Математичні моделі механіки та методи розрахунку і оптимізації параметрів структури контактуючих металічних систем з підвищеною зносостійкістю

Здобувач проаналізував вплив умов експлуатації костилів на зміну їх структури.

19. Кузін М.О. Роль структури бабіту у формуванні напружено-деформованого стану в області контактної взаємодії підшипників ковзання тягового рухомого складу / М.О. Кузін, В.В. Ступницький, Т.М. Мещерякова // Тези 67-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту».-Дніпропетровськ, 2007.-С.77-78.

Здобувачеві належать аналіз особливостей механічної схеми контактної взаємодії при терті бабіту Б16 та розрахунки поведінки в умовах тертя фрагментів однорідного свинцю, неприпрацьованого і припрацьованого бабіту Б16 за допомогою CAD-системи SolidWorks.

20. Кузін О.А. Підвищення зносостійкості нероз'ємних з'єднань рейок після термітного зварювання шляхом вибору оптимальних параметрів мікроструктури / О.А. Кузін, Т.М. Мещерякова, М.О. Кузін // Тези 67-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту».-Дніпропетровськ, 2007.-С. 197-198.

Здобувачеві належить аналітичний і кількісний опис зміни властивостей структури матеріалу в зоні термітного зварювання.

21. Кузін М.О. Використання математичних моделей механіки для вибору оптимальних параметрів структури поверхонь кочення коліс після наплавлення / Микола Олегович Кузін, Тетяна Миколаївна Мещерякова // Тези 68-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту».-Дніпропетровськ, 2008.-С. 107.

Здобувачем запропонована комп'ютерна модель структури матеріалу та схема її використання для визначення оптимального за критерієм зносостійкості процентного вмісту складових бінарних гетерогенних систем на прикладі колісних сталей.

22. Кузін О.А. Підвищення зносостійкості підшипників ковзання із сплаву Б16 шляхом оптимізації технології відцентрового лиття / О. А. Кузін, Т. М. Мещерякова, М. О. Кузін // Тези 68-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту». - Дніпропетровськ. - 2008. - С. 108.

Здобувачеві належить кількісне визначення оптимальних параметрів структури (процентного вмісту складових і їх розмірних величин) бабіту Б16, при яких підвищується його контактна довговічність.

23. Кузін О.А. Роль структури в процесах зношування нероз'ємних з'єднань рейок після термітного зварювання / О.А. Кузін, Т.М. Мещерякова, М.О. Кузін // Тези 68-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту». - Дніпропетровськ, 2008. - С. 109.

Здобувачеві належить побудова комп'ютерних (імітаційних) і варіаційних моделей механіки бінарних гетерогенних металічних систем (ферито-перлітних сталей) та їх використання для знаходження оптимальних параметрів структури, при яких підвищується контактна довговічність матеріалів цього класу.

24. Кузін М.О. Використання моделей механіки для визначення оптимальних параметрів структури сплавів в зоні тертьового контакту / М.О. Кузін // Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених «Сучасне матеріалознавство: матеріали та технології». - К., 2008 р. - С. 238.

25. Кузін М.О. Побудова математичної моделі механіки бінарних пружних гетерогенних систем з врахуванням релаксаційних явищ / М.О. Кузін // Тези допов. Конференція молодих учених із сучасних проблем механіки і математики імені академіка Я.С. Підстригача. - Львів, 2009. - С. 43-45.

26. Кузін М.О., Мещерякова Т.М. Вибір параметрів градієнтних структур колісних сталей після плазмового зміцнення з використанням моделей механіки / Микола Олегович Кузін, Тетяна Миколаївна Мещерякова // Тези 69-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту».- Дніпропетровськ, 2009.-С. 255.

Здобувачеві належать використання комп'ютерних моделей і їх чисельна реалізація для визначення оптимальних параметрів структури тепловозного колеса після плазмового зміцнення.

АНОТАЦІЯ

Кузін М.О. Математичні моделі механіки та методи розрахунку і оптимізації параметрів структури контактуючих металічних систем з підвищеною зносостійкістю. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 - механіка деформівного твердого тіла. - Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренка НАН України, Київ, 2009.

Дисертаційна робота присвячена питанням управління напружено-деформованим станом контактуючих систем шляхом вибору оптимальних параметрів структури приповерхневих шарів з метою підвищення параметрів контактної довговічності матеріалів трибосистем.

