Science & Technique (E-Journal) / НАУКА и ТЕХНИКА
Not a member yet
2025 research outputs found
Sort by
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ТОПЛИВА, СОДЕРЖАЩЕГО БУТАНОЛ, НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ
Get PDFComputational researches the effect of composition of fuel containing butanol on working process parameters of 4ЧН 11/12,5 diesel engine on the external speed characteristic have been conducted. Nominal power is 140 kW at engine speed 2300 min–1. The engine is equipped with gas turbine pressure charging with intercooling of charging air, accumulator-type fuel-handling system. Calculations of the working process have been made in accordance with the developed computer program and models. Investigations have been carried out in two stages: without any changes in regulation of fuel-handling system and with cyclic fuel delivery that ensure such value of excess air factor at various operational modes which corresponds to the operation with diesel fuel. All the obtained results have been analyzed in the paper. The paper shows changes in mean indicated pressure, specific indicated fuel consumption, indicated efficiency, specific nitrogen oxides emissions for various modes in question while using 5, 10, 15, 20, 25 and 30 % mixture of diesel fuel with butanol. Dependences of parameters pertaining to diesel operation have been determined according to external speed characteristic for various mixtures and the obtained data make it possible to justify parameters of the fuel-handling system. It has been recommended to use a diesel fuel-butanol mixture containing 15 % of butanol without any changes in regulating and design engine parameters. It has been revealed that in order to improve parameters of the engine operational process mixture composition must be changed while changing the operational mode. An injector nozzle with a compound needle for the fuel-handling system has been developed and it allows to change fuel composition according to engine operational mode.Выполнены расчеты влияния топлива, содержащего бутанол, на показатели рабочего процесса дизеля 4ЧН 11/12,5 на режимах внешней скоростной характеристики. Номинальная мощность двигателя 140 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин–1. Двигатель снабжен газотурбинным наддувом с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха, системой топливоподачи аккумуляторного типа. Расчет рабочего процесса выполнен по разработанной компьютерной программе и моделям. Исследования проводили в два этапа: без изменения регулировок системы топливоподачи и при цикловых подачах топлива, обеспечивающих на различных режимах работы величину коэффициента избытка воздуха на уровне, соответствующем работе на дизельном топливе. Выполнен анализ полученных результатов. Показано изменение среднего индикаторного давления, удельного индикаторного расхода топлива, индикаторного коэффициента полезного действия, удельных выбросов окислов азота для рассматриваемых режимов при использовании 5, 10, 15, 20, 25 и 30 % смесей дизельного топлива с бутанолом. Установлены зависимости показателей работы дизеля по внешней скоростной характеристике на различных смесях, позволяющие обосновать параметры системы топливоподачи. Рекомендуется применение смеси дизельного топлива с бутанолом, содержащей 15 % бутанола, без изменения регулировочных и конструктивных параметров двигателя. Выявлено, что для улучшения показателей рабочего процесса двигателя состав смеси должен меняться с изменением режима работы. Разработан распылитель форсунки с составной иглой для системы топливоподачи, позволяющий изменять состав топлива в зависимости от режима работы двигателя.
