авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

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


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |

«ISSN 1998-6629 ВЕСТНИК САМАРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АЭРОКОСМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени академика С. П КОРОЛЁВА (национального исследовательского ...»

-- [ Страница 8 ] --

промежуточных опор, можно Анализ полученных результатов предположить весьма высокую свидетельствует о возможности и вероятность резонанса на первых двух экономической целесообразности включения частотах, где запас не превышает 30%. этапа расчетного исследования вибрационного состояния трубопроводов с Таблица 1. Оценка частотной отстройки помощью программного пакета ANSYS в трубопровода процесс проектирования. Это обеспечит реальную возможность сокращения сроков Собственные частоты Частоты трубопровода fi, Гц последующей вибрационной доводки за счет возбужден 180, 244, 332, 376,4 417, опережающих мероприятий по частотной ия, Гц 10 14 34 3 38 отстройке и демпфированию.

Запасы по частотам, % fС 138,3 22,7 76,4 Библиографический список — — — 3 8 9 1. Старцев, Н.И. Трубопроводы В - газотурбинных двигателей [Текст] / Н.И.

fТ 212,8 14,6 56,1 76, 15,3 96, Старцев - М.: Машиностроение, 1976. - 272с.

6 9 3 К 2. Уланов, А.М. Основы проектирования В связи с этим представляется систем виброзащиты с упругими элементами целесообразной замена опор на опоры с из материала МР [Текст] /А.М. Уланов, Ю.К.

материалом МР или многослойными Пономарев // Известия Самарского научного пакетами, обладающие более высоким центра Российской академии наук. – 2008.

демпфированием. Для повышения Том 10, № 3 (25). - С. 853-857.

собственных частот необходима постановка дополнительной УДО MODELLING OF DYNAMICS OF PIPELINES AVIATION ENGINE © 2012 A. V. Shvetsov Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University) The article describes the method of determining the actual natural frequencies of the pipeline in the environment ANSYS, evaluated its frequency detuning.

Pipeline, the natural frequency of vibration of reliability, support for cinematic excitement.

Информация об авторе Швецов Антон Владимирович, аспирант кафедры конструкция и проектирования двигателей летательных аппаратов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: Ash56@inbox.ru. Область научных интересов: динамика гидравлических систем.

Shvetsov Anton Vladimirovich, postgraduate of Aircraft Design Department, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University). E mail: Ash56@inbox.ru. Area of research: Область научных интересов: dynamics of hydraulic systems.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), УДК 004. ВСТРОЕННЫЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ БОРТОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ КАК ИТЕРАТИВНЫЙ АГРЕГИРОВАННЫЙ ОБЪЕКТ © 2012 Н. А. Долбня ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения»

В статье описан метод организации встроенных средств контроля под управлением операционной системы жесткого реального времени. Встроенные средства контроля представляются как итеративный агрегированный объект. Объект базируется на паттерне проектирования «Итератор». Показаны преимущества такого подхода, а также детали способа его программной реализации.

Встроенные средства контроля, паттерн проектирования, агрегированный объект, операционная система реального времени.

В большинстве современных загрузчика или, в случае особых требований авиационных систем, построенных по к времени старта ОСРВ, средствами принципу ИМА (интегрированная модульная драйверов ОСРВ. Так как на базе одного авионика), с использованием встраиваемых процессорного модуля могут выпускаться решений на основе применения ОСРВ несколько модификаций вычислителей или (операционных систем реального времени), индикаторов, а стоимость портирования разработчикам приходится решать круг ОСРВ довольно высока, то ОСРВ является типовых задач: специфичной только для главного загрузки прикладных программ во процессорного модуля. Поэтому флэш-память главного модуля;

инициализацией периферийных начальную инициализацию контроллеров занимаются уже прикладные контроллеров главного модуля;

программы посредством обращения к сбор данных с периферийных по драйверам контроллеров главного модуля.

отношению к главному модулю Сбор данных от периферийных контроллеров;

контроллеров по этой же причине также обработка прерываний от является прерогативой прикладных периферийных контроллеров;

программ, поскольку чаще всего сбор встроенный контроль узлов как данных и их предварительная обработка главного модуля, так и периферийных. являются специфичными для конкретного Загрузка в оперативную, а затем и во исполнения вычислителя или индикатора.

флэш-память главного модуля файлов образа Обработка прерываний выполняется ядра ОСРВ и ее корневой файловой системы, также средствами ОСРВ и прикладных а также файлов прикладных программ, программ в зависимости от того, что проверка целостности этих файлов и прочие является источником прерываний – операции цехового обслуживания контроллер главного модуля или традиционно выполняются посредством периферийный.

начального загрузчика, поставляемого в Задача же организации встроенного комплекте с главным модулем системы. контроля вычислителя и всей системы, в Такие загрузчики универсальны, так как состав которой он входит, с одной стороны, содержат все драйвера, необходимые для зависит от конкретного исполнения работы с флэш - памятью модуля, с вычислителя, с другой стороны, имеет много сетевыми протоколами загрузки файлов. общего во всех его исполнениях.

Начальная инициализация С точки зрения разработчика контроллеров главного модуля также программного обеспечения для выполняется средствами начального встраиваемой ОСРВ весь модуль с Авиационная и ракетно-космическая техника периферийными устройствами представляет Стартовый контроль выполняется собой древовидную модель, корневым каждый раз при подаче питания на элементом которого является центральный процессорный модуль и отвечает за процессор главного процессорного модуля, корректность функционирования внутренних дочерними элементами которого являются и оконечных устройств процессорного как контроллеры оконечных устройств модуля при их инициализации. Специфика главного модуля, так и его интерфейсные используемой ОСРВ, в частности, контроллеры, обеспечивающие доступ к использование виртуального режима оконечным устройствам уже всего адресации памяти, диктует необходимость вычислителя или индикатора. размещения кода, отвечающего за стартовый В качестве главного процессорного контроль центрального процессора, модуля используется либо ПЛИС, либо оперативной и флэш-памяти, в начальный полноценный микрокомпьютер, например, загрузчик, часть которого функционирует на базе процессора PowerPC, имеющий в еще в физическом режиме адресации памяти.

своем составе контроллеры Ethernet, RS-232 Остальная часть стартового контроля может и т.п., которые могут рассматриваться в располагаться в исполняемом коде качестве оконечных устройств главного прикладной программы, в частности, в модуля. библиотеке, скрывающей детали реализации В качестве интерфейсного доступа прикладной программы к контроллера главного модуля может оконечным устройствам вычислителя.

выступать любой контроллер интерфейсной Текущий контроль целиком является мультиплексированной шины, например частью кода прикладной программы и LocalPlus Bus, на которой расположены все выполняется параллельно основной оконечные устройства вычислителя или прикладной программе. Особенности индикатора. В общем случае как число реализации текущего контроля с одной интерфейсных шин, так и глубина ветвления стороны определяются архитектурой описанной древовидной модели может программного обеспечения вычислителя.

отличаться. Важно лишь то, что драйверы Это означает, что он может быть вынесен в интерфейсных шин реализованы как часть отдельную программу и даже в одну из ОСРВ (согласно общепринятым требованиям отдельных виртуальных машин, механизм к ОСРВ это должен быть статически которых поддерживается многими слинкованный с ядром код) и формат современными ОСРВ такими, как LynxOS обращения к этим драйверам специфичен 178, VxWorks и др. Такая архитектура может только для ОСРВ и не зависит от исполнения быть вызвана различиями в уровнях вычислителя или индикатора на ее базе. критичности текущего контроля и Специфика же обращения непосредственно к прикладного программного обеспечения оконечным устройствам вычислителя согласно распространенному в авионике заключена уже в прикладной программе стандарту DO-178B.

либо явно, либо в виде библиотеки, С другой стороны, если текущий скрывающей детали реализации доступа к контроль и прикладная программа, несущая оконечным устройствам и делающей основную функциональную нагрузку, прикладную программу при условии обладают одинаковым уровнем критичности соблюдения стандарта POSIX максимально и текущий контроль выполняется итеративно переносимой на уровне исходных кодов. через довольно большие промежутки Встроенные средства контроля времени, вполне допустимой считается вычислителя представляют собой организация текущего контроля в совокупность исполняемого кода, который виртуальном адресном пространстве традиционно классифицируют на следующие основной программы, то есть, в виде одного составляющие: с ней процесса. Такой подход позволяет стартовый контроль;

прикладной программе и текущему текущий контроль;

контролю использовать единую статическую расширенный контроль. библиотеку для доступа к оконечным Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), устройствам вычислителя, что не только памяти, отображенной на пространство экономит имеющуюся в составе главного адресов интерфейсной шины, действия при процессорного модуля флэш-память, но дает контроле каждого устройства можно легко возможность избежать двойственности разбить на несколько шагов так, чтобы определения одних и тех же данных, если у выполнение каждого шага занимало исполняемого кода программы и текущего достаточно мало времени.

контроля будут свои независимые версии Как только такое разбиение на этапе библиотеки. Динамически же загружаемая проектирования программного обеспечения единая библиотека доступа к оконечным вычислителя будет выполнено, весь устройствам не решает проблему, так как ее контроль как компонент начинает использование является крайне представлять собой агрегированный объект с нежелательным согласно общей идеологии массивом структур, содержащих ОСРВ. унифицированное представление о каждом Расширенный контроль выполняется устройстве, и унифицированным набором автономно, при остановленной или точек входа:

завершенной основной программе. В таких инициализация контроля указанного условиях в отличие от ситуации с текущим устройства;

контролем, где необходимо учитывать итерация по всем устройствам.

