Academic literature on the topic 'Експлуатаційні матеріали'

Одним з пріоритетних напрямків збільшення ресурсу експлуатації суднових двигунів та допоміжних механізмів є удосконалення процесів змащення за рахунок впровадження нових технологій. Їх мета підвищити експлуатаційні характеристики вузлів тертя, які визначаються як особливостями конструкції самого вузла, так і мастильного матеріалу. Шляхом введення присадок мікронних розмірів до мастильного матеріалу частково вдається досягти мети. В кінці минулого століття почалися дослідження характеристик макрооб'єктів при вивченні їх властивостей на молекулярному рівні. Ця область науки і техніки отримала назву нанотехнологія [1, 2]. Матеріали, утворені з наночастинок, проявляють принципово нові фізико-механічні властивості, які викликані зменшенням розміру частинок. Особливість наностану проявляється у впливі наночастинок на макроскопічні параметри матеріалів при їх взаємодії з наночастинками.

Розглянуто тенденції розвитку глибокого друку, зокрема, на гнучкому пакованні (найбільш використовувані методи друку, витратні матеріали, види та структура друкарських форм, формне устаткування). Здійснено трибологічний аналіз зони друкарського контакту та розроблено модель взаємодії основних триботехнічних елементів системи «Друкарська форма—відбиток». Увиразнено чинники впливу на тиражостійкість ДФ глибокого друку та розроблено їх класифікацію. Визначено ступінь впливу зношування друкарської форми на якість друку (якість нанесення гальванопокриття при виготовленні ДФ, друкарсько-експлуатаційні характеристики друкарських фарб, задруковуваного матеріалу, ракеля, режимні параметри формного та друкарського процесу). Розроблено класифікаційні схеми ДФ, формного обладнання глибокого друку, алгоритм оптимального процесу виготовлення ДФ з використанням лазерного гравіювання.

В роботі визначено ключові чинники впливу на якісні показники відбитків у тампонному друці, а саме устаткування, матеріали та експлуатаційні. Встановлено, що для забезпечення оптимального співвідношення якість—продуктивність виготовлення продукції, найбільш впливовими є експлуатаційні фактори, а саме параметр швидкості друку. Швидкість друку діє комплексно, так як безпосередньо впливає на продуктивність виготовлення продукції та опосередковано якісні показники відбитків, а саме графічну точність відтворення штрихових елементів. Встановлено, що оптимальна робоча швидкість друку складає 600–700 цикл./год, що дозволяє отримати продукцію з мінімальними графічними спотвореннями. Експериментально встановлено, що збільшення швидкості призводить до виникнення на відбитках значних фарбових ниток, які візуально знижують різкість сприйняття зображення.

Проаналізовано важливий етап технологічного процесу створення захисно-декоративного покриття деревини – забарвлення. Поверхневому забарвленню зазвичай підлягають деталі та вузли, а також меблеві і столярні вироби у зібраному вигляді, під час останньої стадії виготовлення виробів. Унаслідок поверхневого забарвлення виявляється і підкреслюється текстура, притаманна саме цій деревині, імітуються цінні декоративні породи, підсилюється тон забарвлення. Встановлено, що на сьогодні великого застосування набули підфарбовані лакофарбові матеріали та барвники, розчинні в органічних розчинниках. Їх застосування дає змогу уникнути підняття ворсу, яке відбувається під час використання розчинів барвників і протрав. Проте з'ясовано, що основним недоліком поверхневого забарвлення є: невелика глибина проникнення забарвлюючого розчину в деревину, при цьому у процесі експлуатації виробу можливе його часткове або повне видалення. Відомо, що новинкою серед глибинного забарвлення є зміна кольору деревини під дією високої температури. Оброблення деревини під дією температури отримало назву "термооброблення". А деревина, яка підлягала обробленню – "термодеревина". Термодерево є натуральним, абсолютно екологічно чистим, матеріалом. Термодерево – інноваційний продукт сучасних технологій, який отримують у процесі оброблення дерева під дією високої температури (140-240 °С) без застосування хімічних компонентів. Процес термооброблення надає деревині нові властивості: поверхня деревини не пориста, а щільна, що значно знижує здатність дерева вбирати вологу. У процесі термооброблення деревина змінює колір на коричневий відтінок, інтенсивність якого змінюється залежно від температури оброблення. Зміна кольору не поверхнева, а наскрізна, що добре видно на зрізі. Це дає змогу використовувати термодеревину для підлогового покриття. Встановлено, що матеріали та вид оброблення деревини, для зміни її забарвлення, може впливати на експлуатаційні та декоративні показники лакофарбових покриттів під час опорядження. Досліджено вплив різних видів забарвлення деревини на підставі фізико-механічні і декоративні властивості захисно-декоративних покриттів, створених поліуретановим й алкідним лаком, які найчастіше використовують для опорядження меблів і столярних виробів. Визначено, що температура оброблення термодеревини впливає на такі важливі характеристики, як товщина і твердість покриттів, які відповідають за експлуатаційні властивості виробу. Встановлено, що термічне оброблення деревини за температури, вищої ніж 140-160 °С, знижує твердість і товщину плівки лакофарбового покриття. Отримані експериментальні дослідження свідчать про те, що температура оброблення деревини повинна не перевищувати допустимих меж для отримання якісного продукту.

