Прогнозування робочих характеристик абразивних інструментів на основі статистичного моделювання їх структури - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ПРОГНОЗУВАННЯ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНИХ ІНСТРУМЕНТІВ НА ОСНОВІ СТАТИСТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЇХ СТРУКТУРИСемка, 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. 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. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".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. 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. Виконати теоретичні та експериментальні дослідження структури абразивного інструменту, розглянути можливість використання теорії дисперсних систем для моделювання та оцінки його робочих характеристик. Вперше у рамках методології обєктно-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. Запропоновано нові конструкції абразивних інструментів для обробки складних поверхонь, характеристики структури і геометричні параметри робочої поверхні яких забезпечують задані параметри контакту інструменту з оброблюваним виробом, раціональні щодо робочого процесу абразивної обробки.Ящеріцина, дослідження ВНДІАШ, ІНМ НАН України та інші показують, що твердість абразивного інструменту істотно впливає на продуктивність і якість обробки, характер зносу абразивних зерен, оскільки зміна пружної деформації містків звязки і сили, що утримує зерно у звязці, змінює характер навантаження, що визначає механізм і етапи зносу. Таким чином, при оцінці робочих характеристик абразивного інструменту необхідно враховувати спільний вплив стандартного ступеня твердості, номера структури і зернистості (концентрації і дисперсності фаз). У загальному випадку, модель структури абразивного інструменту як дисперсної системи I може бути представлена у вигляді деякої обмеженої області абразивного простору, в якій знаходяться підобласті дисперсних фаз: зерен G, звязки B і пор V. Відстань між центрами щільно упакованих зерен абразивного інструменту визначається як імовірністю перебування зерна у визначеній точці простору, так і імовірністю перебування зерна на деякій відстані від іншого зерна. Розроблено спеціальне програмне забезпечення, що дозволяє здійснювати моделювання упакування зерен, проводити статистичний аналіз упакування зерен і параметрів обєктів, виділених на зображенні структури абразивного інструменту.У дисертації наведене перспективне вирішення науково-практичної задачі раціонального вибору параметрів абразивного інструменту, що полягає у розробці статистичної 3D моделі структури абразивного інструменту і використанні теорії дисперсних систем для оцінки його робочих характеристик. Для розрахунку фізико-механічних властивостей абразивного інструменту обґрунтована доцільність використання трьох статистичних характеристик: парної кореляційної функції розподілу абразивної фази, середнього числа контактів між зернами і сили зчеплення в одиничному контакті. З використанням розробленої методики верифікації, що базується на відео-компютерному аналізі проекцій 2000 зерен, експериментально підтверджена адекватність моделі наважки, для якої відносне відхилення вибіркового середньоарифметичного розмірів зерен складає 4%. Зокрема, зернистість F46 відповідає зернистості №32 більш повно, якщо взяти до уваги склад фракцій, чим пара зернистостей, зазначена у Додатку 6 ГОСТ 3647-80 (те ж для відповідності зернистостей №80 і F22). Розроблена модель і мікроскопічний аналіз дозволяють визначати парну кореляційну функцію розподілу абразивної фази і залежність середнього числа контактів зерна з іншими зернами від їх концентрації.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