Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов
Предлагается в качестве параметра обеспечения качества непрерывнолитых полых заготовок из медных сплавов рассматривать стабильность процесса литья. Определено условие стабильности процесса непрерывного литья и усовершенствована конструкция дорна путем выполнения срезов на его рабочей поверхности. Пр...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы машиностроения |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80960 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов / О.Н. Хорошилов, А.А. Павлова // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 6. — С. 56-61. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80960 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Хорошилов, О.Н. Павлова, А.А. 2015-04-28T19:01:04Z 2015-04-28T19:01:04Z 2013 Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов / О.Н. Хорошилов, А.А. Павлова // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 6. — С. 56-61. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80960 621.074 Предлагается в качестве параметра обеспечения качества непрерывнолитых полых заготовок из медных сплавов рассматривать стабильность процесса литья. Определено условие стабильности процесса непрерывного литья и усовершенствована конструкция дорна путем выполнения срезов на его рабочей поверхности. Приведены рекомендации по обеспечению качества полых непрерывнолитых заготовок из медных сплавов с внутренним диаметром 0,05…0,15м. Розглянуто спосіб випробування зразків в температурному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу міцність. Запропонований пристрій для випробування зразків в температурному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу міцність. Представлена методика процесу випробувань, що дозволяє збільшити точність вимірювань. The definition of coefficients for calculating the damageability parameter of billets from copper alloys using the Bailey-Norton and Rabotnov-Kachanov equitations on the basis of experimental data of billet creep in the temperature range of its viscous area, that is at 0.90...0.95 from liquidus temperature was considered. The experimental data were obtained on the AIMA 5-2 machine on the condition of its design improvement and testing method development. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Проблемы машиностроения Из опыта отечественного машиностроения Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов Regulatory provision of creep definition of continuous cast billets from copper alloys Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| spellingShingle |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов Хорошилов, О.Н. Павлова, А.А. Из опыта отечественного машиностроения |
| title_short |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| title_full |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| title_fullStr |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| title_full_unstemmed |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| title_sort |
нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов |
| author |
Хорошилов, О.Н. Павлова, А.А. |
| author_facet |
Хорошилов, О.Н. Павлова, А.А. |
| topic |
Из опыта отечественного машиностроения |
| topic_facet |
Из опыта отечественного машиностроения |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы машиностроения |
| publisher |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Regulatory provision of creep definition of continuous cast billets from copper alloys |
| description |
Предлагается в качестве параметра обеспечения качества непрерывнолитых полых заготовок из медных сплавов рассматривать стабильность процесса литья. Определено условие стабильности процесса непрерывного литья и усовершенствована конструкция дорна путем выполнения срезов на его рабочей поверхности. Приведены рекомендации по обеспечению качества полых непрерывнолитых заготовок из медных сплавов с внутренним диаметром 0,05…0,15м.
Розглянуто спосіб випробування зразків в температурному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу міцність. Запропонований пристрій для випробування зразків в температурному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу міцність. Представлена методика процесу випробувань, що дозволяє збільшити точність вимірювань.
The definition of coefficients for calculating the damageability parameter of billets from copper alloys using the Bailey-Norton and Rabotnov-Kachanov equitations on the basis of experimental data of billet creep in the temperature range of its viscous area, that is at 0.90...0.95 from liquidus temperature was considered. The experimental data were obtained on the AIMA 5-2 machine on the condition of its design improvement and testing method development.
|
| issn |
0131-2928 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80960 |
| citation_txt |
Нормативное обеспечение определения ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов / О.Н. Хорошилов, А.А. Павлова // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 6. — С. 56-61. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT horošilovon normativnoeobespečenieopredeleniâpolzučestinepreryvnolityhzagotovokizmednyhsplavov AT pavlovaaa normativnoeobespečenieopredeleniâpolzučestinepreryvnolityhzagotovokizmednyhsplavov AT horošilovon regulatoryprovisionofcreepdefinitionofcontinuouscastbilletsfromcopperalloys AT pavlovaaa regulatoryprovisionofcreepdefinitionofcontinuouscastbilletsfromcopperalloys |
| first_indexed |
2025-11-25T22:31:39Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:31:39Z |
| _version_ |
1850565991305576448 |
| fulltext |
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
О. Н. Хорошилов, д-р техн. наук
А. А. Павлова, канд. техн. наук
Украинская инженерно-педагогическая
академия, Харьков, Украина
e-mail: horol@i.ua
Ключові слова: нормативне забезпе-
чення, інтервал кристалізації заготов-
ки, повзучість, довготривала міцність.
