Контроль та управління термомеханічними явищами при механічній обробці виробів із матеріалів неоднорідної структури
DOI:
https://doi.org/10.31649/mccs2022.08Ключові слова:
конструктивний елемент, поверхневий шар, тепловий потік, оброблюваний матеріалАнотація
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.
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