 -0,1132
11 -0,5431 -0,5956 -0,5753
Influence Diagnostics:
Row Cook's Dist Leverage DFFITS
1 1,9713 0,5248 -2,3492
2 0,1051 0,2338 -0,4508
3 0,4071 0,1345 1,2407
4 0,0754 0,0957 0,3979
5 0,0020 0,0838 0,0594
6 0,0045 0,0859 0,0902
7 0,0002 0,0958 -0,0195
8 3,9589E-005 0,1106 0,0084
9 0,0027 0,1283 0,0697
10 0,0012 0,1479 -0,0471
11 0,0360 0,1687 -0,2591
95% Confidence:
Row Predicted 95% Conf-L 95% Conf-U 95% Pred-L 95%
1 516,2112 496,1215 536,3008 481,9672 550,4551
2 599,0420 585,6324 612,4517 568,2383 629,8458
3 647,4950 637,3250 657,6650 617,9572 677,0328
4 681,8729 673,2918 690,4540 652,8438 710,9020
5 708,5385 700,5089 716,5681 679,6676 737,4094
6 730,3259 722,1996 738,4521 701,4280 759,2238
7 748,7468 740,1618 757,3319 719,7166 777,7771
8 764,7038 755,4817 773,9259 735,4788 793,9288
9 778,7788 768,8453 788,7124 749,3216 808,2361
10 791,3694 780,7043 802,0344 761,6575 821,0813
11 802,7589 791,3697 814,1481 772,7795 832,7384
Fit Equation Description:
[Variables] x = col(22) y = col(23)
reciprocal_y = 1/abs(y)
reciprocal_ysquare = 1/yA2
'Automatic Initial Parameter Estimate Functions
F(q)=ape(ln(abs(x));y;1;0;1)
[Parameters]
y0 = F(0)[1] ''Auto {{previous: 323,884}} a = F(0)[2] ''Auto {{previous: 119,5}}
[Equation]
f=if(x>0; y0+a*ln(abs(x)); 0) fit f to y
''fit f to y with weight reciprocal_y
''fit f to y with weight reciprocal_ysquare
[Constraints]
[Options]
tolerance=1e-10
stepsize=1
iterations=200
Number of Iterations Performed = 1,0
Как видно из регрессионного анализа коэффициенты регрессии на исследованном участке кривой превышает 0,98 (0,9915.0,9830. 0,9813)
Поэтому можно рекомендовать производителям согласно регламентируемым характеристикам деталей выбрать ту или иную форму для отливок деталей с необходимыми коэффициентами теплоотдачи и теплопроводности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Э. Б. Тен, В. Д. Белов. Разработки в области стального и чугунного литья. ж. Литьё и Металлургия. 3 (72), 2013. Стр. 50-53.
2.Колокольцев В.М., Перроченко Е.В. Металлургические и металловедческие аспекты повышения функциональных свойств литых изделий из белых чугунов. Вестник МГТУ им. Г.И. Носова 2014. №4. Стр. 87-94.
3.Справочник по чугунному литью / А. А. Жуков [и др.] ; под ред. Н. Г. Гиршовича. - Ленинград : Машиностроение ; Ленингр. отд-ние, 1978. - 758 с.
4.Высококачественные чугуны для отливок / В. С. Шумихин [и др.]; под ред. Н. Н. Александрова. - М. : Машиностроение, 1982. - 222 с.
5.Низомов З.,Мирзоев Ф., Акрамов М.Б. Монография Теплофизические свойства алюминия различной степени чистоты и сплавов системы Al-Si. Душанбе: Сино, 2020. 96 с
6.Акрамов М.Б., Суюндиков М.М. Учебное пособие Основы физико-химических методов анализа для экспериментаторов. Душанбе. «Ирфон» 2014г 238 стр.
REFERENCES
1.E. B. Ten, V. D. Belov. Razrabotki v oblasti stal'nogo i chugunnogo lit'ya. zh. Lit'yo i Metallurgiya. 3 (72), 2013. pp. 50-53.
2.Kolokol'tsev V.M., Perrochenko Ye.V. Metallurgicheskiye i metallovedcheskiye aspekty povysheniya funktsional'nykh svoystv litykh izdeliy iz belykh chugunov. Vestnik MGTU im. G.I. Nosova 2014. №4. pp. 87-94.
3.Spravochnik po chugunnomu lit'yu / A. A. Zhukov [and others] ; ed. N. G. Girshovicha. - Leningrad : Mashinostroyeniye ; Leningr. otd-niye, 1978. - 758 p.
4.Vysokokachestvennyye chuguny dlya otlivok / V. S. Shumikhin [i dr.]; pod red. N. N. Aleksandrova. - M. : Mashinostroyeniye, 1982. - 222 p.
5.Nizomov Z.,Mirzoyev F., Akramov M.B. Monografiya Teplofizicheskiye svoystva alyuminiya razlichnoy stepeni chistoty i splavov sistemy Al-Si. Dushanbe: Sino, 2020. 96 p
6.Akramov M.B., Suyundikov M.M. Uchebnoye posobiye Osnovy fiziko-khimicheskikh metodov analiza dlya eksperimentatorov. Dushanbe. «Irfon» 2014 njhb238 p.
