Спеціалізована вчена рада Д 26.062.06

Permanent URI for this community

http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/40958

News

Віжповідальний за розділ: Ще не призначений.

Browse

Now showing 1 - 20 of 24

Расчетно-экспериментальный метод определения внешних нагрузок на крыло самолета с учетом статической аэроупругости
(2015-04-27) Бондарь, Юрий Иванович
Диссертация посвящена вопросу разработки метода расчета внешней нагрузки на крыло большого удлинения (λ ≥ 8) самолета транспортной категории с учетом статической аэроупругости на основе расчетных и экспериментальных исследований. Разработаны структурные модели проектируемого изделия (аэродинамическая, массовая, упругая), методы формирования исходных данных для расчетов нагруженности на основе статистики, численных методов расчета и результатовэксперимента. Разработаны алгоритмы и средства автоматической обработки вторичных данных дренажных исследований в АДТ в режиме реального времени проведения экспериментальных исследований. При реализации технологических решений использованы принципы проектирования информационных технологий.
Система експериментального забезпечення розрахунку на міцність і проектування механічних з'єднань авіаконструкцій із композиційних матеріалів
(2015-04-27) Двейрін, Олександр Захарович
Двейрін О.З. Система експериментального забезпечення розрахунку на міцність і проектування механічних з'єднань авіаконструкцій з композиційних матеріалів. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.07.02 проектування, виробництво і випробування літальних апаратів. – Національний авіаційний університет, Київ, 2015. Дисертація присвячена проблемі зростання якості й експлуатаційних характеристик вітчизняних повітряних суден транспортної категорії за рахунок підвищення точності й достовірності розрахунку на міцність і проектування механічних з'єднань деталей авіаконструкцій з композитів шляхом розроблення і реалізації комплексної системи методів і засобів визначення міцності матеріалів на зминання, зріз і міжшаровий зсув, а також коефіцієнтів концентрації напружень і податливості кріпильних елементів, що максимально враховують характер навантаження з'єднань. Містить теоретичні й практичні результати, які включають аналітичний огляд стану проблеми розрахунково-експериментального забезпечення проектування агрегатів літаків з полімерних композиційних матеріалів з механічними з'єднаннями деталей; нові й модифіковані методи і засоби визначення міцності з'єднань досліджуваного класу на зминання, зріз і міжшаровий зсув; методику, зразки і пристрої для експериментального визначення концентрації напружень в зоні кріпильних елементів; аналіз їх податливості, а також основні аспекти реалізації розробленої системи експериментального забезпечення розрахунку на міцність і проектування механічних з'єднань деталей з полімерних композитів. Результати дослідження і рекомендації роботи реалізовано на ДП «Антонов» при розробленні доказових документів відповідності нормам льотної придатності АП-25 для сертифікації вітчизняних повітряних суден транспортної категорії, а також в процесі проектування агрегатів з полімерних композитів літаків Ан-140, Ан-148, Ан-158 і їх модифікацій і в навчальному процесі підготовки кадрів для авіаційної галузі України в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут».
Науково-методологічні основи підвищення зносостійкості робочих поверхонь деталей з текстурованою лунковою структурою в екстремальних умовах експлуатації
(2016) Марчук, Володимир Єфремович
Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми створення і практичного використання нових високоефективних ресурсозберігаючих технологій управління функціональними властивостями деталей техніки спеціального призначення за рахунок направленого створення зносостійких поверхневих шарів і управління їх властивостями в екстремальних умовах експлуатації при обмеженій подачі мастильного матеріалу при різних видах тертя та зношування. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено концептуальний підхід щодо створення зносостійких текстурованих луночних поверхонь з поглибленими дискретними ділянками, який на відміну від існуючих базуються на дослідженні напружено-деформованого стану як окремої дискретної ділянки, так і дискретної поверхні в цілому, та математичному моделюванні закономірностей їх формування. Представлено та описано результати експериментальних досліджень конструкційної сталі 30ХГСА з текстурованими луночними поверхнями і на їх основі розроблено теоретико-методологічні положення оптимального вибору властивостей дискретних поверхонь на підставі аналізу і синтезу комплексного дослідження зносостійкості деталей і вузлів тертя техніки спеціального призначення з метою підвищення їх зносостійкості і ресурсу. Встановлено закономірності зношування текстурованих луночних поверхонь при різних видах тертя та зношування від впливу конструктивних, технологічних та експлуатаційних факторів. Розкрито цілісні уявлення про закономірності і процеси, які відбуваються у тонких поверхневих шарах дискретних ділянок. Основні результати дисертаційної роботи знайшли промислове впровадження на етапах створення, виробництва та модернізації деталей та вузлів техніки спеціального призначення.
