КОНЦЕПТУАЛЬНІ ОСНОВИ ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНОГО ЗМІЦНЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ДВИГУНІВ ТА ТУРБОДЕТАНДЕРНИХ УСТАНОВОК
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2023.1.07Ключові слова:
дискретно-континуальне зміцнення, двигун, турбодетандерна установка, напружено-деформований стан, метод скінченних елементів, контактний тискАнотація
Основна увага у статті приділяється проєктно-технологічним заходам, які спрямовані на забезпечення підвищених технологічних характеристик двигунів та турбодетандерних установок. Зокрема, розроблена удосконалена концепція технології дискретно-континуального зміцнення елементів конструкцій. Ця концепція полягає у поєднанні проєктних та технологічних заходів у єдиному технічному рішенні. Завдяки такому розширеному простору параметрів забезпечується більша результативність кінцевого синтезованого рішення. Так, на прикладі аналізу напружено-деформованого стану представницького фрагменту контактуючих деталей конструкцій визначено закономірності впливу проектних і технологічних параметрів на характеристики міцності: обґрунтовані такі набори параметрів, які забезпечують підвищену міцність контактуючих деталей та їх довговічність. Також знижується тертя у спряженні деталей. Крім того, підвищується ККД механізму, у який входять контактуючі деталі, піддані зміцненню. Як результат – підвищення технологічних характеристик двигунів, турбодетандерних установок та інших машин, деталі яких піддані дискретно-континуальному зміцненню. У цілому розроблена концепція спрямована на різке підвищення службових характеристик елементів конструкцій. Для цього формуються цільові функції. Ці цільові функції мінімізуються або максимізуються у розширеному параметричному просторі. Для цього створюється параметрична модель напружено-деформованого стану фрагмента дискретно-континуально зміцнених тіл. Ця модель дає можливість досліджувати вплив проєктних та технологічних параметрів та трибомеханічні властивості контактуючих тіл. Шляхом цілеспрямованого варіювання властивостей матеріалів, форми та розмірів зон дискретного та континуального зміцнення можливо досягти підвищених трибомеханічних характеристик пари контактуючих тіл.
Посилання
Континуальная и дискретно-континуальная модификация поверхностей деталей: монография / Ткачук Н.А., С.С. Дьяченко, Э.К. Посвятенко, С.А. Кравченко и др.. – Харків: Планета-Прінт, 2018. – 259 с.
Інженерія поверхні / Ющенко К.А., Борисов Ю.С., Кузнецов В.Д., Корж В.М. – К.: Наук. думка., 2007. – 558 с.
Канарчук В.Є. Інженерія поверхні деталей транспортних засобів / В.Є. Канарчук, Е.К. Посвятенко, Л.А. Лопата. – К.: Вісник НТУ, 2000. – Вип.4. – С. 3–14.
Firstov S.A. Hardening in the Transition to Nanocrystalline State in Pure Metals and Solid Solutions (Ultimate Hardening) / Firstov S.A., Rogul T.G., Shut O.A. // Powd. Met. and Met.Ceram. – 2018. – No. 3-4. – Pp. 161-174. DOI:10.1007/s11106-018-9964-2.
Sathiyamoorthi Praveen High-Entropy Alloys: Potential Candidates for High-Temperature Applications – An Overview. / Sathiyamoorthi Praveen, Hyoung Seop Kim // Advanced Engineering Materials. – 2017. – No. 20(1). https://doi.org/10.1002/ adem.201700645
Ovid’ko, I.A. Review on superior strength and enhanced ductility of metallic nanomaterials / Ovid’ko, I.A., Valiev, R.Z., Zhu., Y.T. // Progress in Materials Science. – 2018. – No. 94. – Pp. 462-540 https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.02.002
Ming, K. Strength and ductility of CrFeCoNiMo alloy with hierarchical microstructures / Ming, K., Bi, X., Wang, J. // International Journal of Plasticity. – 2019 – Pp. 1-14.
https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2018.10.005
D’yachenko S.S. Еffect of the origin of the modified surface layer on the structural strength of workpieces / D’yachenko S.S., Ponomarenko I.V. // The Phys. of Met. and Metallography. – 2017. – Т. 118. – No. 6. – Pp. 608-620. DOI:10.1134/s0031918x17060035
Technical-Economic Aspects of the Use of Technological Process of Deforming Broaching. / Nemyrovskyi, Ya., Posvyatenko, E., et. al. // DSMIE. – 2019. – Pp. 238-247. https://link.springer.com/ chapter/10.1007/978-3-030-22365-6_24
Subbotina, V. Structure and properties of microarc oxide coatings on high-temperature aluminum alloy / Subbotina, V., Sobol., O. // Machines. Technologies. Materials. – 2020. – Vol. 14. – No. 6. – Pp. 247-250. 247. full.pdf (stumejournals.com)
A study of the phase-structural engineering possibilities of coatings on D16 alloy during micro-arc oxidation in electrolytes of different types / Subbotinа, V., Sоbоl, O., Belozerov, V., et. al. // Eastern-european journal of enterprise technologies. – 2020. – Vol. 4. – No. 12 (106) – Pp. 14–23. http://journals.uran.ua/eejet/article/ view/ 209722/210868
The Effect of Deposition Conditions and Irradiation on the Structure, Substructure, Stress-Strain State, and Mechanical Properties of TiN Coatings. / N. Pinchuk, M. Tkachuk, M. Zhadko, et. al. // Advances in Design, Simulation and Manufacturing V: Proceedings of the 5th International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE-2022, June 7–10, 2022, Poznan, Poland – Volume 1: Manufacturing and Materials Engineering. 2022. – Pp. 475-484 https://doi.org/10.1007/978-3-031-06025-0_47.
Pinchuk N. Nanostructured coatings ZrN, obtained by vacuum-arc deposition method / N. Pinchuk, Terletskyi O.S. // Modernization of research area: national prospects and European practices: Scientific monograph. – Riga, Latvia: Baltija Publishing, 2022. – Рр. 1–18.
Дискретно-континуальное упрочнение контактирующих элементов конструкций: концепция, математическое и численное моделирование / Ткачук, Н. А., Кравченко, С. А., Пылев, В. А. и др./ // Наука и техника. – 2019. – № 18 (3). – С. 240–247. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-240-347
Багатокритеріальна оцінка контактної взаємодії дискретно-континуально зміцнених деталей / М.М. Ткачук, А.П. Марченко, С.О. Кравченко та інш. // Двигуни внутрішнього згоряння. – 2022. – № 1. – С. 65-77. http://dvs.khpi.edu.ua/article/view/264371.
Васид-зу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности / Васидзу К. ; пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 542 с.
Zienkiewicz O. C. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. / Zienkiewicz O. C., R. L. Taylor, J. Z. Zhu.; 7th ed. – Oxford: ButterworthHeinemann, 2013. – 756 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
