CC BY
23
Арсентьева Марина Владимировна, канд. техн. наук, доцент, mars_100@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
INVESTIGATION OF INTRA-BALLISTIC PROCESSES IN POWER PLANTS OF PYROTECHNIC PRODUCTS
M. V. Arsentieva
The issues of numerical simulation of the working process in gas generators ofpyro-technic products are considered. Is presented the developed software and methodological complex that takes into account the specific features of calculating the parameters of the working process in pyrotechnic gas generators, such as non-simultaneous ignition of fuel elements, combustion of fuel at low pressures, combustion of charges of complex geometry, accounting for condensed phase particles in the combustion products, subsonic flow of the gas mixture, etc.and the results of the calculation are presented.
Key words: internal ballistics, power plant, simulation.
Arsentieva Marina Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, mars 100@mai/. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 658.345.06
РЕГРЕССИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОТЕРЬ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ МНОГОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Н.А. Чукарина, Д.В. Русляков, С. А. Шамшура
Приведены результаты экспериментальных исследований и математической обработки в виде регрессивных зависимостей, что фактически и позволяет выполнить расчеты уровней шума при обработке щитовых многослойных заготовок.
Ключевые слова: регрессивные зависимости, коэффициент потерь, многослойные материалы, древесина.
Работу на деревообрабатывающих станках можно отнести к категории опасных, так как в большинстве случаев на рабочих местах наблюдаются повышенные как уровни шума. Поэтому важной задачей является правильный выбор технологии и комплексной инженерной системы защиты от шума.
Диссипативная функция, задаваемая эффективным коэффициентом потерь колебательной энергии, непосредственно используется при проектных расчетах виброакустических характеристик различных конструкций. Эта физическая величина задается по результатам экспериментальных исследований деталей различной геометрической конфигурации для сплошных заготовок из различных пород древесины. Диссипативная функция применительно к обрабатываемым заготовкам из многослойных неоднородных материалов практически не изучена. Поэтому цель экспериментальных исследований заключалась в выявлении закономерностей
65
измерений величины эффективного коэффициента потерь колебательной энергии применительно к щитовым панелям из древесины и древесностружечной плиты в функции частоты.
В данной статье приведены результаты экспериментальных исследований и математической обработки в виде регрессивных зависимостей, что фактически и позволяет выполнить расчеты уровней шума при обработке щитовых многослойных заготовок.
Результаты экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования коэффициентов потерь колебательной энергии проводились не только для однородных материалов, но и для многослойных неоднородных, таких как фанера и ДСП. Коэффициент потерь для таких материалов более высокий, что приводит к более широкому применению их в ограждающих конструкциях. Регрессионный анализ коэффициентов потерь для этих материалов приведен ниже. Для фанеры - табл. 1, 2 и рис. 1 - 3, для ДСП - табл. 3 - 4 и рис. 4 - 6.
л
0,05
0,04 0,03 0,02 0,01 -I
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1, Гц
Рис. 1. Коэффициент потерь колебательной энергии для фанеры
Результаты регрессионного анализа нелинейными
Таблица 1
Название кривой Уравнение СКО
Экспоненциальная Л = 0,023в'1'3610 57 8,44-10 -3
Степенная Л = 0,0337 "°'°б 7,58-10 -3
Гиперболическая 1 типа п пю 0,68 Л = 0,019 + —- 7 4,46-10 -3
Гиперболическая 2 типа 1 л =- 44,82 + 0,0002 / 8,64-10 -3
Гиперболическая 3 типа л= 7 -736,62 + 50,41/ 4,23-10 -3
Логарифмическая Л = 0,037 - 0,002 • 1п 7 7,49-10 -3
Б-образная -3,93+ 218 Л = в 7 4,07-10 -3
Обратнологарифмическая 1 л=- 34,71 +1,69 • 1п 7 7,99-10 -3
0,045 0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015
фанера
Экспонента
Степенная
Гиперболическая I типа Гиперболическая II типа Гиперболическая III типа Логарифмическая
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Рис. 2. Аппроксимация нелинейными функциями для фанеры
Таблица 2
Результаты регрессионного анализа полиномами
Степень Уравнение СКО
1 h = 0,033 - 0,0035 (lg f) 8,49-10 -3
2 h = 0,083 - 0,044 (lg f) + 0,0075 (lg f )2 7,79-10 -3
3 h = 0,332- 0,352(lg f) + 0,1275(lg f )2 -0,0148(lg f )3 5,16-10 -3
4 h = 0,949-1,376(lg f) + 0,739(lg f )2 -0,171(lg f )3 + 0,0145(lg f )4 3,56-10 -3
5 h = 2,465 -4,524(lg f) + 3,273(lg f )2 -1,161(lg f )3 + 0,203(lg f )4 --0,0139( lg f )5 2,97-10 -3
6 h = 7,697 -17,525(lg f) +16,41(lg f )2 - 8,074(lg f )3 + 2,203(lg f )4 --0,316( lg f )5 + 0,0187 (lg f )6 2,77-10 -3
7 h = 42,991 -119,345(lg f) +139,871(lg f )2 - 89,684(lg f )3 + +33,984(lg f )4 -7,613(lg f )5 + 0,934(lg f )6 -0,0484(lg f )7 1,31-10 -3
Рис. 3. Аппроксимация полиномами для фанеры
P0
P2 P3 P4
Наименьшее СКО - у полинома седьмого порядка Л = 42,991 -119,345(^7) +139,871(^7)2 -89,684(^7)3 + 33,984(^7)4 -
-7,613(^7)5 + 0,934(7)6 -0,0484(^7)7.