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТНЫХ ВЯЖУЩИХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОДОБАВКАМИ SiO2
Get PDFDevelopment of nanotechnologies allows to solve a number of problems of construction materials science: increase in strength, durability, abrasion and corrosion resistance that determines operational reliability of building constructions. Generally it is achieved due to nanoparticles that modify the structure and properties of the existing materials or products and are entered into their volume or on a surface layer. It’s theoretically and experimentally proved that the modified water has the bigger activity owing to the change of the ionic composition influencing the рН size and other parameters. As nanoparticles have a high level of surface energy, they show the increased tendency to agglomeration, meanwhile the size of agglomerates can reach several micrometers. In this regard an urgent task is to equally distribute and disaggregate the nanoparticles in the volume of tempering water. The experiments on studying of influence of the nanoparticles of silica distributed in volume of liquid by means of ultrasonic processing on characteristics of cement and sand solution and heavy concrete have been conducted. Nanoadditive influence on density, speed of strength development, final strength under compression of materials on the basis of cement depending on nanoadditive mass percent has been established.Развитие нанотехнологий позволяет решить ряд проблем строительного материаловедения: повышение прочности, долговечности, стойкости к истиранию, коррозионная стойкость. Это обусловливает эксплуатационную надежность строительных конструкций, что в основном достигается за счет модификации структуры и свойств существующих материалов или изделий наночастицами, вводимыми в их объем или наносимыми на поверхностный слой. Теоретически и экспериментально установлено, что модифицированная вода обладает большей активностью вследствие изменения ионного состава, влияющего на величину рН и другие параметры. Поскольку наночастицы обладают большой поверхностной энергией, они проявляют повышенную склонность к агломерации, при этом размер агломератов может составлять несколько микрометров. В связи с этим актуальной задачей является равномерное распределение и дезагрегация наночастиц в объеме воды затворения. Проведены эксперименты по изучению влияния наночастиц кремнезема, распределенных в объеме жидкости с помощью ультразвуковой обработки, на характеристики цементно-песчаного раствора и тяжелого бетона. Установлено влияние нанодобавки на плотность, скорость набора прочности, конечную прочность на сжатие материалов на основе цемента в зависимости от массового процента нанодобавки
ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО РЕЖИМА ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА С СИММЕТРИЧНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ РАМНОЙ КОНСТРУКЦИИ
Get PDFMagnetic mode for 3-phase transformer with symmetrical magnetic conductor of frame design has been investigated on schematic model. The scheme consists of three non-linear coils having star-connection without zero wire. Weberampere characteristics correspond to similar parameters of separate frames of a magnetic conductor. It has been accepted that a magnetic flow of every frame is closed on itself without passing into other frame of the magnetic conductor. Electromagnetic state of equivalent diagram has been described by a system of differential equations which were solved with the help of MathCad program. Investigations have resulted in calculation of functions for magnetic frame induction and magnetizing current and their harmonic compositions; dependence of actual amplitude for magnetic field induction on amplitude of the main harmonic induction has been determined in the paper. While executing experiments it has been revealed the following: induction amplitude of the main harmonic in the magnetic field within frames of the magnetic conductor is higher in comparison with the design induction value by 15.5 %; due to non-linearity of weber-ampere characteristics in frames and properties of 3-phase system harmonic components, which are multiple of three, are initiated in the functions of magnetic induction for separate frames; high-order harmonics of function for magnetic frame induction being imposed on the main harmonic decrease an actual amplitude of magnetic field induction practically up to the design induction value within the operational range of the actual amplitude and in this context coefficients of high-order harmonics change insignificantly; harmonic components, which are multiple of three, are absent in magnetizing currents. Исследован магнитный режим трехфазного трансформатора с симметричным магнитопроводом рамной конструкции на схемной модели. Схема состояла из трех нелинейных катушек, соединенных звездой без нулевого провода. Вебер-амперные характеристики катушек соответствовали одноименным параметрам отдельных рам магнитопровода. Принимали, что магнитный поток каждой рамы замыкается на себя, не переходя в другую раму магнитопровода. Электромагнитное состояние схемы замещения описывали системой дифференциальных уравнений, которые решали с помощью стандартной программы MathCad. В результате рассчитаны функции магнитной индукции рамы и намагничивающего тока и их гармонические составы, определена зависимость реальной амплитуды индукции магнитного поля от амплитуды индукции основной гармоники. В процессе проведения экспериментов выявлено, что: амплитуда индукции основной гармоники магнитного поля в рамах магнитопровода больше расчетного значения индукции на 15,5 %; вследствие нелинейности вебер-амперных характеристик рам и свойств трехфазной системы в функциях магнитной индукции отдельных рам возникают гармонические составляющие, кратные трем; высшие гармоники функции магнитной индукции рамы, накладываясь на основную гармонику, уменьшают реальную амплитуду индукции магнитного поля практически до расчетного значения индукции в рабочем диапазоне реальной амплитуды, при этом коэффициенты высших гармоник изменяются незначительно; в намагничивающих токах отсутствуют гармонические составляющие, кратные трем.
