Розвиток наукових і технологічних основ підвищення ефективності та якості зносостійкого електроконтактного наварювання
| dc.contributor.advisor | Кузнецов, Валерій Дмитрович | |
| dc.contributor.author | Бережна, Олена Валеріївна | |
| dc.date.accessioned | 2018-06-05T13:13:54Z | |
| dc.date.available | 2018-06-05T13:13:54Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description.abstracten | For restoration and hardening of wearing parts, electrocontact surfacing methods are widely used. However, the technological possibilities of such processing methods are limited by a number of drawbacks: the presence of cracks, the chipping of the deposited layer due to the low adhesion strength of the coating to the base metal during surfacing at the recommended modes; and the occurrence of residual stresses in the welded zone of coating with the surface layer of the product. The surface layer of the coating metal deposited by the electrocontact method, is the most loaded and the least protected from harmful effects; it significantly affects the durability of the restored parts. The structural state of the surface layers is affected not only by the final processing operation, but also by their sequence. Thereby, it is advisable to apply the technologies of combined surface treatment, the development of which provides for comprehensive, complex theoretical and experimental research aimed at developing recommendations for improving specific technological measures. In the first section The comparative analysis of technical and economic characteristics of alternative variants for structural dimensions’ regeneration of machine parts and machines working surfaces is carried out. To obtain the specified characteristics of the restored parts, stage-by-stage transformation of properties in a certain sequence with a gradual approximation of the characteristics values to the given ones is necessary. Staging is caused by the fact that, on the one hand, to convert all the heterogeneous properties of parts by one method at the same time is impossible, and on the other hand, to obtain at once in one stage (operation) the entire complex of the resulting parameters necessary values is impossible too. The need to increase the productivity of restoration work, the quality of deposited metal, and the saving of material resources make it expedient to further study and improve the technology of electrocontact surfacing, and, consequently, further development of the mathematical method of calculating them. Based on the analysis of literary data, the reasonability of studies is substantiated, the purpose of the work is determined and the main tasks of the study are formulated. In the second section the structural factor of samples microplasticity deposited by strips of constructional carbon steels, in connection with the different sensitivity of the deposited metal to the stress concentration is investigated. The study of the deposited metal microplasticity was carried out with tensile deformation on steels samples of 25, 40 and 40X grades after their coating by electrocontact surfacing by the tapes. The deposited samples were subjected to heat treatment in various regimes in order to change the structure of the surface layer, resulting in 5 groups of deposited samples for the microplasticity study. On the basis of experimental data, regression equations are obtained. They approximate the relationship between stress and microplastic deformation. It was established that the lower resistance of microplastic deformation is typical of deposited samples with a predominantly ferrite structure, in comparison with the deposited samples with a sorbite or troostite structure. It indicates a structural state that causes an increase in the fracture toughness. Low stress’ values indicate a higher mobility of dislocations. If the deposited sample contains a relatively large volume of excess ferrite grains, then there will be fewer obstacles for shifts, and slip lines will be rectilinear. In sorbite structures with a developed intergranular surface, the obstacles to sliding are much larger, which causes the lines bow. Plastic deformation is associated with the motion of dislocations. In deposited samples, which are insensitive to stress concentration, the required mean stress rate for starting dislocations is small. Consequently, the smaller stress rate required to initiate the movement of dislocations, the less sensitive the sample to the stress concentration. Since a close relationship can be established between the dislocations behavior (their motion, accumulation at obstacles) and the plasticity module, respectively, the larger the plasticity modulus, the faster dislocations accumulate and the higher the sensitivity of the material to the stress concentration. The plasticity modulus (hardening coefficient) was determined using statistical modeling methods. It is established that deposited