Прогнозирование ресурса авиационных конструкций с многоочаговым повреждением
(2016) Каран, Евгений Валентинович
Каран Е.В. «Прогнозирование ресурса авиационных конструкций с многоочаговым повреждением» – Рукопись. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.07.02 – проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов. – Национальный авиационный университет, г. Киев, 2016. Диссертация посвящена разработке метода прогнозирования ресурса авиационных конструкций с многоочаговым повреждением на основе численного моделирования методом Монте-Карло. Многоочаговое повреждение авиационных конструкций проявляется, как правило, в рядах заклёпочных соединений и характеризуется образованием усталостных трещин у отверстий под заклёпки, их распространением вдоль соединения, а также объединением трещин, растущих навстречу друг другу из соседних отверстий. Проблема многоочагового повреждения особенно актуальна при оценке работоспособности, назначении периодичности осмотров и прогнозировании остаточной прочности стареющего парка самолётов. Случайная природа многоочагового повреждения обусловлена стохастическим рассеянием времени до образования трещин в заклёпочном соединении, случайным характером их распространения и объединения. Большинство из этих факторов учитывается при численном моделировании данного вида повреждения методом Монте-Карло. Для реализации численного эксперимента необходимо располагать математическими моделями процессов образования и роста усталостных трещин, числовые характеристики которых можно получить только экспериментальным путём. Результатом численного эксперимента являются статистические оценки ресурсных показателей конструкции. Разработана методика циклических испытаний плоских образцов с множественными концентраторами напряжения в виде отверстий и методика непрерывной регистрации и измерения размеров усталостных трещин на образце в процессе его нагружения. Проведены экспериментальные исследования на усталость образцов с множественными концентраторами и модельных образцов с заклёпочным соединением внахлёст, получено данные о сопротивлении алюминиевого сплава Д16АТ многоочаговому повреждению. На основании экспериментальных исследований определены статистическое распределение и числовые характеристики циклической наработки до образования усталостных трещин в испытуемых образцах в зависимости от действующего напряжения. Определено влияние заклёпочных соединения на усталостную прочность образцов с множественными концентраторами. На основании экспериментальных исследований получены обобщённые кинетические диаграммы усталостного разрушения алюминиевого сплава Д16АТ для образцов с отверстиями и с заклёпочным соединением. Определены коэффициенты С и m уравнения Пэриса для усталостных трещин в испытуемых образцах и установлена взаимосвязь между данными коэффициентами. Определены статистические показатели для распределения значений коэффициента m. Разработана эмпирическая модель кинетики роста усталостных трещин, которая базируется на модифицированном уравнении Пэриса и с использованием которой можно моделировать случайный рост трещины в алюминиевых сплавах. На основании полученных экспериментальных данных разработано соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение для численного моделирования многоочагового повреждения заклёпочных соединений авиационных конструкций из алюминиевых сплавов. Проведена проверка работоспособности и оценка точности разработанного метода прогнозирования ресурса при многоочаговом повреждении авиационных конструкций.
Конструктивно-технологічні методи забезпечення ресурсу планера літака в зонах функціональних отворів
(2016) Семенцов, Віктор Федорович
Дисертаційна робота присвячена розробленню конструктивно-технологічних методів забезпечення ресурсу планера літака в зонах функціональних отворів. Виконано наукове обґрунтування методів забезпечення ресурсу планера літака в зонах функціональних отворів. Розроблено метод аналізу впливу потовщення, розкочування, дорнування, обтиску на характеристики локального НДС конструктивних елементів планера літака в зоні функціональних отворів з урахуванням історії навантаження. Для вибору параметрів конструктивно-технологічних методів оброблення елементів конструкції планера літака в зонах функціональних отворів виконані числові дослідження параметрів локального НДС конструктивних елементів у зоні отворів за допомогою системи інженерного аналізу ANSYS. Досліджено вплив величини потовщення, форми отворів, розташування отворів відносно один одного, розкочування, дорнування і бар'єрного обтиснення конструктивних елементів планера літака в зонах функціональних отворів на характеристики локального НДС. Проведено експериментальні дослідження впливу методів оброблення на втомну довговічність, які показали, що розроблені конструктивно-технологічні методи оброблення конструктивних елементів планера літака в зоні функціональних отворів розкочуванням, дорнуванням стінок отворів, бар'єрним обтисненням у вигляді лунок сегментної конфігурації дозволяють забезпечити регламентовані ресурсні характеристики конструктивних елементів планера літака в 1,3 – 6,3 рази. Розроблено технологію та засоби оснащення процесів оброблення конструктивних елементів планера літака в зонах функціональних отворів розкочуванням, дорнуванням і бар’єрним обтисненням.
