CC BY
0
https://doi.org/10.21122/1683-6065-2024-2-170-173 Поступила 15.04.2024
УДК 621.74:628.517 Received 15.04.2024
РАСЧЕТ ЭНЕРГИИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТОМЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
А. О. УЛИТЕНОК, канд. техн. наук, доцент, г. Могилев, Беларусь. E-mail: alexulinok@yandex.ru.
ENERGY CALCULATION AERODYNAMIC SOUND IMPACT ON THE CRYSTAL LATTICE
A. O. Ulitenok, Mogilev, Belarus. E-mail: alexulinok@yandex.ru.
Авторы работы [1] предложили иную, чем в [2], физико-математическую модель для расчета энергии воздействия на атомы кристаллической решетки при аэродинамическом упрочнении (АДУ) [2]. При этом расчет энергии от температурного воздействия оказался идентичен, указанному в работе [2]. Так, в [1] со ссылкой на работу [2] сообщается, что «...энергия от температурного воздействия, приобретаемая атомом некоторого химического элемента, будет иметь следующий вид.»:
Et = 24,94338m ■ (Тд0П + 273,15), (1)
где m - масса атома некоторого химического элемента, кг; Тдоп - максимально допустимая температура подогрева, °С.
Из контекста [1] выражение (Тдоп + 273,15) является максимально допустимой температурой подогрева, К. Из формулы (2.20) [2] константа 24,94338 ~ 3R, где R - газовая постоянная, Джмоль-1К-1. Подставляя значения размерностей величин в формулу (1) и произведя сокращения, получаем:
1 = моль-1 ■ кг. (2)
Формула размерности (2) ошибочна, как следствие, ошибочна формула (1) и поэтому для каких-либо расчетов она не пригодна.
По сравнению с [2] авторы работы [1] разработали новую физико-математическую модель только в части расчета энергии от воздействия звука. Формула для нахождения интенсивности звуковой волны I, Вт/м2, (7) в [1]:
I = ЕВн / Г^п ■ SJ, (3)
где Евн - энергия, переданная атомам кристаллической решетки твердых сплавов от воздействия звуковых волн, Дж [1]; - время, равное длительности полупериода звуковой волны, для частоты v = 155 Гц, которое «предполагает максимальное значение амплитуды резонанса» tm = 3,2258 • 10-3 с [1]; Sc - «... площадь сечения диаметральной плоскости атома химического элемента.» определяется по формуле (5) [1]:
Sc = п ■ R2, м2, (4)
где R - радиус атома, м.
Подставив в (3) формулу (4) и разрешив (3) относительно Евн, получим:
Евн = I ■ ^ ■ п ■ R2. (5)
Подставив значения I = 0,42 Вт/м2 [2], tua = 3,2258 10-3 с и R, была рассчитана энергия от звукового воздействия при АДУ твердых сплавов (ТС). Результаты расчета приведены в таблице.
Результаты расчета энергии от звукового воздействия при АДУ ТС
Элемент W Ti Ta Co
R, м, 10-12 [3] 141 146 146 125
Евн, Дж,-10-23 8,46 9,07 9,07 6,65
ЛИТЬЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ 2 2024
171
Из таблицы видно, что значения внешней энергии от воздействия звука на компоненты твердого сплава 6,65-9,07 ■ 10-23 Дж << (2,5-11,1) ■ 10-18 Дж - энергии «...достаточной для смещения атомов кристаллической решетки твердых сплавов ...» (Заключение 2 по работе [2]), т. е. вместе с соавтором работы [1] разработчик [2] вывели формулу, доказывающую ложность вывода о том, что «.при давлении подающего воздуха, равного 0,2 МПа, на частотах 148 и 159 Гц, ... обеспечивается энергия, воздействующая на атомы элементов твердого сплава, равная (2,5-11,1) 10-18 Дж, ...» [2].