samples with a ferrite structure are characterized by the smallest hardening coefficient. Deposited samples containing sorbite in the structure have the highest hardening coefficient. With an increase in the deformation ratio, the hardening coefficient decreases in all the studied structural states, which indicates the dependence of the plastic flow process on the microdeformation ratio. Investigations of the deposited metal propensity in various structural states to microplastic deformation allowed to reveal the structure of deposited metal, which is the least sensitive to stress concentration. The presence of free ferrite in the structure of the deposited layer reduces the intensity of dislocation accumulation. The influence of the hardening coefficient on the sensitivity to stress concentration concerning samples deposited by stripes from structural carbon steels with further heat treatment is experimentally confirmed. In the third section the choice of the induction heating mode during the normalization of the reconstructed surface layer of cylindrical parts 50-120 mm in diameter from structural steels was carried out. Proportions are obtained. They allow to calculate power density, heating time, frequency, the rate of the surface temperature growth and its distribution along the section of the workpiece for the selected regime using the specified values of the final heating depth, final and initial temperature, and the radius of the reduced cylindrical part. It is established that the calculated values of the power density and heating time differ from the known values of these parameters during through heating and hardening heat. Hence the proposed heating is transient between the known heating modes of cylindrical parts. In this case, this heating provides the necessary value of the surface temperature growth and its distribution into the heated layer. The composition of the heat-insulating mixture containing graphite laminated compounds and graphite GL1 was developed. Its application reduces power consumption during heat treatment of deposited samples after RF current, increasing the thermal insulation effect with the approach to the processing conditions in the furnace. It is found that slow cooling in heat-insulating mixture of deposited samples after local heating RF current reduces the rate of cooling from the austenite conditioning temperature to pearlite transformation start, and increases the average content of ferrite by 4.7% with an increase of grain size by 11mkm on average. When choosing a rational technology for recovery and hardening of worn-out products, the characteristics of the standard mechanical properties and the limit of stability, resistance to the development of cracks are of great importance. It is established that for components operating under conditions of cyclic loading, the structure obtained as a result of combined treatment is the least sensitive to stress concentration. In the fourth section a method for electrocontact surfacing by tapes, which consists in creating on the surface of the metal strip from low carbon steel for electrocontact surfacing a wear-resistant layer by preliminary chemical-thermal treatment of the electrode belt was carried out. And on the surface of the part before the electrocontact surfacing, the tape is fixed in contact with the part by a side that was not subjected to chemical-thermal treatment. Investigations of the applied layer wear resistance were carried out by the criterion of the samples relative wear and weight loss over a certain time. The micro-brittleness of the deposited samples was estimated according to the spalling stress of the diffusion layer in the applied coating under the diamond pyramid. To investigate the influence of the components content B4C (x), FeTi (y) and Al2O3 (z) in the complex saturating mixture for electrode strips treatment for wear resistance and fracture toughness of deposited layer. There was a composition optimization using regression models. It is found that in conditions of contact and abrasive frictions, the layer, deposited by steel strip, saturated in multicomponent mixture B4C-FeTi-Al2O3 of the following composition: 20-30% B4C; 30-40% FeTi; 20-40% Al2O3; 7% Na3AlF6 before, has high performances. Application in electrocontact surfacing of produced electrode materials with a gradient distribution of properties provides a coating with high wear-resistant characteristics on its surface and a maintenance of plastic properties in the soft ferrite component, which prevents the growth of cracks and their spreading into the parent metal. The fifth section is devoted to the mathematical modeling of the electrode strip’s stress-strain state in a thermal deformation focus during electrocontact surfacing. When calculating the local characteristics of the stress-strain state within the zones of electrode material plastic change by the numerical