Науково-методологічні засади формування зносостійких поверхонь деталей при багатокомпонентній термоконтактній дії
(2017) Циганов, Володимир Васильович
Дисертація присвячена питанням підвищення довговічності трибоз’єднань, що експлуатуються в умовах багатокомпонентного динамічного контактного навантаження і різних температур. Досліджені закономірності тертя і зношування, а також механізм зношування при багатокомпонентному контактному навантаженні, наноструктурні властивості поверхневого шару, модель формування і руйнування поверхневого шару деталей трибоз’єднань за різних умов контактного навантаження. Розроблено комплекс методик і експериментального устаткування, за допомогою яких встановлені загальні закономірності тертя і зношування. Запропоновані ефективні способи визначення зносостійкості деталей трибоз’єднань на основі оцінки структурної однорідності поверхневого шару за трибоспектральним методом та в результаті аналізу зміни величини або розподілу роботи виходу електрона по поверхні деталей. Запропонована концепція зносостійкості трибосистем і триботехнічний принцип мінімізації зношування матеріалів на основі використання явища структурно-енергетичної адаптації матеріалів при терті з різними видами навантаження та формуванням поверхневого шару з неоднорідним структурним станом. Розроблені моделі зношування з урахуванням багатокомпонентної динаміки навантаження, наявності ЗОР і вільних макрорадикалів в контакті трибоз’єднань та запропоновані науково обґрунтовані методи управління зносостійкістю трибоз’єднань введенням в зону контакту вільних макрорадикалів. Підвищена зносостійкість трибоз’єднань за рахунок використання розроблених технологічних рекомендацій отримання зносостійкого ультрадисперсного наноструктурного поверхневого шару деталей трибоз’єднань в залежності від умов контактування та виготовлення.
Структурно-енергетичні та реологічні показники мастильного шару в контакті тертя в умовах несталих режимів роботи
(2017) Мікосянчик, Оксана Олександрівна
В дисертаційній роботі вирішувалась науково–технічна проблема управління процесами самоорганізації дисипативних структур, забезпечення мінімізації зносу і підвищення ресурсу пар тертя шляхом розробки методик оцінки і вибору мастильних матеріалів з урахуванням структурно-енергетичних і реологічних факторів, спрямованих на зменшення інтенсивності накопичення енергії руйнування контактних поверхонь та мастильного шару, створення градієнтності міцністних характеристик внаслідок локалізації деформаційних процесів в тонкому поверхневому шарі. Визначені закономірності структурної пристосованості для різних марок сталей та мастильних матеріалів різного експлуатаційного призначення, які полягають у зниженні питомої роботи тертя, зменшенні напруги зсуву мастильного шару і коефіцієнта тертя, збільшенні періоду напрацювання до прояву першого етапу знеміцнення поверхневих шарів металу, що забезпечує підвищення зносостійкості контактних поверхонь сталей в умовах кочення з проковзуванням 3 – 40%. Розроблена термо–кінетична модель оцінки довговічності контактних поверхонь на основі структурно–енергетичних параметрів в умовах змащування при несталих режимах роботи, яка включає методику оцінки активаційних характеристик матеріалів, що характеризують довговічність області багатоциклової втоми і області малоциклової втоми debris–шару. Розроблено математичну модель оцінки локалізації вектора максимальних дотичних напружень при переході трибосистеми від гідродинамічного до граничного режиму мащення. Встановлені залежності інтенсивності зношування трибоелементів від зміни енергоємності контакту при структурній пристосованості вторинних структур на основі оцінки температурної і механічної стійкості граничних плівок мастильного матеріалу і міцності матеріалу контактних поверхонь. Розроблений програмно–апаратний комплекс, програмне математичне забезпечення, способи і методики використовуються при проведенні наукових досліджень, виборі складу, структури та технологій нанесення зносостійких покриттів і удосконаленні мастильних матеріалів різного експлуатаційного призначення на підприємствах та установах України.
Прилад безконтактного вимірювання геометричних параметрів поверхні виробів методом інтерферометрії
(2018-12-06) Закієв, Вадим Ісламович
Дисертаційна робота присвячена розробці автоматизованого інтерференційного профілометра для безконтактного вимірювання мікро- та нанотопографії поверхні, її тривимірного представлення, визначення показників шорсткості та параметрів, що характеризують особливості форми поверхні. Для забезпечення керованого переміщення опорного дзеркала інтерферометра розроблена нова конструкція електромагнітного актюатора еталонного дзеркала з електронною платою керування. Принцип роботи профілометра базується на реєстрації інтенсивності інтерференційних смуг в кожній точці приладу з зарядовим зв’язком при нульовій різниці ходу світлових хвиль в інтерферометрі для відповідного положення рухомого дзеркала. Автоматизація роботи приладу забезпечується спеціально розробленим програмним забезпеченням, що використовується для управління, налаштування, збору, обробки, та збереження даних, а також для фільтрації та тривимірної візуалізації отриманих результатів. Для забезпечення потрібних метрологічних і технічних характеристик розроблено методику автоматичного юстирування приладу. Сутність методики полягає в пошуку кількості кроків рухомого дзеркала, яке необхідне для зміщення інтерференційної картини на половину довжини світлової хвилі. Експериментально підтверджено практичне використання розробленого приладу для вирішення багатьох науково-практичних завдань.