Иными словами, автор [2] сам себя опроверг в работе [1] в части подводимой энергии для смещения атомов кристаллической решетки (САКР) ТС и тем самым косвенно признал, что от звукового воздействия при АДУ отсутствуют:
1) явление САКР ТС из-за крайне низкой подводимой энергии, которая на 5 порядков ниже энергии этого смещения;
2) уменьшения плотности дислокаций и искажений кристаллических решеток компонентов ТС из-за отсутствия САКР;
3) упрочняющее или разупрочняющее воздействие звука при АДУ на материалы; и косвенно подтвердил выводы об:
1) отсутствии в [2] теоретических основ АДУ [5, 6, 15];
2) отсутствии в [2] экспериментальных доказательств заявленного резонанса атомов компонентов твердых сплавов [4] и достоверных результатов рентгеноструктурного анализа [16];
3) неадекватности физических явлений при АДУ [4, 6];
4) невозможности звука со столь низкими интенсивностью и частотой производить какие-либо изменения в кристаллической решетке твердых тел и динамическое воздействие на твердые сплавы и другие материалы [4, 6, 8, 9, 11, 12, 16];
5) наличии в [2] противоречий со школьным курсом математики [4, 14], теорией твердого тела [4], основам металлургии [4], материаловедением [15], философией [5];
6) отсутствии у АДУ эффекта упрочнения и практической значимости [6-9, 13, 14].
Указанные выше признание и подтверждение, а также результаты расчета энергии от звукового воздействия при АДУ ТС, все это исключает применение АДУ для обработки любых материалов, в том числе твердосплавных пластин марки «BYTC».
ЛИТЕРАТУРА
1. Жариков, А. Н. Расчет интенсивности звуковой энергии для обработки твердого сплава методом аэродинамического звукового упрочнения / А. Н. Жариков, А. Н. Жигалов // Технологическое обеспечение машиностроительного производства: сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф. - Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2024.- 211 с.
2. Жигалов, А. Н. Теоретические и технологические основы аэродинамического звукового упрочнения твердосплавного инструмента для процессов прерывистого резания: дис. ... д-ра техн. наук. - Минск, - 2021. - 378 с.
3. Физические величины: справ. / А. П. Бабичев [и др.]; под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991.- 1232 с.
4. Иванова, Л. В. Об амплитуде колебаний атомов компонентов твердых сплавов при аэродинамическом воздействии/ Л. В. Иванова // Литье и металлургия. - 2023. - № 4. - С. 131-132.
5. Карабинов, Д. Р. Философский аспект основы теории аэродинамического звукового упрочнения / Д. Р. Карабанов // Литье и металлургия. - 2023. - № 1. - С. 148-148.
6. Лушпай, С. А. Об энергии аэродинамического звукового воздействия / С.А. Лушпай // Литье и металлургия. - 2023. -№ 3. - С. 116-117.
7. Марукович, Е. И. Влияние аэродинамического звукового воздействия на свойства твердых сплавов / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко // Техническая акустика: разработки, проблемы, перспективы: материалы IV Междунар. науч. конф. г. Витебск (март 2023 г.). - Минск: УП ИВЦ Минфина, 2023. - С. 118-119.
8. Марукович Е. И. Влияние звука на упрочнение металлов и сплавов / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко // Перспективные материалы и технологии: материалы Междунар. симпозиума (Минск, 21-23 августа 2023 г.). - Минск: ИВЦ Минфина, 2023. - С. 251-252.
9. Марукович, Е. И. О влиянии аэродинамического звукового упрочнения на свойства сплавов / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко // Горная механика. - 2023. - № 3. - С. 67-70.
10. Стеценко, В. Ю. О методе аэродинамического звукового упрочнения металлокерамических твердых сплавов / В. Ю. Стеценко // Литье и металлургия. - 2022. - № 4. - С. 137-138.
11. Стеценко, В. Ю. Расчет среднего звукового давления при обработке сплавов методом аэродинамического звукового упрочнения / В. Ю. Стеценко // Литье и металлургия. - 2023. - № 2. - С. 136.
12. Стеценко, В. Ю. Может ли звук упрочнять металлы и сплавы? / В. Ю. Стеценко // Литье и металлургия. - 2023. -№ 3. - С. 111.
13. Стеценко, В. Ю. О перспективности метода аэродинамического звукового упрочнения сплавов / В. Ю. Стеценко // Литье и металлургия. - 2023. - № 4. - С. 133-134.
14. Улитенок, А. О. Влияние метода аэродинамического звукового упрочнения на твердость чугуна / А. О. Улитенок // Литье и металлургия. - 2023. - № 1. - С. 146-147.
15. Улитенок, А. О. Явления в кристаллической решетке при аэродинамическом звуковом упрочнении / А. О. Улитенок // Литье и металлургия. - 2023. - № 2. - С. 141-142.
16. Улитенок, А. О. О влиянии аэродинамического звукового воздействия на плотность дислокаций твердых сплавов / А. О. Улитенок // Литье и металлургия. - 2023. - № 4. - С. 135-136.
