39 results
Search Results
2. ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БІОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ КУКУРУДЗЯНОГО КРОХМАЛЮ.
- Author
-
І. С., Шунькін, К. М., Сухий, А. О., Третьяков, Д. О., Черваков, and О. А., Бєляновська
- Subjects
ETHYLENE-vinyl acetate ,MECHANICAL behavior of materials ,RAW materials ,PROBLEM solving ,CORNSTARCH ,VINYL acetate ,POLYSTYRENE ,POLYMERS - Abstract
The article is devoted to the creation of composites based on corn starch with a synthetic polymer. The paper solves the problems of creating new materials that are capable of biodegradation and can be made from available plant raw materials. An ethylene copolymer with vinyl acetate is used as a synthetic polymer. The change in the mechanical properties of the biocomposite depending on the concentration of the synthetic polymer was studied. The obtained results make it possible to determine the minimum concentration of the synthetic polymer at which the biocomposite has the minimum acceptable mechanical properties for its further use. The mechanical properties of materials obtained during the research work with tinted synthetic polymers, such as polystyrene and high-and low-pressure polyethylene, are compared. The trend of change in mechanical properties with increasing concentration of synthetic polymer was also investigated. The results of scientific research make it possible to predict the properties of the biocomposite depending on the starch-synthetic polymer ratio. Thus, it is possible to choose the composition of the composition depending on the requirements for a particular product. The ability of a starch-based composite to absorb moisture is shown. The dependence of the mechanical properties of a biocomposite on its humidity is studied. It has been experimentally established that with increasing moisture in the composite, its mechanical properties increase. Also, conducting tests that show that the resulting composites, even those that contain the maximum concentration of synthetic polymer, exhibit the properties of biocomposites, that is, they are capable of biodegradation in a relatively short period of time. Thus, the paper shows the prospects for using composites with a high content of vegetable raw materials – corn starch. Such compositions are able to solve both environmental and economic problems, because in fact they are alternatives to synthetic polymers. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
3. ЗВАРЮВАННЯ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ Д16 ПЛАВКИМ ЕЛЕКТРОДОМ З МІКРОЛЕГУВАННЯМ МЕТАЛУ ШВА.
- Author
-
Лабур, Т. М., Коваль, В. А., and Яворська, М. Р.
- Subjects
ALUMINUM alloy welding ,ELECTRIC welding ,WELDING ,ZINC ,ELECTRODES ,WIRE ,ALUMINUM alloys - Abstract
The paper gives the results of investigation of the features of formation of D16 aluminium alloy welds in consumable electrode welding with application of two insulated fi ller wires or embedded elements of diff erent chemical composition. Wires of Zv1201, ZvАК5, ZvАК12 grades of 1.6 mm diameter and embedded elements cut out of V92, V96 and 7056 alloy blanks with diff erent content of zinc were evaluated. It is shown that ZvАК5 wire ensures reduction of the length of solidifi cation cracks and quantity of pores in welded joints, and welded joint strength becomes higher at addition of zinc into the welds. 15 Ref., 5 Tabl., 5 Fig. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
4. СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕКТРОШЛАКОВИХ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВУ ВТ6.
- Author
-
Протоковілов, І. В., Шаповалов, В. О., Порохонько, В. Б., and Григоренко, С. Г.
- Subjects
OXYACETYLENE welding & cutting ,METAL analysis ,WELDING defects ,ANALYTICAL chemistry ,IMPACT (Mechanics) ,TITANIUM alloys ,WELDED joints ,FRACTOGRAPHY - Abstract
The paper presents the results of investigations of the quality of electroslag welded joints of 100 mm plates from VT6 titanium alloy. Investigations included X-ray inspection, chemical and gas analysis, optical metallography, mechanical tensile and impact toughness tests, as well as fractographic analysis. X-ray inspection and optical metallography of the welded joint showed absence of surface and inner defects in the weld metal and HAZ. Gas analysis of the weld metal demonstrated its correspondence to standard requirements to VT6 alloy. Ultimate strength of weld metal was equal on average to 90 % of base metal strength, and impact toughness (KCU) was 1.6 times higher than in the base metal. Fractures of metal of the weld and HAZ were of transcrystalline nature of a mixed type, with areas of both ductile and brittle fracture. It is shown that the welded joint mechanical properties are determined, primarily, by the size of grains and microstructure of the weld and HAZ metal, forming under the conditions of a low cooling rate and high heat input, characteristic for electroslag welding process. Ref. 9, Tabl. 3, Fig. 8. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
5. Features of milling composites. Analytical reviewanalytical review
- Author
-
O.O. and N.O.
- Subjects
machinability ,mechanical properties ,composite classification ,end mill ,machining ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 - Abstract
This paper presents an overview of modern scientific research into the process of milling composite materials. Composites are anisotropic materials, and their properties depend on the chemical composition and structure of the matrix and reinforcement. This paper provides a classification of modern composite materials, describes the mechanical properties of their various types and the main problems that arise during machining. The literature review presented in this paper is based on the results of modern scientific research. The latest tool materials, special designs of cutting tools, cutting modes and machining conditions proposed for milling composites are presented. The results of experimental studies of the composite milling process under dry and minimal lubrication conditions are discussed. The results of scientific works on determining the main causes of intensive wear of milling cutters when machining composite materials of various types are analyzed. The prospects of using cutting tools equipped with polycrystalline diamonds with different grain sizes for milling composite materials are discussed. The insufficiency of large-scale and thorough studies of milling processes (ultrasonic milling) of ceramic-matrix composites is revealed. The necessity of further scientific research of promising ways to increase the efficiency of machining composite materials of various types is substantiated.
- Published
- 2023
- Full Text
- View/download PDF
6. ФОРМУВАННЯ ШВІВ ПРИ ЗВАРЮВАННІ СТИКІВ З АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ АМг5М ПЛАВКИМ ЕЛЕКТРОДОМ В МОНТАЖНИХ УМОВАХ БЕЗ ЗАСТОСУВАННЯ ПІДКЛАДНОГО ФОРМУЮЧОГО ЕЛЕМЕНТА ТА З НИМ.
- Author
-
Лабур, Т. М., Яворська, М. Р., and Коваль, В. А.
- Abstract
The paper presents the results of studying the features of weld formation at consumable electrode pulsed-arc welding of 4 mm AMg5M alloy in diff erent positions at the speed of 23 m/h. with forming backing element (FBE) and without it. It is shown that sound welds form irrespective of the angle of butt joint inclination relative to the horizontal plane. FBE presence increases the geometrical dimensions of weld made with consumable electrode by 4 – 12% on average, depending on the position of butt joints. Obtained data clearly demonstrates the possibility of achieving the required quality of welds and high level of mechanical properties in consumable electrode welding of aluminium-magnesium alloys at diff erent positions of the butt joints without FBE application. 6 Ref., 3 Tabl., 4 Fig. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2021
- Full Text
- View/download PDF
7. ВПЛИВ ТЕРМООБРОБКИ НА ВЛАСТИВОСТІ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ СПЛАВУ В1341 В УМОВАХ, ЩО МОДЕЛЮЮТЬ ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ.
- Author
-
Ниркова, Л. І., Лабур, Т. М., Осадчук, С. О., Яворська, М. Р., and Коваль, В. А.
- Abstract
The paper presents the results of comparative studies of corrosion-mechanical resistance of welded joints of V1341 alloy 1.2 mm thick, produced by manual argon-arc welding with free and constricted arc, after different types of heat treatment (HT) – artificial aging and full cycle heat treatment (hardening and artificial aging). It was shown that artificial aging increases the strength characteristics of welded joints: those produced by free arc - by ~23%, compared to the base metal, by constricted arc – by ~29%, but reduces the relative elongation by ~82% and ~84%, and the strength coefficient – to 0.77 and 0.71 (0.81 and 0.83 in as-welded state), respectively. The full cycle of HT provides increase in both strength and ductility. After artificial aging, as well as after a complete heat treatment cycle, the potential difference between the base metal and the HAZ does not exceed the permissible value of 0.05 V (according to GOST 9.005), which will not be dangerous at operation in non-aggressive environments. Artificial aging and full HT cycle do not impair the resistance of welded joints of VB1341T alloy to exfoliating corrosion compared to as-welded state, which is assessed as value 2. An increase of resistance to intercrystalline corrosion (ICC) after artificial aging was demonstrated, the maximum depth of which was 0.301 mm for the joint produced by a free arc, and 0.233 mm – for a joint produced by a constricted arc (in as-welded state it was 0.350 mm and 0.47 mm, respectively). After a complete HT cycle, the ICC depth was 0.287 mm and 0.345 mm, respectively. Artificial aging reduces the corrosion-mechanical resistance of welded joints produced by free and constricted arc: the time to fracture of the samples was 9 and 12 days, respectively (compared to 45 days in as-welded state), but after a full cycle of HT maximum time to fracture of welded joints increased to 54 and 31 days, respectively. Welded joints produced by a constricted arc had higher corrosion-mechanical resistance after a complete heat treatment cycle. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2021
- Full Text
- View/download PDF
8. МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ЗАЛЕЖНОСТІ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВІД ХІМІЧНОГО СКЛАДУ СТАЛЕЙ ДЛЯ ЕШЗ.
- Author
-
Єгорова, С. В., Махненко, О. В., Саприкіна, Г. Ю., and Син, Д. П.
- Abstract
The paper deals with the possibility of constructing mathematical models of the dependence of mechanical properties of silicon- manganese steels designed for ESW, which have high brittle fracture resistance in the HAZ, as well as of the overheated zone, on chemical composition. Data on mechanical properties of these steels were obtained as a result of studying the influence of additional alloying (microalloying) of silicon-manganese steel by manganese, chromium, vanadium, boron, cerium and zirconium on overheating resistance at electroslag welding. The method of multiple linear regression was used for construction of mathematical models. Mathematical models were constructed for the following set of base metal mechanical properties: impact toughness for temperatures of (+20, –40, –60, –70 °С), yield limit, ultimate strength, relative elongation and reduction in area. For overheated zone at electroslag welding mathematical models were constructed for impact toughness (KCU and KCV) for temperatures of +20, –60, –70 °С. Initial validation of the constructed models was performed. 9 Ref., 12 Tabl., 2 Fig. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2021
- Full Text
- View/download PDF
9. КОРОЗІЙНО-МЕХАНІЧНА ТРИВКІСТЬ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ В1341, ОТРИМАНИХ АРГОНОДУГОВИМ ЗВАРЮВАННЯМ ВІЛЬНОЮ ТА СТИСНУТОЮ ДУГОЮ.
- Author
-
Ниркова, Л. I., Лабур, Т. М., Осадчук, С. О., and Яворська, М. Р.
