МЕХАНИКА, МАШИНОВЕДЕНИЕ,  МАШИНОСТРОЕНИЕ

ВЕСТНИК

МЕХАНИКА, МАШИНОВЕДЕНИЕ, МАШИНОСТРОЕНИЕ

N:1

2019

124 views

ОТ РЕДАКТОРА

 

           Уважаемые коллеги и читатели!

Предлагаем Вашему вниманию первый номер журнала “Вестник Национального политехнического университета Армении: Механика, машиноведение, машиностроение” за 2019г. В четырех тематических разделах журнала приведены  7 статей, в которых  представлены новейшие результаты теоретических и прикладных исследований в областях механики, машиноведения, машиностроения и транспортных систем, полученные в Национальном политехническом университете Армении, Институте  механики НАН РА и Белорусском национальном техническом университете. Особо хочется отметить интересную обзорную статью о современном состоянии и перспективах  развития реабилитационной и ассистирующей робототехники, материалы которой могут быть  весьма полезны магистрантам, аспирантам и ученым, работающим в этой области.

Как и прежде, выходу данного номера предшествовала серьезная и кропотливая работа редакции и редакционной коллегии, связанная с обеспечением  соответствия предложенных статей установленным правилам оформления журнала и оценкой их оригинальности.   

Уважаемые авторы!

 В редакцию иногда поступают рукописи очень низкого технического качества, что не позволяет принимать такие статьи к рассмотрению, так как это создает дополнительные проблемы для редакции и редакционной коллегии. Вторая наша проблема заключается в том, что основная часть  рукописей поступает к нам в конце двух последних месяцев принятия статей к печати, что грозит срывом сроков выхода номера.    

В этой связи огромная просьба к Вам. При оформлении статей следуйте, пожалуйста,  правилам их оформления, приведенным в конце каждого номера  нашего журнала, и планируйте подачу статьи в редакцию в первые месяцы подготовки к изданию очередного номера журнала.   

   Надеемся на дальнейшее плодотворное и взаимовыгодное сотрудничество. Ждем от Вас статьи о Ваших новейших исследованиях  и прикладных разработках.

 

 

 

Главный редактор журнала       Б.С. БАЛАСАНЯН

Headings

  • actuator

  • exoskeleton

  • overactuated systems

  • rehabilitation and assistive robotics

  • static balancing.

  • wearable robots

Представлены обзор методов классификации, эволюция развития, последние исследования и разработки в области реабилитационной и ассистирующей робототехники, которые дают ответы на следующие вопросы: как найти научно-техническую информацию о нужном типе реабилитационного или ассистирующего устройства, какие научные и практические задачи уже решены в этой области и какие еще существуют. Даны основные методологические рекомендации для проектирования и показаны  перспективы дальнейшего  развития ассистирующих робототехнических устройств. Приведены принципы классификации: общая классификация относительно конечных пользователей, аппаратной системы, парадигмы обучения и проектирования робота; комплексная классификация по системе актуаторов, типу актуатора, степеням свободы, типу датчика, системе управления, интерфейсу "человек-робот", режиму действия и данным клинического исследования. Выявлены основные направления исследований и проблемы в области реабилитационной и ассистирующей робототехни- ки, в том числе задачи проектирования систем статического уравновешивания, создания ассистирующих устройств с использованием мягких материалов, нетрадиционных актуаторов и систем (т.е. электроактивных полимеров и избыточных систем  актуации), а также нетрадиционных методов контроля (например, сигналы электроэнцефалографии / электромиографии). Исследования показали, что существенное развитие этой области зависит от трех основных факторов: актуаторов, механического проектирования, интерфейса “человек-робот”. Наконец, представлены дальнейшие задачи развития, перспективы и методы решения ключевых проблем проектирования рассмотренных устройств, где основными инновационными компонентами являются новые мягкие материалы, бесшарнирные конструкции, избыточная система актуации, датчики взаимодействия человека и робота и адаптивные системы управления.

  • вибрация

  • вибродиагностика

  • воздушный зазор

  • вынужденные колебания

  • короткозамкнутый ротор.

