Добірка наукової літератури з теми "Механічна напруга"

Мета роботи. Дослідження реологічних (тиксотропних) властивостей розробленого гелю та встановлення впливу температури на його стабільність. Матеріали і методи. Об’єктом дослідження обрано гель для місцевого лікування опіків на основі зшитого кополімеру акрилової кислоти – карбомеру Carbopol® Ultrez 21, що містить водний витяг із ксенодерми та лідокаїну гідрохлорид. Реологічні властивості досліджували на ротаційному віскозиметрі «Rheomat-30». Досліджували такі характеристики гелю, як напруга зсуву, динамічна в’язкість і механічну стабільність. Результати й обговорення. Для визначення типу течії, наявності тиксотропних властивостей і механічної стабільності гелю досліджено реограми його текучості. Під час експериментів встановлено, що досліджуваний гель є неньютонівською рідиною та має пластичний тип текучості, що характеризує його як структуровану дисперсну систему. Наявність тиксотропних властивостей у досліджуваному гелі характеризує задовільну здатність до екструзії з туб і намазування. Висновки. Визначено залежність реологічних властивостей, зокрема, структурної в’язкості досліджуваного гелю від температури. Розраховані значення механічної стабільності гелю дозволяють спрогнозувати стабільність препарату впродовж передбачуваного терміну його придатності.

У різних галузях виробництва широкого застосування набула вібраційна техніка. Її використовують, зокрема, для сортування сипкого матеріалу. У цьому випадку важливим елементом вібраційної сортувальної машини (наприклад, грохоту) є вібраційне сито. Серед неочевидних проблем, з якими стикається проектувальник такого сита, є ймовірність руйнування сит внаслідок власного резонансу. Таким чином метою роботи, описаної в цій статті, є розробка та програмна реалізація моделі розподілу напруг на вібраційних ситах внаслідок їх коливань. Відповідно, були поставлені задачі: описати відповідну математичну модель, розробити її зручну програмну реалізацію та забезпечити візуалізацію отриманих даних. Об’єктом дослідження є механічні коливання, що виникають на пластинці під час вібрації, а предметом – модель розподілу механічних напруг на сіючих поверхнях вібраційних машин. Результатом дослідження є розроблена електронна таблиця, що є програмною реалізацією даної моделі. Також можна зробити висновок про те, що розроблений в ході дослідження програмний продукт може бути використаний при проектуванні вібраційної техніки та при навчанні інженерів-конструкторів і програмістів.

Одним із напрямків підвищення ефективності перетворення енергії вітру є удосконалення конструкції відомих генераторів або розробка принципово нових типів генераторів. Природа вітру носить мінливий характер, тому актуальною задачею є використання максимально можливого потенціалу вітру при електромеханічному перетворенні енергії. Жорстка залежність потужності на валу ротора вітроустановки від аеродинамічних характеристик лопаті відомі і втілені в інженерні рішення, проте узгодження отриманої потужності з потужністю електричної машини, що під’єднана до ротора, вимагає додаткових досліджень. Розроблено чисельну математичну модель для дослідження параметрів та характеристик синхронного генератора із постійними магнітами, що враховує двосторонню активну зону статора та аеродинамічні параметри ротора вітроустановки.При низьких швидкостях вітру (3-5 м/с) напруга генератора знаходиться на половинних значеннях свого максимуму, що пояснюється аеродинамічними параметрами ротора та параметрами електрогенератора. При більших значеннях швидкості вітру (6-7 м/с) мінімальне значення напруги на виході генератора становить досягає свого максимуму у 18 В та 26 В при збільшенні швидкості обертання генератора, що пояснюється зростанням ЕРС обертання, з подальшим падіння напруги до 6 В та 16 В відповідно із зростанням аеродинамічних втрат в роторі вітроустановки. Відповідні максимуми на кривих напруги відповідають максимумам вихідної активної потужності 45 Вт.При більших значеннях швидкості вітру (6-7 м/с) мінімальне значення напруги на виході генератора становить досягає свого максимуму у 18 В та 26 В при збільшенні швидкості обертання генератора, що пояснюється зростанням ЕРС обертання, з подальшим падіння напруги до 6 В та 16 В відповідно із зростанням аеродинамічних втрат в роторі вітроустановки. Відповідні максимуми на кривих напруги відповідають максимумам вихідної активної потужності 45 Вт.При більших значеннях швидкості вітру (6-7 м/с) мінімальне значення напруги на виході генератора становить досягає свого максимуму у 18 В та 26 В при збільшенні швидкості обертання генератора, що пояснюється зростанням ЕРС обертання, з подальшим падіння напруги до 6 В та 16 В відповідно із зростанням аеродинамічних втрат в роторі вітроустановки. Відповідні максимуми на кривих напруги відповідають максимумам вихідної активної потужності 45 Вт. Результати моделювання механічних характеристик вітрової турбіни та генератора підтверджують адекватність розробленої моделі та достовірність отриманих результатів, що дозволяє використовувати дану модель для подальших досліджень та оцінки ефективності методів та засобів підвищення ефективності перетворення енергії вітру. Бібл. 6, табл.1, рис. 8.