возможность вынужденного монопольного Термин «объект» в данном случае использования аппаратных ресурсов совершенно не накладывает никаких основной задачей, а также жесткие ограничений на используемый язык временные характеристики, связанные с программирования, так как даже в использованием ОСРВ, возможности процедурном языке программирования его расширенного контроля ничем не можно определить в виде структуры.

ограничены. Причем точки входа определены для Действия же, предусмотренные на всего контроля в целом. Фактически это случай выявления одной из составляющих один из модулей библиотеки доступа к частей встроенного контроля аппаратного оконечным устройствам вычислителя.

сбоя, определяются требованиями Первая точка входа определяет, будет системного уровня к программному ли оконечное устройство, которому обеспечению вычислителя. Реализация соответствует описывающая структура с обработки таких ситуаций целиком номером dev_index, задействовано и каким расположена в исполняемом коде именно образом (битовые флаги ctrl_flags, функциональной прикладной программы, а значение которых для каждого устройства значит, в общем случае не привязана к трактуется в зависимости от его специфики):

библиотеке доступа к оконечным устройствам вычислителя. int ctrl_initizlize(enum DEVICES Таким образом, размещение dev_index, unsigned long ctrl_flags);

исполняемого кода встроенного контроля и исполняемого кода библиотеки для доступа Вторая точка входа – просто вызов к оконечным устройствам вычислителя в очередной итерации по очередному едином программном модуле (несмотря на устройству:

то, что в общем случае архитектурно это разные компоненты) является вполне int ctrl_iterate(void);

оправданным.

Основное свойство встроенных Обе точки входа возвращают средств контроля с точки зрения значение кода ошибки или ее отсутствия.

архитектуры – его итеративный характер. Структура унифицированного описания Поскольку в подавляющем большинстве каждого устройства имеет вид:

случаев контролируемые оконечные устройства представляют собой набор typedef unsigned char регистров и в общем случае диапазон (*CTRL_ITER)(void*);

Авиационная и ракетно-космическая техника работы прикладная программа вызывает typedef unsigned char функцию-итератор контроля, которая (*CTRL_INIT)(void*);

каждый раз переходит к очередному устройству и далее вызывает конкретную typedef struct ctrl_node реализацию итератора конкретного { устройства, выполняющего очередной шаг в // контролируется ли узел контроле устройства.

char in_use;

Разработчику библиотеки доступа к unsigned long ctrl_flags;

оконечным устройствам нужно лишь // символьное имя узла реализовать для каждого устройства char *node_name;

инициализатор и итератор. Общая // номер текущей итерации реализация самого объекта, выполненного с unsigned long iter_index;

использованием паттерна проектирования // сообщение об ошибке «итератор», будет оставаться неизменной, char *error_message;

что избавляет разработчиков от // инициализация контроля узла необходимости каждый раз заново CTRL_INIT node_init;

проектировать архитектуру встроенного // итератор для узла контроля конкретного исполнения CTRL_ITER node_iter;

вычислителя.

} CTRL_NODE;

Такая унифицированная организация где node_init - указатель на функцию средств контроля практически не инициализации контроля по устройству, сказывается на производительности node_iter – указатель на функцию итерации программного обеспечения вычислителя, так по контролируемому устройству. Реализации как реализация инициализатора и итератора этих функций в силу своей специфики по-прежнему не является полностью находятся в соответствующих модулях для универсальной с точки зрения исполняемого доступа к устройствам. кода.

Основной смысл такого подхода в Независимость от аппаратной том, что функциональной прикладной составляющей вычислителя позволяет программе достаточно вызвать сделать его даже частью ОСРВ и придать унифицированный инициализатор ему статус RSC (Reusable Software описанного объекта, который вызовет Component) после процесса сертификации соответствующую реализацию первой же версии программного инициализатора конкретного устройства. В обеспечения вычислителя, что существенно зависимости от состояния флага сократит временные затраты на инициализатор может выполнить свою часть проектирование и разработку программного стартового контроля. Затем в процессе обеспечения в последующих версиях.

INTERNAL CONTROLS BOARD COMPUTER SYSTEM RUNNING REAL TIME OPERATION SYSTEM AS AN ITERATIVE AGGREGATE © 2012 N. A. Dolbnya PJSC “Ulyanovsk Instrumental Manufacturing Design Bureau” The article refers to the method of organization of built-in control board computer systems running real time operating system. Built-in controls are considered as an aggregate object is an iterative. This aggregated object is implemented based on the design pattern "iterator". This section describes the advantages and details of the software implementation of this approach.

Built-in control board computer system, design pattern, aggregated object, real-time operation system.

Информация об авторе Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Долбня Николай Алексеевич, начальник тематической конструкторской бригады, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения». E-mail: dolbnya_na@ukbp.ru.

Область научных интересов: автоматизация проектирования бортовых информационных систем.

Dolbnya Nikolay Alexeevich, chief of thematic design team of Ulyanovsk Instrumental Manufacturing Design Bureau. E-mail: dolbnya_na@ukbp.ru. Area of research: embedded systems computer aided development.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 004.9:629.7. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИЕМНИКА ВОЗДУШНОГО ДАВЛЕНИЯ ПВД-К3- © 2012 В. Н. Моисеев, М. М. Дубинина, А. А. Павловский, М. Ю. Сорокин ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения»

В статье представлены результаты экспериментальных исследований и математического моделирования приемника воздушных давлений и дается обоснование использования математического моделирования при дальнейшей разработке аналогичных приемников воздушного давления. Получена оценка применимости программы OpenFOAM для моделирования приемников воздушных давлений. Приведена оценка воздействия скоса воздушного потока на погрешность измерения воздушного давления.

Математическое моделирование, приемник воздушных давлений, модель турбулентности.

Приемники воздушного давления приборов за пределами его обшивки, удобства (ПВД) служат для восприятия воздушного в эксплуатации и уменьшения погрешностей давления в полете летательного аппарата восприятия давлений за счет вынесения ПВД (ЛА), которое необходимо для измерения и в невозмущенное пространство с помощью вычисления аэродинамических параметров штанги.

пилотирования и управления полетом, таких Проведено математическое как: приборная (индикаторная) скорость, моделирование приемника воздушного истинная скорость, число М, вертикальная давления ПВД-К3-1, а также предложена скорость, производные перечисленных новая форма приемника с улучшенными параметров. Совмещением приемников метрологическими характеристиками.

полного и статического давления достигают: Общий вид приемника представлен на уменьшения габаритов и массы, улучшения рисунке 1.

аэродинамики ЛА за счет сокращения числа Рис. 1. Геометрические размеры приемника ПВД-К3- Расчетные данные сравнивались с Моделирование проводилось с результатами экспериментальных помощью программы OpenFOAM.

исследований, проведенных в ФГУП Использовался решатель simpleFoam – «ЦАГИ». стационарная программа решения для Режимы моделирования: турбулентного течения неньютоновой скорость потока 50 км/ч, углы жидкости.

скоса потока от 0 до 90 с шагом 10;

Динамическое давление д скорость потока 250 км/ч, углы определялось в канале полного давления скоса потока от 0 до 30 с шагом 10. после камеры торможения. Избыточное давление по отношению к статике Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Приборная скорость вычислялась по невозмущенного потока ст (абсолютное формуле значение статического давления) пр = определялось в камере отбора статического давления. 760, Коэффициенты динамического д и (1 + ( д ст )/101325,2), 1,[км/ч].

статического ст давления определялись по формуле: Результаты сравнения расчетных P значений и экспериментальных, p исследований приведены в таблице 1 и на 0,5 1,225 V рисунках 2–5.

где P – давление, Па, V – скорость набегающего потока, м/с.

