LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування робочих характеристик абразивних інструментів на основі статистичного моделювання їх структури

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"



Філімонов Євген Васильович



УДК 621.91




ПРОГНОЗУВАННЯ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНИХ ІНСТРУМЕНТІВ НА ОСНОВІ СТАТИСТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЇХ СТРУКТУРИ




Спеціальність 05.03.01 - процеси механічної
обробки, верстати та інструменти






Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук



Харків - 2008

Дисертацією є рукопис



Робота виконана на кафедрі інтегрованих технологій машинобудування ім. М.Ф. Семка, Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України.



Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Доброскок Володимир Ленінмирович,

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", професор кафедри інтегрованих технологій машинобудування ім. М.Ф. Семка.


Офіційні опоненти:

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Шепелев Анатолій Олександрович,

Інститут надтвердих матеріалів

ім. В.Н. Бакуля НАН України,

заступник директора, м. Київ;



Кандидат технічних наук, доцент

Краснощок Юрій Степанович,

Харківський національний технічний університет

сільського господарства ім. П. Василенка,

доцент кафедри технології матеріалів, м. Харків.



Захист відбудеться " 27 " березня 2008 р. о " 14 " годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.12 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21.



З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".



Автореферат розісланий "21" лютого 2008 р.



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Пермяков О.А.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку теорії і практики абразивної обробки можливість прогнозування та раціонального вибору параметрів інструменту обмежується у першу чергу відсутністю науково обґрунтованих комплексних стохастичних оцінок просторових характеристик взаємного розташування зерен у його робочому шарі. Для вирішення даної проблеми необхідна розробка методів моделювання, верифікації і статистичної оцінки структури. Це стає можливим при використанні сучасних напрацювань в області статистичного моделювання і морфологічного аналізу дисперсних структур.

Прогнозування робочих характеристик абразивних інструментів на основі статистичного моделювання їх структури із врахуванням особливостей умов їх роботи є одним з найбільш перспективних шляхів забезпечення високих експлуатаційних якостей інструменту, що і визначило напрямок дисертаційного дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язано з держбюджетною науковою тематикою кафедри інтегрованих технологій машинобудування ім. М.Ф. Семка Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" (НТУ "ХПІ") за темою: "Розробка теоретичних основ 3D методології комп'ютерного моделювання оптимальних характеристик абразивно-алмазних інструментів" (ГР № 0105U000577, 2005-2007 р.), у який здобувач був виконавцем окремих розділів.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розширення можливостей прогнозування і забезпечення заданих робочих характеристик абразивного інструменту на основі статистичного моделювання структури.

Задачі дослідження:

1. Виконати теоретичні та експериментальні дослідження структури абразивного інструменту, розглянути можливість використання теорії дисперсних систем для моделювання та оцінки його робочих характеристик.

2. Виявити статистичні характеристики структури, пов'язані з фізико-механічними характеристиками абразивного інструменту. Визначити статистичні характеристики стандартних шліфувальних матеріалів для проведення модельного дослідження і порівняльного аналізу. Розробити методику верифікації моделі наважки зерен на основі оцінки вірогідності статистичних параметрів.

3. Розробити імовірнісну модель структури, що дозволить враховувати спільний (сумісний) вплив конструктивно-технологічних параметрів абразивного інструменту на його робочі характеристики. Оцінити достовірність прогнозування робочих характеристик абразивного інструменту.

4. На основі прогнозного моделювання і експериментальних досліджень розробити практичні рекомендації з визначення раціональних параметрів абразивного інструменту із врахуванням особливостей його подальшої експлуатації.


Об'єкт дослідження - абразивний інструмент і процес абразивної обробки шліфуванням та доведенням.

Предмет дослідження - статистичні і робочі характеристики абразивних інструментів.

Методи дослідження. Теоретичні, модельні та експериментальні дослідження виконані на основі фундаментальних положень теорії абразивної обробки, мікроскопічного аналізу, теорії дисперсних систем і стереометричної реконструкції просторових параметрів об'єктів. Прогнозування характеристик робочого шару виконано на основі сучасних методів стохастичної геометрії і статистичного 3D-моделювання.

Наукова новизна отриманих результатів:

1. Запропоновано, обґрунтовано і реалізовано новий підхід у прогнозуванні робочих характеристик абразивного інструменту з використанням системи функціональних залежностей, що зв'язують між собою статистичні і фізико-механічні характеристики структури інструменту як дисперсної системи. В якості основних статистичних характеристик структури прийняті: середнє число контактів зерна з іншими зернами і сила їх зчеплення в одиничному контакті, що визначаються на основі парної кореляційної функції.

2. Вперше у рамках методології об'єктно-орієнтованого моделювання запропоновано виконувати дослідження мікроструктури абразивного інструменту і її верифікацію з використанням мікроскопічного аналізу на етапах моделювання наважки зерен і їх "щільного" упакування з урахуванням контактної взаємодії, що дозволило окрім геометричної та фізичної подоби забезпечити також технологічну подобу та установити статистичні характеристики структури абразивного інструменту.

3. Вперше на базі єдиного системного підходу визначені параметри законів розподілів розмірів зерен для різних зернистостей шліфзерна і шліфпорошків із забезпеченням складу фракцій