CC BY
14
Лггература
1. Хаяк Г.С. Промышленные изделия из благородних металлов и сплавов / Г.С. Хаяк, А. А. Куранов, М.А. Чебыкин. - М. : Изд-во "Металлургия", 1985. - 264 с.
2. Благородные металлы: справ. изд. / под ред. Е.М. Савицкого. - М. : Изд-во "Металлургия", 1984. - 592 с.
3. Копецкий И.В. Структура и свойства тугоплавких металлов / Иван Васильевич Копец-кий. - М. : Изд-во "Металлургия", 1994. - 208 с.
4. Froschauer L. Temperature Measurement with Pt-Rh Thermocouples - Causes of Errors and Failure / L. Froschauer, D. Schmidt // Interceram. - 1987. - Vol. 26, № 2.
5. Исследование сплавов для термопар: Труды Гипроцветметобработка. - М. : Изд-во "Металлургия", 1989. - Т. III, вып. 29. - С. 140-150.
6. Фединець В.О. Дослщження тепло- та електроiзоляцiйних матерiалiв для засобiв вимь рювання температури газових потоюв / В.О. Фединець // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 21.1. - С. 126-130.
7. Фединець В.О. Експериментальш випробування термоперетворювачгв для вимрювання температури газових потокв на ресурс / В.О. Фединець // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2011. - Вип. 21.2. - С. 128-131.
8. Фединець В. О. Термоелектрична нестабшьшсть термопар з тугоплавких металгв i спла-вiв / В.О. Фединець, Л.М. Соляник // Метролопчне забезпечення температурних i теплофiзичних вимiрювань (Термометрiя-94) : тези доп. Мiжнар. наук.-техн. конф. - Х., 1994. - С. 95-96.
Фединец В.А. Анализ и оценка термоэлектрических материалов для средств измерения температуры газовых потоков
Проведен анализ и оценка термоэлектрических материалов из благородных металлов и сплавов как чувствительных элементов средств измерения температуры газовых потоков. Исследована их термоэлектрическая стабильность в зависимости от свойств газового потока и конструкционных материалов, непосредственно контактирующих с ними.
Ключевые слова: газовый поток, термоэлектрические материалы, термопары, термоэлектрическая стабильность, средства измерения температуры.
Fedynets V.O. The analysis and estimation of thermo-electric materials for gas streams temperature measuring facilities
The analysis and estimation of thermo-electric materials from noble metals and alloys as pickoffs of gas streams temperature measuring facilities are conducted. Their thermoelectric stability depending on properties of gas stream and construction materials which directly contact with them is investigated.
Keywords: gas stream, thermo-electric materials, thermocouples, thermo-electric stability, temperature measuring facilities.
УДК629.017 Доц. М.Г. Грубель, канд. техн. наук;
викл. М.Б. СокЫ, канд. техн. наук; викл. Р.А. Нашвський -Академы сухопутних вшськ iм. гетьмана П. Сагайдачного, м. Львгв
КОЛИВАННЯ П1ДРЕСОРЕНО1 ЧАСТИНИ КОЛ1СНОГО ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ ТА IX ВПЛИВ НА СТ1ЙК1СТЬ РУХУ ВЗДОВЖ КРИВОЛ1Н1ЙНО1 Д1ЛЯНКИ ШЛЯХУ
Отримано залежшсть частоти власних прямолшшних коливань шдресорено! час-тини колюного транспортного засобу (КТЗ) Big ампл^ди та параметрiв, яю описують нелшшно-пружну характеристику вщновлюючо! сили пружних амортизаторов; проана-лiзовано ix вплив на критичну швидюсть стшкого руху КТЗ вздовж криволшшно! gi-лянки шляху.
Ключовi слова : пгдресорена маса, шдвюка, нелшшш коливання, стiйкiсть руху, критична швидюсть.
