CC BY
22
способствует изменению теплофизических свойств материалов.
Из-за различий в силе и интенсивности движений тела человека сминаемость в исследуемых областях будет разной. Наибольшая величина смина-емости наблюдается в области локтя. Несколько ниже сминаемость в области колена, значительно ниже в области талии и сидения. На сминаемость ткани оказывают влияние деформационные воздействия, вызванные телодвижением человека, а также формы одежды, ее конструктивные и технологические особенности. Снижение деформационной способности тканей в одежде приводит к сковыванию движений человека, к дискомфорту, снижению работоспособности [3].
несминаемость
В этой связи, были проведены исследования некоторых свойств материалов с помощью разработанной АСНИ. Разработанная методика заключалась в последовательном определении показателей качества. Результаты эксперимента представлены ниже (рис. 2-3).
у—■<
/ / \
/ —1 л
/ \ \
/ < k \ \\
\ > N <
Рисунок 2 - Несминаемость (%)
Рисунок 3 - Жесткость (мкН*см2)
Анализируя полученные результаты можно сказать, что, обладая высокой плотностью ткань «Букле» характеризуется наибольшей несминаемо-стью (Рис.2) и жесткостью (Рис.3). Это говорит о том, что изготовление из этой ткани верха (например, пальто) будет сопротивляться изменению формы, изгибу, плохо драпироваться, ложиться пологими складками, иными словами будет стеснять движение человека и плохо облегать форму.
Таким образом, можно констатировать высокую эффективность использования АСНИ в проведении контрольных замеров важнейших свойств материалов используемых в легкой промышленности.
80
70
60
50
S 40
30
20
10
ЛИТЕРАТУРА
1. Гель П. Как превратить компьютер в измерительный комплекс: Пер. с франц. - 2-е изд., испр. -М.: ДМК, 1999. -144 с.
2. Батищева О.М., Шуваев В.Г., Папшев В.А., Анкудинов Д.В. Методика и результаты экспериментальных исследований процесса ультразвуковой запрессовки зубков шарошечных долот с использованием автоматизированной системы научных исследований // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 1-2. С. 415-417.
3. Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство). - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2004. - 439с.
УДК 620.179
Быков А.П., Наседкин А.В., Андросов С.В., Пиганов М.Н.
АО «Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара, Россия
ФГБОУ высшего образования «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» (Самарский университет)г Самара, Россия
МЕТОД УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
В данной статье проверяется возможность применения метода вибрационного снятия остаточных напряжений к приспособлениям, используемым при проведении механических испытаний радиоэлектронной аппаратуры. В статье также приведены результаты проведенного исследования, которое доказывает эффективность данного метода.
Ключевые слова:
МЕТОД СНЯТИЯ ОСТАТОЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВИБРАЦИЕЙ (ВСОН), VSR, СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА (СТО), АЧХ, ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРОСТЕНД
Для оценки надёжности РЭА проводятся соответствующие испытания. Для аппаратуры космического и военного назначения предполагается длительный срок активного существования изделия, при котором обычные методы испытаний становятся неприемлемыми из-за большого времени их реализации. Ввиду этих ограничений на первый план выходят методы ускоренных испытаний, которые позволяют значительно сократить время исследования, а также уменьшить его стоимость.
Для выявления различных процессов разрушения существуют различные типы испытаний. Для ускорения механизмов разрушения, от которых зависит долговечность изделий, необходимо выполнить испытания на тепловую усталость, тепловой удар, вибрационные испытания и испытания на удар. Выбор типа и условий испытаний должен осуществляться на основании соответствующих механизмов отказа или повреждения и условий эксплуатации [1].
При термоциклировании изделия подвергаются поочередному воздействию высоких и низких температур с определенными временами выдержки. Во
избежание теплового удара скорость изменения температуры не должна превышать 20°С/мин. Для создания повреждений от процессов усталости/ползучести, с учётом космической области применения, необходим диапазон температур от -30°С до +80°С с выдержками порядка 15 минут при определённых значениях температур.
По результатам исследований, спектральный состав вибраций, воздействию которых подвергается электронная аппаратура, распределён в широком диапазоне частот. Это означает, что вибрации любой частоты присутствуют одновременно в различных сочетаниях интенсивности. Эксперименты, проводимые в управляемых условиях, показали, что широкополосное воздействие при испытаниях можно успешно моделировать, применяя непериодическую (случайную) вибрацию.
Испытания на механический удар представляют собой интенсивное ускорение, которое имитирует жесткие условия эксплуатации. К этим условиям относятся мгновенно приложенные нагрузки или резкие изменения характера движения (например, при старте ракетоносителя). Удары этой категории
могут нарушить эксплуатационные характеристики или вызвать повреждение, аналогичное тому, которое возникает при чрезмерной вибрации.
Для испытаний на механический удар применяются очень быстрые и резкие циклы нагружения. Обычно ударные импульсы имеют порядок от 500g до 30000g с длительностью импульса от 0,1 до 1,0 миллисекунд. Высокая частота следования циклов позволяет проводить испытания с применением очень малых нагрузок или диапазонов смещения.