Проаналізовано структуру споживання палива на різних етапах транспортного циклу, на основі якої встановлено основні напрями моніторингу роботи транспортних засобів та дотримання технологічного й організаційного режимів. Розраховано інтегральний нормативний коефіцієнт автосамоскидів. Також проведено розрахунок потреби в дизельному паливі та моторному мастилі самоскидів в умовах щебеневого Омелянівського кар’єру. Визначені витрати паливно-мастильних матеріалів на родовищі самоскидами залежно від пори року. Встановлено, що експлуатаційні затрати на паливно-мастильні матеріали для кар’єрних самоскидів залежно від їх вантажопідйомності становлять 20 % від загальних затрат, пов’язаних з їх експлуатацією. Отримано залежність величини потужності на одиницю вантажопідйомності кар’єрного автотранспорту від їх вантажопідйомності. Визначено затрати палива залежно від відстані транспортування і глибини родовища. Облік затрат мастильних матеріалів свідчить, що співвідношення між затратою мастила і палива становить залежно від періоду року від 6 % (для зими) до 12 % (для літа). Зниження затрати мастила можливе лише за рахунок його регенерації, яка здійснюється на спеціалізованій установці.

The article is devoted to the problems of training bachelors of decorative arts. The research was carried out using the methods of analysis, synthesis, comparison, abstraction and generalization. The importance of studying materials science in decorative arts in general and as a component of professional training of future specialists in particular is shown. The substantive part of the study of the discipline, along with the acquaintance of higher education students with the basics of materials science as a science and a list of basic properties of materials should include a wide range of different groups of materials. Such groups of materials and products should include metallic materials and products; wood materials and products; ceramic materials and products; glass and glass products; materials and products made of natural stone; materials and products based on polymers and mineral binders; textile materials and products; leather and fur.The importance of a detailed study of various properties of materials is proved. At the same time, along with the study of the basic physical, mechanical and chemical properties of materials, increased attention should be paid to those properties that must be considered by bachelors of decorative arts in the process of future professional activity. Such groups of properties include: technological, which characterize the ability of the material to perceive various technological operations to change the shape, size, and individual properties of the product; operational, which are related to the operating conditions and (or) environmental impact; ecological, which characterize the degree of impact of the material on the environment and living organisms; aesthetic, which characterize the level of artistic expression of the material.The expediency of acquainting higher education students with the main groups of methods of processing materials and products, namely – by plastic deformation, by cutting, and using thermal methods is shown as well. The importance of studying different methods of surface treatment of products (painting, varnishing, enameling, nickel plating, chrome plating) is emphasized, as such methods have not only an aesthetic component but also serve as an important component of product protection from various external factors.Key words: decorative materials, decorative art, properties of materials, processing of materials, surface treatment. Стаття присвячена проблемам підготовки бакалаврів декоративного мистецтва. Дослідження здій-снювалось за допомогою методів аналізу, синтезу, порівняння, абстрагування та узагальнення. Пока-зана важливість вивчення матеріалознавства в декоративному мистецтві загалом та як складника професійної підготовки майбутніх фахівців зокрема. Змістовна частина вивчення дисципліни поряд з ознайомленням здобувачів вищої освіти з основами матеріалознавства як науки та переліком основних властивостей матеріалів має включати в себе широкий спектр різноманітних груп матеріалів. До таких груп матеріалів та виробів варто зарахувати: металеві матеріали та вироби; матеріали та вироби з дере-вини; керамічні матеріали та вироби; скло та вироби зі скла; матеріали і вироби з природного каме-ню; матеріали і вироби на основі полімерів та мінеральних в’яжучих речовин; текстильні матеріали та вироби; шкіра і хутро.Доведена важливість детального вивчення різноманітних властивостей матеріалів. При цьому поряд із вивченням основних фізичних, механічних та хімічних властивостей матеріалів, посилена увага має приділятись тим властивостям, які необхідно враховувати бакалаврам декоративного мистецтва в процесі майбутньої професійної діяльності. До таких груп властивостей належать: технологічні, які характеризують здатність матеріалу сприймати різні технологічні операції щодо зміни форми, розмірів та окремих властивостей виробу; експлуатаційні, які пов’язані з умовами експлуатації та (або) впливом довкілля; екологічні, які характеризують ступінь впливу матеріалу на навколишнє середовище і живі організми; естетичні, які характеризують рівень художньої виразності матеріалу.Показана доцільність ознайомлення здобувачів вищої освіти з основними групами методів обробки матеріалів та виробів, а саме: шляхом пластичного деформування, шляхом різання та за допомогою термічних методів. Підкреслена важливість вивчення різних способів обробки поверхні виробів (фар-бування, лакування, емалювання, нікелювання, хромування), оскільки такі методи мають не лише есте-тичну складову частину, а й слугують важливим компонентом захисту виробів від дії різноманітних зовнішніх чинників.Ключові слова: декоративні матеріали, декоративне мистецтво, властивості матеріалів, обробка матеріалів, обробка поверхні.