Таблица 1 –Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования приемника ПВД-К3- Расчетные значения Эксперимент ЦАГИ V,км/ч alfa, град пр, км/ч пр, км/ч д, Па ст, Па д, Па ст, Па д ст д ст 0 123,34 0,98 1,48 0,01 50,77 127,49 1,01 4,61 0,04 50, 10 124,36 0,98 -0,98 -0,01 51,49 127,49 1,01 1,57 0,01 51, 20 122,32 0,97 -12,50 -0,10 53,40 127,49 1,01 -10,49 -0,08 53, 30 115,64 0,91 -23,39 -0,18 54,22 117,68 0,92 -26,09 -0,20 54, 40 97,21 0,75 -42,04 -0,32 54,27 98,07 0,76 -43,93 -0,34 53, 50 65,73 0,50 -50,13 -0,38 49,50 58,84 0,45 -60,02 -0,46 50, 60 19,42 0,15 -65,84 -0,50 42,47 9,81 0,07 -69,23 -0,52 41, 70 -34,50 -0,26 -73,08 -0,55 28,57 -39,23 -0,29 -70,80 -0,53 24, 80 -93,48 -0,69 -66,26 -0,49 -98,07 -0,72 -63,74 -0, 90 -132,64 -0,96 -51,07 -0,37 -137,29 -1,00 -51,78 -0, 0 2757,21 0,98 47,32 0,02 238,33 2853,74 1,02 74,14 0,03 241, 10 2834,67 0,98 -4,25 0,00 243,88 2863,54 0,99 -10,10 0,00 247, 250 20 2830,45 0,97 -288,93 -0,10 255,52 2824,32 0,97 -285,47 -0,10 257, 30 2712,20 0,92 -488,81 -0,17 258,80 2618,38 0,89 -548,78 -0,19 259, 35 2537,76 0,85 -770,28 -0,26 263,05 2422,24 0,82 -548,68 -0,18 252, 0, Коэффициент давления 0, -0, -0, -0, 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Alfa, град Расчетные значения Эксперимент ЦАГИ Рис. 2. Зависимость коэффициента статического давления от угла скоса потока, скорость набегающего потока 50 км/ч Авиационная и ракетно-космическая техника 55, 50, 45, Vпр, км/ч 40, 35, 30, 25, 0 10 20 30 40 50 60 Alfa, град Расчетные значения Эксперимент ЦАГИ Рис. 3. Зависимость приборной скорости от угла скоса потока, скорость набегающего потока 50 км/ч 0, Коэффициент давления 0, -0, -0, -0, 0 5 10 15 20 25 30 Alfa, град Расчетные значения Эксперимент ЦАГИ Рис. 4. Зависимость коэффициента статического давления от угла скоса потока, скорость набегающего потока 250 км/ч Vпр, км/ч 0 5 10 15 20 25 30 Alfa, град Расчетные значения Эксперимент ЦАГИ Рис. 5. Зависимость приборной скорости от угла скоса потока, скорость набегающего потока 250 км/ч На основе полученных результатов был Форма воспринимающей части сделан вывод о совпадении расчетных и приемников существенно влияет на экспериментальных данных с относительной величину статического давления. Для погрешностью до 10%, а также было сделано восприятия статического давления наиболее заключение о возможности использования подходящей является оживальная форма результатов математического моделирования воспринимающей части, однако такая форма в дальнейшем при разработке новой является более чувствительной для конструкции приемника воздушного измерения полного давления при увеличении давления. угла скоса потока [2].

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Для улучшения метрологических Погрешность вычисления скорости характеристик по статическому давлению определялась по формуле приемника ПВД-К3-1 была предложена V пр V пр V x, [км/ч].

оживальная воспринимающая часть На высоте H=5000 м давление приемника, а также другой диаметр P=54019,8079 Па, на высоте H=5020 м отверстий отбора статического давления (1,5 давление P=53875,5535 Па. При изменении мм вместо 1 мм). Моделирование высоты на H=20 м изменение давления цилиндрического приемника проводилось с составляет P=144,2544 Па.

отверстиями отбора статического давления Погрешность измерения высоты диаметром 1,5 мм. Сечение приемника с приемником определялась по формуле:

оживальной воспринимающей частью 20 Pст 20 Pст, [м].

H приведено на рисунке 6а и с цилиндрической P 144, - на рисунке 6б.

Результаты сравнения моделирования Vx Горизонтальная скорость приемников с различными вычислялась по формуле:

воспринимающими частями приведены в Vx V cos(alfa), [км/ч].

таблицах 2,3 и на рисунках 7–10.

а) б) Рис.6. ПВД с оживальной(а)и цилиндрической(б) воспринимающей частью.

Таблица 2 – Результаты математического моделирования приемника с цилиндрической формой воспринимающей части пр, Alfa, пр, км/ч V, км/ч Vx, км/ч H, м д, Па ст, Па д ст град км/ч 0 50 50,00 116,36 0,98 1,46 0,01 49,30 -0,70 0, 10 50 49,24 115,89 0,98 -1,11 -0,01 49,75 0,50 -0, 20 50 46,99 114,75 0,97 -12,03 -0,10 51,78 4,80 -1, 30 50 43,30 107,04 0,91 -22,36 -0,19 52,31 9,01 -3, 40 50 38,30 87,91 0,74 -36,81 -0,31 51,36 13,06 -5, 50 50 32,14 58,37 0,49 -48,25 -0,41 47,49 15,35 -6, 60 50 25,00 19,80 0,17 -56,50 -0,48 40,17 15,17 -7, 70 50 17,11 -22,21 -0,19 -68,00 -0,58 31,12 14,02 -9, 80 50 8,69 -75,48 -0,64 -60,21 -0,51 -8, 90 50 0,00 -113,41 -0,96 -43,14 -0,37 -5, 0 250 250,00 2936,55 0,99 43,79 0,01 246,16 -3,84 6, 10 250 246,20 2922,09 0,99 -7,99 0,00 247,73 1,52 -1, 20 250 234,93 2889,69 0,98 -276,45 -0,09 257,41 22,48 -38, 30 250 216,51 2700,62 0,91 -612,39 -0,21 263,24 46,73 -84, Таблица 3 – Результаты математического моделирования приемника с оживальной формой Авиационная и ракетно-космическая техника воспринимающей части пр, Alfa, пр, км/ч V, км/ч Vx, км/ч H, м д, Па ст, Па д ст град км/ч 0 50 50,00 118,86 1,01 1,48 0,01 49,83 -0,17 0, 10 50 49,24 119,28 1,01 -1,00 -0,01 50,44 1,20 -0, 20 50 46,99 117,59 1,00 -12,31 -0,10 52,41 5,43 -1, 30 50 43,30 110,27 0,93 -22,45 -0,19 52,98 9,68 -3, 40 50 38,30 94,29 0,80 -37,30 -0,32 52,75 14,45 -5, 50 50 32,14 64,85 0,55 -48,25 -0,41 48,91 16,77 -6, 60 50 25,00 19,04 0,16 -54,87 -0,46 39,54 14,54 -7, 70 50 17,11 -40,41 -0,34 -71,33 -0,60 25,58 8,47 -9, 80 50 8,69 -93,35 -0,79 -61,67 -0,52 -8, 90 50 0,00 -130,30 -1,10 -42,85 -0,36 -5, 0 250 250,00 2955,70 1,00 47,33 0,02 246,82 -3,18 6, 10 250 246,20 2957,04 1,00 -5,39 0,00 249,08 2,87 -0, 20 250 234,93 2919,76 0,99 -279,25 -0,09 258,72 23,80 -38, 30 250 216,51 2753,40 0,93 -492,81 -0,17 260,60 44,09 -68, 20, 15, Vпр, км/ч 10, цилиндрический 5, оживальный 0, -5, 0 10 20 30 40 50 60 Alfa, град Рис.7. Зависимость погрешности измерения приборной скорости от угла скоса потока, скорость набегающего потока 50 км/ч 2, 0, -2, H, м -4, цилиндрический -6,00 оживальный -8, -10, 0 10 20 30 40 50 60 Alfa, град Рис.8. Зависимость погрешности измерения высоты от угла скоса потока, скорость набегающего потока 50 км/ч Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), 50, 40, 30, Vпр, км/ч 20, цилиндрический 10,00 оживальный 0, -10, 0 10 20 Alfa, град Рис.9. Зависимость погрешности измерения приборной скорости от угла скоса потока, скорость набегающего потока 250 км/ч 20, 0, -20, H, м -40, цилиндрический -60,00 оживальный -80, -100, 0 10 20 Alfa, град Рис.10. Зависимость погрешности измерения высоты от угла скоса потока, скорость набегающего потока 250 км/ч В результате удалось получить исследований, описанных в зарубежной и приемник воздушного давления оживальной отечественной литературе [1,2].

формы с лучшими характеристиками по Дальнейшая конструкторская работа измерению высоты и несколько худшими будет направлена на исследование характеристиками по определению скорости приемников оживальной формы с носиком, по сравнению с приемником скругленным полиномами, и изменение цилиндрической формы. диаметра, взаимного расположения, Приемник с оживальной количества отверстий отбора статического воспринимающей частью позволяет давления.

измерять статическое давление с меньшей величиной погрешности, чем ПВД с Библиографический список цилиндрической частью, особенно при углах 1. NASA Technical Report 1303 “Wind скоса потока от 30 до 60 градусов. При угле tunnel investigation of a number of total скоса потока 50 градусов погрешность pressure tubes at high angles of attack subsonic, измерения приборной скорости у приемника transonic and supersonic speeds” by William с оживальной формой воспринимающей Gracey, 1956.

части больше на 1,9 км/ч, чем у приемника с 2. Клюев, Г.И. Измерители цилиндрической формой воспринимающей аэродинамических параметров летательных части. Полученные расчетные данные аппаратов: учебное пособие[Текст] / Г.И.

подтверждаются результатами Клюев, Н.Н. Макаров, В.М. Солдаткин, И.П.

многочисленных экспериментальных Ефимов;

под ред. В.А. Мишина. – Ульяновск: УлГТУ, 2005. – 509 с.

Авиационная и ракетно-космическая техника COMPARISON OF MATHEMATICAL SIMULATION RESULTS AND EXPERIMENTAL RESEARCH OF PVD-K3-1 AIR PRESSURE PROBE © 2012 V. N. Moiseev, M. M. Dubinina, A. A. Pavlovsky, M. Y. Sorokin Ulyanovsk instrument manufacturing design bureau The paper presents the test results and mathematical modeling data of air pressure probes and gives justification of using mathematical modeling in further design of similar air pressure probes, as well as provides estimate of applicability of OpenFOAM program for modeling air pressure probe. The paper also gives impact of air stream wash on measurement error of air pressure.

Mathematical modeling, air pressure probe, turbulence model.