Актуальнiсть та огляд основних результат. Одним iз найважливь ших завдань пiдвiски КТЗ е забезпечення комфортабельностi перевезення паса-жирiв i вантажiв [1-3] та стшкосп його руху [4-9] вздовж криволЫйно'1 дщянки шляху. Як показано у низщ робiт [9-11], належну комфортабельнiсть КТЗ може забезпечити тдвюка, пружнi амортизатори котро'1 характеризуються вщновлю-ючою силою, яка для незначних деформацiй пружних елементiв приймае май значення, а для значних - значно зростае iз ростом остантх. Водночас, основнi теоретичнi дослiдження, яю стосуються динамiки та стiйкостi руху КТЗ, проводили на базi спрощених, лiнiйних чи, у кращому випадку, квазiлiнiйних [1, 3, 5] характеристик вщновлюючо'' сили пружних амортизаторiв. Такий спрощений пiдхiд зумовлений вщсутшстю належного математичного апарату аналiтичного дослщження нелiнiйних диференцiальних рiвнянь, якi адекватт динамiчному процесу пiдресореноí маси. Отримаш результати на базi лiнiйних моделей не вь дображають всiх особливостей динамiчного процесу, а чисельний ж анаиз нель нiйних рiвнянь руху не дае вщповщ на комплексний вплив вае! низки парамет-рiв пiдвiски на динамiку та стшюсть КТЗ. Виходячи iз наведеного, отримання аналiтичних залежностей для оцiнки динамжи та стiйкостi руху iз урахуванням нелiнiйно-пружноí характеристики амортизаторiв е актуальною задачею. Саме и розгляд за умови вертикальних коливань пiдресореноí частини КТЗ е предметом розгляду ще'1 роботи.
Постановка задачi та методика розв'язування. Для дослiдження впли-ву нелiнiйно-пружних характеристик амортизаторiв тдвюки на вертикальнi ко-ливання тдресорено'' частини КТЗ та стiйкiсть його руху вздовж криволшшно'' дтянки шляху за фiзичну модель приймемо систему двох тш: не пiдресорена -1 та тдресорена - 2 частини (рис. 1).
Рис. 1. Фiзична модель вертикальних коливань тдресорено'1 частини КТЗ
Взаемодiя мiж вказаними частинами вщбуваеться завдяки невагомим пружним елементам (амортизаторам) -3. Вважаеться, що вщновлююча сила ос-
таншх описуеться залежнiстю: Fnp. = f (А), де f (А) - вiдома непарна функщя, А - деформащя пружного елементу.
У зв'язку i3 цим, що характеристики пружних елементiв однаковi та роз-глядаються тiльки вертикальнi коливання пiдресореноí частини, центр ваги шд-ресорено1 частини повинен знаходитись на однаковш вщд^ вiд точок ^илен-ня пружних елеменпв i пiдресореноí частини [11]. Будемо вважати: а) КТЗ ру-хаеться i3 сталою за величиною швидкктю V вздовж криволiнiйноí дшянки шляху, радiус кривизни котрого е незмiнним й ршний р; б) ваги шдресорено! та не шдресорено! частин вiдповiдно рiвнi P та G; в) масами та пружними властивостями колiс можна знехтувати; г) площина коливань шдресорено! частини (вiдносного руху) ствпадае iз площиною ZOY i вона перпендикулярна до вектора переносно! швидкосп руху центру мас шдресорено! частини (вектора V). У такому р^ рiвняння кiнетостатики вказано! системи набувають вигляду: -(N1 + N2) + P + G - Фг = 0,
Flmp. + Fmp. - ФеР ~ ФeG = 0, (1)
-N2L + (G + P) L + ФеР (H + z) + ФеоК - ФгL = 0,
де: N1,N2 та F1mp., F2mp - зовшшш сили системи (нормальнi реакцл дороги та си-ли поперечного тертя); ФеР та SeG - рiвнодiйнi сили iнерцií переносного руху шдресорено! та не тдресорено1 частин (зумовлеш криволiнiйнiстю дороги); ФгР - рiвнодiйна сила iнерцií тдресорено1 частини ввдносного руху, z - вiднос-не (вiдносно положения статично1 рiвноваги) центру ваги пiдресореноí частини. Приштка. У робот нехтуеться сталим кутом вщхилення вiд вертикалi шдресоре-но1 частини зумовленого рухом КТЗ вздовж криволшшно! дiлянки шляху незмшно! кривини.