Драгобецькій В. В., Кузєв І. О., Молоштан Д. В., Наумова О. О., Долударєв В. М. Закономірності процесу згинання біметалевих дуг пасажирських вагонів. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). С. 154-158. Обґрунтовано доцільність застосування профільних заготовок з різнорідних матеріалів для виготовлення гнучкої елементів каркасу транспортних засобів. Розглянуто розтягнення бінарної системи при наявності зовнішнього тертя. Напруги контактного тертя визначаються по залежностях молекулярно-механічної теорії. Представлена методика визначення параметрів процесу гнучкі з розтягуванням дуг пасажирських вагонів з біметалічної заготівлі: нержавіюча сталь + вуглецева сталь. Метою дослідження є розробка моделі та визначення технологічних параметрів деформування профільної біметалевої заготовки з повздовжнім розташуванням шарів різних металів при зовнішньому терті на одному з контурів. Встановлено доцільність застосування профільних заготовок з різнорідних матеріалів для виготовлення методом згинання з розтягуванням елементів каркасу транспортних засобів, наприклад дуг пасажирських вагонів. Зусилля попереднього розтягування розраховується, як добуток поточної площі профільної заготовки на напругу поточного межі текучості, який відповідає точці перетину кривих зміцнення матеріалів заготовки. Зусилля згинання визначається як для монолітної заготовки при рівних поточних межах плинності її матеріалів. Калібрувальне розтягнення відповідає граничним деформаціям більш пластичного матеріалу.

Вітроенергетика є екологічно чистим та ефективним засобом перетворення механічної енергії вітру на електричну. Вітроагрегати продовжують активно використовуватись до сього часу. Разом з тим проводяться активні роботи з вдосконалення вітрогенерувальних комплексів та підвищення ефективності перетворення енергії вітру на електричну. Одним зі способів підвищення ефективності перетворення енергії вітру на електричну є підмагнічування електрогенератора з постійними магнітами сторонньою статичною ємністю. Розроблено математичну модель для оцінки величини ємності, яку необхідно приєднати до обмотки статора електрогенератора, залежно від ряду умов: величини та характеру навантаження; параметрів електрогенератора; підвищення величини напруги на затискачах; підвищення активної потужності на виході електрогенератора. За результатами розрахунків отримано вираз, що дозволяє оцінити необхідну величину ємності при чисто активному навантаженні. Для діапазону потужності електрогенератора, що досліджувався, від нуля до номінального значення, величина ємності, яку необхідно приєднати до обмотки якоря електрогенератора з постійними магнітами становить 4,3–32,1 мкФ, що дає змогу забезпечити напругу на затискачах генератора близько номінальної з похибкою ±5 %. При використанні додаткової підмагнічувальної ємності для підвищення активної потужності генератора спостерігається її приріст на рівні 10–15 %. Результати розрахунку необхідної величини сторонньої ємності генератора підтверджують адекватність розробленої моделі та достовірність отриманих результатів, що дозволяє використовувати цю модель для подальших досліджень та оцінки ефективності методів і засобів підвищення ефективності перетворення енергії вітру. Бібл. 7, табл. 3, рис. 5.

