Контроль та управління термомеханічними явищами при механічній обробці виробів із матеріалів неоднорідної структури

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31649/mccs2022.08

Ключові слова:

конструктивний елемент, поверхневий шар, тепловий потік, оброблюваний матеріал

Анотація

У статті представлено інформаційну технологію аналізу та синтезу моделей забезпечення якісних характеристик робочих поверхонь виробів при механічній обробці з урахуванням дефектів структури матеріалу. Описано різноманітні мікродефекти, розвиток яких під впливом механічної обробки призводить до появи тріщин та їх збільшення і, як наслідок, локального або повного руйнування. Розв’язано задачу термопружності для тіл, ослаблених неоднорідностями. Розглянуто ймовірнісно-статистичний підхід у підвищенні точності ідентифікації технологічних процесів механічної обробки, розробці та впровадженні нових, більш ефективних методів і засобів інформаційного та комп’ютерного моделювання. Розроблена модель враховує вплив неоднорідностей технологічного походження (починаючи від заготовки й закінчуючи готовим виробом), які виникають у поверхневому шарі при виготовленні елементів конструкції, аналіз яких дозволяє створити інформаційну базу критеріїв, реалізація яких дозволяє запобігти втраті функціональних властивостей відповідальних елементів. Удосконалено математичні моделі динаміки термомеханічних процесів, що супроводжують механічну обробку виробів із матеріалів неоднорідної структури, у вигляді просторово-нестаціонарної постановки задачі на основі систем диференціальних рівнянь термопружності в часткових похідних та умовах розриву. на дефекти пружно-деформаційних характеристик обробленого матеріалу, що на відміну від існуючих дозволило підвищити точність ідентифікації математичних моделей загалом. Розроблено математичні моделі системи оцінювання ефективності функціонування технологічних комплексів механічної обробки, які дають змогу визначити зв’язок між параметрами стану оброблених поверхонь та основними керуючими технологічними характеристиками, що забезпечують необхідні властивості функціонально градієнтні матеріали. Нарешті, результати моделювання дають можливість створити ефективну інформаційну технологію, яка дає змогу суттєво зменшити втрати функціональних властивостей гетерогенних систем.

Біографії авторів

Анатолій Васильович Усов , Національний університет «Одеська політехніка»

д. т. н., професор, завідувач кафедри вищої математики та моделювання систем Національного університету «Одеська політехніка»

Максим Володимирович Куніцин , Національний університет «Одеська політехніка»

 к. т. н., доцент кафедри інтегрованих технологій управління Національного університету «Одеська політехніка»

Юлія Євгеніївна Сікіраш , Національний університет «Одеська політехніка»

аспірантка кафедри вищої математики та моделювання систем Національного університету «Одеська політехніка»

Посилання

Kheir, N.: Systems modeling and computer simulation. Routledge. (2018)

Shin, Y.C., Xu, C.: Intelligent Systems: Modeling, Optimization, and Control. CRC Press, New York (2017)

Adby, P.: Introduction to optimization methods. Springer Science & Business Media. (2013)

Ledesma-Alonso, R., Raphaël, E., Léger, L., Restagno, F., Poulard, C.: Stress concentration in periodically rough Hertzian contact: Hertz to soft-flat-punch transition. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 472(2193), 20160235. (2016) https://doi.org/10.1098/rspa.2016.0235

Muskhelishvili, N. I.: Singular Integral Equations: Boundary problems of functions theory and their applications to mathematical physics. Springer Science & Business Media. (2012)

Kaliberda, M. E., Lytvynenko, L. M., Pogarsky, S. A.: Singular integral equations in diffraction problem by an infinite periodic strip grating with one strip removed. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 30(18), 2411–2426. (2016) https://doi.org/10.1080/09205071.2016.1254071

Singh, A. K., Negi, A., Yadav, R. P., Verma, A. K.: Dynamic stress concentration in pre-stressed poroelastic media due to moving punch influenced by shear wave. Journal of Seismology, 22(5), 1263–1274. (2018) https://doi.org/10.1007/s10950-018-9766-5

Li, P.: Generalized convolution-type singular integral equations. Applied Mathematics and Computation, 311, 314–323. (2017) https://doi.org/10.1016/j.amc.2017.05.036

Li, P.: Some classes of singular integral equations of convolution type in the class of exponentially increasing functions. Journal of Inequalities and Applications, 2017(1), 307. (2017) https://doi.org/10.1186/s13660-017-1580-z

Gol’dstein, R. V., Salganik, R. L.: Brittle fracture of solids with arbitrary cracks. International Journal of Fracture, 10(4), 507–523. (1974) https://doi.org/10.1007/BF00155254

Sozio, F., Yavari, A.: Nonlinear mechanics of surface growth for cylindrical and spherical elastic bodies. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 98, 12–48. (2017) https://doi.org/10.1016/j.jmps.2016.08.012

Varlamov, A. A., Rimshin, V. I., Tverskoi, S. Y.: The modulus of elasticity in the theory of degradation. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 463, 022029. (2018) https://doi.org/10.1088/1757-899X/463/2/022029

Wang, L., Liang, J., Yang, Y., Zheng, Y.: Time-dependent reliability assessment of fatigue crack growth modeling based on perturbation series expansions and interval mathematics. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 95, 104–118. (2018) https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2018.02.010

Powers, D. L.: Boundary value problems. Elsevier. (2014)

Kunitsyn, M.V., Usov, A.V.: Tribocorrosion research of NI-Al2O3/TIO2 composite materials obtained by the method of electrochemical deposition. Modern Technologies in Mechanical Engineering 12, 61–70 (2017) http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/31354

Zhu, D., Feng, X., Xu, X., Yang, Z., Li, W., Yan, S., Ding, H.: Robotic grinding of complex components: A step towards efficient and intelligent machining – challenges, solutions, and applications. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 65, 101908. (2020) https://doi.org/10.1016/j.rcim.2019.101908

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-29

Номер

Розділ

КУСС_Контроль та управління в окремих галузях