Информация об авторах Моисеев Владимир Николаевич, инженер расчетно-теоретического отдела, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения». E-mail:v.n.moiseev@mail.ru.

Область научных интересов: зондовые средства восприятия давлений аэрометрических систем летательных аппаратов.

Дубинина Мария Михайловна, инженер-конструктор расчетно-теоретического отдела, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения». Е-mail:

masha_dubinina.73@mail.ru. Область научных интересов: зондовые средства восприятия давлений аэрометрических систем летательных аппаратов.

Павловский Александр Андреевич, начальник бригады, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения».Е-mail: rto@ukbp.ru. Область научных интересов:

зондовые средства восприятия давлений аэрометрических систем летательных аппаратов.

Сорокин Михаил Юрьевич, кандидат технических наук, начальник отдела, ОАО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения».Е-mail: rto@ukbp.ru.Область научных интересов: зондовые средства восприятия давлений аэрометрических систем летательных аппаратов.

Moiseev Vladimir Nikolaevich, engineer of department of JSC «Ulyanovsk instrument manufacturing design bureau». E-mail: v.n.moiseev@mail.ru. Area of research: primary pressure sensors of aircraft airdata measuring systems.

DubininaMariyaMikhajlovna, engineer of department of JSC «Ulyanovsk instrument manufacturing design bureau».Е-mail: masha_dubinina.73@mail.ru. Area of research: primary pressure sensors of aircraft airdata measuring systems.

Pavlovsky Alexander Andreevich, head of crew of JSC «Ulyanovsk instrument manufacturing design bureau».Е-mail: rto@ukbp.ru. Area of research: primary pressure sensors of aircraft airdata measuring systems.

Sorokin Mikhail Yuryevich, candidate of engineering sciences, head of department of JSC «Ulyanovsk instrument manufacturing design bureau».Е-mail: rto@ukbp.ru. Area of research:

primary pressure sensors of aircraft airdata measuring systems.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), УДК 669. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ © 2012 Ф. В. Гречников, И. П. Попов, А. М. Бибиков, Е. Г. Демьяненко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) Предложен сплав в сочетании со способом литья, позволяющий получить мелкозернистую плотную структуру литой заготовки с повышенными прочностными и пластическими свойствами, обеспечивающими требуемые технологические свойства, как при литье, так и при пластической деформации литой заготовки.

Сплав, способ, кристаллизация, микроструктура, зерно, литье, заготовка.

Известные в настоящее время интервалом кристаллизации, а на сплавы с высоколегированные алюминиево- широким интервалом кристаллизации, в магниевые сплавы обладают недостаточно частности, содержащие сильноликвирующие высокими механическими свойствами. Во компоненты, как магний, кремний, особенно время холодной деформации у них при высокой их концентрации, указанное проявляется резко выраженный физический магнитное поле недостаточно эффективно предел текучести в виде следов линий воздействует на образующиеся в процессе Людерса, которые ухудшают внешний вид кристаллизации первичные интерметаллиды, изделия, а недостаточно высокие что снижает структурную и химическую пластические свойства (низкая однородность сплава и не обеспечивает деформируемость на стадии изготовления равнозернистость структуры по сечению листовых полуфабрикатов), не позволяют слитка.

При воздействии постоянного использовать алюминиево-магниевые магнитного поля ширина жидко-твёрдой сплавы для операции штамповки, особенно фазы сплава с широким интервалом для глубокой вытяжки. В связи с этим кристаллизации остаётся достаточно возникла необходимость рассматривать большой и не может в необходимой степени способы, позволяющие получать Al-Mg снизить микро- и макроликвацию.

сплавы, обладающие высокими Дендритные ячейки твёрдого раствора технологическими и эксплуатационными алюминия и междендритные (межзёренные) характеристиками. Технология изготовления включения недостаточно измельчаются, что известного алюминиевого сплава (SU, А снижает пластические свойства, 3842895), включает постоянную подачу технологические и эксплуатационные расплава в кристаллизатор, где от области, характеристики.

занятой жидким металлом, осуществляют Получить литейно- деформируемый непрерывный отвод тепла с воздействием сплав на основе алюминия, как с широким, однонаправленного постоянной величины так и с узким интервалом кристаллизации магнитного поля, имеющего магнитную (путём обработки металла в процессе индукцию порядка 0,188 Тл. При этом приготовления расплава) с акустическим происходит торможение конвективного воздействием, возможно благодаря потока этого металла, за счёт чего увеличению количества, например магния и уменьшается ширина жидко-твёрдой фазы, кремния, при температурах близких к которая существует между изотермами солидусу. При этом в процессе ликвидус и солидус, и достигается снижение кристаллизации образуется дисперсная дендритной и зональной ликвации микроструктура сплава из зёрен твёрдого легирующих компонентов и примесей, раствора алюминия, первичных и вторичных присутствующих в этом сплаве. Однако, это интерметаллических соединений, например, характерно для сплавов с достаточно узким таких как Zn2 Al3, TiAl3, Mg2Al3, которые Авиационная и ракетно-космическая техника обеспечивают повышение технологичности Получение равноосной сплава. Акустическое воздействие вызывает мелкозернистой структуры позволяет в процессе кристаллизации повышение существенно снизить или исключить вязкости расплава и изменение последующий гомогенизирующий отжиг.

коэффициента тепломассопереноса за счёт Исключение гомогенизации позволяет изменения физических свойств расплава. сохранить пересыщенный магнием и Кроме того, указанное воздействие кремнием твёрдый раствор -алюминия, уменьшает в сплаве содержание окисных и полученный при литье, уменьшить неметаллических включений. Это вторичную пористость в сплаве и снизить происходит в результате выталкивания энергетические затраты при отжиге.

окисных и неметаллических включений в Эффект использования акустического процессе кристаллизации изделия к воздействия заключается в дополнительном поверхности расплава. При этом измельчении зёрен твёрдого раствора увеличивается скорость теплоотвода, алюминия и растворении в нём тугоплавких зарождаются новые центры кристаллизации легирующих составляющих сплава.

и наблюдается эффект измельчения Поставленная задача решается структуры. К этому выводу приводит анализ созданием сплава, полученного на основе зависимостей Таммана Г.Г. (рис.1). Видно, алюминия описанным выше способом и что переохлаждение расплава на величину дополнительно содержащего кремний, n магний, цирконий, бериллий, титан при Т opt однозначно приведёт к получению следующем соотношении компонентов, литой заготовки с максимально масс.%:

измельчённой структурой за счёт роста Кремний 4,0 – 20, количества зародышей при ограниченном Магний 2,0 – 13, объёме расплава – без дополнительных Цирконий 0,05 – 0, модификаторов. Бериллий 0,03 – 0, Титан 0, 02 – 0, Алюминий остальное.

Введение магния в указанных пределах обеспечивает повышение предела прочности и предела текучести сплава, снижает его удельный вес с повышением удельной прочности и улучшением Рис. 1. Нормированные зависимости Таммана Г.Г.

коррозионной стойкости. Магний в * n - скорость образования количества зёрен в указанных пределах в технологии литья * единице объёма;

- скорость роста зёрен полуфабрикатов обеспечивает хорошие Таким образом, имеется возможность литейные свойства, что позволяет получать по управлению размеров зерна литой фасонные отливки, а также из литых заготовки, когда управляющим параметром заготовок полуфабрикаты способами является переохлаждение. В этом случае обработки давлением. Магний с кремнием зависимость величины зерна литой образует интерметаллическое соединение заготовки (произведённой любым способом) Mg2Si с высокой микротвёрдостью и от значения величины переохлаждения повышает износостойкость. Цирконий в имеет вид, приведённый на рис. 2. указанных пределах стабилизирует и упрочняет твёрдый раствор -алюминия.

Введение циркония ниже 0,05 масс.% недостаточно для стабилизации и упрочнения твёрдого раствора -алюминия.

Содержание циркония выше 0,2 масс.% ведёт к грубым выделениям игольчатой интерметаллидной фазы ZrAl3, снижающей Рис.2. Зависимость величины зерна литой заготовки от создаваемого переохлаждения пластичность и эффективность данного Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), компонента в сплаве. Бериллий введён в алюминия. Благоприятное влияние на сплав для защиты магния от окисления в алюминиевый сплав оказывает бор при процессе приготовления сплава. В указанных содержании 0,004 – 0,02 масс.%. Бор в пределах бериллий выполняет функцию указанных пределах введён в сплав для защиты магния. При уменьшении его усиления модифицирующего воздействия количества не будет обеспечена надлежащая титана на зёрна -алюминия.