Виходячи iз наведених вище обмежень щодо руху пiдресореноí частини
Р V2
КТЗ, вказаш вище сили шерцц визначаються залежностями: ФеР =--;
g Р
GV2 Р
ФеeG =--; ФгР = — z, а напрямки íх вказанi на рис. 1, до того ж, F1mp = kN1,
g Р g
F2mp. = kN2 (k - коефiцiеит тертя). Обмежуючись максимальними значеннями вказаних величин, отримуемо:
р
-(N1 + N2) + Р + G +—azW (az) = 0, g
PV 2 GV2
F1mp. +F2mp. =0, (2)
g р g р
J PV2 GV2 P J
-N2L + (G + P)— +--(H ±az)+--R + — aW(az)- = 0,
2 g Р g Р g 2
де: az та a%(az) - вщповвдно амплiтуда та частота власних вертикальних коливань пiдресореноí частини, а верхнш (нижнiй) знак у ввдповвдних сумах вщпо-
вiдаe максимальнш (мiнiмальнiй) вiддалi центру масс шдресорено! частини вiд не пiдресореноí частини. 1з умови стiйкостi руху (N > 0) знаходимо максимально допустиме (Укр.) значения швидкосп руху КТЗ вздовж криволшшно! дшянки шляху як мЫмальне значення критичних швидкостей руху за умови, що шдре-сорена частина займае крайне верхне положення:
Кр.в. —'
та крайне нижне положення:
Р
Р + О--а2а% (а2)
_К_
Р (Н + аг) + ОК 2
РК~Ь (3)
Р
Р + О + — а^ (аг)
Ь
Р(Н -а2) + ОК РКЬ (4)
Таким чином, Укр — шт(Укр.е,Укрн.).
Як окремий випадок iз залежностей (3) та (4) при аг — 0, отримуеться
значення критично! швидкостi руху без урахування ввдносних коливань шдре-
.. тТ I Р + О Ь „ . „-.
сореноí частини: укр—л-рк—. Проте, як показують дослiдження [7],
V РН + ОК 2
вказане критичне значення швидкосп е значно завищеним. Звiдки i випливае необхiднiсть визначення такого значення вказано!' величини, яка б враховувала коливань пiдресореноí частини, точшше кажучи !'х амплiтуду та частоту. Вказа-нi параметри визначаються у загальному випадку природою збурення коливань пiдресореноí частини, нелiнiйно-пружною характеристикою вщновлюючо!' сили амортизатор1в та початковими умовами. Визначення вказаних характеристик коливань шдресорено!' частини е предметом подальших дослвджень роботи.
Методика визначення основних параметрiв нелiнiйних коливань пiдресореноí частини. Вщомо [11], динамiчний процес твердого тала однозначно визначаеться даючими на нього силами та початковими параметрами руху. Як було наголошено вище, у робота розглядаемо лише випадок прямолшшних коливань шдресорено!' частини КТЗ. Для !'х описання використаемо диференщ-альне рiвняния вщносного 11 руху:
Р - - -
— Р + 2¥пр + Фе, (5)
§
де ^ - вектор ввдносного припгоидптення центру мас шдресорено!' частини. Вказане рiвняння, iз урахуванням загального вигляду залежностi для нелМйно!
