CC BY
56
Список литературы
1. Ларкин Е.В., Акименко Т.А., Лучанский О.А. Моделирование движения автономных колесных транспортных средств: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 160 с.
2. Акименко Т.А., Лучанский О.А. Модели механического воздействия на транспортируемую аппаратуру //Системы управления электротехническими объектами: сб. трудов 4 Всероссийской научно-технической конференции СУЭТО-4. Тула: ТулГУ, 2007. С. 27 - 30.
E. V. Larkin, T.A. Akimenko
MATHEMATICAL MODEL OF CHARGE STORED IN CELL LINE CONVERTER PHOTOELECTRON
A mathematical model of charge accumulation in the photoelectron converter, focused on ensuring the immobility of the device relative to the scene, is proposed.
Key words: photoelectric converter, vision system, the charge.
Получено 20.01.12
УДК 621.7-1; 621.98; 621.9.01
А.В. Кутергин, асп., 8-910-703-76-66, Lizard 1371 @yandex.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-32-10, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ШЕСТИГРАННОГО КОРПУСА
Проведены экспериментальные исследования параметров напряженно-деформированного состояния полого, шестигранного корпуса из листового металла с одним сварным швом в процессе пневмоиспытаний и вакуумирования методом тензо-метрирования.
Ключевые слова: деформация, нагружение, напряжение, прочность, точность, неплоскостность, шестигранный корпус.
Предложена технология изготовления шестигранного корпуса усечённого по одной стороне из листового проката стали марки 12Х18Н9Т, гнутого, с одним сварным швом, с заданными параметрами точности. Основными проблемными позициями при изготовлении изделия являлось проявление технологической наследственности, которая приводит к появлению остаточных напряжений. В работе рассмотрены теоретические положения всех этапов технологического процесса, на основе которых вы-
437
браны режимы, способы и оборудование для решения поставленной задачи. Выбор по каждому из критериев обоснован как теоретически, так и экспериментально. Установлена необходимость применения инструментов, изготовленных из инструментальных материалов, обладающих более высокими режущими свойствами. При сварке рассмотрено применение сборочно-сварочной технологической оснастки, типа винтовой прижим. Использование оснастки для сварки корпуса призвано обеспечить плоскостность стыка. Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварного соединения выбран режим термической обработки - стабилизирующий отжиг при 850-880 оС в течение двух часов.
Проведены экспериментальные исследования параметров напряженно-деформированного состояния корпуса в процессе пневмоиспытаний и вакуумирования методом тензометрирования, для подтверждения плотности конструкции корпуса.
В качестве первичных преобразователей для измерения относительных деформаций использовались тензорезисторы.
Тензорезисторы состоят из чувствительного элемента, полимерной подложки и выводных проводников. Коммуникационные трассы для тен-зометрических измерений изготавливались из 6-ти жильного кабеля измерительного с общим экраном. Выводные концы тензорезисторов с первичными трассами соединялись методом пайки оловянно-свинцовым припоем
[1].
В качестве вторичной контрольно-измерительной аппаратуры использовалась универсальная информационно-измерительная система, совместимая с PC/AT. Система имеет процессор позволяющий управлять съемом информации (в зависимости от времени или другого физического параметра) с первичных преобразователей в автоматическом и ручном режимах при квазистатическом нагружении, с практически неограниченным числом измерений, а также проводить ее первичную обработку.
В качестве вторичной обрабатывающей аппаратуры использовалась PC/AT с комплексом программных средств, обеспечивающим: управление процессом измерений; сбором информации; обработкой экспериментальной информации.
Передача выходной информации с контрольно-измерительной аппаратуры на PC/AT производилась через интерфейс типа RS232C.
Выбор контрольных сечений и точек измерения деформаций проводился на основании анализа факторов нагружения и конструкции корпуса. В каждой точке измерения устанавливалась прямоугольная трехкомпонентная тензометрическая розетка.
Места расположения контрольных сечений (КС) и контрольных точек (КТ) приведены на рис. 1.
Измерения на корпусе и кожухе выполнялись поэтапно, на каждом этапе использовались измерительные каналы с номера 1 по nmax.
М - М Л - Л
Рис. 1. Схема расположения контрольных точек измерения в контрольных сечениях корпуса на «шестиграннике»
(• - контрольные точки измерения)
Исследование метрологических характеристик (МХ) тензорезисто-ров проводилось в соответствии с ГОСТ 21616-91. На тензометрическую балку с размерами 400х30х6 мм, изготовленную из стали 12Х18Н9Т были наклеены 8 тензорезисторов. В дальнейшем тензометрическая балка нагружалась моментом (чистым изгибом) на градуировочном устройстве.
Контроль прогиба тензометрической балки осуществлялся с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм. Нагрузка (величина прогиба) задавалась ступенчато с шагом 0,5 мм в диапазоне ±5,0 мм, а деформация (е) рассчитывалась по формуле
в = д- h-10-4,
где 5 - прогиб тензометрической балки, мм; h = 6 - толщина тензометрической балки, мм.
В процессе обработки результатов исследования МХ была определена приведенная погрешность чувствительности (Кч) тензорезисторов, которая составила 2,5 % , что было принято для дальнейших исследований
[2].
Калибровка вторичной аппаратуры проводилась в соответствии со значением приведенной погрешности ±1 ,0 %.