При проведении механических испытаний радиоэлектронной аппаратуры используется специальная технологическая оснастка (СТО), представляющая собой приспособление, изготовленное из различных металлических сплавов методом сварки. В процессе эксплуатации, приспособление подвергается значительным перегрузкам (до 1009) в широком диапазоне частот (до 3 кГц). Наличие остаточных напряжений значительно снижает его эксплуатационную надежность, может привести к изменению размеров приспособления, а также влияет на общую механическую целостность [2], что в свою очередь может вызвать разрушение дорогостоящих изделий, которые на нем испытываются.
Для снятия остаточных напряжений был разработан вибрационный метод (ВСОН) как альтернатива методу снятия напряжений термообработкой. Недостатками этого метода, которого являются большая
трудоемкость, значительное энергопотребление и как следствие, его дороговизна [3].
Метод ВСОН представляет собой обработку изделий в резонансном режиме, переменными напряжениями, достаточными для упругопластических деформаций металла [4]. Данный метод обладает рядом ограничений: он применяется для снятия остаточных напряжений в массивных сварных конструкциях (массой более 1000 кг) на частотах, не превышающих 100 Гц с помощью специального оборудования [5].
Перед авторами стояла задача проверить возможность применения метода ВСОН на сварных конструкциях малой массы (до 100 кг), в диапазоне частот до 2 кГц, используя электродинамический вибростенд.
В качестве образца исследования было выбрано приспособление, изготовленное из сплава АМгбБ (ГОСТ 17232-99), с размерами (ДхШхВ) 246х324х342 мм, массой 16,7 кг. Приспособление жестко крепилось к столу электродинамического вибростенда, также к столу крепился задающий пьезоэлектрический датчик по ГОСТ ИСО 5348-2002. Возле мест крепления изделия к приспособлению устанавливались контролирующие датчики в количестве трех штук.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) приспособления измерялась при режимах, приведенных в таблице 1.
Таблица 1
Режимы измерения АЧХ
Частота, Гц 5-10 10-20 20-40 40-80 -
Перегрузка, О 0,5 0,5 0,5 0,75 1
Полученный график АЧХ приспособления изображен на рисунке 1.
№1 №2 №3
йетаг1
Ргедиегсу: 7302 Н \
йетаг! 1 П №3: 1.255 П
№2 1.52 П
Ргедиег у: 1291 Н
№3: 3.26 №2: 3.85 9 П 7 П
Рге йеп диегсу: 15 апс|: 1 П 92 Н
№2 №1 39.47 П 2.807 П
йетаг №3: 53 : 7 П
№2: 2 №1: 52 73 П .68 й
Р ] гед егсу: 1884 Н
№ 03: 2: 1.67 П 6.616 й
№ № 5.88 й
1
у !
ш
ш
100
Ргедиепсу (НЪ)
Рисунок 1 - Амплитудно-частотная характеристика приспособления
Как видно из рисунка 1, в диапазоне от 5 до 2 000 Гц у приспособления были выявлены четыре
резонансные частоты. Значения перегрузок, зафиксированные каждым контролирующим акселерометром для каждой частоты, указаны в таблице 2.
5
0
000
Таблица 2
Значения перегрузок, зафиксированные каждым контролирующим акселерометром для каждой частоты
—Частота, Гц Перегрузка,-6— 730,2 1291 1592 1722 1884
Акселерометр № 1 1,52 2,58 2,80 52,68 15,88
Акселерометр № 2 8,45 3,90 39,47 2,07 6,62
Акселерометр № 3 1,26 3,27 1,69 53,70 11,67
Затем приспособление подвергали воздействию перегрузки, равной 1 9 на каждой резонансной частоте в течение 10 минут. После этого амплитудно-частотная характеристика приспособления
измерялась повторно. Полученный график повторной АЧХ приспособления изображен на рисунке 2.
о.
№1 №2 №3
йетаг^
100
Егециепсу (Нъ)
0
0
0
е 40
30
20
0
о
5
0
000
Рисунок 2 - Повторная амплитудно-частотная характеристика приспособления
Значения перегрузок, зафиксированные каждым после воздействия на приспособление перегрузки контролирующим акселерометром для каждой частоты на фиксированных частотах, указаны в таблице 3.
Таблица 3
Значения перегрузок, зафиксированные каждым контролирующим акселерометром для каждой частоты после воздействия на приспособление перегрузки на фиксированных частотах
———____Частота, Гц Перегрузка, б " —-— 730,2 1291 1592 1722
Акселерометр № 1 1,79 2,64 4,84 69,95
Акселерометр № 2 11,33 3,89 73,07 4,79
Акселерометр № 3 1,28 3,34 4,14 71,91
Следует обратить внимание, что после воздействия перегрузки на фиксированных частотах резонанс на частоте 1884 Гц сместился по шкале частоты влево и слился с резонансом на частоте 1772 Гц.