integration, the forces on the roller-electrode and the moments on the part and on the roller-electrode were determined. Modeling of the electrode material thermal state in the thermal deformation hearth during electrocontact surfacing was carried out according to the theory of thermal conductivity. Knowing the distribution of the temperature fields along the electrode material in the thermal deformation zone, the current thickness of the electrode tape, and the time of the current pulse, we obtained a dependence to determine the required current. The presented set of analytical descriptions made a complete algorithm for numerical one-dimensional mathematical modeling of the parts’ electrocontact surfacing by electrode tape. On this basis software for calculating the main energy-power parameters of the process was developed. A peculiarity of the proposed mathematical model is the correct consideration of the thermal characteristics of the electrode material distribution along the thermal deformation focus. This plays an important role in the formation of the association during the surfacing process. The effect of the kinematic asymmetry coefficient magnitude on the change in the local energy-force characteristics of the process is established. Practically, the results of the automated design of electrocontact surfacing technological modes allow to determine all the initial parameters of the process to obtain a given thickness of the layer deposited on the product surface. In the course of the study, the integral characteristics of the electrocontact surfacing process were determined. It is shown that the change in the kinematic asymmetry coefficient, which depends on the linear velocities ratio of the roller-electrode and the part, is a promising direction of the stress-strain state control of the electrode material. This allows to regulate the process of the material deformation and surfacing. In the sixth section the results of finite element modeling of the electrocontact surfacing by tapes are presented. According to the data obtained, the heating of the electrode material is initiated in the area of its contact with the surface of the detail. At the same section of the tape, the maximum thermal temperatures are observed in the thermal deformation zone during the whole heating period. The main part of the electrode material in the thermal deformation zone is in the viscous-plastic state. Comparison of the modeling results of spatio-temporal thermal fields for different duration of electric current pulse flow indicates the leveling of the temperature gradient in the thermal deformation center, both along the length and width of the tape with increasing time of the current pulse. In order to study the effect of the electric current pulse duration on the change in the picture of the electrode strip stress-strain state in the thermal deformation zone, a modeling of the process flow was carried out at Kv=1,015 и Kv=1,0. It is established that the maximum equivalent stresses during the whole time of the welding current pulse in the thermal deformation heath take place in the zone of electrode tape contact with the surface of the part. High values of equivalent stresses in the deposition zone, which has the highest temperature in the thermal deformation zone, are caused by frictional forces conditioned by the kinematic asymmetry of the electrocontact surfacing process. According to the results of the presented finite element modeling, the deformation processes practically do not occur in the contact zone of the electrode tape with the roller-electrode surface. This is caused by the low values of tangential contact stresses typical for this section of the tape thickness and also the relatively low temperature of the material in this zone. On the other hand, equivalent deformations are characterized by maximum values in the contact zone of the steel tape with the surface of the part. Such a picture is observed with increasing duration of the welding current pulse and agrees well with the data of the developed finite-element mathematical model of the electrocontact surfacing by tapes. The effect of the kinematic asymmetry coefficient magnitude on the change in tangential contact stresses in the contact area of the electrode material with the surface of the roller-electrode and the remanufactured part is analyzed. It is established that an increase in the kinematic asymmetry coefficient leads to an increase in tangential contact stresses in the contact zone of the electrode material with the surface of the remanufactured part. The area of tangential contact stresses also changes: in the zone of the electrode tape contact with the part surface, they occupy a larger area than in the contact zone of the tape with the roller-electrode. Experimental studies of the adhesion strength of the parts’ surface coated with different values of the kinematic asymmetry coefficient