Коэффициент потерь для ДСП представлен на рис. 4.
-ДСП
ДСП
0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 -I
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1, Гц
Рис. 4. Коэффициент потерь колебательной энергии для ДСП
Таблица 3
Результаты регрессионного анализа нелинейными
Название кривой Уравнение СКО
Экспоненциальная Л = 0,036е-мы°-5 7 1,21-10 -2
Степенная Л = 0,0547"0072 1,02-10 -2
Гиперболическая 1 типа 1 037 Л = 0,0288 + 1'и-5/ 7 5,21-10 -3
Гиперболическая 2 типа 1 Л =- 29,47 + 0,00027 1,24-10 -2
Гиперболическая 3 типа 7 Л =--- -534,03 + 33,547 4,63-10 -3
Логарифмическая Л = 0,0576 - 0,0035 • 1п 7 1,02-10 -2
Б-образная -3,52+2299 Л = е 7 4,67-10 -3
Обратнологарифмическая 1 Л =- 20,56 +1,48 • 1п 7 1,08-10 -2
Наименьшее СКО - у полинома шестого порядка Л = -5,975 +15,15( 1в7)-15,218(^7)2 + 7,861(^7)3 -2,216(^7)4 + 0,325( ^7)5 -
-0,0194 (1в 7 )6.
Таблица 4
Результаты регрессионного анализа полиномами _
Степень Уравнение СКО
1 Л = 0,058 - 0,008 (^ 7) 1,09-10 -2
2 Л = 0,157 - 0,088 (^ 7) + 0,0149( ^ 7 )2 6,86-10 -3
Окончание таблицы 4
Степень Уравнение СКО
3 h = 0,418- 0,411 (lg f) + 0,14(lg f )2 - 0,0155(lg f )3 2,44-10 -3
4 h = 0,564 - 0,653 (lg f) + 0,285 (lg f )2 - 0,053 (lg f )3 + 0,0034(lg f )4 2,51-10 -3
5 h = -0,523 +1,602(lg f)-1,53(lg f )2 + 0,657(lg f )3 -0,131(lg f )4 + +0,01( lg f )5 2,05-10 -3
6 h =-5,975 +15,15(lgf)-15,218(lgf )2 + 7,861(lgf )3 -2,216(lgf )4 + +0,325(lgf )5 -0,0194(lgf )6 5,31-10 -4
7 h = -8,454 + 22,301(lg f)-23,889(lg f )2 +13,592(lg f )3 --4,448(lg f )4 + 0,838(lg f )5 -0,084(lg f )6 + 0,0034(lg f )7 7,17-10 -4
0,07 0,06 0,05 0,04 0,03
0,02
ДСП
Экспонента Степенная
Гиперболическая I типа Гиперболическая II типа Гиперболическая III типа Логарифмическая
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Рис. 5. Аппроксимация нелинейными функциями для ДСП
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02 -I
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Рис. 6. Аппроксимация полиномами для ДСП
Выводы. Таким образом, проведенный регрессионный анализ позволил получить аналитические зависимости коэффициентов потерь колебательной энергии многослойных материалов. Значения коэффициентов
69
потерь используются не только при расчетах на среднегеометрических частотах колебаний (они получены экспериментально), но и на собственных частотах колебаний конструкций. Необходимо отметить, что полученные зависимости имеют широкое применение для различных типов деревообрабатывающего оборудования. Oднако особую ценность они представляют для ленточно-шлифовальных и сверлильных деревообрабатывающих станков согласно условиям закрепления обрабатываемых заготовок.