  • надежность

  • электромагнитные силы

Многолетняя практика эксплуатации асинхронных двигателей (АД) показывает, что принятие решений по результатам спектрального анализа вибраций пoрой становится невозможным. Это связано с наличием источников нелинейных колебаний в электромагнитной системе и с нелинейными изменениями деформативных свойств подшипников качения.

Существующие методы повышения надежности и долговечности электрических машин сталкиваются с определенными трудностями с учетом влияния вибрационных процессов электромагнитного и механического происхождения на надежность и ресурс машины. Это объясняется тем, что надежность машины характеризуется определенными уровнями вибраций различной частоты, превышение которых вызывает интенсивное накопление усталостных повреждений и пластических деформаций в элементах конструкций, что приводит к нарушению нормального функционирования или потере устойчивости конструкционных элементов. Настоящая работа посвящена математическому описанию вибрационных процессов АД. Анализируются вопросы вибродиагностических признаков дефектности электромагнитной системы по модуляции потребляемого тока и механической системы по уровню спектральных составляющих вибрации. Работа рассчитана на специалистов, занимающихся виброналадкой и вибродиагностикой различных агрегатов с приводами от АД. Особое внимание уделено вопросам обнаружения статических и динамических эксцентриситетов воздушного зазора между ротором и статором АД. В технических условиях на некоторые виды АД предельные значения допустимых эксцентриситетов обоих видов ограничиваются  уровнем 10%, однако на практике любой из видов эксцентриситета может доходить до значения порядка 50%.

Показано, что путем сравнения результатов теоретического анализа спектра вибрации двигателя с результатами дискретных измерений на корпусе машины можно определить дефектность источников возмущения и принять соответствующие решения.  

  • глубина проникания

  • индентор

  • магнитное поле

  • проникание

  • электронопластичность.

Исследуется влияние разрядных  токов и магнитных  полей  на физические свойства металлов. С целью увеличения защитных свойств металлических преград важное значение имеет изучение явления  соударения  деформируемого индентора и  полупространства в сопровождении  разрядного тока и магнитного поля. На основании одномерной модели, а также   в предположении о недеформируемости проникающего индентора в работе  предложены простые теоретические модели, описывающие характер проникания индентора в металлическую преграду  и взаимодействия его с магнитным полем. Однако, как показывают результаты экспериментов, предположение о недеформируемости проникающего индентора не оправдано.

Ток, протекающий через индентор, приводит к снижению предела текучести материала индентора ,  т.е. к размягчению индентора, что,  в свою очередь, приводит к его  сильному затуплению и увеличению силы сопротивления прониканию. Зависимость предела текучести от магнитного поля, индуцированного в инденторе за счет разрядного тока, которая  известна как эффект электронопластичности, рассмотрена в многочисленных работах.

На основании предложенных моделей и результатов ранее проведенных экспериментов был получен важный результат - наличие разрядного тока и, как следствие, магнитного  поля приводит к существенному уменьшению глубины проникания индентора в металлическую преграду.

Вследствие большого давления на контактной поверхности индентора и преграды, а также принимая во внимание   эффект электронопластичности,  важное значение имеет учет  деформации индентора. В задачах соударения с большими скоростями процесс проникания описывается гидродинамической моделью, где форма индентора не играет большой роли.

  • аналитический метод

  • компьютерное моделирование.

  • напряжения Мизеса

  • окружные напряжения

  • упрочнение материала

  • чистый изгиб

  • широкая стальная полоса

С учетом того, что результаты теоретических исследований различных технологических процессов часто проверяют путем сравнения их с данными моделирования в автоматизированной программной среде (АПС), изучен процесс чистого изгиба широкой стальной полосы в АПС ABAQUS, который основан на методе конечных элементов, т.е. на разделении деталей машин по определенной форме, размеру, количеству элементов и т.д.

Полоса, защемленная с двух сторон (защемленная балка), нагружена с двух концов на равных расстояниях одинаковыми равнодействующими силами  (где q - интенсивность равномерно распределенной нагрузки по ширине b полосы). Величина внешнего изгибающего момента  определяется из эпюры изгибающих моментов полосы. 