Науково-технічні основи підвищення довговічності деталей авіаційних трибомеханічних систем за умов їх фретинг-контактної взаємодії
(2019-02) Духота, Олександр Іванович
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної проблеми – розробці науково-обґрунтованих підходів до забезпечення високого і прогнозованого рівня довговічності деталей авіаційних трибомеханічних систем, що працюють в умовах фретинг-контактної взаємодії, шляхом створення методів формування функціональних поверхонь і матеріалів з необхідними керованими властивостями та методів оцінювання і прогнозування фретинг-корозійної сумісності та зносостійкості елементів трибосистем.
Методи підвищення зносостійкості деталей авіаційної техніки за рахунок використання детонаційних покриттів Cr-Si-B
(2019-04) Харченко, Сергій Дмитрович
Робота присвячена підвищенню зносостійкості деталей авіаційної техніки, які працюють за умов відсутності мастильного матеріалу, а також в режимі граничного тертя.
Міцність авіаційних оболонок із композитів з урахуванням робочого середовища та експлуатаційного пошкодження
(Національний авіаційний університет, 2019-09) Бондар, Назарій Вікторович
Дослідження проводились на поліпропіленових та епоксидних зразках армованих склотканиною та вуглетканиною, виготовленими за термовакуумною та автоклавною технологіями. Визначались базові механічні характеристики досліджуваних матеріалів за рядом стандартів ISO. Проводилось визначення кількості адсорбованої рідини досліджуваними пластиками. Встановлювався вплив рідин на появу пошкоджень у композиті. Визначався вплив рідини на границю міцності, модуль пружності та критичний коефіцієнт інтенсивності напружень матеріалів з урахуванням температури. Досліджено короткотривалу повзучість та релаксацію полімерних композитів під квазістатичним навантаженням. Проведено експериментально-теоретичне дослідження на епоксидних склопластикових та вуглепластикових оболонках різної товщини та типу армування із поліпропіленовим лейнером. Визначався вплив робочої рідини, температури, геометричних розмірів та типу армування на границю міцності та модуль пружності матеріалу оболонки. Проведено дослідження характеристик міцності оболонок із пошкодженням у розглянутих умовах та проведено аналогічні експерименту числові розрахунки у програмі ANSYS. Запропонована модель поведінки полімерних текстильно-армованих композиційних оболонкових конструкцій при впливі робочого середовища під внутрішнім тиском з урахуванням температури в часовому діапазоні 0 –1000год. Результати дисертаційної роботи впровадженні у практику проектування та виробництва.
Концепція підвищення експлуатаційних характеристик конструкцій агрегатів вітчизняних цивільних літаків спеціальними методами порошкової металургії
(Державне підприємство "Антонов", 2019-10) Бичков, Андрій Сергійович
Дисертацію присвячено розробці концепції підвищення експлуатаційних характеристик конструкцій агрегатів цивільних літаків спеціальними методами порошкової металургії (ПМ). Містить наукові основи загальної методології оцінки ефективності методів ПМ стосовно використання в конструкціях агрегатів літаків; критеріальні оцінки перспективності розширення застосування спечених матеріалів на основі алюмінію та титану; критеріальні оцінки ефективності іонно-плазмових і газо- термічних порошкових покриттів; аналіз ефективності застосування порошкових матеріалів у вузлах тертя; основи інженерного прогнозування ефективних обсягів застосування матеріалів ПМ в авіаційних конструкціях. Синтезовано класифікаційні схеми основних видів складів антифрикційних і фрикційних матеріалів, розроблено блок-схеми формування їх основних експлуатаційних характеристик. Проведено аналіз можливостей підвищення експлуатаційних характеристик деталей з захисними газотермічними порошковими покриттями. Викладено результати впровадження та використання матеріалів дисертації на підприємствах авіакосмічного комплексу України та у вищих навчальних закладах.
Концепція проектування та імітаційного моделювання високопродуктивних технологічних процесів виробництва вітчизняних транспортних літаків
(Державне підприємство "Антонов", 2019-10) Чітак, Віталій Георгійович
Метою роботи є підвищення ефективності агрегатно-складального виробництва літаків шляхом інформаційної підтримки і поглибленої автоматизації технологічних процесів, скорочення термінів початку серійного виробництва нового цивільного літака. Вперше запропоновано принципи концептуального проектування і імітаційного моделювання технологічних процесів виробництва літаків, що включають принцип системного використання інтегрованих інформаційних технологій автоматизованого проектування в системах віртуальної реальності для технологічного планування агрегатно-складального виробництва, принцип випереджаючого запуску в серію нового літака до одержання сертифіката типу і принцип використання в серійному виробництві агрегатно-складального оснащення дослідного виробництва розробника. Наведено відомості про використання основних результатів дисертації на підприємствах і в організаціях літакобудівної галузі України.