УДК 621.074
НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЗУЧЕСТИ
НЕПРЕРЫВНО ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ
МЕДНЫХ СПЛАВОВ
Анотація. Розглянуто спосіб випробування зразків в температур-
ному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу міц-
ність. Запропонований пристрій для випробування зразків в темпе-
ратурному інтервалі кристалізації на повзучість та долготривалу
міцність. Представлена методика процесу випробувань, що дозво-
ляє збільшити точність вимірювань.
Введение
Способ непрерывного литья заготовок из медных сплавов во всем мире признан наиболее пер-
спективным малоотходным способом производства заготовок из металлов и сплавов. В последние 20-
30 лет процесс производства медных сплавов происходит в направлении создания процессов непре-
рывного литья. Медные сплавы обладают следующими свойствами: вязкость, пластичность, прочность.
Одним из основных факторов, влияющих на качество заготовок, является накопление повреж-
даемости за время циклического движения заготовки в кристаллизаторе. В процессе непрерывного
литья заготовка подвергается охлаждению, воздействию растягивающих усилий, что приводит к по-
явлению напряжений в теле заготовки. Кроме того, в затвердевающей непрерывно-литой заготовке
существует вязкий участок, который подвержен деформации ползучести и повреждаемости, что при-
водит к возникновению несплошностей и микротрещин в заготовке. Ползучесть относится к особому
виду разрушения конструкционных материалов, которая приводит к разрушению материала как в те-
чение короткого времени: часы минуты (при высоких напряжениях и температуре в сечении образ-
ца), так и длительного времени: месяцы, годы (при невысоких напряжениях и температурах испыты-
ваемых образцов).
Ползучесть и длительная прочность определяют материал, который обладает реологическим
состоянием. Ползучесть и длительная прочность применяются в основном для определения деформа-
ции и работоспособности ответственных деталей в машиностроении, авиастроении, атомной энерге-
тике и других отраслях техники [1].
Постановка проблемы
В настоящее время имеется множество различных методик определения усадки металлов и
сплавов. Однако их недостатками является то, что они рассчитаны на определение коэффициента
усадки металлов и сплавов в температурном интервале от температуры заливки до температуры ок-
ружающей среды, а значит, не дают информации о характере изменения линейного коэффициента
при усадке в температурном интервале кристаллизации.
К основной проблеме определения высокотемпературной ползучести медных сплавов в темпе-
ратурном интервале (0,9-0,95)ТL следует отнести отсутствие стандартного оборудования.
Анализ исследований и публикаций
Для определения количественных значений параметров накопленной повреждаемости заготов-
ки была разработана теория континуальной повреждаемости. Основу данной теории положили опре-
деляющие уравнения Работнова-Качанова [2,3].
Реологическое состояние вязкого участка непрерывно-литой заготовки может быть представле-
но рядом функций зависимости от температуры (Т) и напряжения (σ) таких величин как деформация
при ползучести (с) и длительная прочность (σ*)
0 1exp( )nс k T t ,
mt
TkK
)exp( 20
,
© О. Н. Хорошилов, А. А. Павлова, 2013
56 ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6
mailto:horol@i.ua
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6 57
где с – ползучесть испытываемого образца, м; σ – напряжение в образце, МПа; σ* – длительная
прочность - напряжение, которое в течение времени t* вызовет разрушение образца, МПа; Т – темпе-
ратура испытаний, оС; t – текущее время; β0, k0, n, m, k1, k2 – эмпирические коэффициенты.
В литературных источниках [4] приведены данные о механических испытаниях металлов и
сплавов в температурном интервале эксплуатации. Однако в работе [5] показано, что медные сплавы,
в том числе бронзы, при температурах 800-850 0С имеют склонность к хрупкому излому. Это услож-
няет проведение испытаний медных сплавов в температурном интервале кристализации.
