БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 34 |

«September 16 – 23, 2009 Tel Aviv, Israel СБОРНИК ТРУДОВ III МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ 16 - 23 сентября 2009 г. г. Тель-Авив, ...»

-- [ Страница 1 ] --

PROCEEDINGS OF

ІІІ INTERNATIONAL CONFERENCE ON

MODERN ACHIEVEMENTS OF

SCIENCE AND EDUCATION

September 16 – 23, 2009

Tel Aviv, Israel

СБОРНИК ТРУДОВ

III МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

«СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ»

16 - 23 сентября 2009 г.

г. Тель-Авив, Израиль

3

National Council of Ukraine for Mechanism and Machine Science (Member Organization of the International Federation for Promotion of Mechanism and Machine Science) Национальный Совет Украины по Машиноведению (Украинский Национальный комитет IFToMM) Institute for Advanced Studies, Arad, Israel

MODERN ACHIEVEMENTS OF

SCIENCE AND EDUCATION

III NTERNATIONAL CONFERENCE

September 16 – 23, Tel Aviv, Israel

«СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ»

СБОРНИК ТРУДОВ МЕЖДУНАРОДНОЙ

НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

16 - 23 сентября 2009 г.

г. Тель-Авив, Израиль УДК 61.2+68.1:62. Современные достижения в наук

е и образовании: Сборник трудов Международной научной конференции, 16 - 23 сентября 2009 г. – Хмельницкий: ХНУ, 2009. – 224 с.

В сборник включены материалы ІІІ Международной научной конференции «Современные достижения в науке и образовании», проведенной в Израиле в сентябре 2009 г. в г. Тель-Авив.

Рассмотрены проблемы образования, динамики и надежности технических систем, материаловедения, экономики, управления, истории и медицины. В сборнике кратко представлены доклады участников конференции. Они без правок опубликованы в таком виде, в каком были представлены авторами.

Сборник рассчитан на ученых и инженеров, работников высших учебных заведений и аспирантов.

Редакционная коллегия:

Богорош А.Т., д.т.н. (Украина), Бубулис А. д.т.н. (Литва), Силин Р.И., д.т.н. (Украина), Ройзман В.П., д.т.н. (Украина), Сокол В.М., д-р (Израиль).

Ответственный за выпуск проф. Ройзман В.П.

Утверждено к печати совместным заседанием Исполкома Хмельницкой областной организации Союза научных и инженерных объединений Украины и Украинского Национального комитета IFToMM. Протокол №6 от 22 августа 2009 г.

динамики, Секция проблем наде жн ости и м атери ало ве де ния

ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ЗАПАСОВ

ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН

Шорр Борис Федорович, ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», Россия, г. Москва 111116 ул. Авиамоторная д.2, тел. 8(495) 362-39-12, shorr@ciam.ru Прочность деталей турбомашин оценивается сопоставлением действующих максимальных нагрузок с минимальными разрушающими нагрузками (напряжениями, деформациями и пр.). Все нагрузки изменяются по времени и по ансамблю в зависимости от большого числа конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов. Поэтому оценка прочности деталей должна опираться на вероятностные подходы. Примем в качестве определяющих параметров прочности детали наибольшее действующее в ней эквивалентное напряжение д и предел длительной прочности материала р (что не является принципиальным). В этом случае условие прочности детали имеет вид где напряжения д и случайными величинами, распределения которых P( д ) и P( р ) устанавливаются по экспериментальным данным с учетом теоретических соображений. Вероятность разрушения Pразр теоретически определяется как вероятность случайного события На рис.1 показаны пересекающиеся в некоторой области значений кривые плотности распределений p( д ) и p( р ).

Вероятность события (2) определяется как Но использовать формулы (2)-(3) для практической оценки турбомашин невозможно по следующим причинам:

а) Вероятность события (2) нельзя отождествлять с вероятностью действительного разрушения, так как напряжения д и р определяются разными способами в различных условиях, корреляция между которыми носит приближенный характер.

б) Допустимые в турбостроении вероятности разрушения являются чрезвычайно малыми и определяются краями распределений напряжений д и р. При практически осуществимом числе измерений или расчетного учета отклонений параметров основанные на них функции распределений не могут быть с приемлемой степенью доверия использованы для нахождения малой вероятности разрушения.

в) Края распределений определяются непредвиденными ошибками производства, эксплуатации и человеческим фактором, что делает в принципе невозможным воспроизведение распределений вероятностей P( д ) и P( р ) по измерениям или расчетам параметров вблизи от центров их рассеяния.