Наукові основи створення сучасних реактивних регіональних пасажирських літаків
(Державне підприємство "Антонов", 2019-10) Донець, Олександр Дмитрович
Дисертаційну роботу присвячено розробленню наукових основ створення сучасного реактивного регіонального літака нового покоління на 75 - 85 пасажирів. Розроблено концепції та наукові основи методології інтегрованого проектування сімейства регіональних пасажирських літаків, включаючи концепцію, принципи та методи інтегрованого проектування; концепцію створення силової установки; концепцію створення системи керування польотом. Наведено ряд нових конструктивно-технологічних рішень при створенні планера сімейства літаків Ан-148-100/Ан-158. Розроблено аеродинамічне компонування, що дозволило створити сімейство літаків-високопланів зі швидкістю польоту до 870 км/год ІШ (М = 0,8) та значенням аеродинамічної якості на крейсерському режимі польоту Ккрейс = 15,8. Розроблено нові конструктивно-технологічні рішення забезпечення статичної міцності та ресурсу регіональних пасажирських літаків. Реалізація розроблених наукових основ і методів інтегрованого проектування дозволила організувати виробництво літаків Ан-148-100 та Ан-158. Відпрацьовано й впроваджено нові технологічні процеси та обладнання, у тому числі лазерний контрольно-вимірювальний комплекс для контролю стапелів. Проектування оснащення виконано із застосуванням ЕОМ і тривимірних електронних математичних моделей елементів літака. Наведено результати комплексу робіт із забезпечення льотної придатності та сертифікації сімейства регіональних пасажирських літаків.
Метод вибору масово-енергетичних та геометричних параметрів безпілотного літального апарату на сонячній енергії
(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", 2020-01) Козей, Ярослав Сергійович
Робота присвячена розробці методу вибору масово-енергетичних та геометричних параметрів літака на сонячній енергії з забезпеченням тривалого польоту в умовах приземної атмосфери. Розроблено загальний аналітично-експериментальний метод визначення масово-енергетичних та геометричних параметрів літака на СЕ, що дозволяє сформувати масив основних параметрів – злітну масу, аеродинамічну якість, масу і площу сонячних панелей, масу акумулятора, навантаження на крило, площу крила, тощо – реалізація яких забезпечує тривалий політ з урахуванням умов польоту в приземній атмосфері та вимог позааеродромної експлуатації. Розроблено розрахункову модель масово-енергетичного балансу літака, шляхом врахування особливостей реалізації типових режимів польоту, законів генерації енергії Сонця, метеорологічних умов, орієнтації енергоустановки у просторі, конструктивних факторів та геометричних параметрів ЛА. Запропонована, методика визначення раціональних проектних параметрів БЛА на СЕ що основана на рішенні сукупності рівнянь описуючих умови існування ЛА. Новими є результати щодо впливу типових траєкторій та етапів польоту безпілотного літального апарату на умови забезпечення енергетичного та масового балансу літака.
Закономірності опору зносу аморфно-кристалічних покриттів системи zr-al-b
(2020-01-20) Харченко, Олена Василівна
Робота присвячена встановленню закономірностей формування напруженого стану, тертя та зношування аморфно-кристалічних покриттів в парах тертя. У роботі наведено закономірності формування аморфно-кристалічних покриттів. Обґрунтовано вибір компонентів та підібрано основні технологічні параметри формування аморфно-кристалічних покриттів Zr-Al-B. Проведено аналіз літературних даних щодо розробок, пов’язаних з отриманням нового класу промислових матеріалів, так званих аморфно-кристалічних матеріалів, що відрізняються від традиційних покращеними властивостями та великим потенціалом можливостей. Типовими представниками аморфно-кристалічних матеріалів є сплави перехідних металів з бором, що отримані газотермічними методами, зокрема детонаційно-газовим. Однією з важливих переваг детонаційно-газового методу напилення покриттів, є можливість формування аморфно-кристалічного покриття на поверхні напилювання до декількох міліметрів. Продуктивність процесу та можливість використання серійного обладнання відкривають перспективи отримання нового класу покриттів для захисту традиційних металевих матеріалів від зовнішнього впливу і формування шарів зі спеціальними властивостями. Разом з тим, ряд науково-технічних і практичних питань, пов’язаних з отриманням аморфно-кристалічних покриттів залишаються новими та не вирішеними, перш за все це обґрунтований вибір складу покриття, які мають відносно високу стабільність аморфно-кристалічного стану в заданому температурно-часовому інтервалі дослідження кінетичних факторів аморфізації, що вимагає систематичного вивчення їх триботехнічних властивостей, а також вплив структурно-фазового складу та напруженого стану на поверхневу