Постановка проблеми в загальному вигляді. Під час експлуатації двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) суден річкового та морського транспорту здійснюється безперервний і періодичний контроль не тільки показників, що характеризують робочий цикл дизеля (тиску і температури в характерних точках, частоти обертання, потужності, температури випускних газів), але також експлуатаційних і реологічних характеристик моторного мастила (ММ). При цьому, основними параметрами, контроль яких обов’язковий в процесі експлуатації дизеля, є в’язкість, густина, кислотне число, температура спалаху, зміст води і механічних домішок. Під час експлуатації ці параметри постійно змінюються, причому в деяких випадках можуть перевищувати гранично допустимі значення (бракувальні показники). Це неминуче призводить до збільшення контактних напруг в основних трибологічних системах і підвищення втрат енергії, що витрачається на їх подолання. Найпростішим, а тому і найпоширенішим способом відновлення реологічних характеристик ММ є їх очищення (шляхом частково- або повно-проточної фільтрації і сепарації), а також додавання в обсяг ММ, яке вже знаходиться в мастильній системі, свіжого мастила (як чистого, так і зі спеціальними присадками). При цьому необхідно забезпечувати не тільки вимоги щодо отримання ефективної потужності і підтримки екологічних параметрів дизелів суден річкового та морського транспорту, але й мінімальний рівень механічних втрат під час перетворенні вхідної енергії на корисну роботу [1, 2]. Тому зниження механічних втрат у суднових дизелях є актуальним завданням, розв’язання якого сприятиме підвищенню потужності та забезпеченню надійності роботи дизелів річкового та морського транспорту

У статті розглянуто в просторовій постановці задачу про напружено-деформований стан тришарової пластини симетричної відносно серединної площини будови,яка виготовленої з ізотропних матеріалів. Основну увагу приділено пошуку вихрової складової рішення. Пластина може бути послаблена отворами і мати як кінцеві так і безкінечні розміри. На плоскій зовнішній поверхні пластини переміщення відсутні, а між шарами пластини реалізований механічний контакт, при якому відповідні переміщення і відповідні компоненти тензора напруг дорівнюють одна одній.

Використовуючи кластерні квантовохімічні та гібридні квантово-хімічні–молекулярно-механічні розрахунки з перших принципів (ab initio), досліджено адсорбцію Ge на поверхню Si(001). Розрахунки з врахуванням конфігураційної взаємодії (кв)використовувалися для визначання геометричної та електронної структури чистих Si–Si, Ge–Ge, та змішаних Si–Ge аддимерів на поверхні Si(001). Як чисті Si–Si, Ge–Ge, так і змішані Si–Ge аддимери – не нахилені до поверхні та носять бірадикальнийхарактер. Довжини зв'язків чистих Si–Si та змішаних Si–Ge аддимерів становлять 2,35 Å, 2,45 Å та 2,41 Å відповідно. Утворення чистих Ge–Ge аддимерів на поверхні Si(001) є більш енергетично вигідним, ніж утворення змішаних аддимерів Si–Ge. Заселеності натуральних антизв'язуючих орбіталей чистих Si–Si, Ge–Ge та змішаних Si–Ge аддимерів становлять 0,56, 0,65 та 0,66 відповідно. Натуральні заселеності антизв'язуючих орбіталей для димерів поверхні становлять 0,35. Бірадикальний характер був більший у випадку аддимерів. Також розглянуто вплив прикладеної до вістря напруги на натуральні заселеності антизв'язуючих орбіталей чистих Si–Si та змішаних Si–Ge аддимерів поверхні Si(001). Під дією напруги вістря спостерігалася зміна плетності чистого аддимера Ge–Gе з синглету на триплет.