Здійснено огляд сировини й матеріалів, які використовували гончарі роменської культури.Археологічні джерела свідчать, що, обираючи місце для своїх городищ, сіверяни звертали увагуй на запаси глини в околицях, яку застосовували не тільки як сировину для гончарства, а й убудівельній справі. Для виготовлення посуду сіверяни використовували глини з кількома видамидомішок, додавання яких було необхідним, оскільки покращувало пластичність, запобігало усадці,поліпшувало сушіння, випалювання та експлуатаційні показники глиняного посуду. Найбільшпоширеною домішкою був шамот. Окрім нього, сіверяни додавали жорству й пісок, але їхконцентрація була менша порівняно з шамотом. Також у формувальній масі кераміки роменськоїкультури відомі органічні домішки – мушлі й залишки рослин. The article reviews the raw materials used by the Romny culture potters. Archaeological sourcesindicate that choosing a place for their settlements, the Siverians paid attention to the clay reserves inthe area. Clay was used not only as a raw material for pottery, but also in building craft. The Siverianspotters were at a stage marked by the use of clay as the main ascending raw material, and the amount ofnon-plastic impurities decreased. The addition of impurities was necessary, as prepared for the formationof pure clay is quite oily and has a large shrinkage. Impurities improved ductility, prevented shrinkage,improved drying, firing and performance of pottery. This fully applies to sand, hardness and fireclay.The most common impurity used by Siverians was grog. These were mostly coarse-grained impurities.They often contributed to the formation of cracks in the walls of the vessel. In addition to grog, there arecases of adding grus and sand, but their concentration is lower compared to grog. Organic impurities arealso known in the molding mass of Romny vessels. There are shells and plant remain. Clays with organicimpurities were used in building craft and during the construction/repair of kilns. Flours, grains or stalksof cereals got into household pottery by accident.