Побудована математична модель координатно-неоднорідних пружних тіл, і на її основі запропоновані підходи до опису й аналізу поведінки структурно-неоднорідних тіл в умовах силових фрикційних навантажень. З використанням критерію міцності Писаренка-Лебедєва побудована варіаційна модель механіки, що дозволяє встановлювати оптимальні параметри структури бінарних гетерогенних тіл.

Чисельна реалізація розроблених у роботі підходів апробована для знаходження оптимальних параметрів структури бабітів, ферито-перлітних сталей після наплавлення та плазмового зміцнення. Визначено шляхи керування напружено-деформованим станом градієнтних поверхневих структур з метою підвищення контактної міцності гетерогенних металічних систем.

Ключові слова: математична модель, координатно-неоднорідні пружні тіла, бінарні гетерогенні металічні системи, структура, контактна взаємодія, оптимальний напружено-деформований стан, міцність.

АННОТАЦИЯ

Кузин Н.О. Математические модели механики и методы расчета и оптимизации параметров структуры контактирующих металлических систем с повышенной износостойкостью. - Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела (технические науки). - Институт проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины, Киев, 2009.

Диссертационная работа посвящена проблемам управления напряженно-деформированным состоянием контактирующих систем путем выбора оптимальных параметров структуры их поверхностных слоев с целью повышения контактной долговечности материалов трибосистем.

Базируясь на термодинамическом и энергетическом подходах построена математическая модель координатно-неоднородных упругих тел с учетом внутренних релаксационных процессов, на основе которой предложены методы для описания и численного анализа поведения структурно-неоднородных тел в условиях силовых фрикционных нагрузок.

С использованием представлений о многоуровневом строении гетерогенных материалов предложены компьютерные модели структуры бинарных гетерогенных систем, численный анализ которых методом конечных элементов и с использованием теории эффективных свойств материалов позволил найти аналитические зависимости упругих механических свойств сплавов от процентного содержания твердой и мягкой составляющих. Подстановка этих зависимостей в формулы, описывающие процесс изнашивания сплавов при преобладающем упругом контакте, позволила провести их оптимизацию по процентному содержанию структурных составляющих.

Предложены новые подходы и созданы алгоритмы, которые позволяют проводить количественные исследования влияния напряженно-деформированного состояния на процессы разупрочнения. Установлены пути управления напряженно-деформированным состоянием поверхностных градиентных структур с целью повышения параметров контактной прочности гетерогенных металлических систем.

Для определения оптимальных размерных параметров структуры, при которых максимально возрастают параметры контактной долговечности поверхностных слоев бинарных гетерогенных систем, предложена вариационная модель механики, которая основана на использования критерия Писаренко - Лебедева.

Для всех сформулированных и решенных в работе задач разработаны расчетные схемы и программные комплексы, которые позволяют выполнять количественные исследования процессов разупрочнения металлических систем со сложным внутренним строением в зависимости от количественных и размерных характеристик их структурных составляющих.

Численная реализация предложенных в работе подходов апробирована для определения оптимальных параметров структуры баббитов, ферито-перлитных сталей после сварки, наплавки и плазменного упрочнения.

Ключевые слова: математическая модель, координатно-неоднородные упругие тела, бинарные гетерогенные металлические системы, структура, контактное взаимодействие, оптимальное напряженно-деформированное состояние.

ABSTRACT

Kuzin М.O. Mathematical models of mechanics and methods for calculating and optimizing the parameters of contacting metallic system structure with increased wear resistance. - Manuscript.

Thesis for a Degree of Candidate of Technical Sciences in Speciality 01.02.04 - Mechanics of Deformable Solids. - G.S. Pisarenko Institute for Problems of Strength, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2009.

The thesis is dedicated to the problems of controlling the stressed deformable state of contacting systems by choosing optimal parameters of subsurface layer structure with the purpose of increasing the contact durability parameters of tribosystem materials.

A mathematical model of coordinate-nonuniform elastic bodies is built on the basis of which some approaches to description and analysis of structurally nonuniform bodies behavior in conditions of force frictional loading are proposed. By using Pisarenko-Lebedev strength criterion a variational model of mechanics is built which allows to set up optimal parameters of binary heterogeneous bodies structure.

Multiply realizations of approaches worked out in the thesis are approached to determine optimal parameters of babbit structure, ferritic-perlite steels after overlaying welding and plasma strenghthening. Ways of controlling the stressed deformable state of gradient surface structures are studied with the purpose of increasing the contact strength of heterogeneous metallic systems.

Key words: mathematical model, coordinate-nonuniform elastic bodies, binary heterogeneous metallic systems, structure, contact interaction, optimal deformable state strength.

Размещено на Allbest.ru