защита от окисления, а увеличение его Предпочтительно вводить бор в содержания выше указанного предела соотношении к титану как 1 : 5. В этом затруднит процесс непрерывного литья случае их совместное влияние наиболее заготовок. Титан в указанных пределах эффективно. Поэтому нижний предел введён как модификатор для улучшения ограничен 0,004 масс.%, а верхний – 0, технологичности сплава при деформации. масс.%. Дальнейшее его повышение может Одновременно он является барьером для вызвать выделение при кристаллизации образования хрупкой интерметаллидной сплава большого количества алюминидов фазы Mg2Al3. Введение титана ниже 0,02 бора и ухудшение технологических свойств, масс.% недостаточно для модифицирования особенно при деформации. Желательно, сплава, а введение его выше 0,1 масс.% чтобы алюминиевый сплав дополнительно приводит к выделению нежелательных содержал 0,01 – 0,3 масс.% хрома. Хром алюминидов. Увеличение степени введён в состав сплава как элемент – дисперсности выделяющихся частиц антирекристаллизатор, который совместно с наблюдается при введении в сплав 0,005 – цирконием повышает устойчивость твёрдого 0,04 масс.% Ве, 0,005 – 0,02 масс.% Ti, 0,005 раствора -алюминия и улучшает – 0,02 масс.% Zr. Эти добавки повышают прочностные свойства сплава. Уменьшение концентрацию вакансий при закалке и содержания хрома менее 0,01 масс.% не интенсифицируют процессы диффузии обеспечивает повышение температуры магния и кремния при старении, облегчая рекристаллизации сплава, что снижает его образование зародышей метастабильной прочностные свойства. Увеличение фазы. Целесообразно, чтобы содержания хрома выше 0,3 масс.% ведёт к алюминиевый сплав дополнительно образованию в структуре сплава тугоплавких содержал 0,01 – 0,05 масс.% кобальта. интерметаллидов Cr2Al3, которые ухудшают Кобальт, являющийся элементом с меньшим его технологичность.

атомным радиусом по сравнению с магнием Таким образом, предложенный сплав и цирконием, уменьшает параметр в сочетании с выбранным способом литья кристаллической решётки алюминия, позволяет получить мелкозернистую повышает стабильность твёрдого раствора плотную структуру литой заготовки с -алюминия и технологичность сплава при повышенными прочностными и прокатке. Совместно с цирконием кобальт пластическими свойствами, благоприятно влияет на прочностные и обеспечивающими требуемые пластические свойства предложенного технологические свойства, как при литье, так сплава. Введение кобальта ниже 0,01 масс.% и при пластической деформации литой недостаточно для достижения указанного заготовки. Изготовление промежуточных положительного эффекта, а введение его изделий из предложенного сплава с выше 0,05 масс.% ведёт к выделению высокими концентрациями магния и алюминидов кобальта и снижению его кремния с применением разработанной положительного влияния. Так как технологии позволяет исключить из растворимость кобальта при комнатной технологической схемы весьма температуре соответствует 0,02 масс.%, неблагоприятные высокотемпературные наибольшее его влияние будет тогда, когда нагревы перед деформацией, значительно уменьшая внутридендритную и он находится в твёрдом растворе междендритную ликвацию, измельчая алюминия в виде атомов, равномерно дендритные ячейки зёрен твёрдого раствора внедрённых в кристаллическую решётку Авиационная и ракетно-космическая техника -алюминия, увеличивая число раствора -алюминия и первичные эвтектических колоний;

измельчить и кристаллы кремния, повышает их уменьшить количество интерметаллических однородность. Для достижения наилучшего включений;

повысить плотность и чистоту эффекта целесообразно акустическое металла. При этом промежуточные изделия воздействие производить с области вершины имеют предел прочности на растяжение изотермы ликвидус и до окончания выше 370 Мпа с одновременной кристаллизации. Экспериментально деформируемостью в холодном состоянии определено, что наилучший эффект от по Эриксону более 8,5 мм и плотную акустического воздействия обеспечивается однородную кристаллическую структуру с при частоте от 200 до 1000 КГц. В равномерно распределёнными в матрице переходной зоне (жидко-твёрдой фазе) частицами дисперсностью от 5000 до позволяя создать синхронные колебательно вращательные движения надмолекулярных 20000. Для промышленного использования структур сплава в протяжённые цепочки – предлагается алюминиевый сплав, бесконечные кластеры перколяции и содержащий следующие компоненты, изменять механизм теплопередачи, что масс.%:

приводит к упорядочению структуры и Магний – 2,0 – 13,5% изменению твёрдости. При этом происходит Кремний – 4,0 – 20, кажущееся изменение диаграммы состояния Цирконий – 0,05 – 0, (псевдодиаграмма) и повышается Бериллий – 0,03 – 0, растворимость кремния и магния в Титан – 0,02 – 0, алюминии. Кремний и магний равномерно Алюминий – остальное.

растворяются в алюминии, а легирующие При этом сплав может содержать:

добавки и образующиеся дисперсные Кобальт – 0,01 – 0, интерметаллические соединения будут Хром - 0,01 – 0, делать атомы кремния и магния менее Бор - 0,004 – 0, подвижными, закреплять их в матрице взятые порознь или в сочетании.

твёрдого раствора -алюминия. Если Сплав предварительно разогревают до температуры 720oC при акустическом требуется, для деформирования литых воздействии на расплав частотой 500 КГц. заготовок проводят их гомогенизацию (при 420oC в печи, в течение 4 часов).

Затем его дегазируют, подвергают фильтрации, переливают в раздаточную печь Полученные литые заготовки и листы подвергают закалке при 380 – 435oC с установки непрерывного литья и вытягивают заготовку из формирующего устройства, где последующим охлаждением, например, в воде при 20 – 100oC, в масле при 20oC или на осуществляют непрерывный отвод тепла, например подачей охлаждённого воздуха. В воздухе. Таким образом, предлагаемый процессе кристаллизации сплав подвергают способ литья, основанный на воздействии постоянному акустическому воздействию, акустических волн, имеет научно например с частотой 1000 КГц. Указанную обоснованные предпосылки для получения акустическую обработку проводят с уникального по своим характеристикам применением формирователя сплава, обладающего как высокими одноканального Ф-1К, который генерирует литейными, так и деформируемыми акустические волны радиочастотного свойствами.

диапазона. Использование такого типа Работа выполнена при финансовой воздействия способствует лучшему поддержке Правительства Российской усвоению в жидком алюминии плохо федерации (Минобрнауки) на основании растворимых легирующих компонентов, постановления Правительства РФ №218 от например, кремния, при кристаллизации 09.04.2010г.

измельчает дендритные ячейки твёрдого Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), RESEARCH OF POSSIBILITIES TO OBTAIN HIGH- ALLOY ALUMINUM MAGNESIUM ALLOYS © 2012 F. V. Grechnikov, I. P. Popov, A. M. Bibikov, E. G. Demyanenko Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University) It is suggested the new alloy and casting method, which allows to obtain the compact and fine-grained structure of cast billet with increased mechanical and plastic propecties, which provide the required technological properties as during casting, as during plastic forming of cast billet.

Alloy, method, crystallization, microstsucture, grain, casting, billet.

Информация об авторах Гречников Федор Васильевич, член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой обработки металлов давлением, Самарский го сударственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: gretch@ssau.ru. Область научных интересов: деформирование анизотропных материалов.

Попов Игорь Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры обработки металлов давлением, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail:

igr_popov@mail.ru. Область научных интересов: формообразование деталей сложной формы из листовых заготовок, полученных в процессах металлургического производства с использованием слабых импульсных токов.

Бибиков Алексей Михайлович, инженер кафедры обработки металлов давлением, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: igр_@mail.ru. Область научных интересов: процессы литья и кристаллизации с воздействием слабых импульсных токов.

Демьяненко Елена Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры обработки металлов давлением, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: e dem@mail.ru. Область научных интересов: формообразование тонкостенных деталей сложной формы.

Grechnikov Fedor Vasilievich, Corresponding member of RAS, Doctor of Engineering, Professor, Head of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: gretch@ssau.ru. Area of research: anisotropic materials deforming.

Popov Igor Petrovich, Doctor of Engineering, Professor of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: igr_popov@mail.ru. Area of research: forming of complex shape parts from sheets, produced with influence of weak pulse currents.

Bibikov Aleksey Michailovich, Engineer of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E mail: igр_@mail.ru. Area of research: processes of casting and crystallization with influence of weak pulse currents.

Demyanenko Elena Gennadievna, Ph.D., Docent of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: e-dem@mail.ru. Area of research: forming of thin-walled complex shape parts.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 669.295:621. СПОСОБ ПЛАСТИЧЕСКОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ © 2012 Ф. В. Гречников, И. П. Попов, Е. Г. Демьяненко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) С целью устранения недостатков известных способов структурообразования высокопрочных материалов предлагается получение нанокристаллической структуры металла за счет повышения степени деформации путем использования более совершенного устройства.

Структура, способ, устройство, осадка, выдавливание.

В настоящее время в обработке бандажированным втулкой 4, подвижную металлов давлением применяют ряд круглую плиту 6, на которую устанавливают способов структурообразования заготовку 5. В полый пуансон 2 вставлен высокопрочных материалов. Но им присущи сплошной пуансон 1. Работа устройства недостатки. Так, деформирование осуществляется следующим образом.

происходящее с сохранением формы, В начальном положении цикла размеров заготовки и изменением круглая плита 6 отводится от контейнера направления выдавливания и осадки на на величину l, которая на 10-15 % противоположные, позволяет использовать больше высоты h З заготовки 5. Плиту заготовки исключительно небольших вместе с цилиндрической заготовкой размеров, поскольку диаметр выдавленной диаметром D с минусовым допуском части не должен превышать 2,5 диаметра вводят в контейнер 3, плотно прижимая рабочего пояска матрицы [1]. При этом усилием P0 к торцам пуансонов 1, 2, которые возникаемые степени деформации за один находятся на одном уровне. На следующей цикл сравнительно малы, как и в другом стадии цикла производят выдавливание способе пластического сплошного стержня за счет перемещения структурообразования металлических смещенного объема периферийной части в заготовок методом объемной штамповки [2], виде полого цилиндра в цилиндрическую который включает: закрытую осадку и часть полым пуансоном 2 вместе с последовательно обратное и прямое контейнером 3 на величину l nn со выдавливание путем перемещения скоростью nn. За выдавливание принято периферийной части заготовки во внутреннюю ее часть и обратно. Процесс увеличение размеров заготовки вдоль оси.

