Метод контроля деталей высокой твердости Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

ф = п/4

M = 1,57 EJ /10

ф = п/2 N =

п2 EJ

N k

N J)

M = 3,14 EJ /10

ф = 3п/4

N=

13 EJ

M = 4,71 EJ /l0

19,74EJ

ф = п

M = 6,28 EJ /l0

36,13EJ

ф = 5п/4 N =---

M = 7,85 EJ /l0

88,84EJ

ф = 3п /2

M = 9,42 EJ /l0

l

l

Из (1) следует, что тривиальное решение ф = 0 исключается - усилие неопределено.

Библиографические ссылки

1. Тимошенко С. П. История науки о сопротивлении материалов с краткими сведениями из истории теории упругости и теории сооружений. М. : Гос. изд-во технико-теоретич. лит., 1957. 536 с.

2. Тимошенко С. П. Устойчивость упругих систем. М.;Л. : ОГИЗ : Гостехиздат, 1946. С. 532.

3. Попов Е. П. Нелинейные задачи статики тонких стержней. Л. ; М. : ОГИЗ, 1948. 170 с.

4. Вольмир А. С. Устойчивость упругих систем. М. : Физматгиз. 1963. 880 с.

5. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнманов-ские лекции по физике. Т. 7, М. : Мир 1977. С. 288.

6. Светлицкий В. А. Механика стержней. Ч. 1. Статика. М. : Высш. шк. 1987. 320 с.

7. Усюкин В. И. Строительная механика конструкций космической техники. М. : Машиностроение, 1988. 288 с.

8. Захаров Ю. В., Охоткин К. Г. Нелинейный изгиб тонких упругих стержней // ПМТФ. 2002. Т. 43, № 5. С. 124-131.

© Ежикова Е. В., Лобков М. О., Оськин А. В., 2013

УДК 621.891

В. А. Казанкин Научный руководитель - М. М. Матлин Волгоградский государственный технический университет, Волгоград

МЕТОД КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ

Предложен способ определения пластической твердости материала образца, который может быть применён для деталей, изготовленных из твёрдых материалов.

Известные способы определения твёрдости деталей (например, [1; 2]) не всегда позволяют точно определить твёрдость материала, в частности в случае, когда твердости материалов индентора и детали близки (отличаются менее чем в 2 раза). При этом на поверхности стального сферического индентора в процессе определения твердости может возникнуть остаточное смятие. В этой связи нами был разработан универсальный способ определения пластической твердости материала образца, который был бы справедлив как для низких, так и высоких значений пластической твердости материала образца.

Существенным отличием предлагаемого способа

является то, что определяют пластическую твердость материала сферического индентора и определяют коэффициент полноты фактической глубины остаточного отпечатка на поверхности материала образца кк. Это позволяет учесть при определении пластической твердости материала образца реальные условия контактного взаимодействия сферического индентора и материала образца:

к

К =■

К

при значениях кк < 1 пластическую твердость материала образца определяют по формуле

Секция «Модели и методы анализа прочности динамики и надежности конструкций КА»

НД=-

1,75НДИ

1 +1,25£,

НДИ

НДп

где кк - коэффициент полноты остаточного отпечатка на поверхности материала образца; к - глубина остаточного отпечатка на поверхности материала образца; кпр = Щп • Б • НДпр) -предельная глубина остаточного отпечатка на поверхности материала образца, соответствующая предельной пластической твердости материала образца; НД - пластическая твердость материала образца; НДщд - пластическая твердость материала сферического индентора; НДпр -предельная пластическая твердость материала образца.

При значениях кк > 1 пластическую твердость материала образца определяют по известной зависимости [1].

Отметим, что предложенный способ обладает достаточно высокой точностью определения пластической твердости материала образца: погрешность не превышает 2-3 %, а также является универсальным, поскольку пригоден для определения пластической твердости материала образца во всем возможном диапазоне её изменения.

Библиографические ссылки

1. Дрозд М. С., Матлин М. М., Сидякин Ю. И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М. : Машиностроение, 1986. 221 с.

2. Григорович В. К. Твердость и микротвердость металлов. М. : Наука, 1976. 230 с.

© Казанкин В. А., 2013

УДК 519.876.2

Д. А. Климовский, А. Н. Мелконян Научный руководитель - Н. А. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ МИКРОРОБОТА С ВИБРАЦИОННЫМ ПРИВОДОМ И АНИЗОТРОПНЫМ ТРЕНИЕМ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

С помощью математического пакета «Maple» создана программа для моделирования и исследования движения платформы микроробота с инерционным приводом и ворсистой контактной поверхностью.

В настоящее время одной из основных тенденций развития современных технологий является уменьшение размеров компонентов, устройств и машин, входящих в технологические процессы и выполняющих производственные операции. Особое значение имеет место рассмотрение движения существующих и перспективных систем, например таких, как мобильные миниатюрные роботы и автоматизированные группы миниатюрных устройств, созданных на основе достижений микроэлектроники, мехатроники, информационных и других технологий [1].

Известны различные микророботы на основе инерционного движения в ограниченном и на свободном пространстве [2]. Один из микророботов основан на использовании анизотропии трения для упоров и представляет собой платформу с ворсистой поверхностью. Электромеханический привод с неуравновешенной массой создает движущую силу (рис. 1).

Математическую модель такого механизма можно описать следующим образом. Зададимся двумя система координат: неподвижной XOY и связанной с центром масс моделиX'O'Y' (рис. 3).

Основные дифференциальные уравнения движения модели в системе X'O'Y'

, , dVx' trdVy'

M-= Fx M—— = Fy

dt dt

Положение модели в системе XOY:

t2

X = X0 + J (Vx, cos0 + Vy, sin9)dt;

2

Y = Y0 + J (Vy, cos 0 + Vx, sin 0)dt;

d 20 M

dt2 I

где М - масса модели, Vx- скорость в направлении оси О'Х'; Vy- скорость в направлении оси ОТ'; Fx -сумма сил по оси О'Х'; Fy - сумма сил по оси О'У; Мвр - момент сил относительно точки O'; 6 - угол между осями X' и X.

Аналитическое решение данных уравнений затруднительно за счет наличия анизотропного трения, значение которого зависит от направления движения модели. Численное моделирование в пакете «Maple» помогает решить эту задачу. В процессе работы создана следующая исследовательская программа (рис. 2). Основная часть представляет собой область визуализации результатов (положение в пространстве, мгновенное значение скорости и направления) и регуляторы скорости вращения двигателей. Одно из достоинств данной программы возможность регулировать скорость вращения двигателей в процессе расчета, что позволяет моделировать различные режимы движения.

Созданная программа позволяет анализировать поведении модели при различных значения угловых скоростей двигателей, визуализирует движение ЦМ модели в плоскости движения, позволяет строить графики изменения основных параметров.

Данное устройство также может быть смоделирована в пакете SimMechanic [3].