were carried out. The results of the experiments indicate an increase in the adhesion strength of the applied layer with an increase in the kinematic asymmetry coefficient. On the basis of the data of the finite difference mathematical model for the process of electrocontact surfacing by tapes, a regulator of the electrocontact surfacing process was synthesized using the method of fuzzy neural control based on a hybrid multilayered network with direct propagation. Using the application of MatLabFuzzyLogicToolbox, a database of fuzzy rules was obtained, and a block diagram of the fuzzy control module implementation was developed. This implementation allows the control system to adapt to changes in the thermal and strength parameters of the electrocontact surfacing by tapes and to compensate for the changing parameters of the electrode material thermal state in the thermal deformation zone. The practical value of the results. The practical value of the results of research performed investigation contains following developments: - the technology for cylindrical parts recovery is developed, including heat treatment of the deposited layer by high frequency currents to a given depth and cooling of the thermal insulating mixture; - the technology of combined surface recovery of parts with preliminary chemicalthermal treatment of electrode material was developed; it ensures the creation of a gradient distribution of properties along the cross-section of the deposited layer; - methods for designing the technological process of electrocontact surfacing are proposed; they were developed on the basis of the thermal and power regimes established regularities; - the algorithm for automated design of the electrocontact coating technological modes was developed, which allows to determine the optimum surfacing regimes taking into account the specified parameters of electrode materials; - the method for increasing the adhesion strength of a deposited layer to the workpiece surface by creating a kinematic asymmetry in electrocontact surfacing was developed; - software tools were developed; thay allow to determine the energy-power characteristics of the coating fabrication during electrocontact surfacing, taking into account the current distribution of the thermal and geometric parameters of the material in the thermal deformation zone; - infoware and software, database, necessary for the creation of a hybrid neural system for controlling the electrocontact surfacing process are offered. | uk |
| dc.description.abstractuk | Для відновлення і зміцнення швидкозношуваних вузлів широке застосування знаходять електроконтактні способи нанесення покриттів. Однак технологічні можливості таких методів обробки обмежені низкою недоліків: наявністю тріщин, викришування навареного шару внаслідок низької міцності зчеплення покриття з основним металом при наварюванні на рекомендованих режимах, а також виникненням залишкових напружень в зоні приварювання покриття з поверхневим шаром виробу. Поверхневий шар металу покриття, нанесеного електроконтактним способом, найбільш навантажений і найменш захищений від шкідливих впливів, значно впливає на довговічність відновлених деталей. На структурний стан поверхневих шарів впливає не тільки остаточна операція обробки, але і їх послідовність. У зв'язку з цим доцільне застосування технологій комбінованої обробки поверхні, розробка яких передбачає проведення всебічних, комплексних теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на розробку рекомендацій щодо вдосконалення конкретних технологічних заходів. В першому розділі проведено порівняльний аналіз техніко-економічних характеристик альтернативних варіантів регенерації конструктивних розмірів робочих поверхонь деталей механізмів і машин. Для отримання заданих характеристик відновлених деталей необхідне постадійне перетворення властивостей у певній послідовності з поступовим наближенням значень характеристик до заданих. Стадійність обумовлюється тим, що не можна, з одного боку, перетворити одним методом одночасно всі різнорідні властивості деталей, з іншого – отримати одразу на одній стадії (операції) весь комплекс необхідних значень результуючих параметрів. Необхідність підвищення продуктивності відновлювальних робіт, якості навареного металу, економії матеріальних ресурсів робить доцільнім подальше всебічне дослідження та вдосконалення технології електроконтактного наварювання, а, отже, і подальший розвиток математичних методів їх розрахунку. На основі аналізу літературних даних обґрунтовано доцільність досліджень, визначено мету роботи і сформульовані основні завдання дослідження. У другому розділі досліджено структурний фактор мікропластичності зразків, наварених стрічками з конструкційних вуглецевих сталей, у зв'язку з різною чутливістю привареного металу до концентрації напружень. Дослідження мікропластичності навареного металу проводили при деформації розтягування на зразках зі