повторяется заново до необходимого числа Смещенный объем периферийной части циклов с сохранением формы и размеров заготовки перемещают в цилиндрическую заготовки, после каждого цикла необходимо часть заготовки на величину l n со переворачивать заготовку на 1800.

С целью устранения имеющихся скоростью n. Соотношение между недостатков, сокращения времени операции скоростями перемещения находится из предлагается способ получения условия равенства смещенных объемов:


нанокристаллической структуры металла за V nn = V n, (1) счет повышения степени деформации путем использования более совершенного где V nn - смещенный объем устройства. периферийной части заготовки в виде полого Устройство (рис. 1) содержит цилиндра, вытесненный полым пуансоном;

неподвижный сплошной пуансон 1, полый подвижный пуансон 2, который жестко соединен с подвижным контейнером 3, Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), до совпадения торцев пуансонов 1 и 2 с V n смещенный объем соблюдением соотношения между цилиндрической части заготовки, скоростями (5).

перемещенный к поверхности плиты.

На каждой стадии усилия меняются Из геометрических соотношений из-за изменения кинематики течения и имеем:

упрочнения металла. Далее происходит (D 2 d 2 ) выдавливание полого стакана с сохранением V nn l nn, (2) 4 направления и соотношения скоростей перемещения (5) смещенных объемов, D l n, (3) V n пуансона 2 и круглой плиты 6 предыдущей 4 стадии (рис.3) и выполнением равенства где D и d - диаметры круглой усилий:

плиты пуансона соответственно, P4= P5+ P6, l n, l nn - расстояние между где P4 - усилие выдавливания, приложенное к плите 6;

торцами соответственно круглой плиты и P5 - усилие, приложенное к пуансону полого пуансонов на рассматриваемой 1;

стадии.

P6 - усилие, приложенное со стороны Приравняв 2 и 3, получим:

пуансона 2.

d 2 На последней стадии производят l n = 1 lnn. (4) осадку цилиндрической части заготовки в D виде стакана, меняют направление скоростей Разделив обе части равенства (4) на перемещения смещенных объемов полого время стадии получим соотношение пуансона 2 и круглой плиты 6, сохранив скоростей смещенных объемов: соотношения скоростей между ними согласно (5).

n = 1 d nn, (5) На этом первый цикл обработки D заканчивается. Заготовка 5 выталкивается из где nn - скорость перемещения контейнера 3. Для этого круглая плита удаляется из контейнера 3 на величину l, смещенного объема периферийной части контейнер перемещается на расстояние l0, и заготовки в виде полосы цилиндра;

n - скорость перемещения пуансономкруглую плиту36.выталкивается и 1 заготовка падает на Затем заготовку смещенного объема цилиндрической части переворачивают на 180, и цикл повторяется заготовки. (рис. 1).

Кроме соотношения скоростей, Для того, чтобы процесс был необходимо выполнить и соотношение стабильным, перемещения и скорости полого между усилием, приложенным к пуансону 2 пуансона 2 и круглой плиты 6 вверх и вниз и плите 6 (рис. 2): относительно исходного положения были P3= P1+ P2, (6) одинаковы, необходимо равенство объемов где P1 - усилие выдавливания, выдавленного стержня V1 и стенок стакана приложенное к плите 6;

V2 :

P2 - усилие, приложенное к пуансону V1 = V 2.

1;

Из геометрии видно:

P3 - усилие, приложенное к пуансону d 2 (D 2 d 2 ) 2.

lnn = lnn, На следующей стадии производят 4 прямое выдавливание из заготовки со отсюда D 2d.

стержнем, перемещая смещенные объемы из Полученное соотношение диаметров цилиндрической части в периферийную, круглой плиты (6) и пуансона (1) определяет двигая пуансон 2 и круглую плиту 6 вверх и соотношение скоростного перемещения Авиационная и ракетно-космическая техника смещенных объемов. Подставив D 2 d в (5), получаем:

n =0,5 nn. (7) На стадиях процесса по боковой поверхности заготовки, касающейся с рабочей поверхностью инструмента, создают активные силы трения, направленные в сторону движения смещенного объема металла.

При осадке из заготовки со стержнем активные силы трения создают в направлении движения смещенного объема Рис. 2. Схема устройства для реализации способа в промежуточном положении металла из цилиндрической в периферийную часть.

На стадии выдавливания стакана обеспечивают те же условия, как и на предшествующей стадии, что сохраняет направление действия активных сил трения.

На стадии осадки из заготовки в виде стакана меняют направление движения смещенного объема металла из периферийной части заготовки в цилиндрическую. Активные силы трения на боковой поверхности создаются благодаря более быстрому перемещению контейнера 3 Рис. 3. Схема устройства для реализации способа на по сравнению с движением металла в том же заключительной стадии направлении.

Таким образом, предложенный способ структурообразования позволяет в автоматическом режиме производить обработку металла, используя процессы осадки и выдавливания на гидропрессе с активными силами трения.

Библиографический список 1. Пат. 2116155 Российская Федерация, МКИ6В2175/00, С21D7/13. Способ пластического структурообразования высокопрочных материалов [Текст]/ В.М.

Грешнов, О.В.Голубев, заявка 97106284/02, опубл. 27.07.1998, Бюл. 21.

Рис. 1. Схема устройства для реализации способа в исходном положении 2. Пат. 2189883 Российская Федерация, МКИ В21j5/00, В21j13/02. Способ пластического структурообразования металлов при интенсивной пластической деформации и устройство для его осуществления [Текст]/В.Г. Шибаков, С.Н.

Гончаров, М.В. Мухин, заявка 2001105055/02, опубл. 27.09.2002.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), METHOD OF PLASTIC STRUCTURE FORMATION © 2012 F. V. Grechnikov, I. P. Popov, E. G. Demyanenko Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University) With aim to eliminate the drawbacks of certain methods of structure formation of high strength materials it is suggested to obtain nanocrystal structure at the expense of increasing strain ratio by application of more up-to-date equipment.

Buckling, extrusion, structure, method, equipment.

Информация об авторах Гречников Федор Васильевич, член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой обработки металлов давлением, Самарский го сударственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: gretch@ssau.ru. Область научных интересов: деформирование анизотропных материалов.

Попов Игорь Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры обработки металлов давлением, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail:

igr_popov@mail.ru. Область научных интересов: формообразование деталей сложной формы из листовых заготовок, полученных в процессах металлургического производства с использованием слабых импульсных токов.

Демьяненко Елена Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры обработки металлов давлением, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: e dem@mail.ru. Область научных интересов: формообразование тонкостенных деталей сложной формы.

Grechnikov Fedor Vasilievich, Corresponding member of RAS, Doctor of Engineering, Professor, Head of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: gretch@ssau.ru. Area of research: anisotropic materials deforming.

Popov Igor Petrovich, Doctor of Engineering, Professor of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: igr_popov@mail.ru. Area of research: forming of complex shape parts from sheets, produced with influence of weak pulse currents.

Demyanenko Elena Gennadievna, Ph.D., Docent of Metal Forming Department, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: e-dem@mail.ru. Area of research: forming of thin-walled complex shape parts.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 621.9. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ И СТАЛЕЙ © 2012 А. Н. Жидяев, А. В. Мещеряков, Н. Д. Проничев, А. П. Шулепов Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет) Представлены результаты экспериментальных исследований влияния режимов фрезерования и упрочнения микрошариками на параметры качества поверхностного слоя.

Шероховатость, микротвёрдость, фрезерование, упрочнение.

Эксплуатационные свойства изделий во многом определяются качеством поверхностного слоя составляющих деталей.

При разработке новых технологических процессов на многокоординатном оборудовании с применением твердосплавного инструмента с покрытием условия формирования поверхностного слоя меняются. Необходимо провести исследование влияния различных режимов фрезерования и последующего упрочнения на качество поверхностного слоя обработанной поверхности.

Рис. 1. Схема фрезерования образцов Исследование влияния режимов фрезерования на параметры качества Для приготовления образцов был поверхностного слоя осуществлялось на использован технологический напуск на образцах из жаропрочного сплава заготовках лопаток направляющего аппарата ХН45МВТЮБР-ИД. Обработка 11 ступени. Вырезка образцов осуществлялась четырёхзубой фрезой осуществлялась на проволочном диаметром 12 мм с радиусом скругления 1, электроэрозионном станке. Были получены мм. В качестве начальных были приняты образцы размером 10х12х15 мм.


режимы, на которых происходит обработка Исследования проводились при пера лопаток 11 ступени: скорость резания V изменении скорости резания V, подачи на – 60 м/мин, подача на зуб f – 0,08 мм/зуб, зуб f, ширины фрезерования B, глубины ширина фрезерования B – 2 мм, глубина фрезерования Z, угла наклона фрезы фрезерования Z – 0,2 мм, угол наклона относительно обрабатываемой плоскости A.