- Abstract
The paper presents the results of studies of corrosion and mechanical resistance of welded joints of V1341 alloy of 1.2 mm thickness, depending on the technology of manual argon arc welding with free and constricted arc. The strength coefficient of welded joints is 0.79 and 0.8, respectively. Potentiometric measurements showed an electrochemical heterogeneity between the base metal and welded joints obtained by free and constricted arc; with a potential difference equal to 100 mV and 86 mV, respectively. More positive potential is inherent to the region with a smaller weld area, which is safe for operation. Accelerated corrosion tests have determined that the shape of the arc column in manual welding does not affect the resistance of welded joints against exfoliating corrosion and against corrosion-mechanical breaking under conditions of constant deformation. The level of resistance of the base metal against exfoliating corrosion of the joints, produced by both types of arc welding technology, was estimated by number 2-3. The fracture time of specimens of the joints produced by free arc welding, decreased on average to 20 days compared to the base metal (73 days). Similar results were obtained for joints welded by a constricted arc. At the same time, it was found that using of a constricted arc for welding causes a lowering of the resistance of the joints against intergranular corrosion. The maximum breaking depth of grain boundaries for joints produced by a free arc is 0.350 mm, and for the joints made by a constricted arc it is 0.460 mm. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
10. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ З’ЄДНАНЬ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВА 1460, ОТРИМАНИХ СПОСОБОМ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВОГО ЗВАРЮВАННЯ З ПРИСАДНИМ МАТЕРІАЛОМ ЗІ СПЛАВУ 1201.
- Author
-
Скрябінський, В. В., Нестеренков, В. М., and Страшко, В. Р.
- Abstract
The paper presents the results of studying the mechanical properties of joints of 1460 alloy and joints of 1460 + 1201 dissimilar alloys, produced by EBW at room and cryogenic temperatures. It is shown that the strength of joints of 1460 alloy, welded using filler material from 1201 alloy at the temperature of 77 К rises by 10 %, and at the temperature of 20 К - by 20 %, compared with joints welded without filler. Mechanical properties of welded joints of 1460 + 1201 dissimilar alloys at testing temperatures of 20, 77 and 293 К are on the level not lower than those of the joints of 1460 alloy, welded with application of 1201 filler material. Welding technology is described and chemical composition of weld metal is given. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
11. ВПЛИВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА СТРУКТУРУ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКОЛИСТОВОГО АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ В1341 ТА ЙОГО ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ, ВИКОНАНИХ TIG ЗВАРЮВАННЯМ
- Author
-
Лабур, Т. М., Яворська, М. Р., and Коваль, В. А.
- Abstract
The paper gives the results of studying the effect of various heat treatment operations on the structure and mechanical properties of the base metal and welded joints of sheet aluminium alloy of V1341 grade 1.2 mm thick, produced by manual nonconsumable electrode argon-arc welding. The dependence is established between the structural state of the metal of welded joints of this alloy on the kind of heat treatment that affects the level of strength and ductility. A significant effect of improvement of the structure and mechanical properties is achieved, when conducting complete heat treatment, which includes quenching and artificial ageing of the alloy and its joints. Compared to artificial ageing modes, this kind of heat treatment allows producing a stable metal structure, characterized by smaller dimensions of phase precipitates and inclusions, that promotes increase of the strength level, under the condition of preservation of the ductility values. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
12. ВЛАСТИВОСТІ З'ЄДНАНЬ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ МАРКИ В1341Т В УМОВАХ TIG ЗВАРЮВАННЯ
- Author
-
Коваль, В. А., Лабур, Т. М., and Яворська, Т. Р.
- Abstract
The paper presents the results of studying the weldability of sheet aluminium alloy of V134T grade of Al-Mg-Si-Cu-Fe system under the conditions of nonconsumable electrode manual argon-arc welding. This alloy is characterized by high susceptibility to hot cracking in welding. The hot brittleness index is equal to A = 65.8 – 85.5 %. The impact of filler material chemical composition on hot cracking resistance of weld metal was studied. It is found that in welding by batch-produced wires of SvAMg63, Sv1201, Sv1217 grades the crack resistance value is A = 30.3 – 53.9 %, and at application of wire of ZvAK5 grade this characteristic of welds is equal to A = 6.6 – 19.8 %. Nonconsumable electrode manual argon-arc welding of V1324T alloy allows producing tight sound joints of this material with strength coefficient of 0.80 – 0.87 which also depends on filler wire chemical composition. The value of ultimate strength of the alloy welded joints, made using different grades of filler wire is equal to σt = 193.2 – 209.0 MPa, and the yield limit σ
0.2 = 138.4 – 151.6 MPa; relative elongation δ = 3.1 – 5.4 %, bend angle α – 40 – 65 deg. [ABSTRACT FROM AUTHOR]- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
13. КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ ЗА ДОВГОТРИВАЛОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ У ВОДНЕВОВМІСНОМУ РОБОЧОМУ СЕРЕДОВИЩІ
- Author
-
СТАСЮК, С. З.
- Abstract
Copyright of Technical Diagnostics & Nondestructive Testing / Tekhnicheskaya Diagnostika I Nerazrushayushchiy Kontrol is the property of International Association Welding (Paton Publishing House) and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
14. Research Status and Application of the High-Entropy and Traditional Alloys Fabricated via the Laser Cladding
- Author
-
Y. Geng, S. V. Konovalov, X. Chen
- Subjects
high-entropy alloys ,traditional alloys ,laser cladding ,microstructure ,mechanical properties ,application ,Physics ,QC1-999 - Abstract
The objective of this paper is presenting a review of high-entropy alloys and traditional alloys fabricated by laser cladding. In this paper, recent developments of different material system are summarized, and the developments in laser cladding for functional coatings with high wear resistance, good corrosion and oxidation resistances, and better medical biocompatibility are reviewed. By summarizing the analysis of microstructure, mechanical properties, corrosion resistance of high-entropy alloys and traditional alloys’ coating fabricated by laser cladding, it stated that laser cladding treatment can improve corrosion resistance, homogenize grain size, and increase microhardness and other properties. Laser cladding is considered as the potential method to ameliorate mechanical properties, improve microstructure and repair broken parts. Therefore, laser cladding has the successful applications in automobile and aerospace productions, and shipbuilding due to those advantages.
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
15. Influence of Structure of Hafnium Rods on Their Mechanical Properties, Corrosion and Radiation Resistances
- Author
-
V. A. Zuyok, V. S. Krasnorutskyy, T. P. Chernyayeva, M. V. Tretyakov, R. O. Rud
- Subjects
hafnium ,structure ,texture ,mechanical properties ,corrosion ,radiation growth ,Physics ,QC1-999 - Abstract
The results of studying the dependence of mechanical properties, corrosion and radiation resistances of hafnium rods on their structure are presented and reviewed in this paper. As observed, the rods in a fully recrystallized state with a fine-grained structure possess optimal mechanical properties (high strength and ductility). Tensile strength of these rods at room temperature is of ≈ 575 MPa, percentage elongation is of 27–28%. Autoclave corrosion tests and anode polarization curves reveal that oxide films formed on hafnium samples in a fully recrystallized state are the most protective that is due to the low surface activity at the medium–metal interface. The corrosion rate of such hafnium rods at the initial period of oxidation (before the pre-transition period) is well described by the empirical power equation with the power coefficient of 0.242 ± 0.015. After the transition point (≈ 6000 h), the corrosion kinetics is described by a linear dependence with the oxidation rate of 3.12∙10^–4 ± 2.07∙10^–5 mg/(dm2∙h). As shown, there is a correlation between the radiation growth of hafnium rods and their texture coefficient (Kearns’s parameter) according to the results of radiation tests carried out at the JSC ‘SSC RIAR’ (RF) as well as structural-textural studies of the same samples of hafnium rods in various structural states performed in this work. The results presented in this paper reveal that the coefficient of radiation growth linearly decreases with an increase of the Kearns’s parameter to a value of 0.33. This indicates that hafnium rod samples with a more isotropic texture are less susceptible to radiation growth. The radiation growths differ, depending on the rods’ structure. For rods with the same texture and different grain sizes, the samples with a fine-grained structure are less disposed to radiation growth. While Kearns’s parameters are similar, the hafnium rods with a coarse-grained structure show a higher rate of radiation growth. The deformation of the radiation growth of rods with a recrystallized structure, the Kearns’s parameter of ≈ 0.1, and an average grain size of less than 20 μm is almost equal to zero when the rods are irradiated at a temperature of 260–300°C up to a fast neutron fluence of 7.8∙10^21 1/cm2.
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
16. Features of milling composites. Analytical reviewanalytical review
- Subjects
machinability ,механічні властивості ,кінцева фреза ,класифікація композитів ,end mill ,mechanical properties ,composite classification ,оброблюваність ,механічна обробка ,machining - Abstract
This paper presents an overview of modern scientific research into the process of milling composite materials. Composites are anisotropic materials, and their properties depend on the chemical composition and structure of the matrix and reinforcement. This paper provides a classification of modern composite materials, describes the mechanical properties of their various types and the main problems that arise during machining. The literature review presented in this paper is based on the results of modern scientific research. The latest tool materials, special designs of cutting tools, cutting modes and machining conditions proposed for milling composites are presented. The results of experimental studies of the composite milling process under dry and minimal lubrication conditions are discussed. The results of scientific works on determining the main causes of intensive wear of milling cutters when machining composite materials of various types are analyzed. Theprospects of using cutting tools equipped with polycrystalline diamonds with different grain sizes for milling composite materials are discussed. The insufficiency of large-scale and thorough studies of milling processes (ultrasonic milling) of ceramic-matrix composites is revealed. The necessity of further scientific research of promising ways to increase the efficiency of machining composite materials of various types is substantiated., У роботі представлено огляд сучасних наукових досліджень процесу фрезерування композитних матеріалів. Композити належать до анізотропних матеріалів, їх властивості залежать від хімічного складу і структури матриці та армування. В роботі наведено класифікацію сучасних композитних матеріалів, описано механічні властивості їх різних типів та основні проблеми, які виникають при механічній обробці. Інформаційну основу літературного огляду, представленого в цій роботі, становлять результати сучасних вітчизняних і зарубіжних наукових досліджень. Наведено новітні інструментальні матеріали, спеціальні конструкції різальних інструментів, режими різання та умови оброблення, які пропонуються для ефективної фрезерної обробки композитів. Обговорюються результати експериментальних досліджень процесу фрезерування композитів в умовах сухої обробки та обробки із мінімальним змащуванням. Проаналізовано результати наукових робіт із визначення основних причин інтенсивного зношування фрез при обробці композитних матеріалів різних типів. Звертається увага на перспективи застосування різальних інструментів, оснащених полікристалічними алмазами з різним розміром зерен, для фрезерування композитних матеріалів. Виявлено недостатність масштабних і ґрунтовних досліджень процесів фрезерування (ультразвукового фрезерування) керамоматричних композитів. Обґрунтовано необхідність подальших наукових пошуків перспективних шляхів підвищення ефективності обробки композитних матеріалів різних типів.
- Published
- 2023
17. ЗАСТОСУВАННЯ ЗОВНІШНІХ ЕЛЕКТРОМАГНІТН...
- Author
-
Кочубей, В. В., Рижов, Р. М., and Сидоренко, П. Ю.
