CC BY
0
100
FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY 3 2024
О ПРОНИКНОВЕНИИ ЭНЕРГИИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ТВЕРДЫЙ СПЛАВ
В работе [1] ее авторы, ссылаясь на [2], сообщают, что «... коэффициент проникновения звуковых волн принимаем за единицу .... Тогда значение требуемой интенсивности звуковой энергии, производимой резонатором, будет равным значению интенсивности звуковой энергии, требуемой для возможности смещения атома каждого из основных химических элементов в энергетически более выгодное положение (1р = I)».
В [2] в части распространения звука даются определения и разъяснения таких понятий, как отражение, прохождение и поглощение звуковых волн. При этом использованного в [1] даже упоминания о термине «.проникновения звуковых волн.» и сведений о расчете коэффициента проникновения звуковых волн в [2] отсутствуют.
В то же время один из соавторов [1] указывает, что «коэффициент пропускания энергии тпроп из одной среды в другую определяется отношением интенсивности волны, проходящей во вторую среду, к интенсивности падающей волны:
тПр0П = 4^2 / +^)2, (2.30)
где Z1 и Z2 - волновые сопротивления первого и второго вещества» [3].
Указанная выше формула - это преобразованное общеизвестное выражение Рэлея для определения коэффициента проникновения звука:
Р = 4 Zx / Z2 / (Zx / Z2 + 1)2,
где Z1 = р1с1, р1 - плотность первой среды; с1 - скорость звука в первой среде; Z2 = р2с2, р2 - плотность второй среды; с2 - скорость звука во второй среде [4].
На примере ВК8 произвели расчет коэффициента «.пропускания энергии тпроп ...» и коэффициента проникновения звука р.
Плотность воздуха в нормальных условиях р1= 1,204 кг/м3 [5], а скорость звука в нем с^ = 343,1 м/с [6].
По ГОСТ 38382-75 (ИСО 513-75) для твердого сплава ВК8 его плотность - (14,5.14,8)103 кг/м3. Приняли р2 = 14,6 103 кг/м3. Учитывая, что основной фазой в ВК8 является карбид вольфрама приняли скорость звука в нем С2= 6220 м/с [7].
Тогда
^ = р1с1 = 1,204 343,1 = 413,1, Z2 = р2с2 = 14,61036220 = 9,1107 [кг/(см2)], тпроп = 4ЭД / (^ + Z2)2 = 4413,19,1107 / (413,1 + 9,1107)2 = 1,81957 10-5,
Р = 4^ / Z2 / (^ / Z2 + 1)2 = 4413,1 /9,1107 /(413,1 /9,1107 + 1)2 = 1,81957 10-5.
Расчет показал, что не вся энергия генерируемого звука может проникнуть в твердый сплав, а только ее мизерная часть - 1,81957 10 ^, т. е. менее 1/50 000 ее доли.
А так как тпроп = Р = 1,81957 10-5 << 1, утверждение «... коэффициент проникновения звуковых волн принимаем за единицу .» [1] является ложным.
Внешняя энергия от непосредственного воздействия звука на пластинки твердого сплава составляет величину (6,65-9,07) • 10-23 Дж [8]. С учетом рассчитанного коэффициента проникновения звука в твердый сплав, подводимая к его компонентам звуковая энергия равна 1,81957 10-5 (6,65 - 9,07) 10-23 Дж = (1,21 - 1,65) • 10-27 Дж, что в среднем более чем в 100 миллионов раз меньше утверждаемой «энергии (2,5 - 11,1) 10-18 Дж, достаточной .для смещения атомов кристаллической решетки твердых сплавов. [9]». Поэтому интенсивности звуковой энергии, производимой резонатором, для смещения атомов в твердых сплавах недостаточно и каких либо изменений в этих сплавах от аэродинамического звукового воздействия не происходит.
ЛИТЬЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ 3 2024
101
Формула для расчета коэффициента проникновения (2.30) в [3] была проигнорирована авторами работы [1]. Причем при осведомленности в существовании указанной формулы по крайней мере соавтора работ [1, 3], поэтому [1] можно отнести к разряду антинаучных «работ», в которых авторы вводят в заблуждение научную общественность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жариков А. Н., Жигалов А. Н. Расчет интенсивности звуковой энергии для обработки твердого сплава методом аэродинамического звукового упрочнения // Технологическое обеспечение машиностроительного производства: сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф. М-во образования Респ. Беларусь, М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Белорус.-Рос. ун-т.- Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2024.- 211 с.
2. Звук и акустика [Электронный ресурс].- Режим доступа: ссылка на сайт http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ b641a27b-9866-7427-56f3-1d067e7426f7/1002314A.htm.- Дата доступа: 11.08.2024.
3. Жигалов, А. Н. Теоретические основы аэродинамического звукового упрочнения твердосплавного инструмента для процессов прерывистого резания / А. Н. Жигалов, В. К. Шелег.- Могилев: МГУП, 2019.- 213 с.
4. Глава 8. Акустика [Электронный ресурс].- Режим доступа: ссылка на сайт http://vmede.org/sait/?page=12&id=Medbiofizika_ remizov_2012&menu=Medbiofizika_remizov_2012.- Дата доступа: 11.08.2024.
5. Свойства воздуха: состав, плотность, теплоемкость, теплопроводность [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ссылка на сайт https://yuson.by/svoystva-vozduha/ - Дата доступа: 14.08.2024.
6. Скорость звука. Большая Российская энциклопедия [Электронный ресурс].- Режим доступа: ссылка на сайт https:// bigenc.ru/c/skorost-zvuka-3b73df - Дата доступа: 14.08.2024.
7. Карбид вольфрама [Электронный ресурс].- Режим доступа: ссылка на сайт https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten_ carbide - Дата доступа: 14.08.2024.
8. Улитенок, А. О. Расчет энергии аэродинамического звукового воздействия на атомы кристаллической решетки / А. О. Улитенок // Литье и металлургия. - 2024. - № 2. - С. 170-172.
9. Жигалов А. Н. Теоретические и технологические основы аэродинамического звукового упрочнения твердосплавного инструмента для процессов прерывистого резания: дис. ... д-ра техн. наук / А. Н. Жигалов. - Минск, 2021. - 378 с.
С. А. ЛУШПАЙ, Россия, г. Санкт-Петербург, E-mail: ser.luschpai@yandex.ru