Були проведені дослідження методів вибору оптимальних технологічних процесів для зміцнення поверхневого шару деталей. Наведено аналіз фізико-механічних характеристик покриттів після відповідних видів зміцнення з урахуванням структурних змін у поверхневих шарах. Вказано критеріальні оцінки технологічних методів зміцнення — азотування, бордування, бороцементації, лазерної обробки, іонно-плазмове азотування, термічна обробка, а також отримані критеріальні оцінки продуктивності технологічного обладнання та економічні показники. Міцність сталей забезпечується низкою зміцнюючих механізмів: твердорозчинні, дислокаційні, дисперсні, гранітні, субструктурні та перлітні. У сталях, загартованих до мартенситу, значення дислокаційних та субструктурних механізмів зміцнення, які залежать від вмісту розчиненого вуглецю. Збільшення міцності значно зменшує пластичність, в'язкість і збільшує межу крихкості. Для середньовуглецевихферитно-перлітних сталей вміст вуглецю або кількість перліту в структурі є головним фактором зміни міцності та пластичності. Зі збільшенням вмісту вуглецю ударна в'язкість зменшується, а крихкість зростає. Найбільш привабливими за властивостями є середньовуглецеві та середньолеговані сталі (0,3—0,5% С; σ0,2 = 700..850 МПа , σv = 900—1100 МПа). Особливості цих сталей - підвищені міцнісні властивості, низька чутливість до концентраторів напруги, висока витривалість та достатня в'язкість. Високоміцні середньолеговані сталі із вмістом 0,4% С забезпечують σв = 2100 МПа. При максимально можливих значеннях мікротвердості пластичність різко зменшується, коефіцієнти Kp, межа текучості — σt (МПа), коефіцієнт утворення тріщин KSU (дж/см2), коефіцієнт збільшення довжини δ (%), коефіцієнт стиснення Ψ (%). Червона лінія показує динаміку змін мікротвердості в залежності від методів і технологій зміцнення. При максимально можливих значеннях мікротвердості різко зменшується пластичність, коефіцієнти Kp, межа текучості - σt (МПа), коефіцієнт утворення тріщин KSU (дж/см2) ), коефіцієнт збільшення довжини δ (%), коефіцієнт стиснення Ψ (%). З аналізу фізико-механічних властивостей посилених покриттів найпоширенішої та найрозвиненішої у світовій практиці можна визначити основні значення показників зносостійкості, довговічності, мікротвердості, пластичності для сучасних покриттів, які можна отримати за допомогою різних технологій. Розроблена методика визначення оптимальних способів і технологій зміцнення поверхневого шару деталей зі сталі 45 за критеріальними показниками ефективності. Визначено основні значення основних показників, що складають рівень D0, що обов'язково необхідні для зміцнених поверхонь за відповідними технологіями.