В качестве материала полосы используется сталь с цифровыми данными диаграммы деформирования, для которой известны ее важные механические характеристики:  - предел текучести и  - напряжение предельного состояния.           

В результате компьютерного моделирования полосы определяются значения всех компонентов напряженно-деформированного состояния, в том числе окружных, радиальных напряжений и напряжения Мизеса.

Изгиб широкой полосы осуществлялся в случае  кН/м. Из всех компонентов напряженно-деформированного состояния проанализированы данные распределения напряжений Мизеса  и окружных напряжений . Показано, что окружное напряжение  на внутренней поверхности составляет -545,2 МПа, а на внешней поверхности +546,1 МПа.

С использованием упрощенных аналитических формул определяются окружные напряжения в зонах внешних поверхностей растяжения и сжатия. Для этого сначала из таблицы, приведенной на рисунке напряжений Мизеса, выбирается соответствующая величина диаграммы деформирования:   МПа. В зоне растяжения получаем:  МПа, а в зоне сжатия:  МПа.

Проведен сравнительный анализ результатов основных окружных напряжений моделирования в АПС ABAQUS с расчетными данными, выполненными аналитическим методом. Установлено, что разница полученных напряжений в среднем составляет

  • внешняя среда.

  • инновация

  • машиностроительная организация

  • оценка

  • системный подход

  • устойчивость

  • эффективность

Рассмотрено понятие эффективности деятельности  машиностроительной  организации и изучены современные подходы к ее оценке. Рыночная экономика внесла существенные коррективы в систему методологии оценки экономической эффективности. Основная проблема заключается в установлении критериев эффективности организации и разработке методических указаний по их определению. Проанализированы теоретические и практические аспекты эффективности  машиностроительной организации и предпосылки ее обеспечения. В современных условиях важной предпосылкой повышения эффективности организации становится устойчивость ее деятельности как способность восстановления равновесия в условиях воздействия внутренних и внешних изменчивых колебаний. Концепция устойчивости промышленной  организации основана на эффективной системе управления изменениями, которая включает все запланированные и контролируемые изменения в производственных процессах, структурах и стратегиях.

В результате проведенных исследований было установлено, что системный подход в вопросах оценки эффективности деятельности организации считается целесообразным, если учитывать, что выживание организации на рынке в общем зависит от ее способности  адаптироваться к внешней изменчивой среде. Обоснованы основные факторы и направления повышения эффективности  машиностроительных организаций Армении. К числу особенно важных научно-технических мероприятий следует отнести инновационную деятельность, организационные переустройства, улучшение системы управления. Сущность эффективности деятельности организации сводится к реализации ее целей организации с учетом  установленного соотношения затрат и ее доходов. Выбор наилучшего варианта решения производственно-хозяйственных задач может быть осуществлен только посредством группы критериев и показателей, характеризующих все стороны эффективности.

  • промышленные испытания.

  • растительное масло

  • реактор

  • смазочно-охлаждающая жидкость

  • ультразвук

  • экология

  • эмульгирование

Одной из важнейших задач повышения эффективности обработки труднообрабатываемых материалов, а также улучшения экологии их производства является совершенствование составов и технологии получении экологически чистых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) с увеличенным сроком их эксплуатации, к числу которых относятся ультразвуковые методы эмульгирования (УЗЭ). Приведены рекомендации по использованию экологически чистой и устойчивой эмульсии подсолнечного масла в воде, полученной применением ультразвуковых колебаний (УЗК) по новой схеме одновременного наложения в жидких средах высокочастотных и низкочастотных колебаний, что позволяет до 2,1 раза интенсифицировать процесс УЗЭ и до 1,6 раза повысить кинетическую устойчивость полученной эмульсии.