фрезы относительно обрабатываемой Выбранные режимы представлены в табл. 1.

плоскости A – 5°. Схема обработки Номер образца состоит из буквы (параметр представлена на рис. 1. Фрезерования режима резания, который изменяется в осуществлялось строчками, т.е.

данной группе режимов) и цифры параллельными проходами в горизонтальной (порядковый номер образца).

плоскости. Вид фрезерования – попутное.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Таблица 1. Режимы обработки образцов для проведения исследований Расчётная Ширина Глубина Обороты Подача Подача Угол Номер скорость фрезеро- фрезеро шпиндел на зуб, минутная наклона образца резания, вания, вания, я, об/мин мм/зуб, мм/мин фрезы, ° м/мин мм мм V1 55 1 459 V2 60 1 592 V3 65 1 724 V4 70 1 857 0,08 2,0 0,2 5, V5 75 1 989 V6 80 2 122 V7 85 2 255 V8 60 1 592 F9 0,06 F10 0,08 60 1 592 2,0 0,2 5, F11 0,10 F12 0,12 B13 0, B14 1, B15 60 1 592 0,08 509 1,5 0,2 5, B16 2, B17 2, Z18 0, Z19 60 1 592 0,08 509 2,0 0,2 5, Z20 0, A21 5, A22 7, 60 1 592 0,08 509 2,0 0, A23 10, A24 12, Обработка осуществлялась на После обработки всех образцов фрезерном станке Mikron UCP 800 Duro. На проводилось измерение шероховатости рис. 2 показаны образцы F9 – F10 после поверхности на профилографе Hommel фрезерной обработки. Etamic W55. Измерение проводилось в соответствии с ГОСТ 2789-73. Базовая длина составляла 0,8 мм, опорная длина профиля – 4,8 мм, скорость движения датчика – 0, мм/с.

Измерение проводилось в двух направлениях: поперёк и вдоль строчки фрезерования. При выборе для измерения Рис. 2. Образцы F9 – F10 после фрезерной обработки разных участков получаются различные Авиационная и ракетно-космическая техника значения среднего арифметического отклонения профиля Ra, поэтому измерение проводилось на 10 параллельных участках.

При движении поперёк строчки измерение проводилось со смещением 0,02 мм, при измерении вдоль – со смещением 0,05 мм.

Далее определялось среднее значение.

Измерения поперёк строчек были более стабильными, чем измерения вдоль строчек.

По результатам построены графики (рис. 3 – 7).

Рис. 6. Зависимость шероховатости от глубины фрезерования Рис. 3. Зависимость шероховатости от скорости резания Рис. 7. Зависимость шероховатости от угла наклона фрезы По графикам можно сделать следующие выводы.

1. Увеличение скорости резания приводит к снижению шероховатости в направлении поперёк строчки, вдоль строчки изменения незначительны.

2. Увеличение подачи приводит к Рис. 4. Зависимость шероховатости от подачи на увеличению шероховатости, т.к.

зуб увеличивается высота гребешков, оставляемых зубьями фрезы.

3. Изменение ширины фрезерования незначительно влияет на шероховатость поверхности. Возможно увеличение шероховатости из-за больших сил резания при увеличении ширины.

4. При увеличении глубины фрезерования увеличиваются гребешки между соседними строчками, это приводит к росту шероховатости при измерении поперёк строчки.

Рис. 5. Зависимость шероховатости от ширины 5. При изменении угла наклона оси фрезы фрезерования к обрабатываемой поверхности происходит изменение геометрии режущей части относительно поверхности, и поэтому Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Рис. 10. Зависимость микротвёрдости образцов от шероховатость также изменяется при подачи на зуб изменении угла наклона. Лучшая чистота поверхности получается при углах 7,5° и 12,5°.

Далее проводилось измерение микротвёрдости поверхности образцов по Виккерсу. Для измерений на микроскопе ПМТ-3 наносились отпечатки вдавливанием алмазной пирамиды с четырёхгранным основанием в соответствии с ГОСТ 9450-76.

Нагрузка – 200 г, время выдержки нагрузки – 3 с. Пример отпечатка показан на рис. 8.

Измерения микротвёрдости по отпечаткам Рис. 11. Зависимость микротвёрдости образцов от проводились на микроскопе Tescan Vega. ширины фрезерования Рис. 8. Отпечаток на образце F9 от вдавливания алмазного наконечника для измерения микротвёрдости Рис. 12. Зависимость микротвёрдости образцов от Для определения микротвёрдости глубины фрезерования По графикам можно сделать образцов проводились измерения по трём следующие выводы.

отпечаткам. По результатам измерений 1. Увеличение скорости резания, подачи на определены средние значения, по которым зуб или глубины фрезерования приводит к построены графики (рис. 9 – 12).

снижению микротвёрдости поверхности.

2. При изменении ширины фрезерования микротвёрдость меняется в небольших пределах по сравнению с изменениями от других параметров режимов фрезерования.

Явная тенденция отсутствует, и для получения более чёткой картины необходимо сделать большее количество отпечатков для проведения измерений.

Исследование влияния упрочнения профилей пера лопаток компрессора на Рис. 9 Зависимость микротвёрдости образцов от поверхностный слой деталей скорости резания осуществлялось на рабочих лопатках (жаропросная сталь 15Х12Н2МВФАБ-Ш), рабочих лопатках 11 и 15 (жаропрочный сплав ХН45МВТЮБР-ИД) ступеней компрессора. Упрочнение проводилось микрошариками.

Измерение шероховатости поверхности проводилось на профилографе Hommel Etamic W55. Базовая длина составляла 0, мм, опорная длина профиля – 4,8 мм, скорость движения датчика – 0,5 мм/с.

Авиационная и ракетно-космическая техника Профилограммы представлены на рис. 13 – По результатам построена диаграмма 15. (рис. 16).

а) поперёк строчки б) вдоль строчки Рис. 13 – Профилограммы поверхности пера лопатки Рис. 16 – Шероховатость поверхности пера лопаток 10 ступени при измерении поперёк и вдоль строчки 10, 11 и 15 ступеней компрессора после упрочнения На рис. 17 приведено сравнение шероховатости пера лопаток 10-й и 11-й ступеней компрессора после фрезерования с шероховатостью после упрочнения.

а) поперёк строчки б) вдоль строчки Рис. 14 – Профилограммы поверхности пера лопатки 11 ступени при измерении поперёк и вдоль строчки после упрочнения Рис. 17 – Шероховатость поверхности пера лопаток 10 и 11 ступеней компрессора после фрезерования и последующего упрочнения а) поперёк строчки Упрочняющая обработка позволяет снизить шероховатость поверхности, но требуется дополнительная доводочная операция для снижения шероховатости.

Далее проводилось измерение б) вдоль строчки микротвёрдости поверхности образцов. На Рис. 15 – Профилограммы поверхности пера лопатки микроскопе ПМТ-3 наносились отпечатки 15 ступени при измерении поперёк и вдоль строчки алмазной пирамидой под нагрузкой 200 г.

после упрочнения Время выдержки нагрузки составляло 3 с.

Измерение проводилось в двух Измерения микротвёрдости по отпечаткам направлениях: поперёк и вдоль строчки проводились на микроскопе Tescan Vega. На фрезерования на 10 параллельных участках. микроскопе были получены изображения При движении поперёк строчки измерение пера лопаток 10-й, 11-й и 15-й ступеней проводилось со смещением 0,02 мм, при компрессора (рис. 18 – 20).

измерении вдоль – со смещением 0,05 мм.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), а) увеличение б) увеличение а) увеличение б) увеличение в 300 раз в 1000 раз в 300 раз в 1000 раз Рис. 20 – Поверхность пера лопатки 15 ступени Рис. 18 – Поверхность пера лопатки 10 ступени после упрочнения при увеличении в 300 и 1000 раз после упрочнения при увеличении в 300 и 1000 раз На рис. 21 показана диаграмма сравнения микротвёрдости лопаток 10-й, 11 й и 15-й ступеней компрессора после упрочнения.

а) увеличение б) увеличение в 300 раз в 1000 раз Рис. 19 – Поверхность пера лопатки 11 ступени после упрочнения при увеличении в 300 и 1000 раз Рис. 21 – Микротвёрдость лопаток 10, 11 и ступеней компрессора после упрочнения MILLING AND MICROBALLS STRENGTHENING CONDITIONS INFLUENCE ON HIGH-TEMPERATURE ALLOIES AND STEELS PART’S COATING SURFACE QUALITY EXPERIMENTAL INVESTIGATION © 2012 A. N. Zhidyaev, A. V. Mesheryakov, N. D. Pronichev, A. P. Shulepov Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov (National Research University) Milling and microballs strengthening conditions influence on part’s coating surface quality experimental investigation results are provided.

Roughness, microhardness, milling, strengthening.

Информация об авторах Жидяев Алексей Николаевич, инженер кафедры производства двигателей летательных аппаратов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет). Е-mail:

a.n.zhidyaev@gmail.com. Область научных интересов: механическая обработка материалов.

Мещеряков Александр Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры производства двигателей летательных аппаратов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет). Е-mail: pdla@ssau.ru. Область научных интересов:

технология производства двигателей летательных аппаратов.

Проничев Николай Дмитриевич, доктор технических наук, профессор кафедры производства двигателей летательных аппаратов, Самарский государственный Авиационная и ракетно-космическая техника аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва. Е-mail: pdla@ssau.ru.