- Abstract
Copyright of Naukovi visti NTUU - KPI is the property of National Technical University of Ukraine KPI and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
18. Kinetic regularities of the formation of composite electrolytic coatings containing ultradispersed diamond particles
- Author
-
V.V. Tytarenko, V.O. Zabludovsky, E.Ph. Shtapenko, and I.V. Tytarenko
- Subjects
ultrafine diamond particles ,electrodeposition ,laser stimulation of the electrodeposition process ,composite electrolytic coatings ,mechanical properties ,Physics ,QC1-999 - Abstract
The paper formulates the problem of joint electrolytic co-deposition of metal ions and ultradispersed diamond particles into a metal matrix. It presents the developed mathematical model that describes the mechanism and kinetics of the cathode process, mass transfer of metal ions and ultradispersed diamond particles. A satisfactory correlation with experimental data was obtained. The contribution of the thermal action of laser radiation to the intensification of the process of co-deposition of dispersed particles and metal ions was determined. It was found that the more intense penetration of dispersed phase particles into the forming coating during the laser stimulation of the electrodeposition process is due to the presence of a temperature gradient, which provides an additional supply of metal ions in the irradiation region. Based on the theoretical and experimental studies, we established the regularities of the influence of the number and size of nanoparticles on the strengthening properties of composite metal coatings. It was found that an increase in the temperature of an aqueous electrolyte solution in the cathode region during a laser-stimulated deposition process leads to an increase in the flux density of ultradispersed diamond particles, and, as a result, to an increase in the concentration of the dispersed phase in nickel composite coatings, which contributes to the formation of a finer crystalline structure of coatings, an improvement in adhesion, strength properties and increased wear resistance of coatings.
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
19. СТРУКТУРА І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОК...
- Author
-
Юркова, О. І., Бякова, О. В., Кравченко, О. І., and Гущик, Д. В.
- Abstract
Copyright of Naukovi visti NTUU - KPI is the property of National Technical University of Ukraine KPI and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
20. INFLUENCE OF THE DIFFERENCE BETWEEN THE HEATS: COMPONENT COMPOSITION IN WHEEL STEEL KP-T ON CRACK RESISTANCE.
- Author
-
Sergey, Polishko
- Abstract
The influence of multifunctional modifiers on the stabilization of chemical composition, globularization of nonmetallic inclusions and reduction of their number, as well as increase of crack resistance and level of mechanical properties of wheel high-strength wear-resistant steel KP-T, was studied in the paper. Comparative histograms of reducing the difference between the maximum and minimum points of nonmetallic inclusions in serial and modified steel KP-T were built. It was proved that increasing the properties and improving the wheel steel structure is possible by using deoxidation, modification, microalloying and refining in the liquid state, as the most advanced method of improving the quality of carbon steel. As a result of the studies, the influence of multifunctional modifiers on the reduction of chemical elements dispersion between the heat flow and inside of it, increase of stability and mechanical properties of wheel steel KP-T was determined. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2014
- Full Text
- View/download PDF
21. Investigation on the Rheological Properties of Polydimethylsiloxane
- Author
-
Javanbakht T.
- Subjects
rheology ,polymer ,mechanical properties ,materials science ,industrial growth ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 - Abstract
This paper focuses on studying the rheological properties of polydimethylsiloxane (PDMS). This polymer has been used to fabricate membranes and filters in engineering. The analysis of the rheological properties of this polymer is required for a further investigation of its mechanical behavior. In this study, the rheological behavior of PDMS is reported at different temperatures. This polymer showed steady shear viscosity during a short duration. However, this behavior changed with time and increased more with increasing temperature. The impact of the temperature increase was also observed when the shear viscosity of PDMS increased with shear strain. The increase of torque with shear strain and time was observed at different temperatures. Shear stress increased linearly with the shear rate at 20 °C and 40 °C. As expected, the deformation of the polymer required less shear stress with the increase of temperature. However, the change of shear stress with the shear rate at 60 °C was not linear, and the slope of the curve increased more at high shear rates. The results of this investigation can provide the required information for a better fabrication of membranes and filters with this polymer.
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
22. Nanomechanical Characterization of Apolipoprotein A-I Amyloid Fibrils
- Author
-
Valeriya Trusova, Kateryna Vus, Olga Zhytniakivska, Uliana Tarabara, Hiroyuki Saito, and Galyna Gorbenko
- Subjects
amyloid fibrils ,mechanical properties ,worm-like model ,atomic force microscopy ,easyworm ,Physics ,QC1-999 - Abstract
Amyloid fibrils represent a special type of protein aggregates that are currently receiving enormous attention due to their strong implication in molecular etiology of a wide range of human disorders. Amyloid fibrils represent highly ordered self-assemblies sharing a core cross-β-sheet structure. Such organization of the fibrils is responsible for amyloid insolubility and exceptional mechanical properties. The remarkable rigidity of the protein fibrillar aggregates is due to intra- and interstrand hydrogen bonds which stabilize the β-strand scaffold of amyloid fibrils. Increasing evidence indicates that physical properties of amyloid assemblies, especially their mechanical characteristics, play essential role in determining their cytotoxic action. This highlights the necessity of deciphering the correlation between the elastic properties of amyloid aggregates and their cytotoxicity. In the present paper we utilized the atomic force microscopy (AFM) to visualize and analyze the amyloid fibrils of G26R/W@8 mutant of N-terminal fragment of human apolipoprotein A-I (apoA-I). The examination of AFM images revealed the existence of two polymorphic forms of apoA-I fibrils – twisted ribbon and helical ribbon. The quantitative analysis of apoA-I elastic properties was performed within the framework of worm-like model of polymer chain using the Easyworm software. The Easyworm package analyzes the images of individual polymer chains obtained by the atomic force microscopy and allows calculation of the persistent length of a chain in three regimes depending on the ratio between the contour and persistent lengths of the polymer. The set of evaluated parameters included the Young’s modulus, persistent length, bending rigidity and the second moment of inertia. All parameters calculated for the helical ribbon conformation were higher than those of the twisted ribbon. These findings suggest that helical ribbon represents a more rigid and mechanically stable configuration. The results obtained may prove of importance for a deeper understanding the mechanics-driven pathological activities of amyloid fibrils.
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
23. Application of External Electromagnetic Forces for Resistance Spot Welding of Р6М5 Instrumental Steel Parts
- Author
-
Vladimir V. Kochubej, Roman M. Ryzhov, and Pavlo Yu. Sidorenko
- Subjects
Instrumental steels ,Resistance spot welding ,External electromagnetic forces ,Ponderomotive forces ,Mechanical properties ,Chemical technology ,TP1-1185 ,Science - Abstract
Background. Joining of working part of the instrument using mechanical methods or brazing doesn’t ensure its good fixation and isn’t technologically reasonable for mass production purposes. This problem can be solved by application of electromagnetic forces for resistance welding methods based on physical effect on joint formation process. Objective. The aim of the paper is estimation of technological possibilities of resistance spot welding with electromagnetic stirring for joining of instrumental steels. Methods. Transversal opposite-symmetric magnetic field is generated in the working zone. It has equal value but opposite direction of magnetic induction relative to contact plane of parts to be joined for stirring of molten metal with ponderomotive forces. Results. Positive changes of parameters of joint formation were detected. They define mechanical properties of joints. Control of molten metal hydrodynamics resulted in decreasing of sponginess-type imperfections in the central area of the nut. It was shown that changes in thermal processes, leading to decreasing of cooling speed, result in decrease of hardened structures in the moulded zone which, in turn, results in decreasing of microhardness of structure elements. Conclusions. Reasonability and effectiveness of application of electromagnetic forces for resistance spot welding of instrumental steels was proven.
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
24. Підвищення механічних властивостей ливарного алюмінієвого сплаву
- Subjects
plastic deformation ,пластична деформація ,screw widening pressing ,secondary aluminum alloy ,вторинний алюмінієвий сплав ,shear deformations ,механічні властивості ,mechanical properties ,деформації зсуву ,гвинтове уширяюче пресування - Abstract
The paper considers the issues of increasing the mechanical properties of the secondary aluminum alloy AK7. To improve the properties used the scheme of screw expanding pressing (SUE). The results of experimental studies have shown that the strength characteristics increase, and their values increase in relation to the source metal by 15%, after the second treatment by 20%, after the third by 25%. The relative elongation of the samples in the experiments on uniaxial stretching, practically unchanged. The value of microhardness increases with increasing degree of accumulated deformation. It is shown that after the third transition in the central zone the value of the accumulated deformation is approximately equal to the amount of deformation after the first pass in the edge zone., Розглянуто питання підвищення механічних властивостей вторинного алюмінієвого сплаву АК7. Для підвищення властивостей використали схему гвинтового уширяючого пресування. Результати експериментальних досліджень показали, що підвищуються характеристики міцності. Показники підвищуються на 15% після першої обробки, на 20% після другої обробки, на 25% після третьої обробки, по відношенню до вихідного металу. При дослідах на одновісне розтягування відносне видовження зразків, не змінюється. Величина мікротвердісті збільшується при збільшенні ступеню накопиченої деформації. Показано, що в центральній зоні після третього переходу величина накопиченої деформації наближено до величини деформації після першого проходу в крайовій зоні.
- Published
- 2023
25. Structure and Mechanical Properties of Powdered Quasicrystalline Al94Fe3Cr3 Alloy Consolidated by Quasi-Hydrostatic Compression
- Author
-
Alexandra I. Yurkova, Alexandra V. Byakova, Oleksandra I. Kravchenko, and Dmytro V. Hushchyk
- Subjects
Quasicrystals ,Al–Fe–Cr alloy ,Quasi-hydrostatic compression ,Pressure ,Structure ,Phase composition ,Mechanical properties ,Chemical technology ,TP1-1185 ,Science - Abstract
Background. Quasicrystalline Al-based alloys belong to the class of the state-of-the-art metal materials for the application in light engineering constructions, primarily in aviation and the motor transport industry. These materials are commonly made in the form of powders, which is due to the high productivity of powder metallurgy methods. Therefore, the powder consolidation methods are of great importance in the production of products, which is associated with certain difficulties, and consequently, they should be chosen considering not only the quasicrystals’ propensity to brittle fracture but also the metastable nature of the quasicrystalline phases. Certain possibilities in this direction are provided by the quasi-hydrostatic compression method, which can provide a non-trivial combination of strength and ductility properties of materials. Objective. The aim of the paper is to investigate the effect of high pressure under quasi-hydrostatic compression on the formation of structure, phase composition and mechanical properties of the quasicrystalline Al94Fe3Cr3 alloy. Methods. 40 μm Al94Fe3Cr3 alloy quasicrystalline powder was fabricated by water-atomisation technique. Consolidation of quasicrystalline powder was performed by quasi-hydrostatic compression technique in high-pressure cells at room temperature at a pressure of 2.5, 4, and 6 hPa. Structure, phase composition and mechanical characteristics of Al94Fe3Cr3 alloy were performed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction andmicromechanical tests. Results. Using the phase X-ray analysis and SEM, the content of the quasicrystalline icosahedral phase (i-phase) in the Al94Fe3Cr3 alloy structure was completely preserved after its consolidation at different pressures (2.5, 4, and 6 hPa) under quasi-hydrostatic compression at room temperature. Despite the high pressure applied in the consolidation process, the morphology of quasicrystalline phase particles located in the a-Al deformed matrix solid solution remains unchanged. The mechanical properties of the alloy exceed the similar characteristics of the alloy consolidated by warm extrusion. Conclusions. Consolidation of the Al94Fe3Cr3 alloy powder under quasi-hydrostatic compression allows for the complete conservation of metastable quasicrystalline i-phase particles in the aluminum matrix, which provides the highest values of strength properties together with sufficient ductility for application in the engineering practice.
