Том 10, № 3-4 (2011): Специальный выпуск
- Год: 2011
- Статей: 44
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/issue/view/33
-
Описание:
Материалы Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г. Самара, 28-30 июня 2011 г).
Весь выпуск
АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
Гармоническая модель термодинамического цикла, реализуемого в регенераторе термоакустического двигателя
Аннотация
Представлена модель цикла, реализуемого газом в регенераторе термоакустического двигателя. Показано, что элементарный объем газа совершает в регенераторе термодинамический цикл, зависящий от сдвига фаз между колебаниями давления и смещения газа.
Влияние точности изготовления резьбы на распределение усилий по виткам и равнопрочная резьба
Аннотация
На распределение усилий по виткам резьбы влияет не только разница деформаций стержня (растяжение) и гайки (сжатие), но и неравномерное по высоте гайки радиальное расширение тела гайки и сжатие резьбовой части стержня, а также скручивание тела гайки в радиальной плоскости и, самое главное, разношаговость витков вследствие погрешностей изготовления. С точки зрения прочности стремиться нужно не к выравниваю усилий по виткам резьбы, а наоборот, за счет разношаговости добиться равнопрочности в витках по высоте резьбовой части соединения. В нашем исследовании показано, что в равнопрочной резьбе за счет регулируемой разношаговости можно снизить максимальные напряжения на 50% по сравнению с точно изготовленной (с одинаковыми шагами) резьбой. В такой резьбе отклонение шагов близко к линейному и в определенном диапазоне нагрузок прочность резьбы почти не зависит от величины самой внешней нагрузки.
Tеория формализованного описания математических моделей сборки агрегатов летательных аппаратов
Аннотация
Предложена методика проектирования и синтеза последовательностей операторов преобразования сборочно-монтажного пространства. Механические связи между собираемыми элементами конструкции моделируются согласно схеме пространственной взаимосвязи сборочных единиц конструкции, начальных и граничных условий. Рассмотрены методы синтеза структур из номенклатуры сборочных элементов изделия, представленных на количественном и качественном уровне матрицами состояний согласно общему графу сборки агрегата. Топология соединений описывается методами аналитической геометрии, теории расписаний и др., а также матриц перемещений и технологическими операторами, описывающими на каждом переходе движение как изменение вектора состояний системы.
Проектирование технологических процессов сборки по критериям точности
Аннотация
Исследование сборочных операций на некотором множестве допустимых вариантов исполнения в статье проводится в виде постановки задачи выбора оптимальной модели и структуры технологической системы сборки агрегата c обеспечением точности сборки и установлением допустимых схем компоновок технологических переходов.
Влияние радиуса надреза при опережающем поверхностном пластическом деформировании на предел выносливости деталей
Аннотация
Экспериментально установлено, что с увеличением радиуса надреза при опережающем поверхностном пластическом деформировании уменьшается приращение предела выносливости в связи с уменьшением сжимающих остаточных напряжений в наименьшем сечении детали.
Определение облика термоакустического генератора по характеристикам электродинамической части на основании параметрических исследований
Аннотация
Рассмотрен термоакустический генератор, состоящий из термоакустического двигателя на основе бегущей волны и линейного электрогенератора 1S102MA. С целью оптимизации конструкции проведен параметрический анализ методом электроакустических аналогий. Получен ряд параметрических зависимостей эффективности установки для качественного анализа поведения системы.
Метод определения энергетического состояния струй вибрационных волн
Аннотация
В настоящей работе рассматриваются физические процессы, происходящие с жидкой фазой двухфазного потока при вибрационных воздействиях на структуру жидкой фазы на примере взвешенных белых частиц в бегущей волне с разным процентом её отражения. Амплитуда этой волны составляет 4% её длины, а глубина воды равна 22% длины волны [1]. Учитывая распространение вибрационных волн в виде концентрических сфер и импульсивную идентичность природы вибраций, автор предлагает метод определения внутреннего энергетического состояния волны жидкой фазы.