вiдновлюючоí сили амортизаторiв трансформуеться до вигляду:
Р
г+2/ (г) — Р. (6)
ё
У робота пружними характеристиками та масами колк нехтуеться, у противному випадку задача значно ускладнюеться, а тому динамiчний процес шдресорено!' частини вважаеться зумовленим дiею нершносп дороги. 11' вплив на динамку враховуеться початковими умовами, тобто розглядаються випадок
лише одиноко! нер1вност1, яка спричиняе щентичш збурення руху обох кол1с. Таке "миттеве" збуренням 1з достатшм степенем точносп моделюеться почат-ковими умовами: г|г=0 = г0, г г=0 = г0.
Зауважимо, якщо 1з ф1зичних м1ркувань в1дновлюючою силою колю не можна нехтувати, то у цьому випадку шд / (Д) потр1бно розумгги силу, що ек-в1валентна пружним амортизаторам та пружним колесам.
Для 1нтегрування р1вняння (6) формально вв1вши у нього нову змш-
ну &у=&( аг) г, вдаовщне йому однорвдне трансформуеться до вигляду: ¿г
Наступною замшою змшних — = и (7) приводимо (7) до диференщаль-
У
ного р1вняння першого порядку:
и (2)&и«2(аг) + ^/(7) = 0. (8)
аг Р
Його розв'язок мае вигляд:
¿г
г г л1/2
4g '
¿у
(г)=у= и2I / (X) ¿X
V
(а2) Р ■
(9)
де и0 узгоджуеться 1з початковими умовами та використаною зам1ною зм1нних.
Наступним штегруванням знаходимо неявну залежнкть для роз'язку не-лшшного однорвдного р1вняння:
Г л-1/2
г 4 г
"о = I и01 /(Х)
¿г. (10)
го
В останньому сшвввдношенш у0 - стала, яка в1дпов1дае початковш умов1
г (у) = г0.
Зокрема, якщо нелшшна характеристика пружних елемеипв описуеться залежнктю / (Д) = сДу+1 (саме такою характеристикою вдаеться описати ввднов-лююч1 сили пружних амортизатор1в багатьох титв КТЗ [10-13]), то 1з (10) вип-ливае, що ввдносний рух шдресорено! частини описуеться за допомогою перь одичних Л1еЬ- функцш [12] у виглядг
г (г )= аса (п+ 1,1,«г(аг)г + у0), (11)
де аг(аг) = ^^(п++2)аП/2. Як 1 для лшшного випадку (п = 0), амплиуда аг та
початкова фаза коливань у визначаються через початков1 умови залежностями
>
= 1,
2
^, + .....
¿0 (п + 2)
2ага( аг)
г
а
г
аа (у +1,1, у0) — а) .
(12)
Зокрема, якщо ¿0 — 0, то аг — г0, якщо ж г0 — 0, то а1+п/2 —1 Р (п + 2) .
2\ ск
Одночасно отриманi залежност дають змогу отримати розрахунковi критичш значення швидкостi криволiнiйного руху
— Р + О - с (у + 2) ап+1 Ь
Укре. V Р (н + а) + ОЯ рк 2 , 1р + О + с (у + 2) ап+1 Ь Р (Н-аг) + ОК РК 2
(13)
(14)
Чисельний aнaлiз отриманих залежностей показуе, що для реальних зна-чень пaрaметрiв КРЗ критичне значення швидкосп, отримане на бaзi залежност (14), е завищеним. Таким чином, розрахункове значення критично'1 швидкост КТЗ на криволшшнш дiлянцi шляху вщповщае зaлежностi:
Р + О - с(п + 2) ау2+1 Ь — Р(Н + аг) + ОК РК 2
На рис. 2 представлено залежносп критично!' швидкосп руху КТЗ вiд амплiтуди коливань за таких значень параметра: P = 20000H, G = 5000H, H = 1,1м, R = 0,5м, р = 50м, g = 10м / с2 та рiзних значень статично! деформацп пружних амортизаторов.