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
26. ЗАСТОСУВАННЯ ЕКСПЕРТНИХ ТА ФРАКТАЛЬНИХ ОЦІНОК ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ЯКОСТІ КОНСТРУКЦІЙНОЇ СТАЛІ
- Subjects
хімічний склад ,модель ,сталь 20 ,експертна оцінка ,model ,механічні властивості ,chemical composition ,steel 20 ,structure ,mechanical properties ,expert assessment ,структура - Abstract
Introduction. Different approaches are used to study the structure and properties of structural steels. The properties of steels are determined using traditional methods (physical methods, field tests, X-ray analysis, microscopy, etc.). Structure studies are also carried out using traditional methods based on Euclid's integer geometry. A similar approximation of structural elements by Euclid's figures leads to a decrease in the accuracy of forecast models due to the complex shape of its elements. The reason for this is the fractality (fine dimensionality) of most elements of the material structure. The paper proposes an approach based on a combination of expert and fractal assessments when creating a forecast model for the quality of construction steel. Materials and methods. Construction steel 20 in the mode of factory delivery was studied. The steel had a ferrite-pearlite structure. Mechanical tests and determination of chemical composition were carried out in accordance with the existing regulatory documents (DSTU7809). The content of pearlite in steel ranged from 10 to 18 %, depending on the amount of carbon. Ferrite occupied the entire other part of the area of the slide examined under the Neophot-2 optical microscope. The results of the experiment. Expert assessment was used to predict mechanical indicators of strength with the aim of reducing material and time costs for conducting field tests with metal samples. The effect of the ferrite-pearlite structure on the mechanical characteristics of strength was investigated by comparing the fractal evaluations of the structure with the indicators of mechanical tests. It has been established that an increase in the fractal dimension of pearlite has a positive effect on the growth of strength indicators of steel 20. A similar effect is, in a certain way, associated with the change in the shape of pearlite grains in the process of changing the amount of carbon in steel within the limits of regulatory documents. Conclusions. For structural steel 20, models for assessing its mechanical characteristics were obtained using the fractal dimensions of structural elements and expert assessments. Coefficients of pairwise correlation of regression equations are recorded in the range of 0.65...0.85. The obtained results can be used to forecast strength indicators of steel, which is especially relevant when assessing its residual resource during operation., Вступ. Для дослідження структури та властивостей конструкційних сталей застосовують різні підходи. Властивості сталей визначають за допомогою традиційних методик (фізичні методи, натурні іспити, рентгенівський аналіз, мікроскопія тощо). Дослідження структури також здійснюють за допомогою традиційних способів, що базуються на цілочисловій геометрії Евкліда. Подібна апроксимація елементів структури фігурами Евкліда спричинює зменшення точності моделей прогнозу через складну форму її елементів. Причиною цьому служить фрактальність (дробність розмірності) більшості елементів будови матеріалів. У роботі запропоновано підхід, що базується на поєднанні експертних та фрактальних оцінок для створення моделі прогнозу якості будівельної сталі. Матеріали та методика. Досліджувалася конструкційна сталь 20 в режимі заводської поставки. Сталь мала ферито-перлітну структуру. Механічні іспити та визначення хімічного складу проводили згідно з існуючими нормативними документами (ДСТУ7809). Вміст перліту в сталі коливався в межах 10…18% залежно від кількості вуглецю. Ферит займав всю іншу долю досліджуваної під оптичним мікроскопом Неофот-2 площі шліфа. Результати експерименту. Експертна оцінка застосовувалася для прогнозу механічних показників міцності з метою зменшення матеріально-часових витрат на проведення натурних іспитів зі зразками металу. Шляхом співставлення фрактальних оцінок структури з показниками механічних іспитів досліджено вплив феритно-перлітної структури на механічні характеристики міцності. Встановлено, що збільшення фрактальної розмірності перліту позитивно впливає на зростання показників міцності сталі 20. Подібний ефект певним чином пов’язаний зі зміною форми зерен перліту в процесі зміни кількості вуглецю у сталі в межах нормативних документів. Висновки. Для будівельної сталі 20 отримано моделі оцінки її механічних характеристик з використанням фрактальних розмірностей елементів структури та експертних оцінок. Коефіцієнти парної кореляції регресійних рівнянь зафіксовані в діапазоні 0,65…0,85. Отримані результати можна застосовувати для прогнозу показників міцності сталі, що особливо актуально для оцінювання її залишкового ресурсу в процесі експлуатації.
- Published
- 2022
27. АНАЛІЗ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВАЛКІВ СТАНІВ ДОВГОМІРНОГО ПРОКАТУ
- Subjects
cast steel rolls ,ultimate tensile strength ,механічні властивості ,допустимі напруження ,allowable stresses ,mechanical properties ,чавунні валки ,hardness ,твердість ,flexural strength ,cast iron rolls ,міцність на згинання ,границя міцності ,литі сталеві валки - Abstract
Rolls of longproduct rolling mills, as an expendable working tool of the rolling technological operation, make up a significant share of redistribution costs and significantly affect the economic efficiency of the manufacturing process. The importance of rolls is manifested in the organization of their production at specialized enterprises, the presence of rolling menage in the workshops of metallurgical enterprises, the development and introduction of new rolling rolls materials. Therefore, the tasks of analyzing the available roll materials and their properties, choosing the optimal set of properties for the conditions of a certain state become quite actual. The purpose of the work is to review rolled materials and analyze the properties of rolls used in modern long-product mills. Such an analysis was performed for steel and cast-iron rolls, the use of which is most common on mills for the production of simple profiles in the form of bars and rods. Based on the analysis of the latest research and publications, the stages of the development of rolled materials in retrospect, the main indicators of the mechanical, technological and operational properties of the rolls have been determined. The main types of cast iron and steel rolling materials offered by leading manufacturers of rolling rolls are also established. For these groups of roll materials, an analysis of their mechanical properties, such as hardness, tensile strength, and bending strength, was performed. Based on the results of the analysis, a significant improvement in the mechanical and operational properties of modern rolled materials was noted. This is achieved due to alloying, improvement of their manufacturing technologies, specialized types of heat treatment aimed at forming a certain structure and properties. Conditional blurring of boundaries between cast iron and steel rolls is also established. For example, iron rolls with a ferrite structure and spheroidal graphite and graphitized steel rolls are used, which provide approximately the same mechanical strength, gripping ability and wear resistance. Modern rolled materials are characterized by the expansion of controlled property indicators. This applies both to the components of the chemical composition and to indicators of mechanical properties. In particular, the leading manufacturers of rolled rolls include the bending strength limit, which is 1.5 to 2 times higher than the strength limit from tensile tests, among the mandatory indicators. In the calculations of the rolls, the fulfillment of their strength conditions should be checked by the allowable stresses determined beyond the bending strength limit, as an indicator of the properties, which to a greater extent corresponds to the load conditions of the rolls. An objective assessment of the performance of the rolls according to the strength conditions can be obtained only when determining the allowable stresses based on the actual values of the properties provided by the manufacturer of the rolls, and not according to the range of values recommended in the literature. The results of the conducted analysis can be used for the justified selection of rolling materials, improving the control of their properties, obtaining objective assessments of their performance, increasing the efficiency of the rolling farm and technical and economic indicators of production processes., Проаналізовано сучасні матеріали для виготовлення валків станів довгомірного прокату та механічні властивості валків за пропозиціями виробників. Встановлено, що за останні десятиріччя значно розширилась номенклатура валкових матеріалів, суттєво зросли показники механічних та експлуатаційних властивостей за рахунок удосконалення технологій виготовлення та легування, а також збільшилась кількість контрольованих показників властивостей готових валків. Доведено, що виконання умов міцності валків слід перевіряти за допустимими напруженнями, визначеними за актуальними значеннями границі міцності на згинання, як показника властивостей, що у більшій мірі відповідає умовам навантаження валків.
- Published
- 2022
28. Аnalysis of factors influencing physical and mechanical properties of icing on wires and cables of overhead power transmission lines
- Subjects
якість електропостачання ,аварії ,wire ,напруга ,mechanical properties ,icing ,physical properties ,overhead power transmission lines ,обриви проводів - Abstract
У статті розглянуто фактори, які впливають на фізико-механічні властивості ожеледі на проводах і тросах повітряних ліній електропередачі. В статті була побудована структурна схема, виявлено ступінь впливу різних факторів на фізико-механічні властивості ожеледі. The paper considers factors influencing physical and mechanical properties of icing on wires and cables of overhead power transmission lines. The paper presents a schematic diagram, founds the degree of influence of various factors on physical and mechanical properties of icing.
- Published
- 2014
29. NUMERICAL SIMULATION OF VISCOELASTIC MATERIALS
- Author
-
S. P. Panchenko
- Subjects
mechanical properties ,numerical model ,viscoelastic material ,generalized Maxwell model ,finite element method ,Transportation engineering ,TA1001-1280 - Abstract
Purpose. The main goal of this paper is to develop the numerical model of viscoelastic material using finite element method (FEM). The model was applied to asphalt-aggregate mixtures. Additionally the obtained numerical results with use of different FEM software were compared with experimental data. Methodology. In order to perform the investigation, the numerical specimen was built within FEM software. Material of the specimen was assumed to be viscoelastic. Viscoelastic materials are characterized by a combination of elastic behavior, which stores energy during deformation, and viscous behavior, which dissipates energy during deformation. It was assumed that the behavior of the material corresponds to generalized Maxwell model. The model consists of a spring element in parallel with a number of spring and dashpot Maxwell elements. Generalized Maxwell model consisting of 5 elements was offered at μ∞ = 0 . Mechanical properties of the material correspond to the properties of real asphaltic material. Findings. As the result of calculations the stress and strain state of the asphalt specimen were obtained. To compare mechanical characteristics of the model with experimental data the dynamic elastic modulus and phase angle values were calculated. Originality. Viscoelastic material model based on generalized Maxwell scheme was developed using ANSYS software. In order to compare the numerical model of the material with real asphaltaggregate mix data, the values of dynamic modulus and phase angle were selected. Analyzing the results of calculations one can see good correspondence of numerical material model to experimental data. Moreover, the numerical data obtained with ANSYS and LS-DYNA software were compared. Practical value. It should be emphasized that FEM gives the possibility of determining stresses and strains for asphalt pavement non-elastic models what is of great importance using mechanistic design procedures.
- Published
- 2014
- Full Text
- View/download PDF
30. Rationale for use and the mechanical properties of layered metal tracks
- Author
-
R.Ganich, O.Sablin, Y.Mikhaylenko, N.Mukhina, and V.Artemchuk
- Subjects
layered materials ,mechanical properties ,the production of repair ,restoration parts ,Transportation engineering ,TA1001-1280 - Abstract
In this paper we analyze existing methods for producing layered metal compositions. It is shown that the majority of the methods presented focus on the production of industrial products, billets. The use of layered metal compositions must be technically and economically justified, since they receive complicates the manufacturing (repair) process. Therefore, among the presented methods were identified, those which are most suitable for the production of railway maintenance, and shows the mechanical properties of layered materials.
- Published
- 2012
31. ВИМОГИ ДО МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСЕЙ СКЛАДОВИХ СТРІЧКИ ПІДВІСНОГО КОНВЕЄРА
- Author
-
Belmas, I. V., Kolosov, D. L., Bilous, O. I., Tantsura, G. I., and Sai, O. V.