Область научных интересов: технология производства двигателей летательных аппаратов.

Шулепов Александр Павлович, кандидат технических наук, доцент кафедры производства двигателей летательных аппаратов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет). Е-mail: pdla@ssau.ru. Область научных интересов:

технология производства двигателей летательных аппаратов.

Zhidyaev Alexey Nikolaevich, engineer of aircraft engine production department, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University).

Е-mail: a.n.zhidyaev@gmail.com. Area of research: mechanical materials machining.

Mesheryakov Alexander Viktorovich, associate professor of aircraft engine production department, candidate of technical sciences, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University). Е-mail: pdla@ssau.ru.

Area of research: aircraft engine production technology.

Pronichev Nicolay Dmitrievich, professor of aircraft engine production department, doctor of technical sciences, professor, Samara State Aerospace University named after academician S.P.

Korolyov (National Research University). Е-mail: pdla@ssau.ru. Area of research: aircraft engine production technology.

Shulepov Alexander Pavlovich, associate professor of aircraft engine production department, candidate of technical sciences, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolyov (National Research University). Е-mail: pdla@ssau.ru.

Area of research: aircraft engine production technology.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), УДК 669.58+620.193:629.735. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ГИДРОАВИАЦИИ © 2012 А. А. Мельников, О. С. Бондарева, О. С. Киселева Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) Рассматривается влияние температуры на качество и коррозионную стойкость цинкового покрытия на кремнийсодержащих сталях. Для исследования использовались образцы из стали Ст3сп и 09Г2С. Результаты исследования позволили определить оптимальную температуру цинкования и получение высококачественных цинковых покрытий на кремнийсодержащих сталях.

Горячее цинкование, цинковое покрытие, кремнистые стали.

Проблема защиты металла от данный способ занимает ведущее место, коррозии во всем мире является одной из благодаря сочетанию высокой важнейших технических проблем. Особое экономической эффективности и повышения значение это имеет для материалов, надежности конструкций.

используемых в гидроавиации. Морская вода К наносимому покрытию содержит растворенные газы, соли, предъявляются следующие требования: оно различные микроорганизмы и поэтому должно быть беспористым, иметь прочное может считаться электролитом с сцепление с основным металлом, быть повышенной коррозионной активностью. пластичным, выдерживать внешние Использование цинковых покрытий является механические нагрузки и обладать эффективным способом защиты материалов достаточной стойкостью против коррозии. В от коррозии. При этом такие покрытия настоящее время существует проблема имеют преимущество перед медными и нанесения цинкового покрытия на стали, медно-никелевыми в быстродвижущейся содержащие большое количество кремния.

жидкости. Горячее цинкование металлоконструкций из Наилучшую защиту от коррозии сталей с содержанием кремния до 0,8-1% обеспечивает диффузионный способ ведет к ухудшению качества покрытия, цинкования в расплаве цинка. Этот способ связанного с нарушением его сплошности, обладает рядом преимуществ и позволяет повышенной толщиной и плохой адгезией к организовать широкое производство основному металлу [1]. Устранение этих различных изделий. Скорость коррозии недостатков требует изменения технологии цинкового покрытия определяется его горячего цинкования. Таким образом, цель составом и структурой, что в свою очередь работы заключалась в исследовании влияния зависит от ряда факторов. Одним из них температурного режима на качество и является химический состав стали и, в коррозионную стойкость цинкового частности, содержание в ней такого элемента покрытия на кремнийсодержащих сталях.

как кремний. Самым известным и широко Для исследования использовали распространенным способом защиты образцы размером 150х150х3 мм из стали стальных конструкций от коррозии является Ст3сп и 09Г2С, химический состав которых горячее цинкование. Во многих странах мира приведен в табл.1.

Таблица 1 - Химический состав исследуемых сталей C Si Mn P S Cr Ni Ст3сп 0,14 0,23 0,47 0,019 0,019 0,03 0, 09Г2С До 0,12 0,61 1,3-1,7 До 0,035 До 0,04 До 0,3 До 0, Процесс жидкофазного цинкования Авиационная и ракетно-космическая техника образцов проводили по схеме: Офлюсованные образцы сушили при 120 обезжиривание, промывка, травление, 180°С.

промывка, флюсование, сушка, цинкование. Цинкование образцов проводили на Для обезжиривания использовали водный лабораторной установке на ОАО «Завод раствор тринатрийфосфата (50-70 г/л), затем Продмаш» в диапазоне температур от 438°С образцы промывали в горячей воде (80-90°С) до 468°С с шагом в 5°С. Время выдержки – и травили в водном растворе соляной мин. Структуру и толщину покрытий кислоты (180-200 г/л). После промывки в определяли с помощью электронного воде образцы флюсовали в растворе микроскопа на шлифах, которые травили в следующего состава (г/л): 550-650 2%-ном растворе азотной кислоты в хлористого цинка;

80-120 хлористого этиловом спирте. Результаты исследований аммония;

1-2 эмульгатора ОП-10. представлены в табл.2 и 3 и на рис. 1 и 2.

Таблица 2 - Толщина покрытия на стали 09Г2С в зависимости от температуры цинкования Толщина покрытия в мкм температура Центральная часть образца Край образца Среднее значение 438 82 92 443 123 120 121, 448 157 90 123, 453 145 151 458 178 120 463 169 129 468 205 212 208, центр край 100 среднее 438 443 448 453 458 463 Рис. 1. Зависимость толщины цинкового покрытия на стали 09Г2С от температуры Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Таблица 3 - Толщина покрытия на ст3сп в зависимости от температуры цинкования Толщина покрытия в мкм температура Центральная часть образца Край образца Среднее значение 438 82 92 443 123 120 121, 448 157 90 123, 453 145 151 458 178 120 463 169 129 468 205 212 208, центр край среднее 438 443 448 453 458 463 Рис. 2. Зависимость толщины цинкового покрытия на Ст3сп от температуры Анализируя полученные данные, придавать ему серый цвет. Известно, что можно сделать вывод, что на сталях с коррозионная стойкость и пластичность высоким содержанием кремния (09Г2С) таких покрытий пониженная [2]. Анализ наблюдается значительное увеличение толщины отдельных фаз в структуре толщины покрытия с ростом температуры цинкового покрытия показывает, что до 80 цинкования. Это приводит к увеличению 86% толщины покрытия приходится на расхода цинка. Кроме того, структура фазу, которая образуется первой и в покрытия для всех образцов с повышенным последующем подавляет рост Г-фазы и б содержанием кремния отличается фазы. -фаза имеет выраженную столбчатую преобладающим развитием -фазы (табл. 4). и пористую структуру и характеризуется При этом столбчатые кристаллы фазы хрупкостью и плохой адгезией к основе.

могут выходить на поверхность покрытия и Таблица 4 - Распределение -фазы и б-фазы по толщине покрытия на стали 09Г2С в зависимости от температуры цинкования Тем Толщина Толщина Толщина доля -ра, °С покрытия, мкм б-фазы, мкм -фазы, мкм фазы,% 438 81,7 12 69,7 85, 443 96 18 78 81, 448 125 20,8 104,2 83, 453 149 33 116 77, Авиационная и ракетно-космическая техника 458 176 38,2 137,8 78, 463 200 43,2 156,8 78, 468 224 30,2 193,8 86, Зависимость толщины покрытия и Цинковое покрытие на стали Ст3сп отдельных фаз от температуры представлена (Si-0,23%) имеет совершенно другую на рис.3. структуру (рис.4).

толщина покрытия, мкм общая толщина 150 покрытия толщина дельта-фазы толщина кси-фазы 430 440 450 460 температура, град С Рис. 3 Зависимость толщины цинкового покрытия на стали 09Г2С от температуры.

Рис. 4 Структура цинкового покрытия на после цинкования при 448°С на Ст3сп (слева) и 09Г2С (справа) При одинаковой температуре (448°С) Испытания на коррозию проводились общая толщина покрытия на стали Ст3сп в нейтральной соляной атмосфере. Образцы гораздо меньше, чем на стали 09Г2С, с толщиной покрытия 80 мкм находились в порядка 100мкм. Это существенно экономит камере в течении 500 часов, следов коррозии расход цинка. Принципиально другое не обнаружено.

строение имеет -фаза, кристаллы ее мельче Выводы и выходят на поверхность не везде, а только 1.Исследование структуры образцов с местами. Доля -фазы в общей толщине помощью растрового электронного покрытия около 50%, появляется ярко микроскопа позволило получить выраженная фаза чистого цинка на зависимость толщины цинкового покрытия поверхности, который дает красивый блеск от температуры процесса, а также покрытию и повышает коррозионную установить его фазовый состав.

стойкость. Повышение температуры 2.На сталях с повышенным процесса не ведет к резкому увеличению содержанием кремния (09Г2С) до 80-86% толщины покрытия. толщины покрытия приходится на -фазу, Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), которая образуется первой и в последующем Библиографический список подавляет рост Г-фазы и б-фазы. 1. Парамонов, А.В. Проблемы 3. Результаты исследований производства горячеоцинкованных позволили определить оптимальный металлоконструкций [Текст] / А.В.

температурный режим цинкования для Парамонов // Металлург. 2010, №11. С 82-84.

используемого состава цинкового расплава и 2. Проскуркин, Е.В. Цинкование:



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |
 





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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.