Висновки. Отримаш у роботi аналiтичнi залежностi для визначення час-тоти прямолiнiйних коливань шдресорено! частини та критично! швидкосп руху КТЗ вздовж криволМйно! дшянки шляху можуть слугувати базою для мо-дернiзацi! пiдвiсок. Одночасно вони показують: а) для бшьших значень ампль туди нелiнiйних коливань критичне значения стiйкого руху е меншим; б) для бiльш жорстких пiдвiсок (меншого значення статично! деформацп пружних амортизаторiв) критичне значення спйкого руху бшьшою мiрою залежить вщ амплiтуди коливань; в) для бшьших значень параметра v критичне значення швидкостi е бiльшим.
Лiтература
1. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля / Р.В. Ротенберг. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1972. - 392 с.
2. Раймпель Й. Шаси автомобиля: Элементы подвески : пер. с нем. А.Л. Карнухина; под ред. Г Г. Гридасова. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1988. - 288 с.
3. Подпигало М.А. Динамика автомобиля / М.А. Подпигало, В.П. Волков, А. А. Бобошко, В.А. Павленко, В.Л. Файст, Д.М. Клец, В.В. Редько / под ред. М.А. Подригало. - Харьков : Изд-во ХНАДУ, 2008. - 424 с.
4. Подригало М.А. Устойчивость колесных машин против заноса в процессе торможения и пути ее повышения / М.А. Подригало, В.П. Волков, А.А. Бобошко, В.А. Павленко, М.В. Байцур, А.И. Назаров, В.О. Алексеев / под ред. М.А. Подригало. - Харьков : Изд-во ХНАДУ, 2006. -337 с.
5. Подригало М.А. Оцшка динашчно! стшкост автомобшя / М.А. Подригало, М.1. Кор-бко, Д.М. Клец // Вюник Нащонального техшчного университету "Харювськнй щштехтчнпй ш-ститут". - Сер.: Автомобше- та тракторобудування. - Харкв, 2008. - Вип. 58. - С. 134-137.
6. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля / А.С. Литвинов. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1971. - 416 с.
7. Божкова Л.В. Влияние поперечных вынужденных колебаний на опрокидывание автомобиля при объезде препятствия / Л.В. Божкова, В.Г. Нябов, Г.И. Норицина // Транспортное дело России. - Казань, 2009. - № 03. - С. 65-73.
8. Кравець 1.А. Вплив конструкцй шдвюки на стшюсть руху колюних машин високо'! про-хщноста / 1.А. Кравець, Б.О. Мельник // Междисциплинарные исследования в науке и образовании. - Волгоград, 2011. - № 1sm. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.ES.Rae.ru/ msno/153-500(23/11/2913).
9. Кузьо 1.В. Вплив параметр1в щдвкжи на нелшшш коливання транспортних засобгв / 1.В. Кузьо, Б.1. Сокш, В.М. Палюх // В1сник Нацюнального ун1верситету "Львгвська полгтехнжа". - Сер.: Динамка, мщшсть та проектування машин i прилад1в. - Львгв : Вид-во НУ "Львгвська полгтехнжа". - 2007. - № 588. - С. 49-52.
10. Сокш Б.1. Власнi вертикальнi коливання корпусу автомобшя з урахуванням нелiнiйних характеристик пружно'! пiдвiски / Б.1. Соки, Р.А. Нашвський, М.Г. Грубель // Автомобшьний транспорт : наук.-виробн. журнал. - 2013. - № 5 (235). - С. 15-18.
11. Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики / Н.А. Кильчевский. - М. : Изд-во "Наука". - 1977. - Т. II. - 544 с.
12. Сеник П.М. Обернення неповно'! Вeta-функцii / П.М. Сеник // Украинский математический журнал. - К., 1969. - Вип. 21, № 3. - С. 325-333.