О РАСЧЕТЕ КОЛЬЦЕВЫХ (ЗАМКНУТЫХ) В ПЛАНЕ ФУНДАМЕНТОВ
Get PDFIt has been found that four reinforced concrete flue stacks being constructed in late 80-ies and early in 90-ies of the 20th century and being operated at various thermal power stations show practically no settlement, and this fact is not taken into account by any applicable regulatory documents. Foundations of these stacks were designed at the same time and they have been protected by patents of Russian Federation and Republic of Belarus. They represent circular bases made of reinforced concrete piles buried tightly together and forming so-called “slurry wall” with common monolithic reinforced concrete grillage. The grillage presents a direct extension of the stack shaft. One of these stacks has been built in Russia, and three – in Belarus. Due to significant differences in soil conditions and loads in each case, it is a fair assumption to say about regularity of the observed phenomenon. Notwithstanding the fact that circular foundations significantly decrease steel and concrete consumption, construction period and labour input, they have not yet received adequate attention from the side of scientific community and designers. While considering specific examples of the constructed stacks the paper reveals an opportunity to apply calculations which efficiently use passive soil resistance. The presented calculations and designs of the existing foundations make it possible to assess probability of the proposed methodology for the foundations which are analogous in design and which have closed in-plane structure not only for industrial buildings and structures.В возведенных в конце 80-х – начале 90-х гг. ΧΧ ст. и эксплуатируемых в настоящее время четырех дымовых железобетонных трубах тепловых электростанций обнаружено практически полное отсутствие осадок, что не учитывается современными нормативными документами. Фундаменты данных труб разработаны в это же время, защищены патентами России и Беларуси и представляют собой кольцевые основания из погруженных вплотную друг к другу железобетонных свай, образующих своеобразную «стену в грунте» и объединенных монолитным железобетонным ростверком. Ростверк является прямым продолжением стен ствола трубы. Одна из этих труб возведена в России, а три – в Беларуси. Поскольку и грунтовые условия, и нагрузки резко отличаются друг от друга, можно говорить о закономерности наблюдаемого явления. Несмотря на то, что кольцевые фундаменты значительно снижают расходы бетона и стали, уменьшают время строительства и объем трудозатрат, они не получили должного внимания у научной общественности и проектировщиков. В статье на конкретных примерах возведенных труб показана возможность применения расчетов, в которых эффективно используется пассивный отпор грунта. И расчеты, и конструкции существующих фундаментов позволяют оценить вероятность предлагаемой методики для аналогичных по конструкции фундаментов, замкнутых в плане, не только для промышленных зданий и сооружений
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ПРУТКОВОГО МАТЕРИАЛА НА МЕРНЫЕ ЗАГОТОВКИ КЛИНОВИДНЫМИ НОЖАМИ
Get PDFBased on the analysis of known methods of separation of bar mix to length determined that the most effective method of forming an annular groove therein plastic tapered section, with a gradual deformation of the metal disc blades recess which is destroyed in the mix zone. In order to reduce the depth of the groove after its shaping proposed to produce in the same local area flexural bar. Based on experimental data obtained an empirical formula relating the dependence of bending rod axis angle on the depth of the annular groove. It is found that the greatest effect on the angle of local bending rod axis in the annular groove zone occurs when changing its depth from 0.5 to 3.0 mm. And this dependence is exponential in nature. Reducing the local axis of the workpiece bending angle for the specified range of the groove depth will be between 8.83º to 2.23º. A further increase in the depth of the annular groove is not practical, because the angle of bending the rod axis with reduced insignificantly. The dependence is valid for the separation process rods tapered disc blades with a local curvature of its axis is almost independent of the original diameter shared assortment. Therefore, the process can be carried out efficiently when the groove depth is not greater than 3.0 mm.На основе анализа известных способов разделения пруткового сортамента на мерные заготовки установлено, что наиболее эффективным является способ формообразования в нем кольцевой канавки клиновидного сечения пластическим деформированием металла дисковыми ножами, при постепенном углублении которой происходит разрушение сортамента в этой зоне. С целью снижения глубины канавки предложено после ее формообразования производить в этой же зоне локальный изгиб прутка. На основании полученных экспериментальных данных предложена эмпирическая формула, показывающая зависимость угла изгиба оси прутка от глубины кольцевой канавки. Установлено, что наибольшее влияние на угол локального изгиба оси прутка в зоне кольцевой канавки происходит при изменении ее глубины с 0,5 до 3,0 мм. Причем эта зависимость имеет степенной характер. Уменьшение угла локального изгиба оси заготовки для указанного интервала глубин канавки будет находиться в пределах 8,83º–2,23º. Дальнейшее увеличение глубины кольцевой канавки не имеет практического смысла, поскольку угол изгиба оси прутка при этом уменьшается несущественно. Установленная зависимость справедлива для процесса разделения прутков дисковыми клиновидными ножами с локальным изгибом его оси и практически не зависит от исходного диаметра разделяемого сортамента. Поэтому процесс может эффективно осуществляться при глубине канавки, не превышающей 3,0 мм
АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДОРОЖНЫХ БЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Get PDFWhile being operated auto-road pavements are subjected to intensive mechanical impacts, ultraviolet ray irradiation, freeze-thaw temperatures, freezing and thawing, drying and moistening. Due to these actions various types of pavement distresses appear on the road pavement. The most significant and dangerous type of distresses is micro-cracks on the road surface. One of the main reasons for their formation is an action of weather and climatic factors that initiate large changes in temperature of coating surface and occurrence of large temperature gradients in the upper layer. In this context while designing and operating auto-roads it is rather essential to investigate a stress state in road surface which is caused by temperature action. Purpose of the described investigations is to determine permissible temperature gradients for cement-concrete pavements that exclude formation of micro-cracks on their surface and thickness of damaged surface layer. Calculations of road pavement have been carried out at various laws for temperature distribution in its depth. A finite difference method realized in PARUS software has been used for studying a stress state of cement-concrete auto-roads. Regularities for distribution of stresses in cement-concrete pavement of auto-roads have been obtained at various surface temperatures. Permissible temperature gradients in the upper pavement layer have been determined and thickness of the layer where micro-cracks are formed has been assessed in the paper. Strength criterion based on the process of micro-crack formation and development in the concrete has been used for calculations. Risk of micro-crack formation on the auto-road pavement depends on material strength, conditions of plate fixing and temperature gradients.Покрытия автомобильных дорог в процессе эксплуатации подвергаются интенсивным механическим воздействиям, ультрафиолетовому облучению, знакопеременным температурам (замораживанию и оттаиванию), высушиванию и увлажнению. В связи с этим на дорожном покрытии появляются повреждения различного вида. Наиболее характерный и опасный вид разрушений – микротрещины поверхностного слоя. Одна из основных причин их образования – воздействие погодно-климатических факторов, связанных со значительными изменениями температуры поверхности покрытия и появлением в верхнем слое больших градиентов температур. В связи с этим при проектировании и эксплуатации автомобильных дорог актуально исследование напряженного состояния дорожного покрытия, вызванного температурным воздействием. Цель исследований авторов – определение допустимых градиентов температур для цементобетонного дорожного покрытия, не допускающих образования микротрещин на их поверхности, и толщины поврежденного поверхностного слоя. Выполнены расчеты дорожного покрытия при различных законах распределения температуры по его глубине. Для исследования напряженного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог использован конечно-разностный метод, реализованный в компьютерной программе PARUS. Получены закономерности распределения напряжений в цементобетонном покрытии автомобильных дорог при различных температурах поверхности. Установлены допустимые градиенты температуры в верхнем слое покрытия и дана оценка толщины слоя, в котором образуются микротрещины. При расчете использован критерий прочности, основанный на процессе образования и развития микротрещин в бетоне. Возможность появления микротрещин в дорожном покрытии зависит от прочности материала, условий закрепления плиты и градиентов температур
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕДУЩИХ КОЛЕС ТРАКТОРА С ГРУНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Get PDFThe paper presents results of investigations on the process pertaining to interaction of a driving wheel with ground surface and describes methodology for optimization of backbone parameters. The mentioned process has some specific differences in comparison with the process of wheel rolling along hard surface. Ground surface is represented by mixture of sandy and clay particles with plant residues and it has a number of physical and mechanical properties. The main of these properties is resistance of soil against compression and displacement. Compression process determines a track depth and resistance to motion and displacement process determines wheel gripping property and its tangential traction force. While executing the investigations laws of compression and displacement proposed by Prof.V. V. Katsygin as the most adequate reflection of actual processes have been used in the paper. Motion of the driving wheel along ground surface is accompanied by its slipping. It has been determined that the maximum wheel traction force is formed not with 100% slipping as it was supposed until present but the value has been obtained at 45–60 % slipping according to soil category. The developed integral equations with due account of the aspect make it possible to calculate road hold characteristics of driving wheels of the designed wheel tractor and evaluate its traction, speed and economic characteristics. Methodology has been developed for optimization of backbone parameters of wheeled running gear in the designed tractor such as design mass and adhesion weight, width, diameter and air pressure in a tire. The proposed methodology has been introduced in designing practice of wheeled tractors at OJSC “Minsk Tractor Works”.