Актуальність теми дослідження. У процесі виробництва та використання виробів складної конфігурації з однорідних та різнорідних матеріалів необхідним завданням є збереження їх проектної форми та забезпечення високих експлуатаційних характеристик, що потребує використання нових технологій прецизійного зварювання тиском. Постановка проблеми. Виготовлення прецизійних деталей та вузлів зварюванням тиском ускладнене наявністю оксидних та адсорбованих плівок і необхідністю активації поверхонь, що зварюються. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Раніше нами було встановлено критерії досягнення ефекту прецизійності при зварюванні тиском. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Отримання прецизійних з’єднань зварюванням тиском із використанням проміжних шарів, модифікованих електроіскровим легуванням. Мета роботи. Дослідження здатності до зварювання тиском з обмеженим рівнем деформації металевих матеріалів із попередньою модифікацією поверхневих шарів шляхом електроіскрової обробки. Виклад основного матеріалу. Для модифікації поверхонь алюмінієвих сплавів АД00 та Д1 перед зварюванням використовуються матеріали з високим питомим електричним опором та матеріали, з якими алюміній утворює рідку фазу евтектичного складу при температурі менше температури плавлення алюмінію: титан, цинк, хром, марганець, магній, вуглець, галій, кремній та залізо, у вигляді порошку та прутків. Міцність та деформація зварних з’єднань залежить від електричного опору матеріалу модифікованого шару і, як наслідок, від сили струму обробки. Висновки відповідно до статті. Розроблено методику підготовки поверхонь металів до зварювання шляхом механічного шабрування та модифікації електроіскровою обробкою; електроіскрове легування поверхонь, що зварюються, матеріалом із високим електричним опором локалізує теплову енергію у стику; використання порошкового прошарку з матеріалу з високим електричним опором дозволяє зменшити рівень залишкової деформації.

З метою підвищення експлуатаційної надійності військових об’єктів створені поліф ункціональні поліу рет анові матеріали з висок ими показниками експлуатаційних і спеціальних властивостей для використання в якості захисних покриттів для забезпечення надійної пролонгованої експлуатації металевих, залізоб етонних, дерев ’яних конструкцій, будівель та споруд за умов динамічних абіотичних, біотичних і техногенних навантажень. Польові випробування створених матеріалів, проведені на об’єктах СВ і МВС ЗСУ та УкрОборонПрому протягом 1−2 років, підтвердили високу ефективність створених матеріалів. Їх використання гарантує: а) надійну пролонговану експлуатацію металевих, залізобетонних конструкцій, будівель і споруд за умов динамічних абіотичних, біотичних і техногенних навантажень; б) високий ступінь безпеки обслуговування екіпажем об’єктів і пролонговане їх збереження наданням покриттю неслизьких властивостей.

Мета. На підставі порівняльного аналізу нормативних вимог до використовуваних матеріалів визначити ефективні напрями удосконалення складів та технології обробки сплавів для виготовлення гребних гвинтів морських суден. З урахуванням одержаних даних, встановити перспективні матеріали та шляхи підвищення надійності і довговічності роботи виробів для судноплавства. Методика. В роботі використано метод зіставного аналізу з метою обґрунтування перспективи використання спеціальних бронз для виготовлення деталей, що аналізуються.Результати. Встановлено, що найбільш доцільним матеріалом для виготовлення гребних гвинтів з точки зору сукупності показників конструкційної міцності, зносостійкості та експлуатаційної надійності є алюмінієві бронзи додатково леговані манганом та оловом. Наукова новизна. Новизна технічного рішення полягає в тому, що на підставі аналізу нормативно-технічних вимог до алюмінієвих бронз, які стандартно використовують для виробництва гребних гвинтів, відмічена перспективність додаткового їх легування оловом, що дозволить підвищити корозійну стійкість та опір абразивному зносу, а також манганом, у раціональній кількості, з метою підвищення міцності.Практична цінність. Надана актуальна інформація щодо проблеми підвищення надійності та довговічності роботи гребних гвинтів, одним з методів вирішення якої є цілеспрямований вибір матеріалу для їх виготовлення. Запропоновані у якості ефективних матеріалів для виготовлення виконавчих рушійних елементів морських суден алюмінієві бронзи з аргументовано обґрунтованою кількістю легуючих домішок.

Важливим завданням для підвищення надійності деталей машин і механізмів є вибір і створення конструкційних матеріалів, що мають стабільно високі фізико-механічними властивості. Інтенсивне зношування деталей машин і механізмів, які традиційно виготовляються зі зносостійких сталей і чавунів, призводить до значних втрат матеріалів та енергетичних і економічних ресурсів. Тому проблема зміцнення таких деталей або розроблення більш зносостійких матеріалів для їх виготовлення є досить актуальною. Особливо актуальним це питання є для зносостійких композиційних матеріалів, оскільки в процесі тертя на робочих поверхнях виникають проміжні структури, що здійснюють суттєвий вплив на механізми зношування, а отже, і на експлуатаційну придатність матеріалів.