Разработка винтового двигателя
Аннотация
Выполнен анализ развития ротационных двигателей. В настоящее время среди ротационных двигателей известны роторно-поршневые двигатели, лопаточные турбины, винтовые двигатели. Показано, что в области автотракторных двигателей ни один из этих типов ротационных двигателей не может быть альтернативой существующим сегодня поршневым двигателям. Высокие технико-экономические показатели могут быть получены на ротационном двигателе объемного типа глубокого расширения. Такая конструкция реализуется на основе винтовых элементов конической формы. Идеи расширительной машины глубокого расширения высказывались, но до настоящего времени они не реализованы в промышленном варианте двигателя. В работе обоснован принцип профилирования винтовой поверхности на коническом роторе. Разработана технология изготовления, и из пластмассы выполнена модель ротора в натуральную величину.
Прикладные аспекты использования методики численного термогазодинамического расчета ЖРДМТ с учетом неидеального протекания рабочих процессов в камере сгорания
Аннотация
Излагаются результаты использования методики численного термогазодинамического расчета ракетных двигателей малой тяги (РДМТ) с учетом неидеального протекания рабочих процессов в камере сгорания [1,2] для решения прикладных задач. Первая из этих задач связана с анализом предельно достижимых энергетических характеристик перспективного РДМТ на для малых космических аппаратов (МКА) тягой 6 Н на экологически чистых компонентах Н2 (газ) и О2 (газ), а вторая – с использованием жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ) на штатных компонентах топлива АТин и НДМГ для моделирования тепловых потоков, действующих на космические аппараты, входящие в атмосферу планет с гиперзвуковыми скоростями
Предварительные исследования тепловых процессов в баллоне с криогенной заправкой бортовой дроссельной системы
Аннотация
Представлены результаты испытаний баллона с криогенной заправкой (жидкий азот), которые были проведены на уровне давления 4 MПa. Также показано, что поведение параметров в резервуаре время и давление соответствуют модели, принятой в расчетной программе.
Защитные устройства для повышения пассивной безопасности автомобилей
Аннотация
Предложены новые устройства для защиты автомобиля с четырех сторон, спереди, сзади и обоих боков, при аварийном столкновении автомобиля с препятствием. По сравнению с известными устройствами предлагаемые нами устройства универсальны – их можно поставить на все отечественные и зарубежные марки легковых автомобилей, они обладают очень высоким потенциалом рассеивающих свойств при гашении фронтального и бокового ударов. Способны при хороших «опорных» характеристиках автомобиля рассеивать до 80-100% кинетической энергии фронтального удара при краш-испытаниях на этот удар автомобиля массой 130÷150 кг.
Измерение давления в трубопроводах комбинированным термостабильным датчиком
Аннотация
Трубопроводы газотурбинных двигателей подвержены воздействию разнообразных переменных сил. Кинематическое возбуждение от работающих агрегатов приводит к колебаниям давления в трубопроводной системе и выдвигает задачу измерения давлений. Большинство процессов сопровождается существенным повышением температур рабочих сред. Современные средства измерения давлений, использующиеся в автоматизированных системах контроля испытаний ГТД, предназначены для работы в температурном диапазоне до 80ºС. Предлагаемый термостабильный датчик давления в отличие от известных обладает повышенной точностью измерений за счет исключения погрешностей, возникающих при возрастании температуры среды, давление которой измеряется. Датчик дает возможность расширить рабочий диапазон температур до 400ºС при дополнительной погрешности измерений, не превышающей 0,5%.
Стенд для исследований внутрикамерных рабочих процессов ракетных двигателей малой тяги
Аннотация
Стендовые испытания имеют определяющее значение при создании и доводке ракетных двигателей малой тяги и аналогичных им по рабочему процессу газогенераторов прикладного, наземного применения. Высокие требования к современным инновационным изделиям распространяются на все оборудование, участвующее в разработке, в том числе и на стендовое.
Рабочий процесс металлизатора на газообразном топливе
Аннотация
Создан пропановоздушный проволочный металлизатор на базе ракетного двигателя малой тяги. Рассмотрены изменения рабочего процесса ракетной камеры, необходимые для организации процесса получения расплава напыляемого металла.
