ІНФОРМАЦІЙНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ДЛЯ БЕЗДЕФЕКТНОЇ ОБРОБКИ ВИРОБІВ ІЗ МАТЕРІАЛІВ, СХИЛЬНИХ ДО ТРІЩИНОУТВОРЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32782/mathematical-modelling/2023-6-1-15Ключові слова:
інформаційне забезпечення, технологічні можливості, бездефектна обробка виробів, припіки, тріщиноутворення, моделі, неоднорідністьАнотація
Метою роботи є інформаційне забезпечення технологічних можливостей для бездефектної обробки виробів із матеріалів, схильних до тріщино утворення, тому що їх поверхневий шар має спадкоємні дефекти структурного або технологічного походження. Міцність виробів і їх функціональні можливості залежать від неоднорідності й дефектності структури матеріалів, із яких вони виготовляються. У таких матеріалах є велика кількість різних мікродефектів, які формуються в поверхневому шарі деталей по ходу технологічних операцій їх одержання. Зниження браку на фінішних операціях даних матеріалів, підвищення експлуатаційних властивостей виробів із цих матеріалів є важливим народногосподарським завданням, вирішення якого зумовлює значну економію матеріальних ресурсів, трудомісткості й собівартості виготовлення деталей. Наявні сьогодні інформаційні відомості про теплові процеси алмазно-абразивної обробки отримані в припущенні однорідності матеріалів, що шліфуються, і не враховують наявності дефектів технологічної спадковості виробів. Феноменологічний підхід у вивченні причин тріщиноутворення матеріалів, схильних до цього виду дефектів, не дає змоги розкрити механізм зародження й розвитку шліфувальних тріщин. Вибір методу дослідження механізму тріщиноутворення ґрунтується на мікродослідженнях, пов’язаних із неоднорідностями, які формуються в поверхневому шарі деталей під час попередніх технологічних операцій. У роботі вирішено такі завдання. Вивчено механізм формування шліфувальних тріщин у поверхневому шарі матеріалів і сплавів, схильних до тріщиноутворення під час алмазно-абразивної обробки, з урахуванням попередніх операцій і спадкових неоднорідностей, що виникають при цьому. Розроблено математичну модель, яка описує термомеханічні процеси в поверхневому шарі під час шліфування деталей із матеріалів і сплавів з урахуванням їх неоднорідностей, що впливають на інтенсивність формування шліфувальних тріщин. Отримано розрахункові залежності між критерієм тріщиностійкості й основними керівними технологічними параметрами. За відомими характеристиками спадкових дефектів визначено граничні значення термомеханічних критеріїв, що забезпечують необхідну якість поверхонь виробів, що обробляються. Створено інформаційну базу для проєктування технологічних операцій шліфування матеріалів, які мають спадкові неоднорідності, що забезпечують максимальну продуктивність за забезпечення необхідних показників якості. На основі отриманих критеріальних співвідношень побудовано алгоритм забезпечення технологічних можливостей для бездефектної обробки виробів із матеріалів, схильних до втрати якості поверхневого шару деталей.
Посилання
Davim J.P. Modern mechanical engineering: Research, development and education. Springer, 2014. doi: 10.1007/978-3-642-45176-8
Теплофізика механічної обробки : підручник / А.В. Якимов та ін. Одеса : Астропринт, 2000. 256 с.
Kheir N. Systems modeling and computer simulation. Routledge, 2018.
Моделювання та оптимізація систем : підручник / В.М. Дубовой. Вінниця : ПП «ТД Едельвейс», 2017. 804 с.
Nesetova V., Lajtai E.Z. Fracture from compressive stress concentrations around elastic flaws. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1973. № 10(4). Р. 265–284. doi: 10.1016/0148-9062(73)90038-7
McMeeking R.M. Electrostrictive stresses near crack-like flaws. ZAMP Journal of Applied Mathematics and Physics. 1989. № 40(5). Р. 615–627. doi: 10.1007/BF00945867
Kunitsyn M., Usov A., Zaychyk Y. Information technologies of the analysis for models to ensure quality characteristics of the working surfaces during mechanical processing. doi: 10.1007/978-3-031-32767-4_26.
Avila S.H.J., Chen C. Strength of materials. United Kingdom : IntechOpen, 2020.
Bhargava G.K., Sharma P., Bhardwaj S., Sharma I. An introduction to hard ferrites: From fundamentals to practical applications. Materials Research Forum LLC. 2023.
Hansen P.F. The science of construction materials. Germany : Springer Berlin Heidelberg, 2009.
An open modular architecture controller based online chatter suppression system for cnc milling / Z. Han et al. Mathematical Problems in Engineering. 2015. doi: 10.1155/2015/985837
Zisis V.A., Ladopoulos E.G. Two-dimensional singular integral equations exact solutions. Journal of Computational and Applied Mathematics. 1990. № 31(2). Р. 227–232. doi: 10.1016/0377-0427(90)90165-V
Freiman S.W., Jr J.J.M. The fracture of brittle materials: Testing and analysis. John Wiley & Sons, 2019.
Popov G.Y. New Integral Transformations and Their Applications to Some Boundary-Value Problems of Mathematical Physics. Ukrainian Mathematical Journal. 2002. № 54(12). Р. 1992–2005.
Sih G.C. Methods of analysis and solutions of crack problems. Springer Science & Business Media, 1973.