В статье отражены результаты исследования процесса взаимодействия ведущего колеса с грунтовой поверхностью, приведена методика оптимизации системообразующих параметров последнего. Указанный процесс отличается рядом особенностей от процесса качения колеса по твердой поверхности. Грунтовая поверхность представляет собой смесь песчаных и глинистых частиц вместе с растительными остатками и обладает рядом физико-механических свойств, основным из которых является сопротивление почв сжатию и сдвигу. Процесс сжатия определяет глубину колеи и сопротивление движению, а процесс сдвига – сцепные свойства колеса и его касательную силу тяги. При выполнении исследований использованы законы сжатия и сдвига, предложенные профессором В. В. Кацыгиным, как наиболее адекватно отображающие реальные процессы. Движение ведущего колеса по грунтовой поверхности сопровождается буксованием. Выяснено, что наибольшая сила тяги колеса образуется не при стопроцентном буксовании, как считали до сих пор, а при 45–60 % в зависимости от категории почв. Разработанные с учетом этого обстоятельства интегральные уравнения дают возможность рассчитать тягово-сцепные качества ведущих колес проектируемого колесного трактора и оценить его тяговые, скоростные и экономические свойства. Разработана методика оптимизации системообразующих параметров колесного движителя проектируемого трактора, таких как конструктивная и сцепная массы, ширина, диаметр и давление воздуха в шине. Предложенная методика внедрена в практику проектирования колесных тракторов в ОАО «Минский тракторный завод»
МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ОБЪЕКТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ «ГЕНЕРАТОР – НАКОПИТЕЛЬ – ПОТРЕБИТЕЛЬ» МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО
Get PDFNowadays we observe rather rapid growth of energy accumulators market. There are prerequisites to their extensive application in Belarus. In spite of technology development problems pertaining to optimization of electric power and their operation under conditions of specific systems “generator – accumulator – consumer” (GAC) have not obtained proper consideration. At the same time tuning and optimization of the GAC system may provide competitive advantages to various accumulating systems because application of accumulator batteries in non-optimal charge – discharge conditions reduces its operating resource. Optimization of the GAC system may include utilization of hybrid accumulator systems together with heterogeneous chemical and mechanical accumulators, tuning of system controller parameters etc. Research papers present a great number of empirical and analytical methods for calculation of electric loads. These methods use the following parameters as initial data: time-averaged values of actual electric power consumption, averaged apartment electric loads, empirical and statistical form coefficients, coefficients of maximum electric load for a group of uniform consumers. However such models do not meet the requirements of detailed simulation of relatively small system operation when the simulation must correspond to non-stationary, non-averaged, stochastic load nature. The paper provides a simple approach to the detailed simulation of electric loads in regard to small projects such as multi-unit apartment building or small agricultural farm. The model is formulated both in physical and algorithmic terms that make it possible to be easily realized in any programming environment. The paper presents convergence of integral electric power consumption, which is set by the model, to statistically averaged parameters. Autocorrelation function has been calculated in the paper that shows two scales for autocorrelation of simulated load diagrams. The paper contains of an analysis on Fourier spectra for generated electric load diagrams. The model of electric load may be used separately or as a component of a general model in the GAC system. It may also be applied for tuning of automatic systems for control and accounting of power resources and various research purposes. В настоящее время наблюдается быстрый рост рынка накопителей энергии. Имеются предпосылки для их распространения в Беларуси. Несмотря на развитие технологии, вопросы оптимизации систем накопления электроэнергии и их работы в условиях конкретных систем «генератор – накопитель – потребитель» (ГНП) не получили необходимой проработки. Вместе с тем настройка и оптимизация системы ГНП могут дать конкурентное преимущество тем или иным системам накопителей, поскольку применение аккумуляторных батарей в неоптимальных условиях зарядки-разрядки снижает их ресурс. Оптимизация системы ГНП