Значение приведенной погрешности системы измерения для определения напряжений (у) в соответствии с ГОСТ 8.207-76 (2006), рассчитывалось по формуле
у=,^2>
где Кд = 1,1 - коэффициент для нормального распределения с доверительной вероятностью Рд = 0,95; у1 = 1,0 % - приведенная погрешность прибора; у2 = 2,5 % - приведенная погрешность Кч; уз = 5,0 % - приведенная погрешность модуля упругости (не превышает 5 %).
Отсюда приведенная погрешность для напряжений равна 6,3 %, что составляет примерно 12,5 МПа.
Был принят следующий порядок проведения экспериментальных
работ.
На первом этапе на образцах (тензометрических балках), изготовленных из используемого материала корпуса (сталь марки 12Х18Н9Т), отрабатывались и уточнялись:
- методика технологии наклеивания тензорезисторов;
- метрологические (основные) характеристики тензорезисторов.
На втором этапе проводились работы по монтажу тензорезисторов
и коммуникационных трасс на корпусе, а затем наладка и тестирование системы измерения.
На третьем этапе проводились измерения относительных деформаций корпуса: при пневмоиспытании. Диаграмма нагружения при пневмоиспытании и вакуумировании корпуса приведена на рисунке 2.
На четвертом этапе проводились измерения относительных деформаций при пневмоиспытании:
1-й цикл:
- нагружение корпуса: от 0,0 до 0,2 МПа;
- разгрузка корпуса: от 0,2 до 0,0 МПа;
2-й цикл:
- нагружение корпуса: от 0,0 до 0,29 МПа;
- разгрузка корпуса: от 0,29 до 0,28, 2,8 МПа;
3-й цикл
- разгрузка корпуса: от 0,28 до 0,0 МПа.
Нагружение давлением и разгрузка осуществлялись ступенчато. Для проведения измерений и осмотра корпуса на каждой ступени нагружения (давлением и вакуумированием) давалась выдержка длительностью от 10 до 20 мин.
На четвертом этапе, информация, полученная на втором и третьем этапах, обрабатывалась и анализировалась.
Анализ результатов экспериментальных работ при пневмоиспытаниях и вакуумировании показал, что значения напряжений в материале корпуса как при нагружении, так и при разгрузке для всех контрольных точек измерения изменяются практически прямо пропорционально изменению внутреннего давления и находятся в упругой области деформирования.
440
Рис. 2. Диаграмма нагружения при пневмоиспытании корпуса
Максимальные значения главных напряжений при пневмоиспытаниях зафиксированы в центральных областях пластин шестигранников, которые составили 102,7 МПа для корпуса.
При вакуумировании корпуса напряжения имеют знак, противоположный нагружению избыточным давлением, а значения главных напряжений (по модулю) практически равны напряжениям при нагружении избыточным давлением равным 0,1 МПа (разница составляет менее 5 %, что меньше погрешности измерения). Сравнение значений главных напряжений, полученных расчетным путем и полученных в настоящей работе, показало хорошую сходимость, так в центральных областях пластин шестигранников корпуса были получены главные напряжения: 106,9 МПа по расчету и 102,7 МПа из эксперимента, т.е. разница составляет менее 5 %, что меньше погрешности измерений.
Из анализа результатов напряженного состояния корпуса при пневмоиспытаниях и вакуумировании следует:
- значения напряжений в процессе испытаний изменяются практически пропорционально изменению внутреннего давления;
- значения напряжений, для всего исследуемого диапазона давлений, лежат в упругой области деформирования;
- прочность и плотность конструкции корпуса для давлений пневмоиспытаний и вакуумирования экспериментально подтверждена;
- результаты экспериментальных и расчетных исследований имеют достаточно хорошую сходимость.
Из сравнения значений допускаемых и фактических (экспериментально полученных) напряжений видно, что напряжения не превышают
допускаемых значений и, следовательно, металлоконструкции корпуса (для всех контрольных точек измерения) удовлетворяют условиям статической прочности.
Список литературы
1. ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия.
2. ГОСТ 25156-82. Металлы. Динамический метод определения характеристик упругости.
A.V.Kutergin, A.S. Yamnikov THE EXPERIMENTAL RESEARCHES OF THE PARAMETERS OF THE DEFLECTED MODE OF THE SIX-SIDED VESSEL
The experimental researches of the parameters of the deflected mode of hollow, six-sided vessel from sheet metal with one welded seam in the course of pneumotests, and pumping by using extensometer are conducted.
Key words: deformation, loading, pressure, durability, accuracy, nonflatness, the six-sided vessel.
Получено 20.01.12
УДК621.9.02.025
В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 37-33-30, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
Л.А. Омельченко, канд. техн. наук, 8-10-380-629-50-31-48, ітаїліі[email protected] (Украина, Мариуполь, МДТУ)
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ КОРЕШКОВ БУМАЖНЫХ БЛОКОВ
Рассматриваются различные аспекты операции торцового фрезерования и особенности процесса, отличающие его от традиционных фрезерных операций
Ключевые слова: бумага, фреза, шероховатость, качество, скорость резания.
Книги для «легкого чтения» занимают все больший объем в общем выпуске литературы.
Книгоиздатели такой литературы не рассчитывают на длительные сроки ее использования и в целях снижения производственных затрат ис-