Список литературы
1. Калашникова O.A., Чукарин A^. Экспериментальные исследования коэффициентов потерь колебательной энергии полых заготовок с различными вариантами демпфирования // Известия Института управления и инноваций авиационной промышленности (Известия ИУИ A^, 2009. №1-2. C. 6-12.
2. Чукарин A^. Теория и метода акустических расчетов и проектирования технологических машин для механической обработки. Ростов н/Д, Издательский центр ДГТУ, 2004. 152 с.
3. Финоченко ТА., Морозов СА., Чукарин A.K Экспериментальные исследования шума и вибрации при местном упрочнении деталей ша-рико-стержневым упрочнителем // Российский научно-технический журнал «Мониторинг. Наука и Технология». 2019. № 1. С. 56-62.
4. Замшин В .A., Виноградова Г.Ю. Oбоснование рациональных параметров демпфирующих покрытий плоских и круглых пил при их заточке // Проектирование технологического оборудования: межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: ШУ ДТО «ИУИ ЛП», 2004. Вып. 3. С. 95-97.
5. Финоченко ТА., Яицков ИА., Чукарин A.K, Раздорский СА. Характеристики шумового дискомфорта в рабочей зоне прутковых токарных станков // Российский научно-технический журнал «Мониторинг. Наука и Технология». 2018. № 3. С. 10-13
6. Чукарина НА., Мотренко Д.В. O коэффициенте потерь колебательной энергии различных пород древесины // Российский научно-технический журнал «Мониторинг. Наука и Технология». 2019. № 2 (40). С. 66-71.
7. Финоченко ТА., Репешко СА. Oценка звукопоглощения // Транспорт-2012: труды научно-теоретической конф. ППС: Ростов н/Д, РГУПС, 2012. С. 32-34.
8. Yaitskov I.A., Chukarin A.N., Finotchenko T.A. Theoretical research of noise and vibration spectra in cabins of locomotive and diesel shunting locomotive // International journal of applied engineering research. 2017. V. 12. № 21. Р. 10724 - 10730.
Чукарина Наталья Александровна, аспирант, receptionadonstu.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет,
Русляков Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, доцент, receptionadonstu. ru, Россия, Шахты, Институт сферы обслуживания и предпринимательства, Филиал Донского государственного технического университета,
70
Шамшура Сергей Александрович, д-р техн. наук, научный сотрудник, reception@,donstu.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет
REGRESSION DEPENDENCES OF VIBRATIONAL ENERGY LOSS COEFFICIENTS
OF MULTILAYER WOOD MATERIALS
N.A. Chukarina, D. V. Ruslanov, S.A. Shamshur
This article presents the results of experimental studies and mathematical processing in the form of regressive dependencies, which actually allows you to perform calculations of noise levels in the processing of panel multilayer blanks.
Key words: regression dependence, loss factor, multi-layered materials, wood.
Chukarina Natalia Alexandrovna, postgraduate, reception@donstu. ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,
Ruslyakov Dmitry Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, recep-tionadonstii. ru, Russia, Mines, Institute of Service and Entrepreneurship, Branch of the Don State Technical University,
Shamshura Sergey Alexandrovich, doctor of technical sciences, researcher, recep-tion@donstu. ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
УДК 621.643; 004.94
РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ СТЕНДА «ТРУБОПРОВОД»
Т.Е. Мамонова, Е.В. Грищенко, А.П. Ралдугин
Приведена схема стенда для проведения испытаний в рамках исследования метода определения утечки из трубопровода. Выполнен гидравлический расчет и выбор аппаратной части экспериментальной установки. Проведено имитационное моделирование стенда в приложении Simscope Fluid пакета MatLab. Показано изменение давление в трубопроводе в стандартном режиме.
Ключевые слова: имитационное моделирование, учебный стенд, трубопровод, определение утечки, датчик давления.
Известно, что выполнение испытаний на реальных трубопроводных системах, работающих на производствах для перекачивания жидкости и газа, в настоящее время является задачей весьма проблематичной. Применительно для трубопроводного транспорта в различных секторах производства существует более 25 методов обнаружения утечек из трубопроводов, описание которых приведено в [1]. Для реализации части их них, а также разработки и проверки работоспособности новых методов определения утечек и средств измерений параметров трубопровода и перекачиваемой жидкости необходимо задействовать реальные объекты, что зачастую невозможно в условиях крупного промышленного производства.
71