міцність і опір руйнуванню при терті за відсутності мастильного матеріалу. Отже, використання детонаційно-газового методу, та визначення оптимальної початкової композиції дало можливість отримати аморфно-кристалічні покриття з контрольованим відсотковим вмістом аморфної фази. Встановлено, що формування в покриттях аморфно-кристалічної структури можливо при протіканні фазових перетворень в умовах, перешкоджаючих в певній мірі зародженню та росту кристалічної фази, зокрема, швидкого охолодження на поверхні деталі. Показано, що швидке охолодження покриття забезпечується не тільки фізичним відведенням тепла і зменшенням товщини шару, але й ступенем переохолодження рідкої фази, тобто, її низькою температурою і високою рідкоплинністю. Фізико-хімічні фактори утворення аморфно-кристалічної структури – це велика різниця в атомних радіусах компонентів та міцність хімічних зав’язків між розчинником і розчиненим елементом. Шляхом застосування сучасних комплексних методів фізико-хімічного аналізу, проведено дослідження якості поверхневих шарів, в яких проходять процеси активації при навантаженні тертям, що обумовлюють інтенсивність механохімічних процесів, градієнти пружно-пластичної деформації, температуру, рівень активування та ряд додаткових явищ, що в кінцевому рахунку визначає ведучий вид зношування. Проведено випробування розроблених аморфно-композиційних покриттів за програмою, яка включає визначення триботехнічних параметрів в залежності від змін швидкості ковзання, навантаження в парах тертя за відсутності мастильного матеріалу. Встановлено закономірності структуроутворення та зносостійкості детонаційних аморфно-кристалічних покриттів і впливу легованих елементів на діапазони і рівні трибохімічного зносу, на підставі чого обґрунтовано використання покриття системи Zr-Al-B. Результатом є зниження коефіцієнтів тертя, інтенсивності зношування, підвищення поверхневої міцності покриттів і, як наслідок, покращення ефективності і якості їх експлуатації. Порошки для формування аморфно-кристалічних покриттів системи Zr-Al-B отримано методом механохімічного синтезу, який сприяє оптимальному формуванню фракційного складу порошкового матеріалу. Результатом застосування процесу механохімічного синтезу є композиційний порошок, що представляє собою однорідну ультрадисперсну суміш всіх складових компонентів. Випробування матеріалів на тертя та зношування з нанесеними аморфно-кристалічними покриттями системи Zr-Al-B проведено на універсальній машині тертя УМТ-1 за загальноприйнятою методикою, по торцевій схемі кільцевих зразків, яка дозволяє моделювати роботу трибосполучень в умовах тертя та забезпечує Квз≈1 при підвищених швидкісно-навантажувальних параметрах. Дослідження загальної структури зразків аморфно-кристалічних детонаційних покриттів, проведено на металографічних шліфах за стандартизованою методикою. За допомогою оптичного металографічного мікроскопу МИМ-8 виконано металографічні дослідження зразків, що дало можливість виявити характер і вид руйнування на поверхні зразків, рівень їх припрацювання, якість поверхні тертя та встановити можливість подальшої придатності зразків для досліджень. Важливим критерієм оцінки окремих структурних складових і тонких приповерхневих шарів є визначення мікротвердості аморфно-кристалічних покриттів, що дозволяє визначити опір пластичному вдавлюванню в поверхню твердого індентора, який характеризує зміни властивості поверхневих шарів при терті. Дослідження здійснено вдавлюванням алмазного індентора навантаженням 0,5Н на мікротвердомірі ПМТ-3. Методом мікрорентгеноспектрального аналізу на рентгенівському дифрактометрі ДРОН встановлено хімічний склад аморфно-кристалічної поверхні зразків, різних включень та фаз. Використання даних методів дозволяє аналізувати наявність аморфної структури, а також дрібнодисперсні зерна детонаційних покриттів, та дослідити ступінь хімічної неоднорідності речовини і тонких сполучень різних фаз й кількісного розподілу хімічних елементів в них. В роботі розроблено математичну модель впливу експлуатаційних і технологічних факторів на формування аморфно-кристалічних детонаційних покриттів. Шляхом проведення серії експериментів дано оцінку адекватного впливу технологічних факторів на формування аморфно-кристалічних покриттів, та визначено найбільш значимі фактори та їх рівні варіювання, які прийняті після формалізації. Наведено закономірності формування зносостійких аморфно-кристалічних покриттів. Обґрунтовано вибір компонентів та підібрано основні технологічні параметри формування аморфно-кристалічних покриттів Zr-Al-B. Встановлено, що варіювання вмісту компонентів покриття обумовлює зміни фізико-механічних властивостей поверхневої зони і оптимальний вміст компонентів відповідний максимальним значенням показників поверхневої міцності при терті, відповідає співвідношенню (мас.