сталей марок 25, 40 і 40Х після нанесення на них покриття методом електроконтактного наварювання стрічками. Наварені зразки піддавали термічній обробці за різними режимами з метою зміни структури поверхневого шару, в результаті чого отримано 5 груп наварених зразків для дослідження мікропластичності. На основі експериментальних даних одержано рівняння регресії, що апроксимують залежність між напруженням і мікропластичною деформацією. Встановлено, що менший опір мікропластичній деформації характерний для наварених зразків з переважаючою феритною структурою, у порівнянні з навареними зразками зі структурою сорбіту або трооститу, що свідчить про структурний стан, який обумовлює підвищення в'язкості руйнування. Низькі значення напружень вказують на більш високу рухливість дислокацій. Якщо у навареному зразку міститься відносно великий обсяг зерен надлишкового фериту, то перешкод для зрушень менше, а лінії ковзання прямолінійні. У сорбітних структурах з розвиненою межзеренною поверхнею перешкод для ковзання значно більше, що й обумовлює зігнутість ліній. Пластична деформація пов'язана з рухом дислокацій. У наварених зразках, малочутливих до концентрації напружень, малою є необхідна середня величина напружень для старту дислокацій. Отже, чим менше величина напружень, необхідна для початку руху дислокацій, тим менш чутливий зразок до концентрації напружень. Так як тісний зв'язок може бути встановлений між поведінкою дислокацій (їх рухом, накопиченням у перешкод) і модулем пластичності, то відповідно, чим більший модуль пластичності, тим швидше накопичуються дислокації і тим вище чутливість матеріалу до концентрації напружень. Модуль пластичності (коефіцієнт зміцнення) визначали з використанням методів статистичного моделювання. Встановлено, що найменшим коефіцієнтом зміцнення характеризуються наварені зразки з феритною структурою, найбільший коефіцієнт зміцнення мають наварені зразки, що містять у структурі сорбіт. Зі збільшенням ступеню деформації коефіцієнт зміцнення знижується у всіх досліджених структурних станах, що вказує на залежність процесу пластичної течії від ступеню мікродеформації. Проведені дослідження схильності привареного металу в різних структурних станах до мікропластичної деформації дозволили виявити структуру навареного металу, яка є найменш чутливою до концентрації напружень: наявність в структурі нанесеного шару вільного фериту знижує інтенсивність накопичення дислокацій. Експериментально підтверджено вплив коефіцієнту зміцнення на чутливість до концентрації напружень стосовно до зразків, наварених стрічками з конструкційних вуглецевих сталей з подальшою термічною обробкою. В третьому розділі проведено вибір режиму індукційного нагріву при нормалізації відновленого поверхневого шару циліндричних деталей діаметром 50 – 120мм з конструкційних сталей. Отримано співвідношення, що дозволяють для обраного режиму за заданими значеннями кінцевої глибини прогріву, кінцевої і початкової температури та радіусу відновленої циліндричної деталі розрахувати питому потужність, час нагріву, частоту, швидкість зростання поверхневої температури та її розподіл по перетину деталі. Встановлено, що розраховані значення питомої потужності та часу нагріву відрізняються від відомих значень цих параметрів при наскрізному нагріві та нагріві під гартування, отже пропонований нагрів є перехіднім між відомими режимами нагріву циліндричних деталей. При цьому даний нагрів забезпечує необхідне значення зростання поверхневої температури та близьке до заданого її розподілення вглиб прогрітого шару. Розроблено склад теплоізолюючої суміші, що містить шаруваті з’єднання графіту та графіт ГЛ1. Її застосування знижує енерговитрати при термообробці наварених зразків після ТВЧ, підвищуючи ефект теплоізоляції з наближенням до умов обробки в печі. Встановлено, що уповільнене охолодження у теплоізолюючій суміші наварених зразків після локального нагріву ТВЧ забезпечує зниження швидкості охолодження від температури аустенізації до початку перлітного перетворення і підвищення середнього вмісту надлишкового фериту на 4,7% при збільшенні розміру зерна в середньому на 11мкм. При виборі раціональної технології відновлення та зміцнення зношених виробів, велике значення мають не тільки характеристики стандартних механічних властивостей і межа витривалості, але й опір розвитку тріщин. Встановлено, що для деталей, які працюють в умовах циклічного навантаження, структура, одержана в результаті комбінованої обробки, є найменш чутливою до концентрації напружень. В четвертому розділі запропоновано спосіб електроконтактного наварювання стрічками, який полягає у створенні на поверхні металевої стрічки з низьковуглецевої сталі для електроконтактного наварювання зносостійкого шару шляхом попередньої хіміко-термічної обробки електродної стрічки, причому на поверхні деталі перед електроконтактним наварюванням закріплюють стрічку у контакті з деталлю стороною, яка не піддавалась хіміко-термічній