У дисертації на основі вивчення змін фізико-механічних і електрохімічних властивостей, механізмів руйнування тривало експлуатованих сталей нафтогазопроводів та їх зварних з’єднань вдосконалено існуючі та розроблено нові методи оцінки характеристик деградованого металу з позиції його подальшої працездатності. Виявлено аномалію у механічній поведінці тривало експлуатованих сталей, що проявляється в зменшенні твердості та міцності за одночасного зниження опору крихкому руйнуванню та відносного звуження і в різному характері зміни показників пластичності (зменшенні у і рості б). Найефективніше експлуатаційна деградація трубних сталей проявляється за більш жорстких умов навантаження, понижених температурах, наявності агресивних середовищ. Вона помітно погіршує електрохімічні характеристики, особливо поляризаційний опір. Розроблений новий метод статистичної оцінки залежності ударної в’язкості трубної сталі 17Г1С та її складових від температури випробувань. Висока чутливість ударної в’язкості до деградації сталей зумовлена зниженням складової роботи поширення тріщини. Встановлено, що періоди зародження та докритичного росту корозійно-механічної тріщини є меншими для експлуатованої сталі порівняно з новою. Тривала експлуатація спричиняє деградацію характеристик пластичності, ударної в’язкості, тріщиностійкості та корозійної тривкості зварних з’єднань .
In the thesis on the basic of study of physico-mechanical and electrochemical in properties and destruction mechanisms of the long-term operating steel of oil and gas pipelines the existing methods of assessment of degradation metal from the viewpoint of its durability were improved and developed were the new ones. The abnormality in the mechanical behavior of long-term operating steel has been revealed that results in hardness and toughness decrease at simultaneous reduction of resistance to brittleness destruction and relative contraction and in a different mode of changes of plasticity indices (lowering xp and increasing 8). The most efficient pipeline steel operating degradation is revealed at more sever loading conditions, decreased temperatures and the availability of corrosive medium. It significantly worsens electrochemical characteristics, particularly resistance to polarization. Developed was, the new method of statistical assessment of dependence of impact toughness of pipeline steel 17Г1C and its components upon the testing temperature. High sensitivity of impact toughness to steel degradation is due to such operational component as crack expansion. It has been determined that the periods of corrosive-mechanical crack nucleation and its subcritical growth are shorter for operating steel in comparison with the newly made. The long-term operation leads to degradation of characteristics of plasticity, impact toughness, crack growth resistance and corrosive resistance durability of welded joints.

Результати досліджень підтверджують ефективність фізичних, хімічних і фізико-хімічних методів модифікації як базового напрямку поліпшення технологічних і експлуатаційних характеристик традиційних і наномодифікованих рідких полімерних середовищ та армованих полімерних композитів.

ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 31 ВСТУП 33 РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ПЕРСПЕКТИВНИХ НАПРЯМКІВ ЗАСТОСУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ І ТЕХНОЛОГІЙ ЇХ ПЕРЕРОБКИ В АГРЕГАТАХ ВІТЧИЗНЯНИХ ЦИВІЛЬНИХ ЛІТАКІВ 43 1.1 Основні види і причини руйнування в експлуатації конструктивних елементів вітчизняних цивільних літаків транспортної категорії з металевих сплавів 45 1.1.1 Експлуатаційні руйнування конструктивних елементів з алюмінієвих сплавів 45 1.1.2 Основні види і причини руйнування сталевих деталей і агрегатів вітчизняних літаків 54 1.1.3 Експлуатаційна несуча здатність деталей конструкцій з титанових сплавів 57 1.2 Експлуатаційна несуча здатність конструкцій літаків з полімерних композиційних матеріалів 60 1.3 Огляд і аналіз стану проблеми підвищення експлуатаційних характеристик літака методами порошкової металургії 70 1.3.1 Стратегічні аспекти стану проблеми 70 1.3.2 Тактичні аспекти стану проблеми 79 1.4 Мета і задачі дисертації 81 РОЗДІЛ 2. НАУКОВІ ОСНОВИ ЗАГАЛЬНОЇ МЕТОДОЛОГІЇ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ МЕТОДІВ ПОРОШКОВОЇ МЕТАЛУРГІЇ СТОСОВНО ДО ВИКОРИСТАННЯ В АГРЕГАТАХ ЦИВІЛЬНИХ ЛІТАКІВ 85 2.1 Концептуальний підхід до критеріальної оцінки можливості підвищення експлуатаційних характеристик деталей авіаконструкцій, формованих методами порошкової металургії 85 2.2 Метод послідовного розширення повноти критеріальної оцінки ефективності використання спечених порошкових матеріалів в агрегатах авіаконструкцій 97 2.2.1 Спечені порошкові матеріали на основі алюмінію 97 2.2.2 Спечені порошкові матеріали на основі титану 106 Висновки до розділу 2 121 РОЗДІЛ 3. КРИТЕРІАЛЬНІ ОЦІНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТІ РОЗШИРЕНОГО ЗАСТОСУВАННЯ В ВУЗЛАХ І ДЕТАЛЯХ ПЛАНЕРА ЛІТАКА СПЕЧЕНИХ ТРИБОТЕХНІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ 123 3.1 Перспективи заміни антифрикційних матеріалів спеченими порошками в вузлах тертя літаків 123 3.1.1 Загальна характеристика матеріалів триботехнічного призначення 123 3.1.2 Класифікація видів складів антифрикційних матеріалів. Блок-схема формування їх основних класифікаційних характеристик 126 3.1.3 Критеріальні оцінки перспективності заміни антифрикційних матеріалів 134 3.2 Критеріальні оцінки ефективності заміни фрикційних матеріалів у вузлах тертя літаків 140 3.2.1 Загальна характеристика фрикційних матеріалів 140 3.2.2 Класифікація основних видів складів фрикційних матеріалів 141 3.2.3 Синтез основних експлуатаційних характеристик фрикційних матеріалів і критеріальні оцінки ефективності їх заміни 158 Висновки до розділу 3 162 РОЗДІЛ 4. КРИТЕРІАЛЬНА ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ІОННО-ПЛАЗМОВИХ І ГАЗОТЕРМІЧНИХ ПОРОШКОВИХ ПОКРИТТІВ ДЕТАЛЕЙ 164 4.1 Аналіз ефективності підвищення експлуатаційних характеристик елементів авіаційних конструкцій іонно-плазмовими захисними покриттями 166 4.1.1 Аналіз і синтез структурних особливостей формування вакуумних іонно-плазмових покриттів 166 4.1.2 Закономірності формування моношарових іонноплазмових покриттів. Зміна фазового складу, структури і властивостей та формування службових характеристик покриття 176 4.2 Ефективність газотермічних покриттів 186 4.2.1 Аналіз ефективності застосування газотермічних покриттів для деталей авіаційної техніки 186 4.2.2 Критеріальна оцінка підвищення експлуатаційних характеристик деталей авіаконструкцій з захисними покриттями, що наносяться газотермічними методами 202 Висновки до розділу 4 209 РОЗДІЛ 5. АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ І ПОКРИТТІВ У ВУЗЛАХ ТЕРТЯ ВІТЧИЗНЯНИХ ЛІТАКІВ 211 5.1 Підвищення триботехнічних характеристик титанових деталей літаків 211 5.2 Дослідження зносостійких покриттів на основі карбіду вольфраму, що наносяться високошвидкісним газополуменевим методом HVOF, для деталей авіаційного призначення 221 5.3 Ефективність застосування композиційних металокерамічних і металополімерних матеріалів для вузлів тертя вітчизняних цивільних літаків 229 5.4 Дослідження можливостей застосування полімерних зносостійких композитів з наповнювачами з порошкових відходів механічної обробки вуглепластиків 242 Висновки до розділу 5 252 РОЗДІЛ 6. ПРОБЛЕМИ ІНЖЕНЕРНОГО ПРОГНОЗУВАННЯ ЕФЕКТИВНИХ ОБСЯГІВ ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ ПОРОШКОВОЇ МЕТАЛУРГІЇ В КОНСТРУКЦІЯХ АГРЕГАТІВ ЛІТАКІВ. ВПРОВАДЖЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ 256 6.1 Основи інженерного прогнозування обсягів впровадження порошкових матеріалів в агрегатах літаків 256 6.2 Загальна концепція впровадження, використання і передачі результатів 269 6.3 Впровадження результатів дисертації в навчальний процес профільних вищих навчальних закладів 275 Висновки до розділу 6 276 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 278 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 283 ДОДАТКИ 312
Дисертацію присвячено розробці концепції підвищення експлуатаційних характеристик конструкцій агрегатів цивільних літаків спеціальними методами порошкової металургії (ПМ). Містить наукові основи загальної методології оцінки ефективності методів ПМ стосовно використання в конструкціях агрегатів літаків; критеріальні оцінки перспективності розширення застосування спечених матеріалів на основі алюмінію та титану; критеріальні оцінки ефективності іонно-плазмових і газо- термічних порошкових покриттів; аналіз ефективності застосування порошкових матеріалів у вузлах тертя; основи інженерного прогнозування ефективних обсягів застосування матеріалів ПМ в авіаційних конструкціях. Синтезовано класифікаційні схеми основних видів складів антифрикційних і фрикційних матеріалів, розроблено блок-схеми формування їх основних експлуатаційних характеристик. Проведено аналіз можливостей підвищення експлуатаційних характеристик деталей з захисними газотермічними порошковими покриттями. Викладено результати впровадження та використання матеріалів дисертації на підприємствах авіакосмічного комплексу України та у вищих навчальних закладах.