В работах [1, 2] вероятностно-статистический запас прочности детали K определялся как отношение статистически экстремальных значений разрушающих,min и действующих д,max напряжений, рассчитываемых по выборочным средним значениям и дисперсиям s соответствующих характеристик с учетом объема их выборок z Напряжения,min и д,max учитывают влияние многочисленных типичных случайных факторов, влияющих на распределение параметров вблизи от центров их рассеяния, а прочность при воздействии маловероятных факторов учитывается коэффициентом K 1. Необходимое значение запаса K устанавливается из опыта эксплуатации.

P( р ) статистически экстремальные напряжения, соответствующие выбранным значениям вероятности «отсечки» краев распределения P и коэффициента доверия, при объемах выборок z рассчитываются с использованием толерантных пределов по формулам решения которых представляются в виде соотношений где для действующих напряжений д - среднее значение, (6) vд sд / д - коэффициент вариации (и аналогично для разрушающих напряжений), kt - односторонние толерантные коэффициенты.

Распределения д и р вблизи от центра рассеяния хорошо описываются нормальным распределением, для которых значения kt табулированы. Рациональные значения P и должны выбираться с учетом конкретных особенностей задач. В [2] такой подход был применен к оценке статистически максимальных напряжений д,max при тензометрировании рабочих лопаток турбомашин. Анализ показал, что приемлемыми являются P 0.995 и 0.95, при которых первая формула (6) достаточно точно аппроксимируется выражением (7) На рис.2 приведена зависимость отношения рассчитанных д,изм.max от числа тензометрированных на каждой ступени лопаток.

д,max / д,изм.max Коэффициент20вариации vд 40 z числе zд величина д,max может в два-три раза превышать д,изм.max.

Это указывает но то, что значение д,изм.max недостаточно надежно для оценки возможных максимальных напряжений при имеющемся их разбросе. С увеличением zд отношение д,max / д,изм.max уменьшается, оставаясь больше единицы.

1. Биргер И.А. Вероятность разрушения, запасы прочности и диагностика. В кн.: Проблемы механики твердого деформированного тела. Судостроение, Ленинград, 2. Шорр Б.Ф., Локштанов Е.А., Халатов Ю.М. Об одном возможном подходе к вероятностной оценке вибрационной прочности деталей машин. Проблемы прочности, №11, Киев, 1972, с.11-

ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ УСТОЙЧИВОГО

РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН

Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ) 111116, Россия, Москва, ул. Авиамоторная 2, tumanov@rtc.ciam.ru Для многих высоконапряженных ответственных деталей (таких, например, как диски авиадвигателей) малоцикловая усталость (МЦУ) является основным повреждающим фактором, и продолжительность развития трещин МЦУ составляет значительную долю общей циклической долговечности. В этих условиях надежное моделирование докритического (устойчивого) роста трещин МЦУ позволяет увеличить ресурс безопасной эксплуатации и определить интервалы дефектоскопического контроля. Однако в течение моделирование было затруднено, поскольку механизм устойчивого роста оставался неизвестным.

Стадия устойчивого роста соответствует второму участку кинетической диаграммы «скорость роста трещины усталости (СРТУ) V размах коэффициента интенсивности напряжений (КИН) K».

Фрактографическим признаком устойчивого роста является формирование на поверхности разрушения усталостных бороздок, расстояние S между которыми (шаг бороздок) характеризует подрастание трещины в каждом цикле нагружения, т.е. СРТУ. В ряде работ была экспериментально установлена квадратичная зависимость S от K, причем коэффициент пропорциональности между S и (K/E)2 (E – модуль Юнга) оказался одинаковым для сплавов на основе железа, никеля, титана и алюминия [1]. С учетом того, что модуль Юнга характеризует предельную (теоретическую) прочность материала на зависимость свидетельствовала о связи процесса разрушения, определяющего величину S, с этим фундаментальным параметром.