обробці. Дослідження зносостійкості нанесеного шару проводили за критерієм відносного зношення зразків за втратою ваги за визначений час. Мікрокрихкість наварених зразків оцінювали за напруженням відколу дифузійного шару у нанесеному покритті під дією алмазної піраміди. З метою дослідження впливу вмісту компонентів B4C (x), FeTi (y) і Al2O3 (z) у складі комплексної насичувальної суміші для обробки електродних стрічок на зносостійкість та тріщиностійкість навареного шару проведено оптимізацію складу з використанням регресійних моделей. Встановлено, що високими експлуатаційними показниками в умовах контактного та абразивного тертя відрізняється шар, наварений сталевою стрічкою, яка пройшла попереднє багатокомпонентне насичення у суміші B4C-FeTi-Al2O3 наступного складу: 20-30% B4C; 30-40% FeTi; 20-40% Al2O3; 7% Na3AlF6. Застосування при електроконтактному наварюванні одержаних електродних матеріалів з градієнтним розподілом властивостей забезпечує створення покриття з високими зносостійкими характеристиками на його поверхні та збереженням пластичних властивостей у м’якій феритній складовій, що запобігає росту тріщин та їх розповсюдженню в основний метал. П’ятий розділ присвячено математичному моделюванню напруженодеформованого стану електродної стрічки у термодеформаційному осередку під час електроконтактного наварювання. Під час розрахунку локальних характеристик напружено-деформованого стану у рамках зон пластичного змінення електродного матеріалу шляхом числового інтегрування виконували визначення зусилля на роликуелектроді та моментів на деталі і на ролику-електроді. Моделювання теплового стану електродного матеріалу в термодеформаційному осередку при електроконтактному наварюванні проводили згідно з теорією теплопровідності. Знаючи розподіл температурних полів вздовж електродного матеріалу в термодеформаційному осередку, поточної товщини електродної стрічки і часу протікання імпульсу струму, одержано залежність для визначення необхідної сили струму. Представлена сукупність аналітичних описів склала повний алгоритм з числового одномірного математичного моделювання процесу електроконтактного наварювання деталей електродною стрічкою, на основі якого розроблені програмні засоби для розрахунку основних енергосилових параметрів процесу. Особливістю запропонованої математичної моделі є коректне урахування розподілу теплових характеристик електродного матеріалу вздовж термодеформаційного осередку, що відіграє важливу роль у формуванні з’єднання в процесі наварювання. Встановлено вплив величини коефіцієнту кінематичної асиметрії на зміну локальних енергосилових характеристик процесу. З практичної точки зору результати автоматизованого проектування технологічних режимів електроконтактного наварювання дозволяють визначити всі вихідні параметри процесу для одержання заданої товщини навареного на поверхні виробу шару. В ході дослідження визначено інтегральні характеристики процесу електроконтактного наварювання. Показано, що змінення коефіцієнту кінематичної асиметрії, який залежить від співвідношення лінійних швидкостей роликуелектроду та деталі, є перспективним напрямком керування напруженодеформованим станом електродного матеріалу, що дозволяє регулювати процес деформації і приварювання матеріалу. В шостому розділі представлено результати кінцево-елементного моделювання процесу електроконтактного наварювання стрічками. Згідно з одержаними даними процес нагріву електродного матеріалу ініціюється в зоні його контакту з поверхнею виробу. На цій же ділянці стрічки в термодеформаційному осередку спостерігаються й максимальні температури протягом всього періоду нагріву. Основна ж частина електродного матеріалу в термодеформаційному осередку знаходиться у в’язко-пластичному стані. Порівняння результатів моделювання просторовочасових теплових полів при різній тривалості протікання імпульсу електричного струму свідчить про нівелювання градієнту температурних показників у термодеформаційному осередку, як по довжині, так і по ширині стрічки зі збільшенням часу дії імпульсу струму. З метою дослідження впливу тривалості імпульсу електричного струму на зміну картини напружено-деформованого стану електродної стрічки у термодеформаційному осередку проведено моделювання протікання процесу при Kv=1,015 та Kv =1,0. Встановлено, що максимальні еквівалентні напруження протягом всього часу протікання імпульсу зварювального струму в термодеформаційному осередку мають місце в зоні контакту електродної стрічки з поверхнею деталі. Високі значення еквівалентних напружень у зоні приварювання, яка має найвищу температуру у термодеформаційному осередку, викликані дією сил третя, обумовлених наявністю кінематичної асиметрії процесу електроконтактного наварювання. Згідно з результатами представленого кінцево-елементного моделювання у зоні контакту електродної стрічки з поверхнею ролика-електроду деформаційні процеси практично не протікають, що пов’язане з низькими значеннями дотичних