В работе [6] показано сравнение экспериментальных данных с расчетными кривыми. Прове-
денный анализ и сравнение экспериментальных и расчетных данных позволил сделать вывод об
удовлетворительной точности найденных коэффициентов для определения значения параметра по-
вреждаемости с помощью уравнений Бейли – Нортона и Работнова – Качанова [7].
В работе [8] проведен анализ и выполнено прогнозирование усталостной прочности при цикли-
ческом нагружении, а в работе [9] описан прибор для определения усадки сплошных цилиндрических
образцов из металлов и сплавов. Он позволяет определить усадку цилиндрического образца в интер-
вале от температуры плавления до комнатной температуры. Сущность методики измерения усадки
состоит в том, что между исследуемым цилиндрическим образцом и прибором, фиксирующим изме-
нение длины образца, используют промежуточный элемент – стальной стержень (СС) для их тепло-
вого разделения. К недостатку относится то, что СС при нагревании расширяется и вносит искажения
в результаты измерения, особенно в начальной стадии эксперимента. Фиксирование температурного
режима СС и его термического расширения известная методика не предусматривает.
Однако при изменении конструкции устройства можно повысить точность показаний усадки и
коэффициента линейного расширения (КЛР) сплава. Разработка нормативного обеспечения опреде-
ления ползучести непрерывно литых заготовок из медных сплавов на испытательной машине АИМА
5-2 позволит увеличить точность измерений.
Формулировка целей статьи
Цель работы – создание нормативного обеспечения определения ползучести непрерывно литых
заготовок из медных сплавов на основе усовершенствования конструкции испытательной машины
АИМА 5-2 для определения ползучести медных сплавов в интервале температур (0,9…0,95)ТL.
Разработка нормативного обеспечения определения ползучести непрерывно литых заго-
товок из медных сплавов на испытательной машине АИМА 5-2
Граничные условия, приведенные в работе [10], являются общими для многих задач по опреде-
лению температурных полей. Поэтому следующие граничные условия примем за основу при реше-
нии задачи определения температурных полей:
– по всей длине МНЛЗ задать граничные условия теплового взаимодействия
между поверхностью заготовки, расплавом, графитовой втулкой кристаллизатора и окружающей сре-
дой;
– моделирование проводить для заданного интервала скоростей движения заготовки в кристал-
лизаторе МНЛЗ;
– в модели применялось ограничение скорости движения воды в водоохлаждаемом кожухе кри-
сталлизатора при непрерывном литье заготовок из медных сплавов;
– температуру поверхности заготовки после выхода ее из кристаллизатора регулировали расхо-
дом воды.
Реализация модели осуществлялась численным методом расщепления по координатам (неявная
схема), методом переменных направлений и прогонки.
С помощью критериев Фишера, Стьюдента и Манны–Уитни проверялась адекватность модели
по сходимости расчетных значений температур поверхности слитка с экспериментальными темпера-
турами, измеренными на МНЛЗ N 3,4 ККЦ АО «ММК» с помощью пирометра COMET 1000 IR–AHIS
600~3000 (Япония) с диапазоном измерения температур 600—3000 0C.
Экспериментальные данные по расходам воды и скорости вытягивания слитка были получены с
помощью регулирующего микроконтроллера Ремиконт Р–112 п/с «охлаждение» с горячим резерви-
рованием [10, 11].
Тепловую работу кристаллизатора по передаче тепла от заготовки через многослойный кри-
сталлизатор к охлаждающей жидкости можно описать математически. Используя математическую
модель, можно описать процесс затвердевания слитка, а также распространение тепла по сечению
заготовки и кристаллизатора [10]. В ряде случаев математическое моделирование тепловых процес-
сов приводит к интегрированию нелинейного дифференциального уравнения нестационарной тепло-
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
проводности с граничными и начальными условиями. Приведенный метод определения температуры
при нелинейных задачах теплопроводности показал высокую точность при отражении процесса не-
стационарной теплопроводности при радиационном теплообмене с окружающей средой, что свиде-
тельствует об эффективности предложенного метода.