может включать использование гибридных систем накопителей совместно с разнородными химическими и механическими накопителями, с настройкой параметров контроллера системы и др. В научных работах представлено немало эмпирических и аналитических методов расчета электрических нагрузок, использующих в качестве исходных данных усредненные по времени значения фактического потребления электроэнергии, средние квартирные нагрузки, эмпирические или статистические коэффициенты формы и коэффициенты максимума электрической нагрузки группы однородных потребителей. Однако такие модели не отвечают требованиям детального имитирования работы небольших систем, когда моделирование должно соответствовать нестационарному, неусредненному, стохастическому характеру нагрузки. В статье изложен простой подход к детальному имитационному моделированию электрических нагрузок относительно небольших объектов, таких как многоквартирный дом или небольшое сельскохозяйственное производство. Модель сформулирована как в физическом, так и в алгоритмическом виде, что позволяет легко реализовать ее в любой среде программирования. Представлена сходимость интегрального потребления электроэнергии, задаваемого моделью, к статистически средним параметрам. Рассчитана автокорреляционная функция, показывающая два масштаба автокорреляции имитационных графиков нагрузок. Проанализированы Фурье-спектры сгенерированных графиков нагрузок. Модель электрической нагрузки может использоваться независимо или как составная часть общей модели системы ГНП. Она также может применяться для настройки систем контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) и различных исследовательских целей.
ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭНДОПРОТЕЗОВ СОСУДОВ
Get PDFTitanium nickelide (nitinol) is one of prospective materials for production of special endo-prostheses and other parts and characterized with effect of shape memory. A specific feature of vascular endo-prostheses is the necessity to provide the required rigidity within the temperature interval from 15 to 42 оС. It has been established that titanium nickelide is able to provide the required rigidity but it depends on preliminary heat treatment parameters. So, it is important to determine rela-tions between rigidity of titanium nickelide wire and its preliminary heat treatment parameters for the given temperature in-terval. The aim of the work is to create devices that allow to estimate radial and flexural rigidity of elements made of flexible nitinol wire for manufacturing various medical products, including endo-prostheses of vessels – stents and stent grafts, filter traps. Laboratory digital scales and a specially developed dynamometer based on a cylindrical slotted spring and inductive displacement transducer have been used for measuring a load. The paper proposes possible variants of device designs used to monitor radial rigidity of blood vessel endo-prostheses, as well as to control flexural rigidity of endo-prosthesis elements and wire for their manufacture. The developed devices allow us to evaluate mechanical characteristics of samples under the desired temperature conditions. An introduction of the developed devices has permitted to carry out an operative control on radial and flexural stiffness of intravascular endo-prostheses elements both under conditions of research investigations and during technological process of their manufacture. Currently, the devices are used to specify heat treatment regimes for nitin-ol wire from various manufacturers while manufacturing vascular endo-prostheses. Один из перспективных материалов для изготовления специальных эндопротезов и других изделий – нике- лид титана, обладающий эффектом памяти формы. Особенностью эндопротезов сосудов является необходимость обеспечения требуемой жесткости при температуре от 15 до 42 оС. Установлено, что никелид титана способен обес- печить требуемую жесткость, но она зависит от режимов предварительной термообработки. Поэтому важно устано- вить связь между жесткостью проволоки из никелида титана и режимами его предварительной термообработки для заданного температурного интервала. Целью работы является создание устройств, позволяющих оценивать радиаль- ную и изгибную жесткость элементов, получаемых гибкой из нитиноловой проволоки для изготовления различных изделий медицинского назначения, в том числе эндопротезов сосудов – стентов и стент-графтов, фильтров-ловушек. Для измерения нагрузки использованы лабораторные цифровые весы и специально разработанный динамометр на основе цилиндрической прорезной пружины и индуктивного преобразователя перемещения. Предложены варианты устройств для контроля радиальной жесткости эндопротезов кровеносных сосудов, а также для контроля изгибной жесткости элементов эндопротезов и проволоки для их изготовления. Разработанные устройства позволяют оцени- вать механические характеристики образцов в нужных температурных условиях. Внедрение разработанных средств позволило выполнять оперативный контроль радиальной и изгибной жесткости элементов внутрисосудистых эндо- протезов как в условиях научных исследований, так и в ходе технологического процесса их изготовления. В настоя- щее время устройства используются для уточнения режимов термообработки нитиноловой проволоки различных производителей при изготовлении эндопротезов сосудов.