Увеличение значения перегрузки на каждой резонансной частоте, зафиксированное контролирующими акселерометрами в процентах, отображено на рисунке 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Авторам [6] были определены следующие критерии уменьшения значения остаточных напряжений:
резонансные пики становятся более узкими и более ярко выраженными;
резонансные пики увеличиваются; происходит смещение пика на более низкую частоту.
В процессе данного исследования установлено, что для сварных конструкций оснастки РЭА массы до 100кг в диапазоне от 0 до 2кГц все условия уменьшения значений остаточных напряжений при использовании электродинамического вибростенда выполняются.
Это позволяет сделать вывод о возможности разработки методики снижения остаточных напряжений данного типа СТО. Для этого требуется проведение большого объема экспериментальных исследований.
Рисунок 3 - Увеличение значения перегрузки для каждого акселерометра в процентах
ЛИТЕРАТУРА
1. Наседкин А.В., Тюлевин С.В., Пиганов М.Н. Методика производственных испытаний электронных узлов II Вестник СГАУ, 2012. №7. С. 76-84.
2. Jurcius A., Valiulis A.V., Cernaséjus O. Influence of vibratory stress relief on residual stresses in weldments and mechanical properties of structural steel joint ll Journal of Vibroengi-neering. - 2010. - 12. - 1. Р. 133-141.
3. Семухин Б. С. Определение напряжений в сварных швах и методика их понижения l Б. С. Семухин, О.Н. Нехорошков, В.А. Клименов, В.Н. Музалев ll Структура и свойства металлов. - 2014. С. 222-226.
4. Sun M.C., Sun Y.H., Wang R.K. Vibratory stress relieving of welded sheet steels of low alloy high strength steel llMaterials Letters. -2004. - Vol. 58. В 7-8. Р. 1396-1399.
5. Летуновский А.П., Антонов А.А., Стеклов О.И. Снятие остаточных напряжений низкочастотной виброобработкой II Заготовительные производства в машиностроении. - В 8. - 2012 [Электронный ресурс]. URL: http:llwww.magnitsp.rularticleslsnyatie_ostatochnykh_napryazheniy_nizkochastotnoy-_vibroobrabotkoyI (Дата обращения 10.11.2017).
6. Adams C.M., Klauba B.B. Productive applications of mechanical vibrations ll American Society of Mechanical Engineers: reprint. - May 20, 2005.
УДК 672.82.024
Абразумов В.В., Котенко В.Д., Синюков Н.В., Толчеев А.В.
ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мы-тищи-5, Россия
УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА НОЖЕЙ РУБИЛЬНЫХ МАШИН В УСЛОВИЯХ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Для производства древесной щепы, используемой как для изготовления древесных композиционных материалов, так и различных видов топлива, используются рубильные машины. Рабочие органы таких машин снабжены ножами, которые превращают древесное сырьё в щепу. Инструментальные материалы, используемые для изготовления ножей рубильных машин, должны обладать высокими показателями динамической прочности и износостойкости. Проведенные исследования показали, что для изготовления ножей рубильных машин бюджетного класса могут использоваться достаточно дешёвые инструментальные стали, подвергнутые специальной термической обработке. Для реновации ножей в условиях лесозаготовительных предприятий также могут использоваться материалы отслуживших рамных, ленточных и круглых пил, а требуемые свойства могут быть обеспечены применением технологии термомеханической обработки
Ключевые слова:
РУБИЛЬНЫЕ МАШИНЫ, НОЖИ, РЕНОВАЦИЯ, ЗАКАЛКА, ОТПУСК, ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Рубильные машины применяются как для произ- Большая номенклатура используемых ножей импорт-водства высококачественной щепы, используемой ного производства требует затрат валютных при изготовлении древесных композиционных мате- средств, поэтому совершенствование технологии их риалов, так и для переработки в щепу древесных упрочняющей обработки, которую можно реализовать отходов (веток, сучьев, тонкомерных деревьев) в условиях малых предприятий, специализирующихся при разработке лесосек лесозаготовителями, в ле- на производстве рубильной техники и инструментов сопарковых хозяйствах, а также в быту. Большой к ней, может представлять практический интерес. объём щепы перерабатывается также в различные Главным препятствием для организации производ-виды топлива [1]. ства ножей рубильных машин на этих предприятиях
Передвижные рубильные машины на базе колесных является отсутствие необходимых знаний и опыта тракторов, а также машины стационарного типа с для проведения качественной упрочняющей обра-электрическим приводом, применяемые в условиях ботки углеродистых и легированных инструменталь-малых производств, относятся, как правило, к ма- ных сталей, которая могла бы обеспечить необхо-шинам бюджетного класса и оснащаются дисковым димые эксплуатационные свойства изделий. рабочим органом с числом ножей не более шести В данной работе представлены результаты ис-
[2]. следований термической обработки ножей рубильных
В настоящее время применяются машины как оте- машин из инструментальных сталей, а также рас-чественного, так и импортного производства [3]. смотрены вопросы технологии реновации ножей, отработавших свой срок эксплуатации.