В настоящее время для конструкционных материалов, работающих в различных температурных
условиях при различных значениях напряжений в поперечном сечении конструкции, появился до-
полнительный фактор, учитывающий накапливание повреждаемости в эксплуатируемом материале
на основе теории континуальной повреждаемости Бейли – Нортона и Роботнова – Качанова [2, 3].
В НТУ «ХПИ» разработан программный комплекс SCC, который включает в себя: уравнения
состояния ползучести при простом напряженном состоянии, принимая закон статической ползучести
с повреждаемостью в виде уравнений Бейли – Нортона и Работнова – Качанова. С помощью про-
грамного комплекса SCC параметр повреждаемости конструкционных материалов определяется в
зависимости от температуры и напряжений в их поперечном сечении, а также от длительности воз-
действия данных напряжения.
Конечноэлементная формулировка задачи ползучести для тела вращения с учетом повреждае-
мости материала записывается в следующем виде:
cFFuK ,
0 0
,
T T
N NS Vt t
F N p dS N P dV
,
Tc
N V
F B C c
dV
где K – матрица жесткости; u –глобальный вектор узловых перемещений; F –вектор узловых нагру-
зок, содержащий поверхностные и объемные силы; Fc –силы, обусловленные деформациями ползуче-
сти; B – матрица деформирования; C - матрица упругих констант; N –матрица форм; p и P –
поверхностные и объемные нагрузки соответственно; c –необратимые деформации ползучести; β –
номер конечного элемента; Vβ– объем конечного элемента;
N
–суммирование по всем конечным
элементам; S – лощадь поверхности конечного элемента, нагруженного распределенными нагрузка-
ми.
Для задач ползучести и связанного с ней накопления повреждаемости в тонких оболочках ко-
нечноэлементная формулировка определяется следующей системой уравнений [10]:
c nK u F F F ,
,
T
N S
F N p dS
,
Tc
N V
F B C c dV
,
( [ ] [ ]
Tn n T
N S V
F N p ds B C
).n dV
.
В литературных источниках отсутствуют сведения о математических моделях, которые позво-
ляют определить повреждаемость вязкого участка непрерывно-литой заготовки (в частности загото-
вок из медных сплавов). Поэтому необходимо использовать методику определения коэффициентов к
уравнениям Бейли – Нортона и Роботнова – Качанова на основе экспериментальных данных о высо-
котемпературной ползучести и разрушении образцов в температурном интервале 0.90 - 0.95 от ТL.
Параметр повреждаемости необходимо рассчитывать с помощью программного комплекса
SCC, разработанного на кафедре «Системы и процессы управления» НТУ «ХПИ», на базе методов
континуальной механики повреждаемости и теории ползучести. Расчеты необходимо проводить на
основе метода конечных элементов и разностных методов интегрирования.
58 ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
Для описания процессов ползучести и связанной с ней повреждаемости применим методику
асимптотических разложений и усреднения в каждом цикле движения заготовки, предложенную в
работе [12].
Усовершенствование конструкции устройства АИМА 5-2 с целью определения ползучести
медных сплавов в температурном интервале (0,90…0,95)ТL позволит получить экспериментальные
данные об увеличении при данных температурах испытания скорости ползучести в десятки тысяч
раз.
Для изучения ползучести при высоких температурах была усовершенствована испытательная
машина АИМА -5-2 [13]. Конструкция устройства защищена патентом [14, 15], а схема представлена
на рис. 1.
Для испытания образцов в ось приложе-
ния нагрузки было добавлено устройство, со-
стоящее из опоры 10, в котором находяся вер-
тикальное 11 и горизонтальное 12 отверстия
для установки штырей 13 и 14. Блок сравне-
ния температур 15 подает сигнал на катушку
индуктивности 16 и приводит в движение
магниточувствительный стержень 17 [15 –
17].
Методика проведения испытаний на
машине АИМА 5-2 к м. (подготовка)
1. Из непрерывно-литой заготовки изго-
тавливаются стандартные образцы длиной
200 мм с базой 100 мм и диаметром 10 мм,
что соответствует ГОСТ 26007-83 [18].
2. На образец 6 устанавливают экстен-
зометр с индикатором деформации 21.