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ КРАНОВЫХ РЕЛЬСОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЛАЗМЕННОЙ ДИСКРЕТНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ
Get PDFCrane wheels and rails are subjected to intensive wear in the process of operation. Therefore, improvement of these components’ performance can be considered a task of high importance. A promising direction in this regard is surface treatment by highly concentrated energy flows such as laser beams or plasma jets. This thesis suggests that the use of gradient plasma surface treatment can improve the performance of crane rails. A research was conducted, according to which hardened zones were deposited on crane rails under different treatment modes. Microhardness was measured both at the surface and in depth using custom-made microsections. The article includes the results of study of plasma surface hardening effects on wear resistance of crane rails. Change of plasma surface treatment parameters (current, plasma torch movement speed, argon gas flow rate) allows for desired steel hardness and structure, while the choice of optimal location for hardened zones makes it possible to significantly improve wear resistance and crack resistance. As a result of plasma surface hardening, the fine-grained martensite structure is obtained with mainly lamellar morphology and higher hardness rate compared toinduction hardening or overlaying. Wear test of carbon steels revealed that plasma surfacing reduces abrasive wear rate compared to the irinitial state by 2 to 3 times. Enough sharp boundary between hardened and non-hardened portions has a positive effect on the performance of parts under dynamic loads, contributing to the inhibition of cracks during the transition from solid to a soft metal. For carbon and low alloy rail steels, the properties achieved by plasma surface hardening can effectively replace induction hardening or overlaying.The mode range for plasma surface treatment that allow sobtaining a surface layer with certain operating properties has been determined.В ходе эксплуатации кранов происходит интенсивное изнашивание крановых колес и рельсов. Поэтому повышение работоспособности этих деталей актуально. Перспективным направлением является поверхностная обработка высококонцентрированными потоками энергии: лазерным лучом, плазменной струей. Предлагается применять градиентную поверхностную плазменную обработку с целью повышения работоспособности крановых рельсов. Для проведения исследований на крановые рельсы наносили упрочненные зоны при разных режимах обработки. Микротвердость измеряли как на поверхности, так и по глубине на специально изготовленных шлифах. Приведены результаты исследования влияния плазменного поверхностного упрочнения на износостойкость крановых рельсов. Изменение параметров плазменной обработки (ток, скорость перемещения плазмотрона, расход плазмообразующего газа аргона) позволяет получать требуемые твердость и структуру стали, а выбор оптимального расположения упрочненных зон дает возможность существенно повысить износо- и трещиностойкость. Плазменная закалка способствует получению структуры высокодисперсного мартенсита преимущественно пластинчатой морфологии и более высокой твердости по сравнению с закалкой токами высокой частоты или наплавкой. Испытаниями на износостойкость углеродистых сталей установлено, что плазменная поверхностная обработка в 2–3 раза снижает интенсивность абразивного изнашивания по сравнению с исходным состоянием. Достаточно резкая граница между упрочненными и неупрочненными участками благоприятно влияет на работоспособность деталей в условиях действия динамических нагрузок, способствуя торможению трещин при переходе из твердого в мягкий металл. Для углеродистых и низколегированных рельсовых сталей плазменное упрочнение по достигаемым свойствам может эффективно заменить закалку токами высокой частоты или наплавку. Установлен диапазон режимов плазменной обработки, который позволяет получить поверхностный слой с определенным комплексом эксплуатационных свойств