%): Zr - 60%, Al - 25%, В - 12%. За даними рентгенівського аналізу встановлено, що склад покриттів відрізняється від складу порошку, що напилюється, за рахунок структурних і фазових перетворень при взаємодії компонентів в умовах надшвидкого охолодження. Матеріал покриття має беззеренну структуру, яка виключає недосконалості кристалічної будови (границі зерен, дислокації, дефекти упаковки). Проте, є деякі локальні ділянки з мікрокристалічною будовою, які на рентгенограмах візуалізуються окремими лініями, що відповідають ґратці α-Zr, крім того, в аморфній матриці помітні зони з усередненими значеннями до 0,5-1,5 мкм, які збагачені бором і є ультрадисперсними включеннями фаз типу ZrB2, AIB2. Навантаження тертям при швидкості ковзання до 1,3 м/с обумовлює помітні зміни структурного стану приповерхневого шару, які характеризуються утворенням неоднорідностей розміром порядку 15-35 нм. Наведено результати досліджень рівня напруженого стану аморфно-кристалічних покриттів системи Zr-Al-B. Дано оцінку рівню технологічних залишкових напруг, а також розподілу залишкових напруг за товщиною детонаційного покриття. Показано, що характер розподілу напружень по товщині істотно залежить від структури матеріалів, в одних переважають напруження стиснення, в інших - розтягування зі значним зближенням в абсолютних значеннях. Найбільш сприятливим розподілом з точки зору експлуатаційних властивостей володіють аморфно-кристалічні покриття на основі цирконію, на поверхні яких існують напруження стиснення величиною до 130 МПа, що монотонно зменшуються по товщині, і на глибині близько 150 мкм наближаються до нуля. Показано, що однією з найбільш доступних і ефективних в умовах виробництва технологічних операцій мінімізації залишкових напружень, яка не потребує дорогого обладнання, а безпосередньо пов’язана з наявністю технології є термічна обробка, а саме, відпал, в результаті якого змінюється їх величина і характер розподілу. Зміна рівня і розподілу напружень в результаті термічної обробки тим помітніше, чим вище температура відпалу. Відпал досліджуваної партії зразків проведено при температурах 250°С і 300°С. Проведено випробування з визначення оптимальної товщини аморфно-кристалічних покриттів, що відповідає максимальній зносостійкості, в результаті яких доведено, що оптимальна товщина аморфно-кристалічного покриття, яка сприяє найменшому зносу, лежить в межах 150-200 мкм. Наведені результати досліджень інтенсивності зношування аморфно-кристалічних покриттів оптимальної товщини (пара Zr-Al-B – сталь 45), які пройшли відпал при температурі 250°С протягом 30 хв. з послідовним повільним охолодженням, а також аналогійних покриттів перед термічною обробкою. За результатами експериментальних досліджень встановлено, що аморфно-кристалічні покриття після термічної обробки (відпалу) мають більш ніж у 2,5 рази меншу інтенсивність зношування, ніж ті ж покриття без термічної релаксації. Таким чином, можна значно знизити залишкові напруження, які мають негативний вплив на зносостійкість аморфно-кристалічних покриттів, шляхом термічної обробки, що має позитивний вплив на їх експлуатаційну надійність. При цьому слід зауважити, що для підвищення експлуатаційної надійності слід контролювати, щоб при нанесенні покриттів на поверхню деталей рівень залишкових технологічних напружень був мінімальний.
Структурно-морфологічні принципи зносостійкості та їх реалізація в керуванні працездатністю низьколегованих сталей
(Національний авіаційний університет, 2020-07) Беспалов, Сергій Анатолійович; Bespalov, Serhii Anatoliiovych
Дисертаційна робота присвячена розробленню принципів зносостійкості, що ґрунтуються на закономірностях зв’язку структуроутворення з геометрією трибологічного контакту. Зазначені принципи реалізовано при цілеспрямованому регулюванні фазового складу конструкційних та інструментальних сталей, що пов’язує елементи мікроструктури зі схемою контактної взаємодії поверхонь твердих тіл при терті та забезпечує високий опір зношуванню та мінімізацію пошкоджуваності поверхонь контакту. Виявлено, що морфологія карбідної фази сталей 40Х та 40ХНМ є одним з основних факторів, який впливає на рівноважну шорсткість, структурно-геометричні параметри та несучу спроможність поверхні контакту, які формуються при терті та позначаються на їхніх трибологічних характеристиках. Показано, що отримання в структурі сталей Х6ВФ, 9ХФ і 7ХНМФБ на місці крупних тугоплавких легованих карбідів дисперсного мартенситу із залишками цих карбідів сприяє суттєвому підвищенню зносостійкості зазначених сталей завдяки зникненню міжфазних меж «карбід-матриця». За результатами нейромережевого моделювання сертифікованих структурно-геометричних параметрів поверхні залежно від її шорсткості проведено аналіз несучої спроможності поверхні контакту сталі 40Х під час тертя.