потребовалось радикально изменить точку зрения на роль пластической деформации в распространении усталостной трещины. В механике разрушения зависимость СРТУ от КИН, рассчитываемого в линейно-упругой постановке, объясняют пренебрежимо малым влиянием пластической деформации на кинетику трещины вследствие незначительного размера пластической зоны в ее вершине. В рамках настоящего подхода эта зависимость объясняется локализованной перед фронтом трещины интенсивной многократной пластической приводит к формированию фрагментированной (разориентированной) деформационной структуры (такая структура перед фронтом усталостной трещины обнаружена в ряде экспериментов [2]) и реализации высокоэнергоемкого микромеханизма периодического расслаивания-разрыва (МПРР) [3]. Критическая (предшествующая разрушению) фрагментированная структура имеет двухуровневый (микро- и мезоскопический) характер, причем ее крупномасштабные элементы большеугловые мезограницы разориентации деформационного происхождения располагаются вдоль главных осей деформации и являются концентраторами внутренних напряжений [4]. Действие МПРР, аналогичного макромеханизму расслаивания при статическом нагружении [4], можно схематизировать следующим образом (рис.1):

В результате хрупкого поперечного расслаивания вдоль границы мезофрагментов формируется Т-образная вершина трещины, и на обеих поверхностях разрушения образуются расслоения усталостные бороздки. Максимум напряжений от внешней нагрузки x, перпендикулярных фронту трещины и действующих в ее плоскости, достигается на некотором расстоянии от фронта. При локализованными у границ мезофрагментов внутренними напряжениями x, образовавшимися при пластической деформации в предыдущих циклах. Когда эта сумма достигает величины th, появляется новое хрупкое расслоение вдоль границы на расстоянии от фронта (первичное разрушение).

Последующий разрыв перемычки между расслоением и фронтом (вторичное разрушение) приводит к подрастанию трещины на величину, образованию нового фронта с Т-образной вершиной и новых усталостных бороздок, отделенных от предыдущих разорванной перемычкой (см. микрофрактограмму на рис.1). При вторичном разрушении могут происходить расслаивания вдоль границ мезофрагментов внутри перемычки, что приводит к образованию вторичных бороздок.

Последовательные процессы расслаивания перед фронтом трещины и разрыва перемычки между расслоением и фронтом повторяются в каждом цикле нагружения, в результате чего среднее расстояние между соседними первичными усталостными бороздками (шаг бороздок) S соответствует среднему перемещению фронта трещины за один цикл, т.е. определяет СРТУ V. При этом связь с K обеспечивается математическим инвариантом, который характеризует напряженное состояние перед фронтом трещины с Т-образной вершиной при lL, где l и L длина трещины и расслоения в ее вершине [3].

вершина трещины границы мезофрагментов Рис.1. Схема действия микромеханизма периодического расслаивания-разрыва (поперечное сечение фронта трещины) и электронная фрактограмма бороздчатой структуры, расколовшейся в поперечном направлении к бороздкам На основе предложенной модели получена кинетическая зависимость, связывающая простым соотношением величины разной природы математическую (K) и физические (S и E) [3]. С использованием этой зависимости, обеспечивающей расчет периода устойчивого роста трещин МЦУ разной конфигурации в деталях из различных металлических материалов, разработан метод моделирования кинетики трещин при простом и сложном циклах нагружения. Метод верифицирован в процессе комплексных (расчетных и экспериментальных) исследований и применен для прогнозирования развития трещин МЦУ в дисках авиадвигателей [5, 6].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bates R.C., Clark W.G. Fractography and fracture mechanics // Trans. Quart.

ASM. 1969. Vol. 62, N 2. P. 380-389.

2. Klesnil M., Lukas P. Fatigue of metallic materials. Amsterdam: Elsevier, 1992.

270 p.

3. Туманов Н.В. Стадийность кинетики усталостных трещин и механизм периодического расслаивания-разрыва // Деформация и разрушение материалов: Труды I Международной конференции. В 2-х томах. Т.1. М.:

ИМЕТ РАН, 2006. С. 85-87.

4. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов.

М.: Металлургия, 1986. 224 с.

5. Туманов Н.В., Лаврентьева М.А., Черкасова С.А. Реконструкция и прогнозирование развития усталостных трещин в дисках авиадвигателей // Конверсия в машиностроении. 2005. №4-5. С. 98-106.

6. Туманов Н.В., Лаврентьева М.А., Черкасова С.А., Серветник А.Н.

Моделирование устойчивого роста усталостных трещин в дисках турбины авиадвигателей при простом и сложном циклах нагружения // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2009. (В печати).

РАСЧЕТ ДЕМПФИРУЮЩИХ

ЭЛЕМЕНТОВ СУХОГО ТРЕНИЯ

Мельникова Галина Всеволодовна, Серебряков Николай Николаевич, ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», Россия, г. Москва 111116, ул. Авиамоторная д.2, В конструкциях турбин многих современных авиационных двигателей для снижения уровня переменных напряжений в рабочих лопатках турбомашин в условиях эксплуатации применяются демпфирующие элементы сухого трения.