Рассмотрены вопросы применения СОЖ в виде 5%-й эмульсии подсолнечного масла в воде на камнеобрабатывающих предприятиях Армении при разрезке и обработке природных камней алмазными инструментами. На основе производственных испытаний, проведенных в ООО "Алмакар" и ООО "ТАРОС”, при распиловке и обработке  гранита и мраморов алмазными инструментами было выявлено, что использование  5%-й эмульсии подсолнечного масла в воде, по сравнению с технической водой, позволило снизить износ  алмазного инструмента в 1,19... 1,28 раза. На основе этих исследований установлено, что нашедшую широкое применение СОЖ марки сульфофрезол (ГОСТ 122-54) можно заменить 5%-й эмульсией подсолнечного масла в воде, так как она по качественным показателям почти не уступает сульфофрезолу, не содержит вредных веществ, легко разводится водой, не представляет опасности для оператора и обслуживающего персонала, более чем в 20 раз дешевле сульфофрезола и не требует дополнительных расходов на утилизацию.

  • активированные электролиты

  • анодное микродуговое оксидирование

  • двигатель внутреннего сгорания

  • полирадикалы

  • термостойкое покрытие

  • ультразвук.

Перспективным направлением повышения ресурса изделий широкой номенклатуры, функционирующих в условиях термонагрузок и интенсивного механического износа, является применение метода анодного микродугового оксидирования (АМДО), результатом чего является формирование в критических зонах термонагруженных объектов защитных покрытий, способствующих снижению эксплуатационных рисков. Рассмотрена возможность повышения эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания (ДВС) посредством его модернизации за счет создания на контактных поверхностях  комплектующих цилиндропоршневой группы (ЦПГ) керамикоподобных слоев методом АМДО. При этом отмечается, что определяющую роль в организации покрытий, снижающих эксплуатационные риски термонагруженных деталей ЦПГ, сыграли проведение процесса в электролитах, активность которых  изменялась в результате внедрения в раствор полирадикальных частиц в дискретном состоянии, а также пропускание через электролит ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц. Установлено, что в модернизированном предложенными приемами ДВС с увеличением оборотов коленчатого вала обеспечена большая устойчивость основных характеристик, средняя температура их разогрева снижена на 2530%, температура в камере сгорания возросла в результате уменьшения теплоотвода в окружающую среду через обработанные поршень и головку цилиндра, что, в свою очередь, привело к увеличению мощности двигателя на 46%  и уменьшению расхода топлива на 57%. Зафиксированы возрастание внешней скоростной характеристики двигателя, что улучшает его приспособляемость к изменению нагрузки и гарантирует работу ДВС в более экономичном режиме, и повышение его коэффициента полезного действия. В конструктивном плане проведенная модернизация позволяет уменьшить тепловой зазор между поршнем и цилиндром, что приведет к снижению угара масла, улучшению экологических характеристик двигателя и  снижению уровня шумности ДВС.

Council

Вестник издается с 1998 г., журнал – с 2012 г.

Редакционная коллегия Вестника: Ю.Л. Саркисян (главный редактор, д.т.н.), А.Х. Григорян (зам. главного редактора, д.т.н.), А.Г. Аветисян (ответственный секретарь, д.т.н.), С.Г. Агбалян (д.т.н.), М.К. Багдасарян (д.т.н.), Б.С. Баласанян (д.т.н.), Н.Б. Князян (д.т.н.), В.З. Марухян (к.т.н.), С.О. Симонян (д.т.н.)

Редакционная коллегия журнала: Б.С. Баласанян  (главный редактор журнала, д.т.н.),  М.Г. Арутюнян (зам. главного редактора журнала, к.т.н.), А.С. Бабаян (ответственный секретарь журнала, к.т.н.), А.К. Амирян (д.т.н.), В.А. Аракелян (д.т.н., Франция), А.Н. Михайлов (д.т.н., Украина), Г.В. Мусаелян (к.т.н.), А.Р. Папоян (д.т.н.),  Г.Л. Петросян (д.т.н.), М.Г. Стакян (д.т.н.), А.Г. Харатян (к.т.н.), Г.Г. Шекян (д.т.н.), Л.А. Шекян (д.ф-м.н.)

Редакторы: Ж.С. Сейранян, А.Ц. Петросян, А.З. Казарян

© Издательство Национального политехнического университета Армении  (НПУА) “Чартарагет”,

                                                                                           Адрес: 0009, Ереван, ул. Теряна 105, НПУА i.polytechnic.am