3. Верхний торец образца 6 с системой
измерения деформации 21 вводят в резьбовое
соединение с верхней тягой 7.
4. К нижней головке образца 6 крепят
тягу прямого нагружения 8, на которой уста-
новлен груз 9 заданной массы.
5. На тарелку 18 компенсатора термиче-
ских напряжений устанавливают опору 10 с
вертикальным 11 и горизонтальным 12 отвер-
стиями. В отверстия вставляют соответствен-
но штыри 13 и 14. Тарелку компенсатора 18
устанавливают таким образом, чтобы штырь
14 касался нижней части тяги прямого нагру-
жения 8. Таким образом, компенсатор напря-
жений (не показан) при нагревании образца
будет регулировать вертикальное положение
тарелки 18 по мере удлинения образца 6.
6. Производят опускание цилиндриче-
ского теплозащитного нагревателя 1 так, что-
бы нагреватели 2 и 3 оказались на уровне
верхней и нижней границ базы образца 6.
h12
16 17 13 11
10
18
15
220 В
21
14
5
3
4
2
6
1
8
9
20
19
7
Рис. 1. Устройство машины для испытания экспе-
риментальных образцов из медных сплавов в темпе-
ратурном интервале (0,9…0,95)ТL: 1 - цилиндриче-
ский теплозащитный кожух; 2, 3 – соответствен-
но, верхний и нижний электронагреватели;
4,5- датчики температуры, соответственно, для
верхнего и нижнего электронагревателя; 6 – обра-
зец; 7 - верхняя тяга; 8 - тяга прямого нагружения;
9 – груз; 10 –дополнительная опора; 11,12 - соот-
ветственно, вертикальное и горизонтальное отвер-
стия; 13, 14 - соответственно, вертикальный и го-
ризонтальный штыри; 15 – блок сравнения темпе-
ратур; 16 - катушка индуктивности 17 - магнито-
чувствительный стержень; 18 - тарелка компенса-
тора термических напряжений; 19 и 20 – соответ-
ственно, верхняя и нижняя термопара; 21 - индика-
тор деформации
7. На индикаторе 21 стрелку показания деформации устанавливают в нулевое положение, после
чего устройство готово к работе.
Испытания проводятся следующим образом.
1. Нагрев образцов до температуры испытания 925 – 945оС производится в три этапа [17].
2. Образец нагревали со скоростью 10 оС/с до температуры 700 оС;
3. Нагрев образцов вели со скоростью 3,3 оС/с до температуры 875 … 900 оС, что составляет
0,95 % температуры испытания.
ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6 59
4. Последующий нагрев образцов осуществляли со скоростью 1,0 оС/с. Снижение скорости на-
грева образца способствует выравниванию температуры по всему объему образца.
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
60 ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6
5. Начало испытания образцов определяет блок сравнения температур 15.
6. После этого на катушку 16 подается силовое напряжение 220 В, вследствие чего сердечник
17 втягивается в катушку 16 и горизонтальный штырь 13, соединенный с сердечником 17, освобож-
дает отверстие 11.
7. Вертикальный штырь 14 соскальзывает по отверстию 11, в результате между тягой прямого
нагружения 8 и опорой 10 образуется зазор величиной h. Зазор h позволяет реализовать скорость пол-
зучести образца, находящегося в температурном интервале (0,9…0,95)ТL.. Величина зазора h задает-
ся с 10-ратным запасом от величины деформации разрушения испытываемого образца.
8. Действие нагрузки на образец, находящийся в температурном интервале (0,9…0,95)ТL , вы-
зывает его высокотемпературную ползучесть.
Таким образом, впервые для экспериментальных исследований разработана методика по опре-
делению ползучести в температурном интервале 0,9…0,95 температуры ликвидус образцов из мед-
ных сплавов. Для реализации методики произведено усовершенствование конструкции испытатель-
ной машины АИМА 5-2, что позволило испытывать образцы из медных сплавов со скоростью их
свободной деформации.
Выводы
Разработано нормативное обеспечение определения ползучести заготовки в виде методики про-
ведения испытаний на усовершенствованной машине АИМА 5-2 и методики расчета параметра по-
вреждаемости заготовок из медных сплавов с помощью уравнения Бейли-Нортона и Работнова-
Качанова. Это дало возможность определять ползучесть при температуре вязкого участка заготовки
из медных сплавов при увеличении скорости ползучести до 1650…2500 раз.