Кинетическая диаграмма медленного роста усталостной трещины. Подрастание трещины
Аннотация
На основе макроструктурного анализа типичного усталостного излома цилиндрического образца из стали 45 с кольцевым полукруглым надрезом при изгибе представлена методика построения кинетической диаграммы медленного роста усталостной трещины с учетом третьей координаты – количества циклов нагружения. Показана количественная оценка подрастания трещины в плоскости проекции: количество циклов нагружения – скорость трещины.
Методика вывода конструкции прямоточного детонационного пульсирующего двигателя в лидеры
Аннотация
Рассматривается постановка гипервекторной задачи вывода конструкции прямоточного детонационного пульсирующего двигателя в число лидеров. В общем случае она сводится к многокритериальной задаче дискретного программирования. Предлагается метод ее решения. Приведен численный пример.
Композиция законов распределения векторных погрешностей, действующих при обработке на станках с числовым программным управлением
Аннотация
Рассмотрены законы распределения вектора, выражающего сумму производственных погрешностей, действующих при многокоординатной обработке на станках с числовым программным управлением.
Повышение эффективности процессов литья при производстве деталей двигателей летательных аппаратов путем воздействия импульсного магнитного поля на расплав
Аннотация
В данной статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния импульсного магнитного поля высокой напряженности на структуру и свойства алюминиево-кремниевых сплавов. На основании результатов исследований предложена и опробована в производственных условиях последовательность проектирования технологических процессов литья с магнитно-импульсной обработкой расплава при производстве деталей двигателей летательных аппаратов.
Повышение эффективности процессов литья при производстве деталей двигателей летательных аппаратов путем воздействия импульсного магнитного поля на расплав
Аннотация
В данной статье представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния импульсного магнитного поля высокой напряженности на структуру и свойства алюминиево-кремниевых сплавов. На основании результатов исследований предложена и опробована в производственных условиях последовательность проектирования технологических процессов литья с магнитно-импульсной обработкой расплава при производстве деталей двигателей летательных аппаратов.
Исследование кольцевого демпфера из материала МР при одновременном нагружении в осевом и радиальном направлениях
Аннотация
Материал МР широко применяется в системах защиты от вибрации. Исследовано нагружение демпфера из МР в радиальном направлении вращающейся силой, возникающей при прецессирующем движении трубопровода или вследствие дисбаланса вала и одновременно в осевом направлении.
О повреждении электрическим током роторных подшипников газотурбинных двигателей семейства НК, работающих в качестве привода электрогенераторов
Аннотация
После разборки двигателей-приводов генераторов, пришедших из эксплуатации, на подшипниках силовой турбины были обнаружены дефекты в виде продольных полос на беговых дорожках и телах качения. Имели место разрушения подшипников, вызванные развитием дефекта в виде полос. Проведенные исследования убедительно доказывают, что причиной появления дефектов является прохождение электрического тока через подшипники силовой турбины. Это подтверждается проведёнными микроисследованиями материала и расчётным объяснением частоты следования полос на беговых дорожках роликовых подшипников. Разрабатываются мероприятия по изоляции подшипников.
Свободные колебания системы с релаксационным вязким демпфированием
Аннотация
Рассмотрена динамика свободного движения механической колебательной системы, у которой масса вывешена над основанием с помощью подвески в виде реологической модели Пойнтинга-Томсона.
Распределение усилий по виткам и коэффициенты внешней переменной нагрузки в резьбовых соединениях в условиях вибрации изделий
Аннотация
В существующей учебной литературе, да и в инженерной практике, при расчетах на прочность в условиях действия переменной нагрузки распределение переменной составляющей нагрузки по виткам принимается таким же, как и статической составляющей. Проведенные нами исследования показывают, что это не всегда так и распределение усилий по виткам зависит не только от соотношения жесткостей элементов резьбовых соединений, но и от упругих и динамических свойств всего изделия и может быть совсем не таким, как в статике. Коэффициенты внешней переменной нагрузки и распределение усилий по виткам в изделиях с резьбовыми соединениями необходимо определять c учетом динамических свойств всего изделия. Для повышения усталостной прочности резьбовых соединений при вибрациях желательно проектировать их за резонансными по любой собственной частоте в упругих системах изделий.