Диссертация посвящена разработке концепции повышения эксплуатационных характеристик конструкций агрегатов отечественных гражданских самолетов специальными методами порошковой металлургии (ПМ). Содержит теоретические и практические результаты, включающие в себя: - научные основы общей методологии оценки эффективности методов ПМ применительно к использованию в агрегатах гражданских самолетов; - критериальные оценки перспективности расширения применения в конструкции агрегатов самолетов спеченных порошковых материалов на основе алюминия и титана; - критериальные оценки эффективности ионно-плазменных и газотермических порошковых покрытий деталей авиационных конструкций; - анализ эффективности применения порошковых материалов в узлах трения самолетов; - основы инженерного прогнозирования эффективных объемов применения материалов ПМ в конструкциях агрегатов самолетов. Проведены обзор и анализ мировых тенденций развития гражданских самолетов транспортной категории, выявивший пути повышения эффективности их агрегатов за счет увеличения объема применения в них полимерных композиционных материалов (ПКМ), а также новых материалов и технологий ПМ. Вскрыты причины этого роста: перманентное увеличение функциональных свойств порошковых материалов и их номенклатуры, усиление роли научного обеспечения средствами информационных и компьютерных технологий, а также эффективных конструктивно- технологических решений. Разработаны научные основы общей методологии оценки эффективности методов ПМ, адаптированных к использованию в агрегатах гражданских самолетов, включающие предложенный и реализованный концептуальный подход к критериальной оценке возможностей повышения эксплуатационных характеристик деталей авиаконструкций, формируемых методами ПМ; классификацию эксплуатационных свойств конструкционных материалов, сгруппированных в виде критериев единичного, группового и комплексного уровней, объединенных в интегральный критерий, предопределяющий количественную оценку степени эффективности применения того или иного метода ПМ для формирования деталей авиаконструкций конкретного назначения взамен традиционных способов их изготовления; разработанную блок-схему иерархической структуры критериев, соответствующую правилу деления объема понятий теории классификаций. Предложен метод последовательного расширения полноты критериальной оценки эффективности использования спеченных порошковых материалов в деталях агрегатов авиаконструкций, реализованный для спеченных порошковых материалов на основе алюминиевых и титановых сплавов. Этот метод как составная часть общей научной концепции позволяет последовательно, по мере накопления данных о свойствах заменяющих порошковых сплавов, расширять до потребной степени полноты и достоверности область эффективного внедрения спеченных порошковых алюминиевых и титановых сплавов, охватывая необходимую номенклатуру деталей как по наиболее важным комплексным критериям для тех или иных условий эксплуатации, так и постепенного приближения в прогнозах к интегральному критерию многоуровневой критериальной оценки. Синтезированы классификационные схемы основных видов составов антифрикционных и фрикционных материалов, а также их группы и подгруппы, отличающиеся значениями эксплуатационных характеристик, реализуемых в соответствующих условиях эксплуатации пар трения. Разработаны блок-схемы формирования основных эксплуатационных характеристик антифрикционных и фрикционных материалов, включающие основные и дополнительные функциональные триботехнические свойства, обеспечивающие регламентированные режимы работы соответствующих пар трения, а также взаимосвязанные комплексные свойства, формирующие те или иные групповые и единичные характеристики. На основе исследования фазового состава, текстуры, остаточных напряжений и характеристик субструктуры многокомпонентных ионно-плазменных покрытий установлены кристаллохимические закономерности формирования в них нанокристаллических структурных состояний, обладающих высокими коррозионноизносостойкими свойствами. Проведен анализ возможностей повышения эксплуатационных характеристик деталей авиаконструкций с защитными порошковыми покрытиями, наносимыми газотермическими методами. Разработана принципиальная схема состава комплекса прогнозирования объемов внедрения порошковых конструкционных элементов (ПКЭ) в агрегатах самолета, информационное насыщение которого в перспективе должно обеспечить качество и точность этого прогноза. Установлен характер формирования долгосрочных прогнозов роста объемов параллельного внедрения ПКМ и ПКЭ в агрегатах самолетов как эффективного способа повышения их эксплуатационных характеристик в современных условиях. Изложены результаты внедрения и использования материалов диссертации на ведущих предприятиях авиакосмического комплекса Украины и в высших учебных заведениях.
The dissertation is devoted to the development of the concept of increasing the operational characteristics of civil aircraft units by special methods of powder metallurgy (PM). It contains scientific basics of a general methodology for evaluating the effectiveness of PM methods for use in aircraft unit designs; criterion evaluation of the prospects of expanding the use of sintered powder aluminum-based and titanium-based materials; criterion evaluation of the effectiveness of ion-plasma and gas-thermal powder coatings; analysis of the effectiveness of the use of powder materials at friction units; bases of engineering forecasting of effective volumes of use of PM materials in aircraft structures. The classification schemes of the main types of antifriction and friction materials composites were synthesized, and the block-diagram of the formation of their basic operational characteristics has been developed. The analysis of the possibilities of increasing the operational characteristics of parts with protective gas-thermal powder coatings is carried out. The results of the introduction and use of dissertation materials on the enterprises of the aviation complex of Ukraine and in higher educational institutions are presented.