Наиболее простым способом создания элементов сухого трения является введение между нижними (трактовыми) полками соседних лопаток демпфирующих элементов в виде вставок различного конструктивного исполнения. В рабочих условиях вставки прижимаются к нижним полкам и к другим частям ножек лопаток собственными центробежными силами. При колебаниях лопаток между вставками и полками соседних лопаток возникают силы трения, которые обеспечивают рассеяние энергии и, как следствие, снижение переменных напряжений в лопатках.

При проектировании необходимо подобрать оптимальную массу вставки и оценить эффективность ее применения. В работе [1] указанная задача решалась в 1D постановке. Для отработки методики 3D расчета в настоящей работе была рассмотрена элементарная модель в виде 2-х консольных балок, имитирующих лопатки с демпферными вставками, расположенными под нижними (трактовыми) полками лопаток, рис.1а.

Рис.1. а) Элементарная 3D модель лопаток с отодвинутыми от трактовых полок демпферными вставками;

б) деформации модели В отличие от обычно рассматриваемых вынужденных колебаний [2], расчет нестационарных колебаний модели проводился при ударном воздействии в виде импульсного приложения поперечной (в окружном направлении) нагрузки Fimp к некоторой области пера лопатки.

Прижатие вставок к нижним полкам модели от действия центробежных сил имитировалось приложением соответствующих нагрузок к нижним поверхностям вставок. Взаимодействие вставок и полок рассматривалось в рамках нестационарной контактной задачи программных пакетов PATRAN-DYTRAN-NASTRAN-ANSYS с учетом сил трения по контактирующим поверхностям и меняющихся условий контакта. Собственное рассеяние энергии в материале модели не учитывалось. Пример деформированного состояния вставок показан на рис.1б.

На рис.2 приведены расчетные зависимости перемещений u y в окружном направлении от времени t для контрольного узла на торце элементарной модели при возбуждении без вставок (линия 1) и с демпфирующими вставками при коэффициенте трения f 0. (линия 2). Величина начальных импульсов была различной.

Рис.2. Начальные периоды изменения перемещений контрольного узла модели по Затухание колебаний при наличии вставок очевидно.

Колебания происходят в обоих случаях практически с одинаковой частотой, равной собственной частоте первой формы колебаний.

Величина логарифмического декремента колебаний, определенная по убыванию амплитуд перемещений, в данном случае равна 0.2.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 34 |
 


Похожие материалы:

«September 25 – October 2, 2008 Netanya, Israel СБОРНИК ТРУДОВ II МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ 25 сентября – 2 октября 2008 г. г. Нетания, Израиль 3 National Council of Ukraine for Mechanism and Machine Science (Member Organization of the International Federation for Promotion of Mechanism and Machine Science) Национальный Совет Украины по Машиноведению (Украинский Национальный комитет IFToMM) Institute for Advanced Studies, Arad , Israel MODERN ...»

«Некоммерческая корпорация Американский фонд гражданских исследований и развития (CRDF) ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (г.Черноголовка) Научно-образовательный центр ТамбГТУ-ИСМАН Твердофазные технологии БИ ГОУ ВПО ТГТУ ИННОВАТИКА Совет молодых ученых и специалистов ГОУ ВПО ТГТУ СОВРЕМЕННЫЕ ТВЕРДОФАЗНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА И ИННОВАЦИОННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ Материалы ...»

«O , 2007 , , , 2008 Настоящий документ выпускается без официального редактирования Организации Объединенных Наций. Употребляемые обозначения и изложение материала в настоящем документе не означают выражения со стороны Секретариата Организации Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) какого бы то ни было мнения относительно правового статуса какой-либо страны, территории, города или района, или их властей, или относительно делимитации их границ, или их экономической системы или ...»

«МАТЕРИАЛЫ XLIX МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Студент и научно-технический прогресс 16–20 апреля 2011 г. ЭТНОГРАФИЯ Новосибирск 2011 УДК 39 ББК Т 63.5 Материалы ХLIX Международной научной студенческой конференции Студент и научно-технический прогресс: Этнография / Новосиб. гос. ун- т. Новосибирск, 2011. 115 с. Конференция проводится при поддержке Президиума Сибирского отделения Российской Академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 11-04-06805-моб_г), ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»