Литература
1. Lemaitre, J. A course on damage mechanics [Text] / J. Lemaitre. – Berlin: Springer-Verlag, 1996. –
228 p.
2. Работнов, Ю. Н. Ползучесть элементов конструкцій [Текст] / Ю. Н. Работнов . – М.: Наука, 1966. – 752 с.
3. Качанов, Л. М. Основы механики разрушения. [Текст] / Л. М. Качанов. – М.: Наука, 1974. – 311 с.
4. Стакян, М. Г. Вероятностная оценка сопротивления усталости гладких и ступенчатых валов [Текст]
/ М. Г. Стакян, К. Ц. Исаханян // Известия НАН РА ГИУА. Сер. Техн. науки. – 2004. – Т. LVII, №2. – С. 204-209
5. Федоров, В. В. Эргодинамическая концепция разрушения. Сообщение 3. Структура и критерии вяз-
кого разрушения [Текст] / В. В. Федоров // Проблемы прочности. – 1991. – № 1. – С. 31 – 35.
6. Бреславский, Б. Д. Уравнение состояния циклической ползучести бронзовых сплавов [Текст] /
Б. Д. Бреславский, О. А. Татаринова, О. Н. Хорошилов // Вестник НТУ «ХПИ» Сборник научных трудов. Тема-
тический выпуск. – 2007. – № 38 – С.36 – 41
7. Бреславский, Д. В. Высокотемпературная ползучесть и длительная прочность элементов конструк-
ций при циклическом нагружении [Текст] / Д. В. Бреславский, О. К. Морачковский, О. А. Татаринова // Про-
блемы прочности. – 2008. – № 5. – С. 45 – 53.
8. Ахундов, М. Прогнозирование усталостной прочности при циклическом нагружении / М. Ахундов,
А. Сейфуллаев, А. Юзбашиева // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2013. – T. 3, N 7(63).
– С. 44-47. – Режим доступа : URL :http://journals.uran.ua/eejet/article/view/14823
9. Таран, Б. П. Прибор для автоматической записи усадочных явлений при кристаллизации чугунов
[Текст] / Б. П.Таран, И. Н. Деньгин, Н. А.Томашкевич и др. // Вестник ХПИ. Лит. пр-во. – 1970. – Вып. 3, Х-в,
№47, (95). – C. 15-20.
10. Демиденко, Л. Л. Математическое моделирование охлаждения непрерывно-литого слитка с исполь-
зованием зоны теплоизолирования [Текст] / Л. Л. Демиденко, Ю. А. Демиденко // Магнитогорский государст-
венный технический университет им. Г. И. Носова. – Известия Челябинского научного центра. г. Челябинск. –
2002. – Вып.1 (14). – С 36–39
11. Демиденко, Л. Л. Результаты математического моделирования охлаждения непрерывно-литого сли-
тка с использованием зоны теплоизолирования [Текст] / Л. Л.Демиденко, Ю. А. Демиденко // Известия Челяби-
нского научного центра. г. Челябинск. – 2002. – Вып.2 (15). – С 44 – 46
12. Бреславский, Д. В. Метод асимптотических разложений в задачах мало - и многоцикловой ползуче-
сти материалов [Текст] / Д. В. Бреславский, О. К. Морачковский, О. А. Уварова // Вестник НТУ «ХПІ». - Харь-
ков: НТУ “ХПІ”. – 2004. –№19. – С. 23 – 32
13. Машина для испытания металлов и сплавов на ползучесть и длительную прочность модели АИМА-5-2.
Техническое описание и инструкция для эксплуатации. [Текст] / 2.773.053. ТО. – Иваново, 1977. - 150 с.
14. Патент на корисну модель України № 17741 МПК (2006) G 01 N 3/18. Пристрій для випробування зраз-
ків у температурному інтервалі кристалізації на повзучість та довготривалу міцність [Текст] / Хорошилов О. М., По-
ИЗ ОПЫТА ОТЕЧЕСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
ISSN 0131–2928. Проблемы машиностроения, 2013, Т. 16, № 6 61
номаренко О. І., Шатагин О. О.; заявник та патентообладатель Націон. Технічний університет «Харківський політех-
нічний інститут».- № u200603571;. заявлено 03.04.06. Опубл. 16.10.2006. Бюл. № 10. – 3 с.