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну проблему технології машинобудування – розроблення узагальненого методологічного підходу, що реалізує технологічне успадковування параметрів якості під час вибору структури технологічного процесу виготовлення машинобудівних виробів із врахуванням комплексу властивостей матеріалу, параметрів якості поверхонь і поверхневого шару деталей машин для забезпечення їхніх експлуатаційних характеристик та регламентованих показників надійності відповідно до службового призначення. Обґрунтовано вибір критерію гомогенності матеріалу виробу для аналізу технологічного успадковування регламентованих параметрів його якості під час його виготовлення. Розроблено взаємозв’язки та закономірності у різновидах підсистем системи аналізу формоутворення об’єкта машинобудівного виробництва (PSPAS-системи), які враховують технологічне успадковування параметрів якості виробів за критерієм однорідності матеріалу. Розроблено та реалізовано під час оброблення сталевих і алюмінієвих заготовок виробів методику проєктування технологічних маршрутів оброблення їхніх виконавчих поверхонь із використанням гомогенності (однорідності) матеріалу для аналізу технологічного успадковування властивостей. Адаптовано обладнання об’ємної вібраційної обробки для методу вібраційно-відцентрового оброблення під час виготовлення втулок циліндрових бурових помп НБ-32 із застосуванням принципу ФОП, розроблено технологічне оснащення для його реалізації, що дозволило підвищити у середньому на 65 % середнє напрацювання до відмови віброзміцнених втулок за заміни матеріалу вхідної заготовки із сталей 70, 40Х на сталі 20, 45. Реалізовано методику дослідження технологічного забезпечення параметрів якості виробів як результат технологічного успадковування у технологічній системі «металорізальний верстат – пристрій – інструмент – деталь (заготовка)» під час виготовлення деталей машин.