Прогнозування граничного стану заклепкових з'єднань авіаційних конструкцій при втомному багатоосередковому пошкодженні
(Національний авіаційний університет, 2020-08-06) Краснопольський, Володимир Сергійович; Krasnopol'skii, Volodymyr Serhiyovych
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі – визначення надійності та ресурсу заклепкових з’єднань панельних авіаційних конструкцій при багатоосередковому пошкодженні. Дана задача вирішена шляхом наукового обґрунтування та розробки нового математичного забезпечення для моделювання процесів утворення та росту втомних тріщин в конструкціях з отворами із алюмінієвого сплаву Д16АТ з врахуванням експериментально встановлених закономірностей. При циклічному навантажуванні конструкцій літаків у заклепкових з'єднаннях утворюються та розповсюджуються тріщини втоми, що може привести до зниження залишкової міцності та раптового розповсюдженого руйнування. Ініціатором такого руйнування може бути багатоосередкове пошкодження (Multiple Site Damage – MSD). MSD – це стан пошкодженої конструкції, що характеризується наявністю в ній множинних втомних тріщин, що одночасно ростуть і взаємодіють. Особливістю даного виду пошкодження є відносно мала довжина тріщини для досягнення граничного стану, за який приймається руйнування хоча б однієї перемички заклепкового з’єднання. Варто зазначити, що проблема є особливо актуальною при оцінці залишкового ресурсу, призначенні періодичності технічних оглядів та прогнозуванні залишкової міцності старіючого парку літаків. В сучасній практиці для вирішення даної задачі найчастіше використовується математичне моделювання за допомогою чисельного методу Монте-Карло. Однак, незважаючи широкий спектр статистичних та часових характеристик пошкодженості, які можна отримати даним методом, результати застосування цього підходу істотно залежать від точності застосованих математичних моделей і завжди обмежені набором параметрів, заданих перед початком моделювання, що не відображає вплив на процес розвитку дефектів основних факторів, таких як випадковий характер зародження та росту втомних тріщин і можливість їх об’єднання. Тому в даній роботі запропоновано новий метод прогнозування ресурсу та визначення надійності заклепкових з’єднань, заснований на імовірнісній моделі багатоосередкового пошкодження. Дана модель використовує аналітичні закономірності розвитку тріщин з врахуванням випадкового їх зародження та швидкості росту. Вона включає в себе три ключових елемента, а саме: функцію розподілу напрацювання до появи тріщини початкової довжини, модель стохастичності довжин тріщин при фіксованому напрацюванні та розрахунок імовірності об’єднання зустрічних тріщин у певний момент часу. В роботі отримано всі зазначені моделі та на їх основі запропоновано метод прогнозування ресурсу заклепкових з’єднань, який враховує особливості навантаження конкретної конструкції. Для перевірки працездатності розробленого методу проведені втомні випробування модельних зразків з багатьма концентраторами напруження для моделювання багатоосередкового пошкодження, в процесі яких для більшої достовірності експерименту та досягнення кращої повторюваності результатів застосовувались методики отримання експериментальних даних по зародженню та розвитку втомних тріщин без зупинки випробувань.
Методологія проектування модифікацій військово-транспортних літаків при глибоких змінах у крилі та силовій установці
(Національний авіаційний університет, 2020-11) Лось, Олександр Васильович; Los, Aleksandr Vasilevich
Для етапу попереднього проектування модифікацій військово-транспортних літаків (ВТЛ) розроблено й апробовано нову методологію формування параметрів ВТЛ, структуру якої утворюють нові поняття, методи й моделі: – поняття коефіцієнта еліптичності трапецієподібного крила і метод його визначення; – метод геометричного перекомпонування ізольованого трапецієподібного крила з урахуванням коефіцієнта його еліптичності; – метод уточнення компонування системи несних поверхонь «крило + агрегати хвостового оперення» з урахуванням геометричного перекомпонування крила; – як критеріальна база до структури методології входять моделі: • мінімізації індуктивного опору крила і всієї системи несних поверхонь; • узгодження модифікаційних змін у крилі та силовій установці на основі показника паливної ефективності. З урахуванням цих методів і моделей на етапі попереднього проектування сформовано й реалізовано параметри в таких модифікаціях як Ан-132Д, Ан-178 і Ан-188, що забезпечує конкурентоспроможність цих літаків на світових ринках.
Наукові основи проектування та створення енергозалежних систем літаків транспортної категорії
(Національний авіаційний університет, 2020-11) Шмирьов, Володимир Федорович; Shmyrov, Volodymyr Fedorovych
Дисертаційну роботу присвячено розробці наукових основ проектування та створення енергозалежних систем та комплексів сучасних літаків транспортної категорії з оптимізацією за еквівалентною масою, включаючи повітрозбірники. Закладено наукові основи проектування систем протиобмерзання літаків, починаючи від визначення зон захисту, потрібних енергетичних витрат і закінчуючи проектуванням протиобмерзачів і повітряних трубопроводів для всього експлуатаційного діапазону застосування літака. Наведено приклади використання розроблених наукових основ проектування при виконанні структурного аналізу модифікацій літаків, пов'язаних із заміною двигуна. Одержаний при проектуванні й вивчений в процесі випробувань і експлуатації енергетичний баланс літака дозволяє обґрунтовано розглядати модифікацію літака як при заміні силової установки, так і при заміні її основних елементів енергозалежних систем літака. Оцінка зводиться до аналізу аеродинамічних особливостей модифікації, пов'язаних з особливостями конструкції мотогондол, зміною елементів захисту від обмерзання, появою нових повітрозабірників в повітряних системах.

Browse

Browsing Спеціалізована вчена рада Д 26.062.06 by Issue Date

Results Per Page

Sort Options