Грубель М.Г., Сокил М.Б., Нанивский Р.А. Колебания подрессоренной части колесного транспортного средства и их влияние на устойчивость движения вдоль криволинейного участка пути
Получена зависимость частоты собственных прямолинейных колебаний подрессоренной части колесного транспортного средства (КТС) от амплитуды и параметров, которые описывают нелинейно-упругую характеристику восстановительной силы упругих амортизаторов; проанализировано их влияние на критическую скорость устойчивого движения КТС вдоль криволинейного участка пути.
Ключевые слова: подрессоренная масса, подвеска, нелинейные колебания, устойчивость движения, критическая скорость.
Grubel M.H., Sokil M.B., Nanivskyi R.A. Oscillations of the sprung part of wheeled vehicles and its influence on road holding along the curvilinear stretch of a track
The dependence of frequency of own rectilinear oscillations of the sprung part of wheeled vehicles on the amplitude and parameters, which describe a nonlinear elastic characteristic of restoring force of elastic shock absorbers is obtained; their influence on the critical velocity of stable motion of wheeled vehicles along the curvilinear stretch of a track is analyzed.
Keywords: sprung mass, suspension, nonlinear oscillations, road holding, critical velocity.
УДК 620.х194+1971 Докторант О.Е. Нарiвський1, канд. техн. наук -
ЗапорЬький НТУ
КОРОЗ1ЙНА ПОВЕД1НКА СПЛАВУ 06ХН28МДТ У МОДЕЛЬНШ ОБОРОТН1Й ВОД1 П1Д ОСАДОМ
Дослщжено корозшну поведшку сплаву 06ХН28МДТ у модельнш оборотнш водi з рН4 i концентращею хлорищв 600 мг/л. Встановлено закож^рносп та мехашзми ко-розшного розчинення Сг, N1 та Ре зi сплаву. Показано, що корозшш втрати сплаву вщ-буваються, в основному, в околi великих включень та границями зерен аустешту. Доведено, що корозшш втрати сплаву бшьше залежать вщ його структурно! гетерогенности шж вщ змши хiмiчного складу в межах стандарту. Окр]м цього, встановлено, що велик включення нiтридiв i оксисульфщв титану, катодно захищаючи сплав 06ХН28МДТ, знижують корозiйнi втрати Сг, N1 та Ре з птнг1в та границями зерен аустешту.
Ключовi слова: модельна оборотна вода, корозшш втрати, хлоридовмкне середо-вище, пiтiнгова корозiя, корозiйностiйкий сплав.
Вступ. Корозiйиостiйкий сплав 06ХН28МДТ застосовують у виробниц-твi емнiсно! та теплообмiнно! апаратури, яку використовують у технологiчних процесах iз сiрчaною, хромовою i фосфорною кислотами [1]. Сплав 06ХН28МДТ у цих корозшних середовищах мае достатню стшккть. Однак з боку оборотно!' води, яку застосовують у робоп теплообмшно!' апаратури, цей конструкцiйний мaтерiaл тддаеться пiтiнговiй та щiлиннiй корозi!.
Найчастше причиною пiтiнгувaния елементiв теплообмiнно! апаратури з боку оборотно! води е хлорид-юни та температура [2-4]. Вщомо [5, 6], що шд осадом iз оборотно! води на поверхш теплообмiнникiв, внaслiдок процесу пд-ратацп iонiв металу, знижуеться рН оборотно! води, зростае концентращя хло-рид-юшв i локально пiдвищуеться температура. Ц чинники е причиною птн-гування мaтерiaлу теплообмiнникiв.
Рaнiше [2, 4] дослщжували пiтiнгостiйкiсть сплаву в модельних оборот-них водах з рН4...8 i концентращею хлоридiв 300...600 мг/л. Птнгостшккть оцiнювaли за критичною температурою птнгування сплаву i Аф - кригеркм.
1 Наук. кер1вник: проф. С.Б. Белков, д-р техн. наук