- Subjects
механічні властивості ,overhead conveyor ,mechanical properties ,лента ,concentrated force ,напружено-деформований стан ,UDC 621.876.212 ,напряженно-деформированное состояние ,подвесной конвейер ,механические свойства ,belt ,сосредоточенная сила ,зосереджена сила ,УДК 621.876.212 ,stress-strain state ,стрічка ,підвісний конвеєр - Abstract
A model of a rubber conveyor belt of a suspended conveyor was built and solved by the methods of composite materials mechanics. The resistance of roller bearings is taken into account. The expressions of load distributions and displacements of the reinforcing elements of the metal cable belt are found). It is shown that in the cross section of the interaction of the tape with the rollers the most loaded are the extreme elements of reinforcement. The maximum tangential stresses act in the rubber layers close to the edge of the tape. It is proposed to provide a different shear stiffness of the rubber between the extreme and adjacent cables. It is shown that this affects the stress-strain state of the conveyor belt. The latter varies more for the first two rubber layers. The angles of shear of the rubber between the reinforcing elements change. The lengths of the tangential stress redistribution sections practically do not exceed 0.5 m. This distance is less than the pitch of the conveyor supports. The fields of change of tangential stresses do not overlap. An algorithm for determining the tangential stresses of suspended conveyor belts of different design and with different mechanical properties of their components has been developed. It is possible to change the stiffness of the bonding of the reinforcement elements by shifting by applying another rubber mixture between the extreme elements of the reinforcement or by changing (increasing) the step of their location. Both of these techniques can be used separately or as a combination in the design of the conveyor or in the preparation of repair documentation for repair. The use of these techniques provides an increase in the service life of the conveyor belt., Методами механики композитных материалов построена и решена модель резинотросового ленты подвесного конвейера. Учтены сопротивление роликовых опор. Найдены выражения распределений нагрузок и перемещений тросов. Показано, что в сечении взаимодействия ленты с роликами более нагружены крайние тросы. В ближних к краю ленты резиновых слоях действуют максимальные касательные напряжения. Предложено между крайними и смежными с ними тросами обеспечить отличную жесткость резины на сдвиг. Показано что это влияет на напряженно-деформированное состояние ленты подвесного конвейера. Последний больше меняется для первых двух резиновых попрошаек. Изменяются углы сдвига резины между тросами. Длины участков перераспределения касательных напряжений практически не превышают 0,5 м. Такое расстояние меньше шага расположения опор конвейера. Поля изменения касательных напряжений не налагаются. Разработан алгоритм определения касательных напряжений резинотросовых лент подвесных конвейеров различной конструкции и с различными механическими свойствами их составляющих. Изменить жесткость связи тросов на сдвиг возможно путем применения другой резиновой смеси между крайними тросами или путем изменения (увеличения) шага их расположения. Оба эти приемы могут быть задействованы как отдельно или как комбинация при проектировании конвейера или во время подготовки ремонтной документации к ремонту. Использование этих приемов обеспечивает увеличение времени эксплуатации конвейерной ленты., Методами механіки композитних матеріалів побудована та розв’язана модель гумотросової стрічки підвісного конвеєра. Враховано опір роликових опор. Знайдені вирази розподілів навантажень та переміщень тросів. Показано, що в перерізі взаємодії стрічки з роликами найбільше навантажені крайні троси. В ближніх до краю стрічки гумових прошарках діють максимальні дотичні напруження. Запропоновано поміж крайніми та суміжними з ними тросами забезпечити відмінну жорсткість гуми на зсув. Показано що це впливає на напружено-деформований стан стрічки підвісного конвеєра. Останній більше змінюється для перших двох гумових прошаків. Змінюються кути зсуву гуми поміж тросами. Довжини ділянок перерозподілу дотичних напружень практично не перевищують 0,5м. Така відстань менша за крок розташування опор конвеєра. Поля зміни дотичних напружень не накладаються. Розроблено алгоритм визначення дотичних напружень гумотросових стрічок підвісних конвеєрів різної конструкції та з різними механічними властивостями їх складових. Змінити жорсткість зв’язку тросів на зсув можливо шляхом застосування іншої гумової суміші поміж крайніми тросами або шляхом зміни (збільшення) кроку їх розташування. Обидва ці прийоми можуть бути задіяні як окремо або як комбінація при проектування конвеєра або під час підготовки ремонтної документації до ремонту. Використання цих прийомів забезпечує збільшення часу експлуатації конвеєрної стрічки.
- Published
- 2020
32. УТОЧНЕННЯ МОДЕЛІ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МАТЕРІАЛУ ПРИ РІЗАННІ МЕТАЛУ НА НОЖИЦЯХ В ХОЛОДНОМУ СТАНІ
- Author
-
Borovik, P. V.
- Subjects
УДК 621.9 ,UDC 621.9 ,математическая модель ,механические свойства ,ножницы ,математична модель ,shears ,механічні властивості ,mechanical properties ,mathematical model ,ножиці - Abstract
Carrying out operations of longitudinal and transverse cutting of rolled metal in the conditions of modern rolling production are often performed using shears, which are quite complex machines in terms of kinematics and design. Further development of cutting processes and machines requires solving urgent problems of researching separation processes and expanding the capabilities of equipment, by increasing the accuracy of mathematical modeling and increasing the reliability and scientific validity when making design and technological decisions. On the way to solving these problems, preference is given to experimental studies of pressure treatment processes. However, this approach is not always able to ensure the completeness of the information received, since it requires a number of additional financial costs and organizational actions. At the same time, the growth of the capabilities of computing technology, as well as the development of theoretical research methods based on the development of numerous mathematical models, opens up new prospects for researchers. These models are based on the laws of the theory of elasticity and plasticity, as well as fracture mechanics. Such an integrated approach, combined with reliable information on the mechanical properties of a particular material, allows to fully reflecting the real physical processes occurring in the metal.In the article, on the basis of the finite element method, a previously developed model of mechanical properties in a cold state with respect to shear cutting processes is analyzed. It is noted that the rate of deformation in static tensile tests depends on the elongation. Taking into account this factor leads to increased accuracy of modeling of cutting processes on shears. The results of the work can be used in further studies of dividing operations of section profiles on shears., Выполнение операций продольного и поперечного резания металлопроката в условиях современного прокатного производства зачастую выполняются с помощью ножниц, которые являются достаточно сложными машинами по кинематике и конструкции. Дальнейшее развитие процессов и машин резки требует решения актуальных задач по исследованию процессов разделения и расширению возможностей оборудования, путем повышения точности математического моделирования и повышения достоверности и научной обоснованности при принятии проектных и технологических решений. На пути решения, указанных задач предпочтение отдается экспериментальным исследованиям процессов обработки давлением. Однако такой подход не всегда способен обеспечить полноту получаемой информации, поскольку требует целого ряда дополнительных финансовых затрат и организационных действий. При этом рост возможностей вычислительной техники, а также развитие методов теоретических исследований, основанных на разработке многочисленных математических моделей открывает перед исследователями новые перспективы. Основу данных моделей составляют законы теории упругости и пластичности, а также механики разрушения. Такой комплексный подход в сочетании с достоверной информацией о механических свойствах конкретного материала, позволяет в максимально полной мере отражать реальные физические процессы, протекающие в металле.В статье, на базе метода конечных элементов, проанализирована ранее разработанная модель механических свойств в холодном состоянии относительно процессов резки на ножницах. Отмечается, что скорость деформации, при статических испытаниях на растяжение, зависит от относительного удлинения. Учет этого фактора способствует повышению точности моделирования процессов резки на ножницах. Результаты работы могут быть использованы при дальнейших исследованиях разделительных операций сортовых профилей на ножницах., Виконання операцій поздовжнього і поперечного різання металопрокату в умовах сучасного прокатного виробництва часто виконуються за допомогою ножиць, які є досить складними машинами з кінематики та конструкції. Подальший розвиток процесів і машин різання вимагає вирішення актуальних завдань з дослідження процесів поділу і розширення можливостей обладнання, шляхом підвищення точності математичного моделювання та підвищення достовірності та наукової обгрунтованості при прийнятті проектних і технологічних рішень. На шляху вирішення, зазначених завдань перевага віддається експериментальним дослідженням процесів обробки тиском. Однак такий підхід не завжди здатний забезпечити повноту одержуваної інформації, оскільки вимагає цілого ряду додаткових фінансових витрат і організаційних дій. При цьому зростання можливостей обчислювальної техніки, а також розвиток методів теоретичних досліджень, заснованих на розробці численних математичних моделей відкриває перед дослідниками нові перспективи. Основу даних моделей складають закони теорії пружності і пластичності, а також механіки руйнування. Такий комплексний підхід в поєднанні з достовірною інформацією про механічні властивості конкретного матеріалу, дозволяє в максимально повній мірі відображати реальні фізичні процеси, що протікають в металі.В статті, на базі методу скінченних елементів, проаналізовано раніше розроблену модель механічних властивостей матеріалів в холодному стані стосовно процесів різання на ножицях. Відзначається що швидкість деформації, при статичних випробуваннях на розтягування, залежить від відносного подовження. Врахування цього фактору сприяє підвищенню точності моделювання процесів різання на ножицях. Результати роботи можуть бути використані при подальших дослідженнях розділових операцій сортових профілів на ножицях.
- Published
- 2020
33. Оцінка механічних властивостей сталі 15пс
- Author
-
Denysiuk, D. A.
- Subjects
хімічний склад ,математическая модель ,математична модель ,механічні властивості ,сталь ,химический состав ,mechanical properties ,матрица планирования ,структура ,planning matrix ,механические свойства ,chemical composition ,steel ,structure ,матриця планування ,mathematical model - Abstract
Formulation of the problem. Predicting the mechanical properties of structural carbon steels is of great scientific and practical importance. Along with the physical-mechanical methods of evaluating the properties of steels, mathematical methods are being actively implemented, which allows to save money and time for conducting cost exams. The relevance of this work is due to the difficulties that arise in assessing the accuracy of the prediction of real and model data. This is due to the multifactorial carbon steel manufacturing technology where even a slight change in the technology parameters can lead to a significant change in the quality criteria of the target product. The paper proposes to investigate the influence of elements of chemical composition and structure on the mechanical properties of structural steel 15пс using the methods of mathematical analysis. Method. Constructional steel 15пс (sheet thickness 14 mm according to ГОСТ 16523) was selected as the steel for the study. The technique of planning experiments at the levels of factors +1 and 1 is used to evaluate the mechanical properties of steel 15пс in the state of factory delivery on the basis of the analysis of the influence of elements ofchemical composition and structure. Results of the experiment. As a result of the implementation of the experiment planning matrix, dependencies were obtained describing the influence of the elements of the chemical composition and ferrite-pearlitic structure of the steel on the properties. The pairwise correlation coefficients of R2for predicting the tensile strength based on the effect of the elements of the chemical composition are 0,89, a relative elongation of 0,82. When forecasting mechanical properties based on the influence of ferrite-pearlite structure 0,77 and 0,75 respectively. The calculated Fisher and Cochran criteria confirm the adequacy of the obtained results of mathematical modeling of properties. Conclusions. Using the experiment planning matrix, a mathematical model for estimating the mechanical properties of 15пс steel was constructed. Based on the analysis of the coefficients of the equations, histograms were obtained describing the influence of the elements of the chemical composition on the properties of the metal. This approach will allow, without additional funds, to predict the tensile strength and elongation of steel 15пс not only at the end of the main technological cycle, but also in the process of production of rolled metal within the standard technology and regulatory documents., Аннотация. Постановка проблемы. Прогнозирование механических свойств конструкционных углеродистых сталей имеет большое научное и практическое значение. Наряду с физико-механическими методами оценки свойств сталей активно внедряются математические методы, что позволяет экономить средства и время на проведение расходных испытаний. Актуальность данной работы обусловлена сложностями, возникающими при оценке точности прогноза реальных и модельных данных. Это связано с многофакторностью технологии производства конструкционных углеродистых сталей, где даже незначительное изменение параметров технологии может привести к значительному изменению критериев качества целевого продукта. В работе предложено исследовать влияние элементов химического состава и структуры на механические свойства конструкционной стали 15пс с использованием методов математического анализа. Методика. В качестве стали для исследования выбрана конструкционная сталь 15пс (лист толщиной 14 мм по ГОСТ 16523). Применяется методика планирования экспериментов при уровнях факторов +1 и -1 для оценки механических свойств стали 15пс в состоянии заводской поставки на основе анализа влияния элементов химического состава и структуры. Результаты эксперимента. В результате реализации матрицы планирования экспериментов получены зависимости, описывающие влияние элементов химического состава и ферритно-перлитной структуры стали на свойства. Коэффициенты парной корреляции R2при прогнозе предела прочности на основе влияния элементов химического состава составляют 0,89, относительного удлинения -0,82. При прогнозе механических свойств на основе влияния ферритно-перлитной структуры -0,77 и 0,75 соответственно. Рассчитанные критерии Фишера и Кохрена подтверждают адекватность полученных результатов математического моделирования свойств. Выводы. С применением матрицы планирования экспериментов построена математическая модель оценки механических свойств стали 15пс. На основе анализа коэффициентов уравнений получены гистограммы, описывающие влияние элементов химического состава на свойства металла. Рассмотренный подход позволит без дополнительных средств осуществлять прогнозирование предела прочности и относительного удлинения стали 15пс не только по окончании основного технологического цикла, но и в процессе производства металлопроката в пределах штатной технологии и нормативных документов., Анотація. Постановка проблеми. Прогнозування механічних властивостей конструкційних вуглецевих сталей має велике наукове та практичне значення. Поряд із фізико-механічними методами оцінювання властивостей сталей активно впроваджуються математичні методи, що дає можливість заощаджувати кошти та час на проведення витратних іспитів. Актуальність цього дослідження зумовлена складнощами, що виникають у процесі оцінювання точності прогнозу реальних та модельних даних. Це пов’язаноз багатофакторністю технології виробництва конструкційних вуглецевих сталей, де навіть незначна зміна параметрів технології може викликати значнії зміни критеріїв якості цільового продукту. Запропоновано дослідити вплив елементів хімічного складу та структури на механічні властивості конструкційної сталі 15пс із застосуванням методів математичного аналізу. Методика. Об’єктом дослідження обрано конструкційну сталь 15пс (лист товщиною 14 мм згідно з ГОСТ 16523). Застосовано методику планування експериментів за рівнів факторів +1 та -1 для оцінювання механічних властивостей сталі 15пс устані заводської поставки на основі аналізу впливу елементів хімічного складу і структури. Результати експерименту. В результаті реалізації матриці планування експериментів отримано залежності, що описують вплив елементів хімічного складу та феритно-перлітної структури сталі на властивості. Коефіцієнти парної кореляції R2запрогнозумежі міцності на основі впливу елементів хімічного складу становлять 0,89, відносного видовження -0,82. Запрогнозу механічних властивостей на основі впливу феритно-перлітної структури -0,77 та 0,75 відповідно. Розраховані критерії Фішера та Кохрена підтверджують адекватність отриманих результатів математичного моделювання властивостей. Висновки.Із застосуванням матриці планування експериментів побудовано математичну модель оцінювання механічних властивостей сталі 15пс. На основі аналізу коефіцієнтів рівнянь отримано гістограми, що описують вплив елементів хімічного складу на властивості металу. Розглянутий підхід дозволить без додаткових коштів здійснювати прогнозування межі міцності та відносного видовження сталі 15пс не тільки по закінченні основного технологічного циклу, а і в процесі виробництва металопрокату в межах штатної технології та нормативних документів.
- Published
- 2018
34. Method of forecast of mechanical properties of Ст3пс steel
- Author
-
M. O. Aksakov
- Subjects
fractal dimension ,методика прогнозу ,перліт ,перлит ,механічні властивості ,сталь ,фрактальная размерность ,mechanical properties ,феррит ,методика прогноза ,ferrite ,механические свойства ,ферит ,фрактальна розмірність ,steel ,forecasting technique ,perlite - Abstract
Problem statement. The prediction of mechanical properties of metals is mainly based on the analysis of statistical data and the results of direct experiments. When comparing these results, in some cases there are discrepancies between the results of the prediction of mechanical properties based on the quantitative indicators of the structure and the data of field tests. One of the reasons for the divergence of results may be the incompleteness of formal axiomatics in describing the real elements of a structure. Therefore, the paper proposes to use the fractal approach based on the determination of fractal dimensions of the constituents of the structure for the prediction of the mechanical properties of the metal, such as Ст3псsteel. Materials and methodology. Using the methods of regression analysis and fractal theory, we obtained a mathematical model for the prediction of the quality criteria for structural low-alloy steel Ст3псdepending on the influence of the parameters of the structure and elements of the chemical composition. Research results.The influence of the chemical composition and fractal dimension of the ferrite-pearlite structure on the mechanical properties of the steel was analyzed: tensile strength, yield strength, relative narrowing and elongation, hardness. The adequacy of the obtained results is confirmed by the Kochren and Fisher criteria. By studying the coefficients of the obtained dependences, a histogram describing the effect of the fractal dimension of the metal on the mechanical properties was obtained. As a result of experiments, it was found that the fractal dimension of perlite grains varies in the range of 1,662…1,790, and the fractal dimension of ferrite grains зер in the range of 1,955…1,978 with a change in the amount of carbon from 0,14 to 0,22 %. The highest degree of correlation among those considered is established between the fractal dimension of perlite and the indices of strength and hardness of steel 3, and the highest correlation of plasticity indices is set to the fractal dimension of ferrite. The results obtained indicate the possibility of applying fractal geometry to the prediction of the mechanical properties of low carbon low alloy structural steels. Conclusions. The technique of forecasting the mechanical properties of Ст3пс steel is presented based on the analysis of the influence of the chemical composition and fractal characteristics of the ferrite-perlite structure. It was found that when forecasting the strength and hardness characteristics of steel based on the fractal dimension of perlite, a correlation was observed within 0,50...0,59; and in the prediction of plastic properties, the correlation of 0,64...0,86 is fixed for the fractal dimension of ferrite., Аннотация. Постановка проблемы. Прогноз механических свойств металлов осуществляется, в основном, на основе анализа статистических данных и результатов прямых экспериментов. При сопоставлении этих результатов в некоторых случаях наблюдаются расхождения между результатами прогноза механических свойств на основе количественных показателей структуры и данными натурных испытаний. Одной из причин, приводящих к расхождению результатов, может являться неполнота формальной аксиоматики при описании реальных элементов структуры. Поэтому в работе предложено использовать для прогноза механических свойств металла, на примере стали Ст3пс, фрактальный подход, основанный на определении фрактальных размерностей составляющих структуры. Материалы и методика. С использованием методик регрессионного анализа и теории фракталов получена математическая модель прогноза критериев качества конструкционной низколегированной стали Ст3пс в зависимости от влияния параметров структуры и элементов химического состава. Результаты исследований. Проведен анализ влияния химического состава и фрактальной размерности ферритно-перлитной структуры на механические свойства стали: предел прочности, предел текучести, относительное сужение и удлинение, твердость. Адекватность полученных результатов подтверждается критериями Кохрена и Фишера. Путем исследования коэффициентов полученных зависимостей получена гистограмма, описывающая влияние фрактальной размерности металла на механические свойства. В результате экспериментов установлено, что фрактальная размерность зерен перлита меняется в интервале значений 1,662…1,790, а фрактальная размерность зерен феррита в интервале 1,955…1,978 при изменении количества углерода от 0,14 до 0,22 %. Наибольшая степень корреляции среди рассмотренных установлена между фрактальной размерностью перлита и показателями прочности и твердости стали 3, а наибольшая корреляция показателей пластичности установлена к фрактальной размерности феррита. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения фрактальной геометрии к прогнозу механических свойств малоуглеродистых низколегированных конструкционных сталей широкого назначения. Выводы. Представлена методика прогноза механических свойств стали Ст3пс на основе анализа влияния химического состава и фрактальных характеристик ферритно-перлитной структуры. Установлено, что при прогнозе характеристик прочности и твердости стали на основе фрактальной размерности перлита наблюдается корреляция в пределах 0,50...0,59; а при прогнозе пластических свойств корреляция 0,64...0,86 зафиксирована для фрактальной размерности феррита., Анотація. Постановка проблеми. Прогноз механічних властивостей металів здійснюється, в основному, на основі аналізу статистичних даних та результатів прямих експериментів. Під час співставлення цих результатів у деяких випадках спостерігаються розбіжності між результатами прогнозу механічних властивостей на основі кількісних показників структури та даними натурних іспитів. Однією з причин, що викликають розбіжність результатів може бутинеповнота формальної аксіоматики під час описуваальних елементів структури. Тому в статті запропоновано застосовувати для прогнозу механічних властивостей металу, на прикладі сталі Ст3пс, фрактальний підхід, що базується на визначенні фрактальних розмірностей складових структури. Матеріали та методика. За допомогою методик регресійного аналізу та теорії фракталів отримано математичну модель прогнозу критеріїв якості конструкційної низьколегованої сталі Ст3пс залежно від впливу параметрів структури та елементів хімічного складу. Результати досліджень. Проведено аналіз впливу хімічного складу та фрактальної розмірності феритно-перлітної структури на механічні властивості сталі: межу міцності, межу плинності, відносне звуження та видовження, твердість. Адекватність отриманих результатів підтверджується критеріями Кохрена і Фішера. Шляхом дослідження коефіцієнтів отриманих залежностей отримано гістограму, що описує вплив фрактальної розмірності металу на механічні властивості. В результаті експериментів установлено, що фрактальна розмірність зерен перліту змінюється в інтервалі значень 1,662…1,790, а фрактальна розмірність зерен фериту –в інтервалі 1,955…1,978 при зміні кількості вуглецю від 0,14 до 0,22 %. Найбільшийступінь кореляції серед розглянутих установленоміж фрактальною розмірністю перліту та показниками міцності і твердості сталі 3, а найбільшу кореляцію показників пластичності – до фрактальної розмірності фериту. Отримані результати свідчать про можливість застосування фрактальної геометрії до прогнозу механічних властивостей маловуглецевих низьколегованих конструкційних сталей широкого призначення. Висновки. Наведено методику прогнозу механічних властивостей сталі Ст3пс на основі аналізу впливу хімічного складу та фрактальних характеристик феритно-перлітної структури. Встановлено, що для прогнозу характеристик міцності та твердості сталі на основі фрактальної розмірності перліту спостерігається кореляція в межах 0,50…0,59; а для прогнозу пластичних властивостей кореляція 0,64…0,86 зафіксована для фрактальної розмірності фериту.
- Published
- 2018
35. Influence cooling to 213 K for strength rail steel
- Author
-
O. Kachura, L. Novogrudskii, and N. Opravkhata
- Subjects
mechanical properties ,strength ,railroad ,rail steel ,механические характеристики ,прочность ,железнодорожный путь ,рельсовая сталь ,механічні характеристики ,міцність ,залізничні колії ,рейкова сталь ,business.industry ,Static strength ,Operating time ,Environmental science ,Structural engineering ,Bearing capacity ,business - Abstract
The paper presents, the data indicating the need to take into account in the calculation of the strength of the railway track of changing the characteristics of the static strength of rail steel perlite class after its long operating time in the railway track with cooling to 213 K. It is shown that neglecting changes in the static strength characteristics of rail steel can significantly affect the performance railways and the safety of freight and passenger transportation. It is established that during the long operation of the rails in transit, the mechanical properties of the rail steel undergo significant changes. When cooling to 213 K of rail material, the values of the static strength characteristics of steel are reduced below the minimum value established by regulatory documents. On the basis of the experimental data, the permissible stresses for the rails material were calculated after long-term operation in transit for different temperatures and it was shown that it is necessary to take into account changes in the operation of the strength characteristics of rail steel when calculating the strength of railway tracks. Significant changes in the values of the characteristics of static strength and permissible stresses of rail steel at low temperatures can lead to a loss of bearing capacity of the rails. The obtained results confirm the need for carrying out extensive experimental studies of the effect of operational factors on the mechanical characteristics of rail steel., В статье приведено данные, указывающие на необходимость учета в расчетах на прочность пути изменения характеристик статической прочности рельсовой стали перлитного класса после ее длительного наработки в железнодорожном пути при охлаждении до 213 К. Показано, что пренебрежение изменениями характеристик статической прочности рельсовой стали может существенно повлиять на работоспособность железнодорожных путей и безопасность грузовых и пассажирских перевозок. Установлено, что во время непрерывной длительной эксплуатации рельсов в пути механические свойства рельсовой стали претерпевают значительные изменения. Так при охлаждении до 213 К материала рельса после эксплуатации значения характеристик статической прочности стали снижаются ниже минимального значения установленного соответствующими нормативными документами. На основе полученных экспериментальных данных выполнен расчет допускаемых напряжений для материала рельсы после эксплуатации в пути для различных температур и показана необходимость учета изменений в процессе эксплуатации значений прочностных характеристик рельсовой стали при проведении расчетов на прочность железнодорожных рельсовых путей. Выявленные значительные изменения значений характеристик статической прочности и расчетных допускаемых напряжений рельсовой стали при пониженных температурах могут привести к потере несущей способности рельсов. Полученные результаты подтверждают необходимость в проведении расширенных экспериментальных исследований влияния эксплуатационных факторов на механические характеристики рельсовой стали., В статті представлені результати експериментального дослідження впливу охолодження до 213 К на механічні характеристики рейкової сталі перлітного класу після її тривалого напрацювання в залізничній колії. Встановлено, що підчас безперервної довготривалої експлуатації рейок в колії механічні властивості рейкової сталі зазнають значних змін. Так при охолодженні до 213 К матеріалу рейки після експлуатації значення характеристик статичної міцності сталі знижуються нижче мінімального значення встановленого відповідними нормативними документами. На основі отриманих експериментальних даних виконано розрахунок допустимих напружень для матеріалу рейки після експлуатації в колії для різних температур і показано необхідність врахування зміни в процесі експлуатації значень характеристик міцності рейкової сталі при проведенні розрахунків на міцність залізничних рейкових колій. Виявленні значні зміни значень характеристик статичної міцності та розрахункових допустимих напружень рейкової сталі при знижених температурах можуть призвести до втрати несучої здатності рейок. Отримані результати підтверджують необхідність в проведенні розширених експериментальних досліджень впливу експлуатаційних факторів на механічні характеристики рейкової сталі.
- Published
- 2017
36. Структура и механические свойства квазикристаллического Al94Fe3Cr3-сплава, консолидированного в условиях квазигидростатического сжатия
- Author
-
Oleksandra I. Kravchenko, Alexandra Yurkova, Alexandra Byakova, and Dmytro Victorovych Hushchyk
- Subjects
Materials science ,Scanning electron microscope ,квазикристаллы ,Alloy ,тиск ,Mechanical properties ,02 engineering and technology ,Al-Fe-Cr-сплав ,engineering.material ,lcsh:Chemical technology ,Phase composition ,01 natural sciences ,структура ,механические свойства ,Powder metallurgy ,0103 physical sciences ,квазигидростатическое сжатие ,Pressure ,lcsh:TP1-1185 ,621.785.532 ,lcsh:Science ,010302 applied physics ,Consolidation (soil) ,Metallurgy ,механічні властивості ,Quasicrystal ,Structure ,General Medicine ,021001 nanoscience & nanotechnology ,фазовый состав ,квазікристали ,Quasi-hydrostatic compression ,фазовий склад ,давление ,engineering ,квазігідростатичний стиск ,Extrusion ,lcsh:Q ,Al–Fe–Cr alloy ,0210 nano-technology ,Material properties ,Quasicrystals ,Solid solution - Abstract
Проблематика. Квазікристалічні сплави на основі Al належать до класу найновітніших металевих матеріалів для застосування в легких інженерних конструкціях, насамперед в авіації, автотранспортній галузі. Зазначені матеріали найчастіше виготовляють у вигляді порошків, що зумовлено великою продуктивністю методів порошкової металургії. Отже, важливе значення у виготовленні виробів належить методам компактування порошків, але це пов’язано з певними труднощами, тому вибирати їх потрібно, зважаючи не тільки на схильність квазікристалів до крихкого руйнування, але і на метастабільну природу квазікристалічних фаз. Певні можливості в цьому напрямі надає метод квазігідростатичного стиску, який може забезпечити нетривіальну комбінацію властивостей міцності та пластичності матеріалів. Мета дослідження. Вивчення впливу високого тиску в умовах квазігідростатичного стиску на формування структури, фазового складу і механічних властивостей квазікристалічного Al94Fe3Cr3-сплаву. Методика реалізації. Порошок сплаву Al94Fe3Cr3 з розміром частинок £40 мкм виготовлено методом диспергування розплаву струменями води з високим тиском. Консолідацію порошку сплаву здійснювали в умовах квазігідростатичного стиску в комірках високого тиску за кімнатної температури під тиском 2,5; 4 і 6 ГПа. Структуру, фазовий склад і механічні характеристики сплаву досліджували методами скануючої електронної мікроскопії (СЕМ), рентгеноструктурного аналізу та мікромеханічних випробувань. Результати дослідження. Методами фазового рентгенівського аналізу та СЕМ встановлено повне збереження вмісту квазікристалічної ікосаедричної фази (і-фази) в структурі Al94Fe3Cr3 сплаву після його консолідації за різного тиску (2,5; 4 і 6 ГПа) в умовах квазігідростатичного стиску за кімнатної температури. Незважаючи на високий тиск, прикладений під час консолідації, морфологія частинок квазікристалічної фази, що містяться в деформованому матричному a-Al твердому розчині, залишається незмінною. Механічні властивості консолідованого сплаву перевищують аналогічні характеристики сплаву, компактованого гарячою екструзією. Висновки. Консолідація порошку Al94Fe3Cr3-сплаву в умовах квазігідростатичного стиску надає можливість повного збереження частинок метастабільної квазікристалічної і-фази в алюмінієвій матриці, що забезпечує комбінацію високої міцності та достатньої пластичності, необхідної для використання в інженерній практиці. Background. Quasicrystalline Al-based alloys belong to the class of the state-of-the-art metal materials for the application in light engineering constructions, primarily in aviation and the motor transport industry. These materials are commonly made in the form of powders, which is due to the high productivity of powder metallurgy methods. Therefore, the powder consolidation methods are of great importance in the production of products, which is associated with certain difficulties, and consequently, they should be chosen considering not only the quasicrystals’ propensity to brittle fracture but also the metastable nature of the quasicrystalline phases. Certain possibilities in this direction are provided by the quasi-hydrostatic compression method, which can provide a non-trivial combination of strength and ductility properties of materials. Objective. The aim of the paper is to investigate the effect of high pressure under quasi-hydrostatic compression on the formation of structure, phase composition and mechanical properties of the quasicrystalline Al94Fe3Cr3 alloy. Methods. 40 μm Al94Fe3Cr3 alloy quasicrystalline powder was fabricated by water-atomisation technique. Consolidation of quasicrystalline powder was performed by quasi-hydrostatic compression technique in high-pressure cells at room temperature at a pressure of 2.5, 4, and 6 hPa. Structure, phase composition and mechanical characteristics of Al94Fe3Cr3 alloy were performed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction andmicromechanical tests. Results. Using the phase X-ray analysis and SEM, the content of the quasicrystalline icosahedral phase (i-phase) in the Al94Fe3Cr3 alloy structure was completely preserved after its consolidation at different pressures (2.5, 4, and 6 hPa) under quasi-hydrostatic compression at room temperature. Despite the high pressure applied in the consolidation process, the morphology of quasicrystalline phase particles located in the a-Al deformed matrix solid solution remains unchanged. The mechanical properties of the alloy exceed the similar characteristics of the alloy consolidated by warm extrusion. Conclusions. Consolidation of the Al94Fe3Cr3 alloy powder under quasi-hydrostatic compression allows for the complete conservation of metastable quasicrystalline i-phase particles in the aluminum matrix, which provides the highest values of strength properties together with sufficient ductility for application in the engineering practice. Проблематика. Квазикристаллические сплавы на основе Al принадлежат к классу новейших металлических материалов для применения в легких инженерных конструкциях, прежде всего в авиации, автотранспортной отрасли. Указанные материалы чаще всего изготавливают в виде порошков, что обусловлено большой производительностью методов порошковой металлургии. Поэтому важное значение в производстве изделий принадлежит методам консолидации порошков, что связано с определенными трудностями, вследствие чего выбирать их следует с учетом не только склонности квазикристаллов к хрупкому разрушению, но и метастабильной природы квазикристаллических фаз. Определенные возможности в этом направлении предоставляет метод квазигидростатического сжатия, который может обеспечить нетривиальную комбинацию свойств прочности и пластичности материалов. Цель исследования. Изучение влияния высокого давления в условиях квазигидростатического сжатия на формирование структуры, фазового состава и механических свойств квазикристаллического Al94Fe3Cr3-сплава. Методика реализации. Порошок Al94Fe3Cr3-сплава с размером частиц £40 мкм изготавливали методом распыления расплава водой высокого давления. Консолидацию порошка проводили в условиях квазигидростатического сжатия в ячейках высокого давления при комнатной температуре под давлением 2,5; 4 и 6 ГПа. Структуру, фазовый состав и механические характеристики сплава исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), рентгеноструктурного анализа и микромеханических испытаний. Результаты исследования. Методами фазового рентгеновского анализа и СЭМ установлено полное сохранение содержания квазикристаллической икосаэдрической фазы (и-фазы) в структуре Al94Fe3Cr3-сплава после его консолидации при различном давлении (2,5, 4 и 6 ГПа) в условиях квазигидростатического сжатия при комнатной температуре. Несмотря на высокое давление, приложенное в процессе консолидации, морфология частиц квазикристаллической фазы, расположенных в деформированном матричном твердом растворе a-Al, остается неизменной. Механические свойства сплава превышают аналогичные характеристики сплава, консолидированного теплой экструзией. Выводы. Консолидация порошка Al94Fe3Cr3-сплава в условиях квазигидростатического сжатия дает возможность полного сохранения частиц метастабильной квазикристаллической и-фазы в алюминиевой матрице, что обеспечивает комбинацию высокой прочности и достаточной пластичности, необходимой для использования в инженерной практике.
- Published
- 2017
37. Вплив охолодження до 213 К на міцність рейкової сталі
- Subjects
прочность ,залізничні колії ,механічні характеристики ,rail steel ,міцність ,620.172:625.143 [539.3] ,рейкова сталь ,mechanical properties ,strength ,railroad ,механические характеристики ,железнодорожный путь ,рельсовая сталь - Abstract
В статті приведено данні, що вказують на необхідність врахування в розрахунках на міцність колії зміни характеристик статичної міцності рейкової сталі перлітного класу після її тривалого напрацювання в залізничній колії при охолодженні до 213 К. Показано, що нехтування змінами характеристик статичної міцності рейкової сталі може суттєво вплинути на працездатність залізничних колій та безпеку вантажних та пасажирських перевезень. Встановлено, що підчас безперервної довготривалої експлуатації рейок в колії механічні властивості рейкової сталі зазнають значних змін. Так при охолодженні до 213 К матеріалу рейки після експлуатації значення характеристик статичної міцності сталі знижуються нижче мінімального значення встановленого відповідними нормативними документами. На основі отриманих експериментальних даних виконано розрахунок допустимих напружень для матеріалу рейки після експлуатації в колії для різних температур і показано необхідність врахування зміни в процесі експлуатації значень характеристик міцності рейкової сталі при проведенні розрахунків на міцність залізничних рейкових колій. Виявленні значні зміни значень характеристик статичної міцності та розрахункових допустимих напружень рейкової сталі при знижених температурах можуть призвести до втрати несучої здатності рейок. Отримані результати підтверджують необхідність в проведенні розширених експериментальних досліджень впливу експлуатаційних факторів на механічні характеристики рейкової сталі. The paper presents, the data indicating the need to take into account in the calculation of the strength of the railway track of changing the characteristics of the static strength of rail steel perlite class after its long operating time in the railway track with cooling to 213 K. It is shown that neglecting changes in the static strength characteristics of rail steel can significantly affect the performance railways and the safety of freight and passenger transportation. It is established that during the long operation of the rails in transit, the mechanical properties of the rail steel undergo significant changes. When cooling to 213 K of rail material, the values of the static strength characteristics of steel are reduced below the minimum value established by regulatory documents. On the basis of the experimental data, the permissible stresses for the rails material were calculated after long-term operation in transit for different temperatures and it was shown that it is necessary to take into account changes in the operation of the strength characteristics of rail steel when calculating the strength of railway tracks. Significant changes in the values of the characteristics of static strength and permissible stresses of rail steel at low temperatures can lead to a loss of bearing capacity of the rails. The obtained results confirm the need for carrying out extensive experimental studies of the effect of operational factors on the mechanical characteristics of rail steel. В статье приведено данные, указывающие на необходимость учета в расчетах на прочность пути изменения характеристик статической прочности рельсовой стали перлитного класса после ее длительного наработки в железнодорожном пути при охлаждении до 213 К. Показано, что пренебрежение изменениями характеристик статической прочности рельсовой стали может существенно повлиять на работоспособность железнодорожных путей и безопасность грузовых и пассажирских перевозок. Установлено, что во время непрерывной длительной эксплуатации рельсов в пути механические свойства рельсовой стали претерпевают значительные изменения. Так при охлаждении до 213 К материала рельса после эксплуатации значения характеристик статической прочности стали снижаются ниже минимального значения установленного соответствующими нормативными документами. На основе полученных экспериментальных данных выполнен расчет допускаемых напряжений для материала рельсы после эксплуатации в пути для различных температур и показана необходимость учета изменений в процессе эксплуатации значений прочностных характеристик рельсовой стали при проведении расчетов на прочность железнодорожных рельсовых путей. Выявленные значительные изменения значений характеристик статической прочности и расчетных допускаемых напряжений рельсовой стали при пониженных температурах могут привести к потере несущей способности рельсов. Полученные результаты подтверждают необходимость в проведении расширенных экспериментальных исследований влияния эксплуатационных факторов на механические характеристики рельсовой стали.
- Published
- 2017
38. Application of External Electromagnetic Forces for Resistance Spot Welding of Р6М5 Instrumental Steel Parts
- Author
-
Kochubej, Vladimir V., Ryzhov, Roman M., and Sidorenko, Pavlo Yu.
- Subjects
точкове контактне зварювання ,Ponderomotive forces ,зовнішні електромагнітні дії ,External electromagnetic forces ,Instrumental steels ,004.9+519.6 [519.816] ,внешние электромагнитные действия ,Механічні властивості ,пондеромоторные силы ,Mechanical properties ,точечная контактная сварка ,інструментальні сталі ,инструментальные стали ,механические свойства ,пондеромоторні сили ,Resistance spot welding - Abstract
Проблематика. Приєднання робочої частини різального інструмента з інструментальної сталі механічно або за допомогою паяння не забезпечує надійності фіксації та є нетехнологічним в умовах масового виробництва. Тому актуальним є розв’язання вказаної задачі застосуванням електромагнітних дій у контактних способах зварювання, що ґрунтуються на додаткових методах фізичного впливу на процеси утворення з’єднань. Мета дослідження. Визначення технологічних можливостей способу точкового контактного зварювання з електромагнітними діями в умовах створення з’єднань із інструментальних сталей. Методика реалізації. Поставлена мета досягається за рахунок генерування в робочій зоні поперечного зустрічно-симетричного керуючого магнітного поля, яке характеризується однаковою величиною і протилежним напрямком вектора магнітної індукції відносно площини контактування деталей для перемішуванням всього об’єму розплаву точки пондеромоторними силами. Результати дослідження. Показано особливості позитивних змін параметрів формування з’єднань, що визначають їх механічні властивості. Керування гідродинамікою розплаву дало змогу уникнути дефектів типу рихлот у центральній частині ядра. Доведено, що зміни теплових процесів, які полягають у зниженні швидкості охолодження з’єднань, супроводжуються істотним зменшенням структур загартування в металі литої зони. Наслідком цього є зменшення мікротвердості елементів структури. Висновки. Доведено доцільність та ефективність використання електромагнітних дій у технологічних процесах точкового контактного зварювання інструментальних сталей. Background. Joining of working part of the instrument using mechanical methods or brazing doesn’t ensure its good fixation and isn’t technologically reasonable for mass production purposes. This problem can be solved by application of electromagnetic forces for resistance welding methods based on physical effect on joint formation process. Objective. The aim of the paper is estimation of technological possibilities of resistance spot welding with electromagnetic stirring for joining of instrumental steels. Methods. Transversal opposite-symmetric magnetic field is generated in the working zone. It has equal value but opposite direction of magnetic induction relative to contact plane of parts to be joined for stirring of molten metal with ponderomotive forces. Results. Positive changes of parameters of joint formation were detected. They define mechanical properties of joints. Control of molten metal hydrodynamics resulted in decreasing of sponginess-type imperfections in the central area of the nut. It was shown that changes in thermal processes, leading to decreasing of cooling speed, result in decrease of hardened structures in the moulded zone which, in turn, results in decreasing of microhardness of structure elements. Conclusions. Reasonability and effectiveness of application of electromagnetic forces for resistance spot welding of instrumental steels was proven. Проблематика. Присоединение рабочей части инструмента из инструментальной стали механически или с помощью пайки не обеспечивает надежности фиксации и нетехнологично в условиях массового производства. Поэтому актуальным является решение указанной задачи применением электромагнитных воздействий в контактных способах сварки, основанных на дополнительных методах физического воздействия на процессы образования соединений. Цель исследования. Определение технологических возможностей способа точечной контактной сварки с электромагнитными действиями при получении соединений из инструментальных сталей. Методика реализации. Поставленная цель достигается за счет генерирования в рабочей зоне поперечного встречно-симметричного управляющего магнитного поля, которое характеризуется одинаковым по величине и противоположно направленным относительно плоскости контакта деталей вектором магнитной индукции для перемешивания всего объема расплава точки пондеромоторными силами. Результаты исследования. Показаны особенности позитивных изменений параметров формирования соединений, определяющие их механические свойства. Управление гидродинамикой расплава позволило избежать дефектов типа рыхлот в центральной части ядра. Доказано, что изменения тепловых процессов, которые заключаются в уменьшении скорости охлаждения соединений, сопровождаются существенным уменьшением закалочных структур металла литой зоны. Следствием этого является уменьшение микротвердости элементов структуры. Выводы. Доказана целесообразность и эффективность использования электромагнитных воздействий в технологических процессах точечной контактной сварки инструментальных сталей.
- Published
- 2017
39. Обґрунтування використання та механічні властивості шаруватих металевих композицій
- Author
-
Artemchuk, V. V., Mikhaylenko, Y. V., Mukhina, N. A., Sablin, O. I., and Ganich, R. P.
- Subjects
layered materials ,mechanical properties ,the production of repair ,restoration parts ,шаруваті матеріали ,механічні властивості ,ремонтне виробництво ,відновлення деталей ,слоистые материалы ,механические свойства ,ремонтное производство ,восстановление деталей - Abstract
In this paper we analyze existing methods for producing layered metal compositions. It is shown that the majority of the methods presented focus on the production of industrial products, billets. The use of layered metal compositions must be technically and economically justified, since they receive complicates the manufacturing (repair) process. Therefore, among the presented methods were identified, those which are most suitable for the production of railway maintenance, and shows the mechanical properties of layered materials., В работе проведен анализ существующих способов получения слоистых металлических композиций. Показано, что большинство представленных способов направлено на производство промышленных изделий-заготовок. Применение слоистых металлических композиций должно быть технически и экономически обосновано, поскольку их получение усложняет производственный (ремонтный) процесс. Поэтому среди представленных способов были выделены те, которые наиболее приемлемы для ремонтного производства железной дороги, а также приведены механические свойства слоистых материалов., У роботі проведено аналіз існуючих способів отримання шаруватих металевих композицій. Показано, що більшість представлених способів направлена на виробництво промислових виробів-заготовок. Застосування шаруватих металевих композицій повинно бути технічно та економічно обґрунтовано, оскільки їх отримання ускладнює виробничий (ремонтний) процес. Тому серед представлених способів були виділені ті, що найбільш прийнятні для ремонтного виробництва залізниці та наведені механічні властивості шаруватих матеріалів.
- Published
- 2012
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.