15. Хорошилов, О. Н. Прочность медных сплавов в температурном интервале кристаллизации [Текст] /
О. Н. Хорошилов // Лит. пр-во. – М.: – 1999. – № 12.– С. 22 - 23.
16. Патент на корисну модель України № 15924, МПК (2006) G 01 N 3/18. Спосіб випробування зразків
у температурному інтервалі кристалізації на повзучість та довготривалу міцність [Текст] / Хорошилов О. М.,
Пономаренко О. І., Шатагин О. О.; заявник та власник Національний технічний університет «Харківський полі-
технічний інститут».- № u200601204; заявлено 07.02.06. Опубл. 17.07.2006. Бюл. № 7. – 6 с.
17. Хорошилов, О. Н. Методика определения высокотемпературной ползучести при испытании образ-
цов из медных сплавов [Текст] / О. Н. Хорошилов, О. И. Пономаренко // Процессы литья. – 2007. – № 1-2. –
С. 23-26.
Поступила в редакцию 21.11.13
С. В. Романов, канд. техн. наук
А. Н. Лагода
Украинская инженерно-педагогическая
академия, г. Харьков, Украина
e-mail: svrom@rambler.ru
Ключові слова: розбирання з'єднань,
індукційний нагрів, нестаціонарний те-
пловий процес, математична модель
УДК 621.757
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РАЗДЕЛЕНИЯ
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
ТЕРМОВОЗДЕЙСТВИЯ
Анотація. Розроблена математична модель нестаціонарного теп-
лового процесу, яка є системою диференціальних рівнянь другого
порядку змінної структури залежно від температури елементів
багатокомпонентних з'єднань. Модель може бути використана як
для керування нагріванням в процесах виплавки наповнювачів, так і
для керування нагріванням при тепловому розбиранні з'єднань з на-
тягом.
Введение
Технологические системы (ТС) механосборочного производства, использующие термовоздей-
ствие при реализации процессов разборки или выплавки наполнителей, отличает от других ТС неста-
ционарность, поскольку наряду с вещественными преобразованиями в них происходят периодиче-
ские тепловые изменения элементов. Среди множества решенных задач теплопроводности и тепло-
передачи задачи, связанные с нестационарными процессами, наименее разработаны. Имеющиеся
аналитические модели нагрева достаточно громоздки и малоуниверсальны. Для любой из вновь раз-
работанных моделей требуется своя специализированная программа расчета.
Постановка проблемы
Для обеспечения минимума энергопотребления и максимальной эффективности работы систе-
мы термовоздействие должно быть скоростным и адресным, т.е. за минимально короткий промежу-
ток времени необходимо нагреть только те участки охватывающей детали соединения, расширение
которых обеспечит требуемый для разборки тепловой зазор или участок корпуса, в котором содер-
жится легкоплавкий наполнитель, подлежащий выплавке [1].
Электронагрев деталей, по сравнению с другими видами нагрева, более производителен и прост
в управлении. Он исключает пережог металла и образование окалины. В механосборочном и ремонт-
ном производствах при разборке соединений с натягом, а также для выплавки наполнителей исполь-
зуется индукционный нагрев. Простота исполнения нагревателя и хорошая управляемость процес-
сом, особенно если использовать ток промышленной частоты, являются его достоинствами.
Анализ исследований и публикаций
Достоинства индукционного нагрева являются причиной достаточно широкого распростране-
ния в ремонтном производстве технологий разборки на основе термовоздействия. Общепринятые
названия этого способа – индукционно-тепловой способ (метод) разборки [2]. Он применяется в су-
доремонте, ремонте локомотивов, подвижного состава рельсового транспорта, дорожных машин,
обогатительного и прессового оборудования и других видов техники. Хорошо зарекомендовал себя
© С. В. Романов, А. Н. Лагода, 2013
mailto:svrom@rambler.ru
|