Использование CAD/CAE-систем для расчета на прочность деталей кривошипно-шатунного механизма ДВС
Аннотация
Проведен прочностной расчет кривошипно-шатунного механизма шестицилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания Mercedes-Benz M 115 с помощью CAD/CAE-систем. При расчете задано постоянное распределение газовой силы по поверхности поршня и распределение температуры по высоте поршня в виде степенной зависимости.
Опыт использования CAE/CAD-систем при проектировании двигателя внутреннего сгорания
Аннотация
Представлен процесс проектирования двигателя внутреннего сгорания с помощью CAD/CAE-систем. Проведен расчет тепловых процессов в цилиндре двигателя. По реальным деталям построена трехмерная модель двигателя с помощью программ SolidWorks и КОМПАС. Также модель экспортирована в программы ADAMS – для кинематического и динамического расчета, в ANSYS mechanical – для расчета на прочность, в ANSYS Fluent – для газодинамического расчета. Выполнено проектирование наддува двигателя и системы охлаждения. Использование данных программ позволяет проводить проектирование ДВС на высоком уровне.
Повышение сопротивления усталостному разрушению хромоникелевой стали лазерным воздействием
Аннотация
Свойства используемых конструкционных материалов во многом определяют повышение эксплуатационных показателей изделий авиационной техники. Сопротивление металлических материалов усталостному разрушению, как и другие физико-механические свойства, в значительной степени зависит от структуры. Лазерная термообработка деталей из стали 40ХН позволяет повысить сопротивление усталостному разрушению при увеличении микротвёрдости поверхностного слоя в зоне термического влияния в 2…2,5 раза. Возможно значительно снизить вероятность зарождения усталостных трещин в процессе эксплуатации.
Моделирование несквозных поверхностных трещин в тонкостенных конструкциях
Аннотация
Для тонкостенных конструкций интерес часто представляют несквозные, и в первую очередь, поверхностные трещины. Авторами разработана программа-макрос crack_sf.mac с использованием языка APDL для более точного вычисления параметров механики разрушения вдоль фронта поверхностной трещины.
Анализ погрешностей многокоординатной обработки на станках с числовым программным управлением
Аннотация
Рассмотрены факторы, влияющие на числовую величину, положение в пространстве и характер распределения замыкающего вектора пространственной размерной цепи, который выражает сумму производственных погрешностей, действующих при многокоординатной обработке на станках с ЧПУ.
Модернизация серийных автомобильных двигателей
Аннотация
Модернизация серийных двигателей ОАО «АвтоВАЗ» для повышения эффективности работы за счет разработки ряда прогрессивных технических средств, реализация которых позволит повысить технические характеристики.
К вопросу о развитии тематики роторно-поршневых двигателей за рубежом и в России
Аннотация
Рассмотрены вопросы развития тематики роторно-поршневых двигателей и их применения в легкомоторной авиации, ДПЛА и для привода генераторов, насосов и т.д. при наземном использовании за рубежом и в России. Приведена разработка проекта мощностного ряда двигателей в диапазоне 8…160 л.с. с использованием материальной части трёх типоразмеров.
Исследование обрабатываемости специальных материалов электроэрозионным методом
Аннотация
Представлены результаты исследований изменения производительности от частоты следования импульсов при различных токах короткого замыкания и разных сечениях обрабатываемых отверстий для сплавов ХН50МВТ, ХН45МВТЮБ.
Экспоненциальное сглаживание параметров временного ряда при наличии тренда
Аннотация
Предложен алгоритм экспоненциального сглаживания временного ряда, имеющего произвольный тренд. Алгоритм может быть полезен при контроле технического процесса в реальном масштабе времени.
Технико-экономические показатели внедрения прогрессивных процессов в серийном производстве двигателей семейства «НК»
Аннотация
Определены комплексные научно–технические требования к организации серийного производства двигателей и условия, предопределяющие необходимость разработки новых технологических процессов изготовления. Показана эффективность новых процессов. Реализация комплекса прогрессивных процессов изготовления деталей и узлов позволила получить существенное повышение технических характеристик двигателей семейства «НК», их высокие эксплуатационную надёжность и ресурс.