контактних напружень, характерними для цієї ділянки товщини стрічки, а також з порівняно низькою температурою матеріалу в цій зоні. З іншого боку еквівалентні деформації характеризуються максимальними значеннями в зоні контакту сталевої стрічки з поверхнею деталі. Така картина спостерігається при збільшенні тривалості імпульсу струму та добре узгоджується з даними розробленої кінцево-різнецевої математичної моделі процесу електроконтактного наварювання стрічками. Проведено аналіз впливу величини коефіцієнту кінематичної асиметрії на змінення дотичних контактних напружень в зоні контакту електродного матеріалу з поверхнею ролику-електроду та відновлюваної деталі. Встановлено, що збільшення коефіцієнту кінематичної асиметрії приводить до росту дотичних контактних напружень в зоні контакту електродного матеріалу з поверхнею відновлюваної деталі. Змінюється також і площа розповсюдження дотичних контактних напружень: у зоні контакту електродної стрічки з поверхнею деталі вони займають значно більшу площу, ніж у зоні контакту стрічки з роликом-електродом. Проведено експериментальні дослідження міцності зчеплення поверхні деталей з покриттям, нанесеним при різних значеннях коефіцієнту кінематичної асиметрії. Результати експериментів свідчать про підвищення міцності зчеплення нанесеного шару при збільшенні коефіцієнта кінематичної асиметрії. На основі даних кінцево-різнецевої математичної моделі процесу електроконтактного наварювання стрічками проведено синтез регулятору процесу електроконтактного наварювання з використанням методу нечіткого нейрокерування на базі гібридної багатошарової мережі з прямим розповсюдженням. З використанням додатку MatLabFuzzyLogicToolbox одержано базу нечітких правил, а також розроблено структурну схему реалізації модуля нечіткого керування, реалізація якого дозволяє системі управління адаптуватися до зміни термічних та силових показників режиму електроконтактного наварювання стрічками та компенсувати змінні параметри теплового стану електродного матеріалу у термодеформаційному осередку. Практичне значення одержаних результатів. Практичну цінність результатів виконаного дослідження становлять наступні розробки: - технологія відновлення циліндричних деталей, що включає термообробку привареного шару струмами високої частоти на задану глибину та охолодження у теплоізолюючій суміші; - технологія комбінованого відновлення поверхонь деталей з попередньою хіміко-термічною обробкою електродного матеріалу, що забезпечує створення градієнтного розподілу властивостей по перетину привареного шару (Пат. 116099 Україна); - методики проектування технологічного процесу електроконтактного наварювання, розроблені на основі встановлених закономірностей теплового та силового режимів; - алгоритм автоматизованого проектування технологічних режимів процесу електроконтактного нанесення покриттів, що дозволяє визначити оптимальні режими наварювання з урахуванням заданих параметрів електродних матеріалів; - спосіб підвищення міцності зчеплення привареного шару з поверхнею деталі за рахунок створення кінематичної асиметрії при електроконтактному наварюванні (Пат. 118044 Україна та 116024 Україна); - програмні засоби, які дозволяють визначити енергосилові характеристики процесу формоутворення покриття при електроконтактному приварюванні з урахуванням поточного розподілу теплових та геометричних показників матеріалу у термодеформаційному осередку; - інформаційне та програмне забезпечення, база даних, необхідні для створення гібридної нейронної системи керування процесом електроконтактного наварювання. | uk |
| dc.format.page | 395 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Бережна, О. В.Розвиток наукових і технологічних основ підвищення ефективності та якості зносостійкого електроконтактного наварювання : дис. ... д-ра техн. наук : 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології технічні науки / Бережна Олена Валеріївна. – Київ, 2018. – 395 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/23260 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | електродна стрічка | uk |
| dc.subject | електроконтактне наварювання | uk |
| dc.subject | кінцеворізницева математична модель | uk |
| dc.subject | кінцево-елементна модель | uk |
| dc.subject | режими електроконтактного наварювання | uk |
| dc.subject | electrode tape | uk |
| dc.subject | electrocontact surfacing | uk |
| dc.subject | finite-difference mathematical model | uk |
| dc.subject | finite element model | uk |
| dc.subject | electrocontact surfacing modes | uk |
| dc.subject.udc | 621.791.76/.79(043.3) | uk |
| dc.title | Розвиток наукових і технологічних основ підвищення ефективності та якості зносостійкого електроконтактного наварювання | uk |
| dc.type | Thesis Doctoral | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Berezshnaya_diss.pdf
- Розмір:
- 12.34 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 7.74 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: