Search

The paper analyzes the effect of roughness on the shape of contacts of a tangentially moving stainless steel indenter and a silicate glass substrate with a liquid drop in between. The analysis, covering two series of experiments with two indenter radii and five degrees of glass roughness (including smooth-glass), provides measurement data on the normal and tangential contact forces, images of the contacts, and time dependences of their area. In each case considered, the contact boundary at the front and back edge behaves differently with the result that the contact during tangential motion loses its symmetry about the indenter center.

Введение. Подготовка кормов к скармливанию путем измельчения с заданными размерами позволяет улучшить их поедаемость и усвояемость. Это ведет к повышению отдачи каждой кормовой единицы. Для достижения наилучших качественных показателей функционирования технического устройства измельчения корнеклубнеплодов, созданного на уровне изобретения, необходимо обосновать его конструктивные параметры. Цель исследования – обосновать оптимальный угол наклона противореза режущего аппарата измельчителя корнеклубнеплодов при резании плодов цилиндрической формы. Методы и материалы. Для исследований использовался измельчитель корнеплодов с улучшенными эксплуатационными свойствами, обеспечивающий измельчение сочного овощного сырья (кормовая, сахарная и полусахарная свекла, брюква, турнепс, морковь, картофель) на кусочки в форме параллелепипеда размеров, соответствующих зоотехническим требованиям. Проведен анализ процесса резания свеклы, форма которой с некоторым допущением принята в виде цилиндра. Результаты исследования. Рассматривая равновесие сил, действующих на клубень в стационарной системе отсчета, авторами получено аналитическое выражение значения оптимального угла наклона противореза режущего аппарата, зависящего от положения корнеплода, его размеров, высоты установки вертикального ножа и коэффициента силы трения. Задаваясь значениями указанных параметров, можно выполнять в полной мере теоретический и практический анализ предельного значения величины угла наклона противореза режущего аппарата и его влияния на перекатывание корнеплода и его защемление. Заключение. В зависимости от положения и размеров свеклы, а также геометрических размеров измельчителя был определен оптимальный угол наклона противореза режущего аппарата в пределах 40–50° для корнеплодов цилиндрической формы, который обеспечивает защемление корнеплода и препятствует соковыделению., Introduction. Preparation of fodders for feeding by grinding with specified dimensions improves their eating and digestibility. This leads to an increase in the yield of each feed unit. In order to achieve the best qualitative performance of the technical device for crushing root crops, created at the level of the invention, it is necessary to justify its design parameters. The purpose of the study is to substantiate the optimal angle of inclination of the incision of the cutting apparatus of the root-club grinder when cutting cylindrical fruits. Methods and materials. For research, a root grinder with improved operational properties was used, which provides the grinding of juicy vegetable raw materials (fodder, sugar and semi-sugar beets, rutabaga, turneps, carrots, potatoes) into pieces in the form of parallelepiped of sizes corresponding to zootechnical requirements. An analysis of the beet cutting process is carried out, the shape of which with some assumption is adopted in the form of a cylinder. Results. Considering the equilibrium of forces acting on the tuber in the stationary reference system, the authors obtained an analytical expression of the value of the optimal inclination angle of the contradiction of the cutting apparatus, depending on the position of the root blade, its dimensions, the height of the vertical knife installation and the coefficient of friction force. By setting the values of these parameters, it is possible to carry out a fully theoretical and practical analysis of the limit value of the angle of inclination of the contradiction of the cutting apparatus and its effect on the rolling of the root and its pinching. Conclusion. Depending on the position and size of the beet, as well as the geometrical dimensions of the grinder, an optimal inclination angle has been determined for cylindrical root crops, which provides pinching of the root fruit and prevents juicing.

Значение воздушного сообщения между различными пунктами земного шара в современном мире трудно переоценить. Однако использование этого вида транспорта сопряжено с высокими рисками для пассажиров, экипажа, грузов и самого воздушного судна в связи с возможностью серьезных аварий на всех этапах полета, но особенно при взлете и посадке. В данной статье представлена физико-математическая модель разбега самолета при взлете, анализ которой позволяет избежать аварий при возникновении нештатных ситуаций. Эта модель дает возможность создать электронное устройство для контроля взлетных динамических характеристик и предупреждения экипажа воздушного судна о возникающих несоответствиях. В статье приведены дифференциальные уравнения, описывающие динамические характеристики самолета при разбеге. А также получены решения этих уравнений, определяющие в явном виде функциональные зависимости необходимой для безопасного взлета дистанции от времени, прошедшего с начала разбега. Рассмотрено, как влияют на рассчитываемые характеристики внешние факторы, такие как температура окружающего воздуха, скорость ветра при взлете, наклон взлетно-посадочной полосы. Также в статье представлены в качестве примера результаты моделирования нештатного взлета с использованием современных программных средств (авиасимулятор flightgear 2020.3, математическая программа GeoGebra). С точки зрения авторов, материалы статьи могут представлять практическую ценность для разработчиков невстраиваемых бортовых контрольных устройств, а также для пользователей этих устройств., The importance of air communication between various points of the globe in the modern world is difficult to overestimate. Yet the employment of this means of transport is associated with high risks for passengers, crew, cargo and the aircraft itself due to the possibility of serious accidents at all phases of the flight, but especially during takeoff and landing. This article presents a physical and mathematical model of an aircraft takeoff-run. Its analysis helps to avoid accidents in the event of emergency situations. This model enables the creation of an electronic device for monitoring takeoff dynamic characteristics and warning the aircraft crew about arising inconsistencies. The article presents differential equations describing the dynamic characteristics of the aircraft during takeoff-run. Additionally, solutions of these equations are obtained, which explicitly determine the functional dependencies of the distance necessary for a safe takeoff on the time elapsed since the start of the takeoff-run. The influence of external factors, such as ambient air temperature, wind speed during takeoff and runway slope on the calculated characteristics is considered. As an example, the article also offers the results of an emergency takeoff modeling with the aid of modern software (flight simulator flightgear 2020.3, GeoGebra mathematical program). From the authors’ point of view, the materials of the article may be of practical value for developers of non-embedded on-board control devices, as well as for users of these devices., МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, Выпуск 2 (37) 2022, Pages 1-2

Радионова Людмила Владимировна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; radionovalv@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-9587-2925. Фаизов Сергей Радиевич, аспирант, преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; faizovsr@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-6644-1173. Громов Дмитрий Владимирович, магистрант кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; gromov111999@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6036-3784. Ердаков Иван Николаевич, канд. техн. наук, доцент, заместитель директора Политехнического института по направлению материаловедения и технологий, доцент кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; erdakovin@susu.ru. Сиверин Олег Олегович, старший преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; siverinoo@susu.ru. L.V. Radionova, radionovalv@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-9587-2925, S.R. Faizov, faizovsr@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-6644-1173, D.V. Gromov, gromov111999@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6036-3784 I.N. Erdakov, erdakovin@susu.ru, ORCID ID: 0000-0003-2005-4439, O.O. Siverin, siverinoo@susu.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation В любом процессе обработки металлов давлением имеет место внешнее трение на контакте инструмента и обрабатываемого материала. Под влиянием сил трения возрастает усилие деформации, разогревается и интенсивно изнашивается инструмент, увеличивается неравномерность деформации и, как следствие, возникает разнородность микроструктуры обрабатываемого металла, возникают растягивающие напряжения, которые иногда приводят к нарушению сплошности изделия. В настоящей работе исследуется влияние контактного трения на процесс прямого прессования прутков и проволоки из сплава ПОИн-52. С помощью математического моделирования исследовано влияние коэффициента трения на усилие в процессе прессования прутков Ø8,0 и 15,0 мм, а также проволоки Ø2,0 мм. Показано, что с увеличением коэффициента трения на преодоление силы трения скольжения на контактной поверхности обрабатываемого металла с контейнером и с матрицей тратится до 60 % усилия, необходимого для прессования исследуемого сплава. В ходе экспериментальных исследований показано, что применение смазочных материалов, а именно графитовой (графит – С) и молибденовой (дисульфид молибдена – MoS₂) смазки, позволяет снизить коэффициент трения более чем в 10 раз. С определенной долей допущения можно говорить о том, что при прессовании припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки коэффициент трения равен 0,5, а при применении графитовой или молибденовой смазки коэффициент трения будет принимать значения, близкие к 0,05. С помощью результатов экспериментальных исследований путем подбора были определены показатели трения по законам Кулона, Зибеля и Леванова, которые могут быть применены для компьютерного моделирования в пакете Qform процесса прямого прессования припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки и с применением графитовой и молибденовой смазки. Учет достоверной величины показателя трения при компьютерном моделировании позволит существенно повысить точность расчетов. In any metal forming process, there is external friction at the contact between the tool and the material being processed. Under the influence of friction forces, the deformation force increases, the tool heats up and intensively wears out, the deformation unevenness increases and, as a result, the microstructure of the metal being processed becomes heterogeneous, tensile stresses arise, which sometimes lead to disruption of the product continuity. This article examines contact friction during the direct extrusion 52In–48Sn alloy bars and wires. Using mathematical modeling, the influence of the friction coefficient on the force during extrusion of bars Ø8.0 and 15.0 mm, as well as wire Ø2.0 mm, was investigated. It is shown that with an increase in the coefficient of friction to overcome the sliding friction force on the contact surface of the metal with the container and with the matrix, up to 60% of the effort required for extruding the alloy under study is spent. Experimental studies have shown that the use of lubricants, namely graphite (graphite – C) and molybdenum (molybdenum disulfide – MoS₂) lubricants, can reduce the friction coefficient by more than 10 times. With a certain degree of assumption, we can say that when extruding 52In–48Sn alloy solder using a steel container without the use of lubricant, the friction coefficient is 0.5, and when using graphite or molybdenum grease, the friction coefficient will take values close to 0.05. Using the results of experimental studies, by the selection, the friction coefficient was determined according to the laws of Coulomb, Siebel and Levanov, which can be used for computer modeling in the Qform package for direct extrusion 52In–48Sn alloy solder using a steel container without lubrication and using graphite and molybdenum lubricants. Considering the reliable value of the friction coefficient in computer simulation will significantly increase the accuracy of calculations.

При проведенні навантажувально-розвантажувальних робіт час від часу виникають складні маніпуляції з важкими і об'ємними вантажами, від чого інколи виникає загроза здоров’ю чи навіть життю людини. У даній роботі розглядається проблема використання підйомно-транспортного обладнання за умови безпечного перевезення великовагового та великогабаритного вантажу в умовах автотранспортного підприємства або вантажного комплексу. Транспортування великовагових і великогабаритних вантажів або інших конструкцій здійснюється при використанні такелажних пристроїв та спеціалізованої техніки, наприклад - такелажних візків, без яких багато різних видів промисловості матимуть проблеми з транспортуванням важких вантажів, необхідних для належного виконання роботи. На основі раніше проведених аналітичних досліджень авторами роботи пропонується конструкція такелажного візка з чотирма опорними роликами. Метою проведених досліджень є встановлення розподілу реакцій на осі такелажного візка при транспортуванні великовагового або великогабаритного вантажу та проведення детального силового розрахунку пропонованої конструкції такелажного візка на предмет міцності від навантаження вагою різної величини. За допомогою САD/CAM системи Solіdworks проведено симуляцію роботи візка під навантаженням умовним великоваговим та великогабаритним вантажем. Це дозволило отримати залежність деформації опорної поверхні такелажного візка від сили, що діє на неї. При цьому в дослідженні показано розподіл сил на опорну поверхню такелажного візка. Розраховані реакції, що виникають в опорних точках конструкції. Проведено розподіл реакцій на осі проєктованого такелажного візка при транспортуванні великогабаритного та великовагового вантажу. Це дало можливість визначити силу, яку необхідно прикласти до вантажу, щоб зрушити його з місця During reloading and unloading, large and heavy loads are sometimes difficult to handle, which sometimes endangers human health or even life. This paper considers the problem of using lifting and transport equipment under the condition of safe transportation of large and large loads in the conditions of a motor transport enterprise or cargo complex. Heavy and bulky loads or other structures are transported by means of rigging devices and specialized equipment, such as rigging carts, without which many different industries will have problems transporting the heavy loads required for proper performance. Based on previously conducted analytical research, the authors propose the design of a rigging trolley with four support rollers. The purpose of the research is to establish the distribution of reactions on the axis of the rigging trolley during transportation of heavy or bulky cargo and to conduct a detailed force calculation of the proposed design of the rigging trolley for strength from load of different sizes. With the help of the СAD / CAM system of Solidworks, the simulation of the trolley operation under the load of conditional heavy and oversized cargo was carried out. This allowed to obtain the dependence of the deformation of the bearing surface of the rigging trolley on the force acting on it. The research shows the distribution of forces on the supporting surface of the rigging truck. The reactions that occur at the reference points of the structure are calculated. The distribution of reactions on the axis of the designed rigging trolley during transportation of large and heavy cargo is carried out. This made it possible to determine the force that must be applied to the load to move it out of place. При проведении погрузочно-разгрузочных работ время от времени возникают сложные манипуляции с тяжелыми и объемными грузами, от чего иногда возникает угроза здоровью или даже жизни человека. В данной работе рассматривается проблема использования подъемно-транспортного оборудования при условии безопасной перевозки тяжеловесного и крупногабаритного груза в условиях автотранспортного предприятия или грузового комплекса. Транспортировка тяжеловесных и крупногабаритных грузов или других конструкций осуществляется при использовании такелажных приспособлений и специализированной техники, например - такелажных тележек, без которых много различных видов промышленности будут иметь проблемы с транспортировкой тяжелых грузов, необходимых для надлежащего выполнения работы. На основе ранее проведенных аналитических исследований авторами работы предлагается конструкция такелажной тележки с четырьмя опорными роликами. Целью проведенных исследований является установление распределения реакций на оси такелажной тележки при транспортировке тяжеловесного или крупногабаритного груза и проведения детального силового расчета предлагаемой конструкции такелажной тележки на предмет прочности от нагрузки весом различной величины. С помощью САD/CAM системы Solиdworks проведено симуляцию работы тележки под нагрузкой условным тяжеловесным и крупногабаритным грузом. Это позволило получить зависимость деформации опорной поверхности такелажной тележки от силы, действующей на нее. При этом в исследовании показано распределение сил на опорную поверхность такелажной тележки. Рассчитаны реакции, возникающие в опорных точках конструкции. Проведено распределение реакций на оси проектированной такелажной тележки при транспортировке крупногабаритного и тяжеловесного груза. Это дало возможность определить силу, которую необходимо приложить к грузу, чтобы сдвинуть его с места.

Цель данного исследования: установить зависимость силы трения скольжения от относительной скорости соприкасающихся тел.

The article presents a methodology for calculating the force effect on a fibrous suspension of working bodies in a centrifugal grinding apparatus. The aim of the research is to calculate the force per tooth of an inertial body at different speeds of rotation of the rotor, to determine the effect of the circumferential speed of movement of inertial bodies on the grinding process of fibrous semi-finished products. The article discusses the mechanism of grinding on a centrifugal knife grinding apparatus, determines the tangential shear forces at the contact of the grinding satellite knives with the grinding bowl knives, determines the effect on the fiber of rolling friction forces and sliding friction forces when the grinding satellite knives come into contact with the grinding bowl knives, as well as the effect of specific pressure at the point of contact of the satellite knives with the grinding bowl knives under the influence of inertial forces. Based on the research results, it is scientifically substantiated that the forces arising at the minimum of the considered values of the rotation speed of inertial bodies are sufficient to break the fiber when using this installation for grinding fibrous semi-finished products. An increase in the speed of rotation of the satellites causes a positive change in the physical and mechanical characteristics of the finished castings., В работе представлена методика расчета силового воздействия на волокнистую суспензию рабочих органов в центробежно-размалывающем аппарате. Целью исследований является расчет усилия, приходящегося на площадь одного зуба инерционного тела при различных скоростях вращения ротора, определение влияния окружной скорости движения инерционных тел на процесс размола волокнистых полуфабрикатов. В статье рассмотрен механизм размола на ножевом центробежно-размалывающем аппарате, определены касательные силы сдвига при контакте ножей размольного сателлита с ножами размольного стакана, определено воздействие на волокно сил трения качения и сил трения скольжения при контакте ножей размольного сателлита с ножами размольного стакана, а также воздействие удельного давления в месте контакта ножей сателлита с ножами размольного стакана при воздействии сил инерции. На основании результатов исследований научно обосновано, что усилия, возникающие при минимальной из рассмотренных нами значений скорости вращения инерционных тел, достаточном для разрушения волокна при использовании этой установки для размола волокнистых полуфабрикатов. Увеличение скорости вращения сателлитов вызывает положительное изменение физико-механических характеристик готовых отливок.

Friction stir welding (FSW) is one of the mechanical joint methods that need no filler metal. The heat is obtained from the friction force between the base metal and friction tool. The FSW is proposed by The Welding Institute – TWI in 1991 which is hoped to overcome problems to weld metals with low weldability. Parameters of FSW determine the quality of the joint and in this paper the normal force as an independent parameter varied at 13,000, 14,000 and 15,000 N. The rotation and feeding speeds are controlled at 1,092 RPM and 200 mm/min respectively. From the experimental results, it is found that 15,000 N provided the strongest joint (specimen 1). The highest heat input was claimed to cause a better joint. This high heat input provides enough weld nugget and time for the aluminum to grow its grains, which in turn increase the tensile strength of the FSW joint.However, from the average values and the trend line it cannot be assumed that the greater pressure force always produces higher tensile strength. The tensile strengths were almost at the same level (115.44±1.56 MPa) meanwhile the calculated heat input is linearly dependent on the pressure force: 73.59, 79.25 and 84.91 J/mm for pressure forces equal to 13,000, 14,000 and 15,000 respectively. The recorded temperature, which indicates heat input showed the same trend with tensile strength, it was on the same level, those are: 491.55±2.22 °C. There must be some aspects which were not taken into account in the heat input mathematical model. Or maybe, the assumption of higher heat input is not always accomplished by the higher pressure force. Based on the literature, it is found that the yield strength is mitigated at a higher temperature. This lower yield strength decreases the friction force for a constant normal force which in turn causes declining heat input which contradicts the previous assumption.Another literature that inspected the coefficient of friction as a function of temperature showed that the coefficient is altered due to temperature.And finally, the higher normal force does not mean a stronger joint can be produced by means of Friction Stir Welding, Сварка трением с перемешиванием (СТП) является одним из методов механического соединения, не требующего присадочного металла. Тепло получают от силы трения между основным металлом и инструментом трения. СТП предложена Институтом Сварки (ИС) в 1991 году, которая, как ожидается, позволит преодолеть сложности при сварке металлов с низкой свариваемостю. Параметры СТП определяют качество соединения, и в настоящей работе нормальная сила как независимый параметр варьировалась на уровне 13000, 14000 и 15000 Н. Скорость вращения и подачи регулируется на 1092 об/мин и 200 мм/мин соответственно. Из экспериментальных результатов установлено, что наиболее прочное соединение обеспечивается при 15000 Н (образец 1). Утверждалось, что лучшее качество соединения получается при наивысшей тепловой мощности. Высокая тепловая мощность обеспечивает достаточную сварную точку и время для роста зерен алюминия, что, в свою очередь, увеличивает предел прочности соединения, полученного СТП.Однако из средних значений и линии тренда нельзя предположить, что большая сила давления всегда приводит к более высокому пределу прочности. Пределы прочности были почти на одном уровне (115,44±1,56 МПа), в то время как расчетная тепловая мощность линейно зависима от силы давления: 73,59, 79,25 и 84,91 Дж/мм для сил давления, равных 13000, 14000 и 15000 соответственно. Зафиксированная температура, указывающая на тепловаую мощность, показала ту же тенденцию с пределом прочности, она находилась на том же уровне: 491,55±2,22 °C. Должно быть некоторые аспекты не были учтены в математической модели тепловой мощности. Или, возможно, предположение о более высокой тепловой мощности не всегда достигается при более высокой силе давления. На основании литературных данных установлено, что предел текучести снижается при более высокой температуре. Более низкий предел текучести уменьшает силу трения при постоянной нормальной силе, что, в свою очередь, приводит к снижению тепловой мощности, противоречащему предыдущему предположению.Другая литература, рассматривающая коэффициент трения как функцию температуры, показала, что коэффициент изменяется из-за температуры.И, наконец, более высокая нормальная сила не означает, что более прочное соединение может быть получено посредством сварки трением с перемешиванием, Зварювання тертям з перемішуванням (ЗТП) є одним з методів механічного з'єднання, що не потребує присадочного металу. Тепло отримують від сили тертя між основним металом і інструментом тертя. ЗТП запропоноване Інститутом Зварювання (ІС) в 1991 році, яке, як очікується, дозволить подолати складності при зварюванні металів з низькою зварюваністю. Параметри ЗТП визначають якість з'єднання, і в данiй роботі нормальна сила як незалежний параметр варіювалася на рівні 13000, 14000 і 15000 Н. Швидкість обертання і подачі регулюється на 1092 об/хв і 200 мм/хв відповідно. З експериментальних результатів встановлено, що найбільш міцне з'єднання забезпечується при 15000 Н (зразок 1). Стверджувалося, що краща якість з'єднання виходить за найвищої теплової потужності. Висока теплова потужність забезпечує достатню зварну точку і час для росту зерен алюмінію, що, в свою чергу, збільшує межу міцності з'єднання, отриманого ЗТП.Однак з середніх значень і лінії тренду можна припустити, що велика сила тиску завжди призводить до більш високої межі міцності. Межі міцності були майже на одному рівні (115,44±1,56 МПа), в той час як розрахункова теплова потужність лінійно залежна від сили тиску: 73,59, 79,25 і 84,91 Дж/мм для сил тиску, рівних 13000, 14000 і 15000 відповідно. Зафіксована температура, яка вказує на тепловаую потужність, показала ту ж тенденцію з межею міцності, вона перебувала на тому ж рівні: 491,55±2,22 °C. Напевно деякі аспекти не були враховані в математичній моделі теплової потужності. Або, можливо, припущення про більш високу теплову потужність не завжди досягається за більш високої сили тиску. На підставі літературних даних встановлено, що межа плинності знижується при більш високій температурі. Більш низька межа плинності зменшує силу тертя при постійній нормальній силі, що, в свою чергу, призводить до зниження теплової потужності, що суперечить попередньому припущенню.Інша література, яка розглядає коефіцієнт тертя як функцію температури, показала, що коефіцієнт змінюється через температуру.І, нарешті, більш висока нормальна сила не означає, що міцнiше з'єднання може бути отримане за допомогою зварювання тертям з перемішуванням

The technology of trenchless reconstruction of pipeline communications has been developed by pulling a new polyethylene pipeline into a worn-out steel traction by the pig. The pig moves under the pressure of air supplied into the trans-pig space by the compressor.Mathematical and CFD modeling of the process of pulling the pipeline by a pig is performed. Formulas for calculating the resistance forces acting on the moving system, the pressure at the compressor outlet, at which the pig will extend a new polyethylene pipeline with the entire length of the reconstructed worn steel pipeline, are derived. The resistance forces acting on the moving system on horizontal sections of the route are: the force of mechanical friction of the pig cuffs against the walls of the steel pipeline; friction force of polyethylene pipe to steel; friction force of the polyethylene pipe in the ring cuffs of the sealing system.The results of CFD simulations are visualized in the postprocessor of the Ansys Fluent software package by drawing flow lines, speed vectors, pressure fields on the contours and in the longitudinal section of the annular and rotary space. The exact values of speed, pressure at various points of the annular and rotary space are determined. The structure of the air flow in the trans-pig and annular space is investigated. Places slowing down and accelerating the flow of air, falling and rising pressure are identified. The pressure losses in the annular space are determined.After performing experimental tests, it is found that the developed «Pulling pigP» technology can be used for the reconstruction of pipeline communications. According to the results of experimental measurements, graphs of changes in air pressure at the beginning of the pipeline in time are constructed when the pulling a polyethylene pipe into worn-out steel by the pig. The pressure at the beginning of the pipeline before the start of pulling increases, due to the force of static friction. After the start of pulling, the pressure decreases by a small amount, and during pulling, its slight increase occurs. The graphs of dependence of the pulling speed on the air volume flow and on the length of the pulled section of the polyethylene pipe are constructed. At the initial stage, the pulling speed increases dramatically and after such growth stabilizes, Розроблено технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій протягуванням поршнем нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий – “Тяговий поршень$”. Поршень рухається під тиском повітря, яке подається в запоршневий простір компресором.Виконано математичне та CFD моделювання процесу протягування трубопроводу поршнем. Виведено формули для розрахунку сил опору, які діють на рухому систему, та тиску на виході компресора, при якому поршень протягне новий поліетиленовий трубопровід усією довжиною реконструйованого зношеного сталевого трубопроводу. Силами опору, які діють на рухому систему на горизонтальних ділянках траси, є: сила механічного тертя манжет поршня до стінок сталевого трубопроводу; сила тертя поліетиленової труби до сталевої; сила тертя поліетиленової труби в кільцевих манжетах ущільнювальної системи. Результати CFD моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу Ansys Fluent побудовою ліній течії, векторів швидкості, полів тиску на контурах і в повздовжньому перерізі міжтрубного та запоршневого простору. Визначались точні значення швидкості, тиску в різних точках міжтрубного та запоршневого простору. Досліджено структуру потоку повітря у запоршневому та міжтрубному просторі. Виявлено місця сповільнення та пришвидшення потоку повітря, падіння та зростання тиску. Визначено втрати тиску в міжтрубному просторі.Виконавши експериментальні випробування, встановлено, що розроблена технологія “Тяговий поршень” може застосовуватись для реконструкції трубопровідних комунікацій. За результатами експериментальних вимірювань побудовано графіки зміни тиску повітря на початку трубопроводу в часі під час протягування поршнем поліетиленової труби зношеною сталевою. Тиск на початку трубопроводу до початку протягування збільшується, що обумовлено силою тертя спокою. Після початку протягування тиск зменшується на незначну величину, а під час протягування відбувається незначне його збільшення. Побудовано графіки залежності швидкості протягування від об’ємної витрати повітря та від довжини протягнутої ділянки поліетиленової труби. На початковому етапі швидкість протягування різко зростає і після такого зростання стабілізується, Разработана технология бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций протягиванием поршнем нового полиэтиленового трубопровода в изношенный стальной – “Тяговый поршень$”. Поршень движется под давлением воздуха, подаваемого в запоршневое пространство компрессором.Выполнено математическое и CFD моделирования процесса протягивания трубопровода поршнем. Выведены формулы для расчета сил сопротивления, действующих на подвижную систему, давления на выходе компрессора, при котором поршень протянет новый полиэтиленовый трубопровод всей длиной реконструированного изношенного стального трубопровода. Силами сопротивления, действующими на подвижную систему на горизонтальных участках трассы, являются: сила механического трения манжет поршня к стенкам стального трубопровода; сила трения полиэтиленовой трубы к стальной; сила трения полиэтиленовой трубы в кольцевых манжетах уплотнительной системы.Результаты CFD моделирования были визуализированы в постпроцессоре программного комплекса Ansys Fluent построением линий течения, векторов скорости, полей давления на контурах и в продольном сечении межтрубного и запоршневого пространства. Определялись точные значения скорости, давления в различных точках межтрубного и запоршневого пространства. Исследована структура потока воздуха в запоршневому и межтрубном пространстве. Выявлено места замедление и ускорение потока воздуха, падения и роста давления. Определены потери давления в межтрубном пространстве.Выполнив экспериментальные испытания, установлено, что разработанная технология “Тяговый поршень$” может применяться для реконструкции трубопроводных коммуникаций. По результатам экспериментальных измерений построены графики изменения давления воздуха в начале трубопровода во времени при протягивании поршнем полиэтиленовой трубы изношенной стальной. Давление в начале трубопровода до начала протягивания увеличивается, что обусловлено силой трения покоя. После начала протягивания давление уменьшается на незначительную величину, а во время протягивания происходит незначительное его увеличение. Построено гафики зависимости скорости протягивания от объемного расхода воздуха и от длины протянутого участка полиэтиленовой трубы. На начальном этапе скорость протягивания резко возрастает и после такого роста стабилизируется

Одним із важливих елементів як технологічного процесу приготування кормів, так і функціонування машин, є механічний обробіток кормів. Тому формалізація процесів механічного обробітку сільськогосподарських матеріалів є важливим фактором як при експлуатації існуючих машин, так і при проектуванні нових Мета: важливим елементом технологічного процесу підготовки кормів та функціонування машин є механічний обробіток кормів. Пояснення процесів механічного обробітку сільськогосподарських матеріалів є важливим чинником роботи існуючих машин та передумовою для розробки нових. Методи: для дослідницьких цілей використані методи енергетичного аналізу взаємодії робочих органів із рослинним матеріалом. Обговорення: розглянуто, проаналізовано та обґрунтовано фізичну модель процесу затягування рослинних матеріалів. Встановлено, що матеріал у міжвальцевий простір затягується за рахунок сили, що виникає від дії крутного моменту на вальцях, який передається від приводу вальців. Наведено методику встановлення кута затискання при різанні матеріалів сільськогосподарського походження та кута затягування в міжвалковий простір валкового живильника. Цікавим буде використання ножа та протирізальної пластини, виконаних у формі евольвенти. Так як евольвента є такою кривою для форми ножа та протирізальної пластини, коли сума сил тиску ножа та протирізальної пластини не створює відштовхувальної сили. Ножі такої форми реалізовані фірмою Krone, що виготовляє прес-підбирачі великогабаритних тюків Big Pack. Уточнена фізична модель процесу затягування рослинних матеріалів у міжвальцевий простір має виняткове значення для підвищення рівня універсальності і дозволяє формувати усвідомлення єдності природних явищ при розрахунку і проектуванні робочих органів машин і обладнання в агроінженерному середовищі., The mechanical action of feed is an important part of the process feeding. Justification action processes of agricultural materials is an important factor to the operation of the existing machines and designing new ones. Purpose: An important element of the technological process of feed preparation and the functioning of machines is the mechanical feeding of feed. Clarification of the processes of mechanical cultivation of agricultural materials is an important factor in the operation of existing machines and in the design of new ones. Methods: For research purposes, methods of power analysis of the interaction of working organs with plant material have been used. Discussion: The physical model of the process of tightening of plant materials is considered, analyzed and refined. It is established that the material is tightened due to the force arising from the action of torque on the rollers, which is transmitted from the drive rollers. The method of determining the angle clamping at cutting agricultural materials and angle tightening in the workspace roll feeder. It will be interesting to use a knife and a cutting blade made in the form of an involute. So, as the involute for the shape of the knife and the cutting insert allows to achieve the effect when the sum of the pressure forces of the knife and the opposing plate does not create a repulsive force. The knives of this form are sold by Krone, a large packer of Big Pack bale presses. The refined physical model of the process of delaying plant materials allows to form awareness of the unity of natural phenomena when calculating and designing working bodies of machines and equipment in the engineering environment., Одним из важных элементов как технологического процесса приготовления кормов, так и функционирования машин является механическая обработка кормов. Поэтому, формализация процессов механической обработки сельскохозяйственных материалов является важным фактором как при эксплуатации существующих машин, так и при проектировании новых. Цель: важным элементом технологического процесса подготовки кормов и функционирования машин является механическая обработка кормов. Объяснения процессов механической обработки сельскохозяйственных материалов является важным фактором работы существующих машин и предпосылкой для разработки новых. Методы: для исследовательских целей использованы методы энергетического анализа взаимодействия рабочих органов с растительным материалом. Обсуждение: рассмотрена, проанализирована и обоснована физическя модель процесса затягивания растительных материалов. Установлено, что материал в межвальцевое пространство затягивается за счет силы, возникающей от действия крутящего момента на вальцах, который передается от привода вальцов. . Приведена методика установления угла защемления при резке материалов сельскохозяйственного происхождения и угла затягивания в рабочее пространство валкового питателя. Интересным будет использование ножа и противорежущей пластины выполненных в форме эвольвенты. Так как эвольвента для формы ножа и противорежущей пластины позволяет достичь эффекта, когда сумма сил давления ножа и противорежущей пластины не создает отталкивающей силы. Ножи такой формы реализованы фирмой Krone, что производит пресс-подборщики крупногабаритных тюков Big Pack. Уточненная физическая модель процесса затягивания растительных материалов в межвальцевое пространство имеет исключительное значение для повышения уровня универсальности и позволяет формировать осознание единства природных явлений при расчете и проектировании рабочих органов машин и оборудования в агроинженерной среде.

Рассматриваются вопросы, связанные с определением осевого контактного усилия для устойчивой работы элементов фрикционной передачи планетарной мельницы без проскальзывания. Выполнен анализ влияния конструктивных и технологических параметров на его величину. Для проведения исследования выбрана горизонтальная планетарная мельница с внешней обкаткой помольных барабанов. На характер движения загрузки в помольных барабанах планетарной мельницы существенное влияние оказывают геометрические параметры отдельных узлов агрегата, поэтому введены геометрические критерии, отражающие соотношение между этими параметрами и получены зависимости изменения осевого усилия от их значений.

Обґрунтовано доцільність реконструкції трубопровідних комунікацій українських міст безтраншейними технологіями. Описано технологію безтраншейної реконструкції протягуванням поліетиленової труби меншого діаметра у зношений сталевий трубопровід – метод “труба в трубі”. Наведено переваги цього методу. Здійснено аналіз можливостей існуючих тягових засобів для виконання таких робіт. Розроблено технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій протягуванням нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий очисним поршнем. До очисного поршня штангою кріпиться ділянка нового поліетиленового трубопроводу. Поршень рухається під тиском повітря, яке подається в запоршневий простір компресором. Міжтрубний простір в робочому котловані герметизується ущільнювальною системою, яка хомутом або фланцем кріпиться до зношеного сталевого трубопроводу. Виконано математичне моделювання процесу протягуванням трубопроводу очисним поршнем. Отримано залежності для розрахунку сил опору, які діють на рухому систему, а саме, сили механічного тертя манжет поршня до стінок сталевого трубопроводу, сили тертя поліетиленової труби до сталевої, сили тертя поліетиленової труби в манжетах ущільнювальної системи. Отримано залежності, які дають змогу розрахувати необхідний тиску в запоршневому просторі, щоб поршень протягнув новий поліетиленовий трубопровід усією довжиною реконструйованого горизонтального чи похилого зношеного сталевого трубопроводу. За розрахунковим тиском в запоршневому просторі підбирають обладнання для виконання робіт., Обоснована целесообразность реконструкции трубопроводных коммуникаций украинских городов по бестраншейным технологиям. Описана технология бестраншейной реконструкции путем протягивания полиэтиленовой трубы меньшего диаметра сквозь трубу изношенного стального трубопровода – метод "труба в трубе". Приведены преимущества этого метода. Проанализированы возможности существующих тяговых средств при выполнении таких работ. Разработана технология бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций протягиванием нового полиэтиленового трубопровода в изношенный стальной при помощи очистительного поршня. К очистительному поршню при помощи штанги крепится участок нового полиэтиленового трубопровода. Поршень движется под давлением воздуха, подаваемого в запоршневое пространство компрессором. Межтрубное пространство в рабочем котловане герметизируется уплотнительной системой, которая при помощи хомути или фланца крепится к изношенному стальному трубопроводу. Выполнено математическое моделирование процесса протягивания трубопровода при помощи очистительного поршня. Получены зависимости для расчета сил сопротивления, действующих на подвижную систему, а именно силы механического трения манжет поршня о стенки стального трубопровода, силы трения полиэтиленовой трубы о стальную, силы трения полиэтиленовой трубы в манжетах уплотнительной системы. Получены зависимости, позволяющие рассчитать необходимое давление в запоршневом пространстве, при котором поршень может протянуть новый полиэтиленовый трубопровод по всей длине реконструированного горизонтального или наклонного изношенного стального трубопровода. По расчетному давлению в запоршневом пространстве подбирают оборудование для выполнения соответствующих работ., The expediency of reconstruction of pipelines of Ukrainian cities with trenchless technologies is substantiated. The technology of trenchless reconstruction by extending a smaller diameter polyethylene pipe into a worn steel pipe is described – the method of "pipe in a pipe". The advantages of this method are presented. The analysis of possibilities of existing traction means for carrying out of such works is carried out. The technology of trenchless reconstruction of pipeline communications by developing a new polyethylene pipeline into a worn steel cleaning pig has been developed. A section of a new polyethylene pipeline is attached to the cleaning pig by a barbell. The pig moves under the pressure of air, which is fed into the cavity space by the compressor. The inter-tubular space in the working trench is sealed with a sealing system, which is clamped by a clamp or flange to a worn steel pipeline. The mathematical modeling of the process by pipeline drainage with a cleaning pig is executed. Dependences were obtained for the calculation of the resistance forces acting on the moving system, namely, the mechanical friction forces of the pig cuff to the walls of the steel pipe, the friction forces of the polyethylene pipe to the steel, the friction force of the polyethylene pipe in the cuffs of the sealing system. Dependences are obtained which allow us to calculate the required pressure in the cavity space so that the pig has dragged a new polyethylene pipeline all along the length of the reconstructed horizontal or sloping worn steel pipeline. Under the design pressure in the cavernous space, equipment is selected to perform work.

The authors draw attention to possible problems in the process of construction and operation of monolithic frame buildings, construction of which is now widespread. It is known that cracks can often appear in the facade and side walls. The size of the cracks can exceed the allowable limits and repair does not lead to their complete elimination. Also cracks significantly mar the appearance of a building. Thus, the relevance of this study lies not only in fuller understanding of the operation of walls, but also in the ability to prevent undesirable effects.The authors calculated temperature effects for boundary walls of the building blocks made of heavy concrete. The original dimensions of the walls conformed to a grid of columns for the majority of residential and public buildings.The stress-and-strain state of the walls in case of temperature changes is observed in detail, including the transition from sub-zero to above-zero temperatures within the same section (wall). It was revealed that the temperature variations within the established limits may cause stress-and-strain state in the walls, in which the temperature tensile stresses can exceed the tensile strength of materials. The article contains effective means of reducing thermal strains, which can prevent temperature and shrinkage cracking.Продемонстрированы последствия температурных воздействий, которым подвергаются наружные стены монолитных каркасных зданий. Подробно рассмотрено напряженное состояние стен при различных перепадах температур, в т.ч. при переходе от отрицательных к положительным температурам в пределах одной секции (стены).

Під час аналітичного розв’язання задачі про рух матеріальних об’єктів на криволінійних ділянках, як правило, необґрунтовано нехтують силами тертя з огляду на складність інтегрування основного рівняння динаміки. Це призводить до суттєвого завищення швидкості v.

Для описания размягчения поверхности льда при трении разработана модель вязкоупругой среды, обладающей теплопроводностью [1]. Исследовано влияние аддитивных некоррелированных шумов теплового и деформационного полей на размягчение. Выведено уравнение Ланжевена и соответствующее уравнение Фоккера-Планка.

Проаналізована математична модель прогнозування довговічності робочих органів ґрунтообробних машин з метою вибору ефективного методу їх відновлення. Проанализирована математическая модель прогнозирования долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин с целью выбора эффективного метода их восстановления. The mathematical model of prediction of durability of working bodies of soil-working machines with the purpose of choosing the method of their restoration is analyzed. The process of formation of the geometry of the working surface during its restoration by reinforcing surfacing has been researched and its influence on the increase of durability of the cutting element of the stiffened cultivar leg is estimated. As a result of the conducted research the power characteristic, taking into account the frictional forces acting in the process of working on the arrowhead cultivar paw, is calculated, the density of the distribution of the size of the wear element of the cutting element is calculated.

Ильичев Владимир Гаврилович, канд. техн. наук, доцент кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; заведующий лабораторией труб большого диаметра, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; ilichevvg@susu.ru. Залавин Яков Евгеньевич, младший научный сотрудник лаборатории труб большого диаметра, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск; zalavin@rosniti.ru. V.G. Il'ichev1, 2, ilichevvg@susu.ru, Ya.E. Zalavin2, zalavin@rosniti.ru 1 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, 2 Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation Наиболее жестко геометрические характеристики поперечного сечения регламентируются для труб, предназначенных для подводных участков, где допустимое отклонение от теоретической окружности составляет по телу трубы 1…1,5 % от диаметра и 0,75…1 % от диаметра по торцам. Форма поперечного сечения труб большого диаметра образуется в процессе комплекса деформационных операций по формированию из штрипса трубной заготовки, корректировки этой геометрии под действием сварочных напряжений и калибровки в процессе финишной операции экспандирования. Результаты операции экспандирования во многом зависят от геометрических характеристик заготовки перед этой операцией и от кинематики контактного взаимодействия инструмента и заготовки непосредственно при экспандировании. Важную роль при этом играют силы трения между контактирующими поверхностями экспандерной головки и трубы, поскольку под влиянием этих сил может происходить перераспределение тангенциальных деформаций и, соответственно, искажение геометрии. В статье представлены экспериментальные материалы по определению коэффициента трения, полученные в условиях, максимально приближенных к условиям экспандирования труб большого диаметра. Приведены методика проведения эксперимента, описание лабораторной установки с необходимыми средствами измерения. Выполнена оценка влияния основных технологических факторов на величину коэффициента трения. Most rigidly geometric characteristics of the cross section is regulated to pipes intended for offshore sites where permissible deviation from the theoretical circumference of pipe body 1…1.5 % of the diameter and 0.75…1 % of the diameter at the ends. The sectional shape of large diameter pipes formed during the complex forming operations deformation of billets strip adjusting this geometry under the influence of welding stresses and calibration in the process of finishing operations of expansion. The results of operations of expansion depends on the geometry of the workpiece in front of the operation and to the dynamics of contact interaction between tool and workpiece directly at of expansion. An important role is played by the frictional force between the contacting surfaces of the pipe expander head and because under the influence of these forces redistribution tangential deformation can occur and, consequently, the distortion geometry. The paper presents experimental data to determine the coefficient of friction, resulting in conditions as close as possible to the conditions of expansion of large diameter pipes. The technique of the experiment, a description of the laboratory setup with the necessary measurement tools. The estimation of influence of the main technological factors on the value of the coefficient of friction.

The algorithm of calculation of stressed-and-strained state for determination of the optimum friction forces and the diameter of round sheet blank is developed. The theoretical results are compared with the experimental research data. The optimum values of quantity of layers and length of elementary segments, into which accordingly thickness and radius of blank are divided, are determined. The equation for determination of friction force, in addition taking into account the viscosity of lubricant and thickening the flange, is offered., Построен алгоритм расчета напряжено-деформированного состояния для определения оптимальных сил трения и диаметра круглой листовой заготовки. Проведено сравнение результатов теоретических расчетов с результатами экспериментальных исследований. Определены оптимальные величины количества слоев и длины элементарных участков, на которые делятся соответственно толщина и радиус заготовки. Предложено уравнение для определения силы трения, дополнительно учитывающее вязкость смазки и утолщение фланца., Побудовано алгоритм розрахунку напружено-деформованого стану для визначення оптимальної сили тертя та діаметра круглої листової заготовки. Проведено порівняння результатів теоретичних розрахунків із результатами експериментальних досліджень. Визначено оптимальні величини кількості шарів та довжини елементарних сегментів, на які діляться відповідно товщина та радіус заготовки. Запропоновано рівняння для визначення сили тертя, яке додатково враховує в’язкість мастила і потовщення фланця.

У дисертацiї побудовано теорiю тертя атомарно-гладких твердих поверхонь, роздiлених межовим мастилом, плавлення i тверднення якого подано як фазовi переходи першого або другого роду. Описано переривчастий режим руху та ефекти пам’ятi, пов’язанi з релаксацiйними процесами. При врахуваннi залежностi ефективної в’язкостi вiд температури i градiєнта швидкостi описано статичну силу тертя. Можливий випадок, коли по площi контакту iснує доменна структура з рiдиноподiбними i твердоподiбними дiлянками. При просторово неоднорiдному розподiлi параметра порядку мастило швидко набуває однорiдного стану. При врахуваннi пружностi контактуючих поверхонь фронт плавлення поширюється вiд межi контакту до центра системи. Побудовано модель наноструктуруючого вигладжування, описано автоколивальний режим, що має мiсце в експериментах. При пiдвищеннi зовнiшнього навантаження фазовий перехiд першого роду стає неперервним фазовим переходом другого роду. Побудовано нерiвноважну термодинамiчну модель, що враховує передавання енергiї вiд мастила, яке розiгрiвається за рахунок виконання роботи, до поверхонь тертя. Описано тертя мiж зернами у фрагментованому металi у надпластичному станi. В диссертации разработана теория граничного трения между атомарногладкими твердыми поверхностями, разделенными ультратонким слоем смазки. Плавление и затвердевание смазки представлены как фазовые переходы первого либо второго рода. Найдены аналитические выражения критических температур и скоростей, при которых происходят плавление и затвердевание. На примере простого механического аналога трибологической системы показано, что смазка в процессе трения либо всегда твердоподобна, либо находится в жидкоподобном состоянии, либо реализуются периодические переходы плавление/затвердевание. Рассмотрена трибологическая система, состоящая из контактирующих блоков, один из которых закреплен между двумя пружинами, а другой приводится в непрерывное периодическое движение. Установлено, что для псевдопластических жидкостей с ростом температуры упругие напряжения и сила трения уменьшаются. Проведен учет универсальной зависимости вязкости высокомолекулярных алканов (смазок) от температуры и градиента скорости. Описаны особенности ”стоп-старт“- экспериментов, когда система останавливается на определенное время, а затем продолжает движение. При низких температурах реализуется квазистатическая сила трения, что позволяет объяснить экспериментально наблюдаемые ”эффекты памяти“. Учет линейного слагаемого в разложении свободной энергии, возникающего за счет наличия электрического поля в случае дипольных смазочных молекул при их упорядочении в процессе трения, также позволяет описать статическую силу трения. Рассмотрено поведение смазки, зажатой между шероховатыми поверхностями. При этом по площади контакта присутствуют жидкоподобные и твердоподобные области. В пространственно неоднородном случае, для описания которого проведен учет градиентного слагаемого в разложении свободной энергии, смазка быстро релаксирует к однородному состоянию. Проведено моделирование с учетом упругих свойств контактирующих тел и показано, что плавление начинается на внешней границе контакта и распространяется внутрь к центру системы. Волна плавления сопровождается волной затвердевания. Проведено моделирование процесса наноструктурирующего выглаживания на основе динамической модели, описывающей движение индентора и учитывающей упругое и пластическое деформирование поверхностного слоя под действием внешней силы. В широком диапазоне параметров реализуется автоколебательный режим, наблюдаемый в экспериментах по выглаживанию цилиндра с просверленным углублением. Построена термодинамическая модель, явным образом учитывающая влияние внешней нагрузки. Показано, что увеличение давления приводит к вынужденному упорядочению и затвердеванию смазки. Рассмотрены симметричное и несимметричное разложения свободной энергии по степеням параметра порядка. В случае симметричного разложения упорядоченное состояние смазки отвечают нулевому значению избыточного объема, что соответствует кристаллическому состоянию при отсутствии структурных дефектов. Такая ситуация реализуется для систем, в которых смазочный слой состоит из квазисферических молекул, способных образовывать упорядоченные структуры. В случае несимметричного потенциала ненулевое значение параметра избыточного объема отвечает как жидкоподобной, так и твердоподобной смазке. Такое описание справедливо для смазочных материалов, выполненных на основе полимерных цепных молекул, которые неспособны полностью упорядочиваться при низких температурах либо больших нагрузках на поверхности трения. Модель показывает появление длинных кинетических участков на зависимости силы трения от времени с увеличением скорости сдвига, что наблюдается во многих экспериментах. Предложена неравновесная термодинамическая модель, учитывающая процессы теплопроводности, что позволяет представить затвердевание смазки за счет отдачи тепла поверхностям трения. Выделено две подсистемы: неравновесную, получающую теплоту при совершении над системой работы, и равновесную, в которую переходит эта теплота в результате внутренних процессов. Разработанная теория граничного трения применена к описанию процессов, происходящих в твердом теле при его интенсивном нагружении в режиме сверхпластичности. При этом рассматривается известная модель скольжения по границам зерен, где граница зерна представляет ультратонкую смазку, разделяющую соседние зерна. Рассмотрена кинетика процесса на основе системы, состоящей из двух трущихся кристаллических тел. Полученные в диссертации результаты качественно совпадают с экспериментальными данными других авторов. In thesis a theory of friction of atomically smooth solid surfaces separated by boundary lubricant is constructed, whose melting and solidification are presented as the first- or second-order phase transitions. Stick-slip motion mode and memory effects associated with relaxation processes are described. Taking into account the effective viscosity dependence on the temperature and velocity gradient the static friction force is construed. The case when the contact area has domain structure with liquid- and solid-like sections is possible. At spatially inhomogeneous distribution of the order parameter lubricant quickly becomes homogeneous. When considering the elasticity of contact surfaces the front of melting extends from the boundary of the contact to the center of system. Nanostructuring burnishing model is proposed and auto-oscillatory mode is revealed which takes place in experiments. With external load increasing the firstorder phase transition transforms into continuous second-order phase transition. Nonequilibrium thermodynamic model is built that takes into account the transfer of energy from lubricant, that is heated due to the work execution, to the friction surfaces. Friction between the grains in fragmented superplastic metal is described

Деформирование трубчатой заготовки инструментом трения – процесс, для которого характерна локализация пластической деформации, величина зоны влияния которой значительно меньше величины деформируемой части заготовки. При таком процессе зона деформации постоянно перемещается вдоль поверхности трубы, симметричная форма поперечного сечения которой в процессе деформирования не сохраняется. Приведен анализ площади контакта инструмента с заготовкой, приведены факторы, влияющие на усилие обкатки, а также определены основные составляющие усилия обкатки. Проведен математический расчет основных составляющих усилия обкатки и определен характер распределения усилия обкатки по времени. Представлены графические зависимости усилия обкатки от времени при различных комбинациях факторов, влияющих на обкатку. Проведен анализ микроструктуры заготовок при фрикционном нагреве и сравнение полученных данных с результатом микроанализа заготовки, нагреваемой при помощи индукционного нагрева. The deformation of the tubular blank friction tool – a process which is characterized by localization of the plastic deformation, the value of the zone of influence which is significantly less than the deformable portion of the preform. In this process, deformation zone moves continuously along the pipe surface, symmetrical cross-sectional shape of which in the deformation process is not saved. The analysis of the contact area of the tool to the workpiece, given the factors affecting the running effort, and the basic components of effort running. The mathematical calculation of the main components of the effort and determined the nature of the break-force distribution running on time. A graphical representation of the efforts of the running of time for different combinations of factors affecting the run-in.The analysis of the microstructure of billets at frictional heating and comparing the data with the results of microanalysis preform is heated by induction heating.

The paper is devoted to an experimental and theoretical investigation of the static friction force between a rapidly oscillating sample and a steel plate. The static frictional force is studied experimentally as function of the oscillating amplitude, the normal force and the contact geometry. A simplest model of tangent contact with a constant friction coefficient is proposed and shows a good agreement with experiment. The static friction force is proved to be a universal function of the ratio of the oscillation amplitude, the indentation depth and to the friction coefficient.

В торцовом зазоре гидростатического уплотнения силы трения жидкости о поверхность кольца приводятся к паре сил с моментом M .

Модернизированным методом энергетического баланса выведены приближенные формулы для расчета амплитуд малых затухающих колебаний осциллятора переменной массы при действии силы сухого трения. Рассмотрены варианты колебаний при постоянном значении силы трения и переменном, когда сила трения пропорционально массе осциллятора. Проведено сравнение численных результатов, к которым приводят полученные формулы и известные более точные решения. Показано, что выведенные компактные приближенные формулы имеют хорошую точность и удобны для инженерных расчетов. In this paper was carried out a brief overview of the current state of the problem and analysis of publications on it. The aim of this article is to adapt the method to calculate the energy balance oscillators with variable mass under the action of dry friction force. First we considered the problem of the oscillator at a constant value of dry friction force. The problem is reduced to the integration of non-linear differential equations with variable coefficients. With the modified method of energy balance were obtained approximate formulas for the calculation of the amplitude and the mass of the oscillator at the end of the k-th magnitude. We also obtain estimates for the limited number of ranges oscillator with variable mass. Exact, but one-sided estimates of scale were constructed by comparing oscillator variable and constant mass. The second was considered problem of the oscillator with a variable frictional force. Here, based on the energy balance method, formulas for calculating the amplitude of the oscillations at the end of the k-th magnitude were obtained. The conditions are investigated under which the process of the oscillator are complete. The work carried out numerical calculations in which a comparison of oscillation amplitudes obtained by the method of energy balance and the WBK method. A good agreement between the values in the amplitude calculated in different ways. Review the adequacy of two-sided estimates for the number of oscillation amplitudes. Also was compared the values of the amplitudes obtained by approximate formulas with the results of numerical integration of initial differential equations. Calculations were confirmed that received an upgraded energy method are quite suitable formula for calculating the amplitude damped oscillator linearly variable mass under the action of dry friction force.

Рассмотрены особенности динамики электропривода с упругими звеньями в режиме низких скоростей. Показано, что в режимах низких скоростей необходимо учитывать влияние переменных сил трения на демпфирующую способность электропривода. Получены соотношения для определения коэффициентов электромеханического демпфирования с учетом изменения знака трения. The features of the dynamics of the electric drive with elastic links in low-speed mode. It is shown that in the low speed mode is necessary to consider the impact of variable forces of friction on the damping capacity of the drive. The relations for determining the coefficients of the electromechanical damping for the changes in the sign of friction.

У роботі проводиться подальший розвиток синергетичної моделі, яка описує стан ультратонкого шару мастильного матеріалу, затиснутого між двома атомарно-гладкими твердими поверхнями, що працюють в режимі межового тертя. При реалізації чисельної процедури розв’язку одновимірного диференціального рівняння в часткових похідних, що дозволяє простежити еволюцію трибологічної системи, отримано та описано розподіл напружень по товщині мастила. Побудовано профілі напружень при різних значеннях часу і показана еволюція системи до стаціонарного стану. Простежено залежність цього стану від температури і показано, що з ростом температури збільшується відносна швидкість зсуву поверхонь тертя. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/35623 The work presents the further development of the synergetic model describing the state of the ultrathin lubricant film clamped between two atomically smooth solid surfaces operating in the boundary friction mode. The stress distribution over the thickness of lubricant has been obtained and described during the implementation of the numerical procedure for solution of one-dimensional partial differential equation, which will trace the evolution of the tribological system. The stress profiles have been built at the different time moments and the system evolution to the steady state has been shown. The dependence of this state on the temperature has been observed, and it has been shown that the temperature growth causes the increase of the relative shear velocity of the friction surfaces. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/35623 В работе проводится дальнейшее развитие синергетической модели, описывающей состояние уль- тратонкого слоя смазочного материала, зажатого между двумя атомарно-гладкими твердыми поверх- ностями, работающими в режиме граничного трения. При реализации численной процедуры решения одномерного дифференциального уравнения в частных производных, которая позволяет проследить эволюцию трибологической системы, получено и описано распределение напряжений по толщине смазки. Простроены профили напряжений на разных временах и показана эволюция системы к ста- ционарному состоянию. Прослежена зависимость этого состояния от температуры и показано, что с ро- стом температуры увеличивается относительная скорость сдвига трущихся поверхностей. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/35623

В работе исследуется влияние конструктивных элементов, возбуждающих сил, сил трения, механической характеристики двигателя на динамику разгона электропривода стола технологических машин. In this work analyzed influences of construction elements and anxious forces to dynamic technologic machine.

В работе обоснованы критерии для моделирования потерь на трение на переходных режимах в трибосистемах. Критерии получены в виде коэффициентов, входящих в дифференциальные уравнения, описывающих переходной процесс. Показано, что основу таких критериев составляют постоянные времени и коэффициенты усиления, которые имеют определенный физический смысл и характеризуют реакцию трибосистемы на различные возмущения. В роботі обґрунтовані критерії для моделювання втрат на тертя на перехідних режимах в трібосистемах. Критерії отримані у вигляді коефіцієнтів, що входять в диференційні рівняння, що описують перехідний процес. Показано, що основу таких критеріїв складають постійні часу і коефіцієнти підсилення, які мають певний фізичний зміст і характеризують реакцію трібосистеми на різні збурювання. The aim of this study was to substantiate the criteria modeling friction loss in tribosystem and explain their physical meaning. The criteria for modeling friction losses in the transient regimes in tribosystem were substantiated in the work. Criteria are obtained in the form of the coefficients in the differential equations that describe the transition process. The basis of such criteria is time constants and amplification factors that have some physical meaning and the response of tribosystem to various disturbances was shown. Optimal range of operation will tribosystems ranges with small K1F. Increase К3F reduces Т2F and characterizes the mechanical losses in tribosystem during running.

На основі методу класичної молекулярної динаміки досліджується сила тертя, що діє на наночастинки срібла і нікелю, які зсуваються на пластинці графену в різних латеральних напрямах. Результати виявляють існування фрикційної анізотропії для обох металів. У більшості випадків максимальне значення сили тертя приблизно у два рази більше ніж мінімальне. Вид залежностей миттєвих значень компонент сили тертя від відповідних латеральних компонент положення центру маси наноострівців сильно залежить від напряму ковзання, змінюючись між пилкоподібним і нерегулярним. Запропоновано якісне пояснення результатів, що ґрунтується на моделі “плям”. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31950 На основе метода классической молекулярной динамики исследуется сила трения, действующая на наночастицы серебра и никеля, которые сдвигаются на пластинке графена в разных латеральных направлениях. Результаты обнаруживают существование фрикционной анизотропии для обоих металлов. В большинстве случаев максимальное значение силы трения приблизительно в два раза больше чем минимальное. Вид зависимостей мгновенных значений компонент силы трения от соответствующих латеральных компонент положения центра массы наноостровков сильно зависит от направления скольжения, изменяясь между пилообразным и нерегулярным. Предложено качественное объяснение результатов, которое основывается на модели “пятен”. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31950 Friction force acting on silver and nickel nanoparticles sheared on a graphene sheet in different lateral directions is investigated using classical molecular dynamics simulations. The results reveal the existence of frictional anisotropy for both metals. In most cases, the maximum value of the friction force is about two times larger than the minimum one. The form of dependencies of instantaneous values of the friction force components on the corresponding lateral components of the position of the centre of mass of the nanoislands strongly depends on sliding direction, varying between the sawtooth and the irregular one. A qualitative explanation of the results based on the “patch” model is proposed. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31950

Предложена термодинамическая модель, описывающая фазовый переход первого рода между структурными состояниями смазочного материала в режиме граничной смазки. Показано, что плавление смазки осуществляется как за счет повышения ее температуры, так и при сдвиге трущихся поверхностей при превышении упругими деформациями (напряжениями) критического значения. Построена фазовая диаграмма с областями сухого и жидкостного трения. Используя механический аналог трибологической системы, проанализирована зависимость силы трения от температуры смазки и относительной скорости сдвига трущихся поверхностей. Описан экспериментально наблюдаемый прерывистый (stick-slip) режим трения, являющийся основной причиной разрушения трущихся деталей. Выяснены причины, приводящие к прерывистому трению. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/18386

Basic geometrical brashistishrone parameters under condition of friction force environmental rеsistance presence are determine dusing connected graphmethod, which allows to improve design factors of skipsand minimize time out unloading., Методом связных графов определены основные геометрические параметры брахистохрон при наличии сил трения и сопротивления среды, что позволяет оптимизировать конструктивные параметры самосвального бункера и минимизировать время выгрузки., Методом графів зв’язку встановлені основні геометричні параметри брахістохрон за наявності сил тертя та опору середовища, що дозволяє оптимізувати конструктивні параметри самоскидного бункера та мінімізувати витрати часу на його повне випорожнення.

Исследуется плавление ультратонкой пленки смазочного материала, зажатого между двумя атомарно гладкими твердыми поверхностями. Введен параметр избыточного объема, значение которого связывается с наличием в смазочном материале дефектов и неоднородностей. Путем минимизации свободной энергии получено кинетическое уравнение для этого параметра типа уравнения Ландау-Халатникова. Также используется кинетическое уравнение для релаксации упругих деформаций, которое в явном виде содержит относительную скорость сдвига трущихся поверхностей. При численном решении указанных уравнений построена фазовая диаграмма с областями жидкостного и сухого стационарных режимов трения при фиксированной скорости сдвига. На примере простой трибологической схемы в динамическом случае обнаружены три режима трения: сухое трение, прерывистый режим трения и жидкостное трение. Показано, что смазочный материал может плавиться как при превышении скоростью критического значения, так и за счет повышения его температуры. Рассмотрена зависимость динамической силы трения от приложенного к поверхностям давления, температуры смазочного материала и скорости сдвига. Установлено, что рост давления приводит к вынужденному упорядочению и затвердеванию смазочного материала. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/18089

Дано новое точное аналитическое решение стационарных уравнений гидродинамики вязкой жидкости с учетом нелинейной внешней силы сопротивления течению. Основные элементы исследования: процессы релаксации в сдвиговом потоке; завихренность при малых и больших градиентах скорости; диффузионная скорость движения вихря. A new exact analytical solution for stationary hydrodynamics equations are given with account of external resistance force. Basic elements of the research: relaxation properties in the shear flow; vorticity at small and large velocity gradients; diffusive rate of movement of vortex. Шабловский Олег Никифорович – доктор физико-математических наук, профессор, кафедра технической механики, машиностроительный факультет, Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого. e-mail: shablovsky-on@yandex.ru, shabl@gstu.by. Shablovsky Oleg Nikiphorovich is Dr. Sc. (Physics and Mathematics), Technical Mechanics Departament, Machine Building Faculty, Gomel State Technical University. e-mail: shablovsky-on@yandex.ru, shabl@gstu.by

Исследуется механический аналог трибологической системы в режиме граничного трения. В рамках термодинамической модели исследован фазовый переход первого рода между жидкоподобной и твердоподобной структурами смазочного материала. Получены зависимости силы трения, относительной скорости сдвигаемых поверхностей, а также упругой компоненты сдвиговых напряжений, возникающих в смазке, от времени. Показано, что в жидкоподобном состоянии модуль сдвига смазки и упругие напряжения принимает нулевое значение. Описан наблюдаемый экспериментально прерывистый (stick-slip) режим трения. Показано, что с ростом температуры смазки уменьшается частота фазовых переходов между ее структурными состояниями, а также амплитуда полной силы трения и упругих напряжений. При превышении температурой либо упругими деформациями критических значений наступает плавление смазки, и устанавливается кинетический режим скольжения, в котором упругая компонента силы трения равна нулю. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/18205

Все разнообразие гидравлических дроссельных приводов с вертикальным гидравлическим цилиндром можно свести к восьми гидравлическим модулям в зависимости от направления движения поршня, наличия или отсутствия дросселя (или регулятора расхода), и расположения его в напорной или сливной магистралях. Приведены математические модели восьми основных типов гидравлических модулей с вертикальным гидравлическим цилиндром, шток которого ориентирован вниз. All variety hydraulic throttle drives with the vertical hydraulic cylinder which rod it is oriented downwards, it is possible to reduce to eight hydraulic modules depending on a direction of movement of the piston, presence or absence of an among choke (or an expenditure regulator) and its arrangements in pressure head or drain turnpikes. Mathematical models of eight basic types of hydraulic modules with the vertical hydraulic cylinder which rod is oriented downwards are reduced.