Дисертаційну роботу присвячено комплексному дослідженню залежності морфології поверхні, структурних та субструктурних характеристик, елементного складу та механічних властивостей нанокомпозитних покриттів NbN, Nb-Si-N та NbAl-N від технологічних умов їх осадження. У роботі досліджені особливості переходу від двофазного покриття (δ-NbN+δ’NbN) до нанокомпозитного покриття з аморфним прошарком між нанокристалітами (δ-NbN/a-Si3N4 та nc-NbNx/nc-(Nb,Al)Nx/a-AlN) шляхом зміни концентрації легуючої домішки кремнію та алюмінію відповідно. Показано, що підвищення негативного потенціалу позитивно впливає на механічні властивості нітриду ніобію. Збільшення твердості від 28 ГПа до 29.5 ГПа та модуля пружності від 240 ГПа до 290 ГПа відбувається за рахунок підвищення концентрації більш твердої фази δ’-NbNx в складі покриття. Легування кремнієм та алюмінієм спричиняє перехід від нанокристалічної структури до нанокомпозиту, що зумовлює підвищення твердості до 30 ÷ 31 ГПа та модуля пружності до 310 ÷ 320 ГПа відповідно. В результаті математичного моделювання атомних конфігурацій та механічних властивостей δ-Si3N4(001), ε-NbN(001)/SixNy i δ-NbN(111)/SixNy виявлено, що підвищення механічних характеристик відбувається внаслідок зменшення швидкості руху дислокацій за рахунок підвищення об’ємної частки інтерфейсів у покритті. В результаті моделювання гетероструктур B1-NbN(001)/1 ML B1-AlN та B1−NbN(001)/2 ML B1-AlN, а також твердих розчинів B1-NbxAl1-xN виявлено, що тверді розчини B1-NbxAl1-xN при х < 0.67 повинні розпадатися та для цих концентрацій можливе формування нанокомпозитної структури, що складається з B1−NbN та B1−AlN кристалітів, що підтверджується експериментальними дослідженнями.
Диссертационная работа посвящена комплексному исследованию зависимости морфологии поверхности, структурных и субструктурных характеристик, элементного состава и механических свойств нанокомпозитных покрытий NbN, NbSi-N и Nb-Al-N от технологических условий их осаждения. В работе исследованы особенности перехода от двухфазного покрытия (δ- NbN + δ`-NbN) до нанокомпозитного покрытия с аморфным слоем между нанокристаллитов (δ- NbN/a- Si3N4 и nc- NbNx/nc- (Nb,Al)Nx/a- AlN) путем изменения концентрации легирующей примеси кремния и алюминия соответственно. Показано, что повышение отрицательного потенциала положительно влияет на механические свойства нитрида ниобия. Увеличение твердости от 28 ГПа до 29.5 ГПа и модуля упругости от 240 ГПа до 290 ГПа происходит за счет повышения концентрации более твердой фазы δ'- NbNx в составе покрытия. Легирование кремнием и алюминием приводит переход от нанокристаллической структуры к структуре нанокомпозита, что приводит к повышению твердости до 30 ÷ 31 ГПа и модуля упругости до 310 ÷ 320 ГПа соответственно. В результате математического моделирования атомных конфигураций и механических свойств δ- Si3N4 (001), ε- NbN (001)/SixNy и δ- NbN (111)/SixNy обнаружено, что повышение механических характеристик происходит вследствие уменьшения скорости движения дислокаций за счет повышения объемной доли интерфейсов в покрытии. В результате моделирования гетероструктур B1NbN (001)/1 ML B1 - AlN и B1- NbN (001)/2 ML B1- AlN, а также твердых растворов B1- NbxAl1- xN обнаружено, что твердые растворы B1- NbxAl1- xN при х<0.67 должны распадаться и для этих концентраций возможно формирование нанокомпозитной структуры, состоящей из B1 - NbN и B1 - AlN кристаллитов, что подтверждается экспериментальными исследованиями.
The dissertation is devoted to the complex study of the dependence of surface morphology, structural and substructural characteristics, elemental composition and mechanical properties of nanocomposite coatings NbN, Nb-Si-N и Nb-Al-N on the technological conditions of their deposition. The features of the transition from a two-phase coating (δ - NbN + δ'-NbN) to a nanocomposite coating with an amorphous layer between nanocrystallites (δ - NbN/a - Si3N4 and nc - NbNx/nc - (Nb,Al)Nx/a -AlN ) by varying the dopant concentration of silicon and aluminum, respectively. It is shown that an increase in the negative potential positively affects the mechanical properties of niobium nitride. An increase in hardness from 28 GPa to 29.5 GPa and an elastic modulus from 240 GPa to 290 GPa is due to an increase in the concentration of the harder phase δ'- NbNx in the coating composition. Doping with silicon and aluminum leads to a transition from a nanocrystalline structure to a nanocomposite structure, which leads to an increase in hardness to 30-31 GPa and an elastic modulus up to 310-380 GPa, respectively. As a result of mathematical modeling of atomic configurations and mechanical properties, δ - Si3N4 (001), ε - NbN (001)/SixNy and δ - NbN (111)/SixNy, it was found that the increase in mechanical characteristics occurs due to a decrease in the velocity of dislocation movement due to an increase in the volume fraction Interfaces in the coating. As a result of modeling of the B1-NbN (001)/1 ML B1 - AlN and B1 - NbN (001)/2 ML B1 - AlN heterostructures and also of solid solutions B1 -NbxAl1 - xN, it was found that the solid solutions B1 - NbxAl1 - xN for x<0.67 should decay and for these concentrations a nanocomposite structure consisting of B1 - NbN and B1 - AlN crystallites is possible, which is confirmed by experimental studies.

Розглянуто застосування чисельного методу Finite-Difference Time-Domain (FDTD) для аналізу взаємодії акустичних хвиль з текстильними матеріалами (трикотаж, тканина), що мають такі особливості внутрішньої будови, як складне просторове розташування ниток, різна товщина ниток, деформований стан внаслідок отриманих деформацій тощо.
Рассмотрено применение численного метода Finite-Difference Time-Domain (FDTD) для анализа взаимодействия акустических волн с текстильными материалами (трикотаж, ткань), имеющих такие особенности внутреннего строения, как сложное пространственное расположение нитей, разная толщина нитей, деформированное состояние в результате приобретенных деформаций и т.д.
Application of the numerical Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method for the analysis of interaction of the acoustic waves with textiles (jersey, fabric) having such features of interior as the composite spatial arrangement of threads, different thickness of threads, a strained state as a result of the acquired deformations etc. is considered.