Модернизация стенда для исследования микротурбинных приводов
Аннотация
В статье описаны конструкция и принцип действия экспериментального стенда для автоматизированного исследования малоразмерных турбинных приводов. Приведена методика проведения испытаний, обработки результатов автоматизированных измерений и оценки погрешностей эксперимента.
Применение бесконтактного измерительного комплекса «ARAMIS» в экспериментальных задачах
Аннотация
Представлены результаты тестирования и опыт использования фотограмметрического принципа измерения деформаций, реализованного в бесконтактном измерительном комплексе «ARAMIS» для решения различных измерительных и исследовательских задач.
Разработка численной модели рабочего процесса в топливном шнекоцентробежном насосе
Аннотация
В работе рассмотрены вопросы, касающиеся составления расчетной численной модели на основе метода конечных объёмов. Данная модель используется для оценки осевой силы, действующей на ротор шнекоцентробежной ступени топливного комбинированного насоса. Модель верифицировалась путем сопоставления полученной расчетной напорной характеристики и экспериментальной. Рассмотрено влияние некоторых конструктивных параметров шнекоцентробежной ступени на величину осевой силы, действующей на её ротор.
Автоматизированная система измерения геометрических параметров лопаток турбин в производственно-цеховых условиях
Аннотация
Рассматривается задача разработки автоматизированной системы контроля геометрии лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) в производственно-цеховых условиях. Отправной точкой проводимого исследования послужило требование технологической преемственности внедряемого оборудования. В ходе теоретического анализа, подкрепляемого результатами моделирования и экспериментальных исследований, обосновывается наилучшая в контексте основной задачи конфигурация автоматизированной системы – модернизация ПОМКЛ путём замены оптико-механической системы контроля быстродействующей измерительной системой с дифференциальными датчиками, интегрированной в вычислительную среду реального времени. В работе представлены эффективные алгоритмы управления и идентификации дифференциального датчика, составляющие основу быстродействующей многоканальной измерительной системы, алгоритмы коррекции влияния кривизны и аналитического описания пера лопатки, приведено описание программно-аппаратной поддержки вычислений в реальном времени. В этом случае ожидаемый показатель «производительность/цена» может достигать значений 150-500 шт. в час/1000$ при несопоставимой с оптическими системами надежности и неприхотливости оборудования.
Экспериментальное исследование штатных ЖРДМТ на самовоспламеняющихся компонентах топлива при импульсных режимах включений
Аннотация
Излагаются результаты экспериментального исследования динамических характеристик штатных ЖРДМТ тягой от 10 до 130 Н на самовоспламеняющихся компонентах топлива при импульсных режимах включений: выявлены особенности формирования переднего и заднего фронтов импульсов, связанные с взрывным характером рабочих процессов с длительностью порядка 1 мс, проведен анализ влияния размерности ЖРДМТ на основные динамические параметры.
Экспериментальное исследование теплового воздействия струй штатных ЖРДМТ на модели конструкции космических аппаратов
Аннотация
Излагаются методика и результаты экспериментального исследования теплового воздействия струй штатных ЖРДМТ тягой от 10 до 100 Н на самовоспламеняющихся компонентах топлива как для непрерывных, так и для импульсных режимов включений. Описывается влияние основных термогазодинамических факторов на величину теплового воздействия как в ближней, так и дальней области струи относительно среза сопла ЖРДМТ.
Некоторые вопросы проектирования и производства втулочных виброизояторов из проволочного материала
Аннотация
Рассмотрены основные вопросы производства втулок из МР. Предложен метод расчёта динамических и потребных упругогистерезисных характеристик втулочных виброизоляторов. Сформированы основные подходы к оценке технологической стабильности процессов производства и испытаний виброизоляторов.
Расчёт основных параметров пружинных разгрузочных и противоударных устройств цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов на основе материала МР
Аннотация
Рассмотрены основные принципы конструирования и вопросы проектирования пружинных разгрузочных и противоударных устройств цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов на основе материала МР.
Конструктивно-технологические решения, обеспечивающие повышение прочностной надежности и ресурса дисков авиационных ГТД
Аннотация
Сертификационные требования для дисков АГТД. Конструктивные и технические решения для обеспечения высокой прочностной надежности и ресурса. Методы подтверждения соответствия сертификационным требованиям дисков.