Машиностроение

Рассмотрена разработка программного обеспечения для современных многоразрядных микропроцессоров отечественного производства. Представлены практические работы по изучению архитектуры микропроцессора, применению его аппаратных модулей для решения различных задач, возникающих в приборостроении. Практические работы проводятся с использованием учебного микропроцессорного стенда.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

Пособие посвящено рассмотрению прикладных методов моделирования гидроприводов с применением специализированного программного приложения Festo FluidSim. Даны основные теоретические сведения по гидроприводу и его базовым компонентам. Приведены методики моделирования и симуляции гидропривода путем составления принципиальных гидравлических схем. Адресовано студентам, обучающимся по указанным выше направлениям, а также будет полезно студентам при выполнении учебных заданий по дисциплинам «Гидравлика и гидропривод», «Гидро- и пневмопривод», «Гидропневмоавтоматика», «Гидравлика, гидро- и пневмопривод».

Рассматриваются вопросы изучения основных принципов управления роботами-манипуляторами, рассмотрен необходимый математический аппарат для решения задач по управлению такими роботами-манипуляторами. На примере учебного роботизированного комплекса рассмотрен ряд практических работ.

Содержит основные теоретические сведения и методические указания по выполнению лабораторных работ по разделу «Материаловедение» дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов». Для проверки полученных знаний предложены контрольные тестовые задания.

Приведены методы анализа, выбора и расчета прецизионных механизмов микро- и наноперемещений с учетом их функционального назначения и заданных параметров движения исполнительных механизмов оборудования для микро- и нанотехнологий. Рассмотрены методы вибрационной защиты прецизионного оборудования, принципы разработки динамических моделей и алгоритм процесса управления прецизионными механизмами перемещений для обеспечения требуемых параметров. Определены основные параметры механизмов прецизионных перемещений.

Книга подготовлена к юбилею одного из старейших факультетов Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана. В ней повествуется об истории факультета, изменениях, произошедших за последние годы, и достигнутых благодаря этому успехах.

Изложены закономерности формирования строения материалов в процессе кристаллизации, пластического деформирования, термической обработки и сварки. Приведены технологические способы управления строением и свойствами сплавов, основные свойства конструкционных и инструментальных материалов. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при изготовлении изделий в парогазовой, жидкой, твердожидкой и твердой фазах, принципы выбора оптимальной марки материала и метода получения проектируемых изделий. Даны примеры изготовления деталей машин обработкой давлением и резанием, литьем и сваркой. Второе издание (1-е изд. — 2014 г.) дополнено сведениями по аддитивным технологиям, формированию фасонных изделий из твердожидких заготовок, а также о новом технологическом процессе — сварке трением с перемешиванием.

Изложены основные теоретические сведения об операторной и комплексной передаточных функциях. Приведен пример расчета передаточной функции простейшего четырехполюсника, построены графики его амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик. Представлены схемы для экспериментального исследования частотных характеристик ряда простейших четырехполюсников. Описана последовательность проведения эксперимента. Даны методические указания к выполнению лабораторной работы.

Приведена методика оптимального выбора материалов для деталей двигателей внутреннего сгорания на основе анализа условий эксплуатации. Большое внимание уделено особенностям состава, структуры и свойств современных металлических и альтернативных материалов для изделий энергетических машин. Рассмотрены методы упрочняющей обработки, проведено сравнение отечественных материалов и покрытий с зарубежными аналогами.

В учебном пособии представлены численные методы математического моделирования литейных технологий и приведены сведения о системе основных физико-математических уравнений, реализованных в программном комплексе LVMFlow для моделирования процессов, протекающих в отливках, получаемых различными способами литья. Пособие содержит теоретические материалы, рекомендации и примеры, на которых изучаются теоретические основы и практика моделирования литейных технологий с применением системы компьютерного моделирования LVMFlow.

Практикум состоит из двух частей. В первой части приведены лабораторные работы по изучению инструментов подготовки и построения расчетных моделей, используемых при проведении анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

В учебном пособии освещены и систематизированы несколько разрозненные теоретические знания и практические навыки, полученные при изучении отдельных курсов дисциплин специальности 15.03.01 «Машиностроение», профиль подготовки «Машины и технология литейного производства».

Монография посвящена исследованию физических и конструктивно-технологических особенностей резонансных отрезков электродинамических замедляющих систем и структур с метаматериалами для создания на их основе многофункциональных элементов, узлов и модулей, обеспечивающих миниатюризацию и улучшение электрических параметров и характеристик микроволновых частотно-селективных устройств. Предложенные и разработанные конструкции перспективны для применения в составе современных средств телекоммуникаций и связи.

Рассмотрены основные вопросы математического моделирования стохастических и детерминированных процессов на основании эмпирических данных, а также формирования аналитических математических моделей. Приведены примеры построения математических моделей и задачи для самостоятельного решения.

Одним из решений, позволяющим повысить объем хранения и скорость обработки паллетированных грузов на складах, является использование гравитационных стеллажей для паллет. В качестве элементов безопасной эксплуатации таких конвейеров широко применяются центробежные фрикционные ролики, обеспечивающие скорость движения паллеты в пределах, не превышающих допустимых значений. При работе центробежных фрикционных роликов возможно попадание в атмосферу продуктов износа – тормозной пыли, которая оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Поэтому актуальной задачей является исследование работы тормозных роликов фрикционного типа с точки зрения экологической оценки выделяемой тормозной пыли. В работе проведена оценка концентрации мелкодисперсных частиц размерностью от 10 мкм до 2,5 мкм при работе центробежных фрикционных роликов в гравитационных стеллажах для паллет, предложена методика оценки их концентрации в рабочей зоне склада. Введен коэффициент экологичности конструкции тормозного ролика фрикционного типа, который является одним из факторов, определяющих максимальное количество торможений, и принимает значения от 0 до 1,0 для различных конструктивных исполнений фрикционного ролика - закрытого типа, вентилируемого и открытого типа. Результаты экспериментального исследования материалов фрикционных пар тормозных роликов показывают, что максимальное количество торможений обеспечивается при давлении на фрикционную накладку 0,1 МПа, что соответствует массе паллеты 1000 кг. Рассмотрен пример использования методики оценки концентрации частиц в рабочей зоне для склада, состоящего из одного блока гравитационных стеллажей для паллет 1200х800х1500 мм (длина х ширина х высота), массой 1000 кг, общим количеством паллетомест 546. Анализ полученных результатов показал, что максимальное количество торможений паллет при котором будет достигнута предельно допустимая концентрация частиц размерностью от 10 мкм до 2,5 мкм и максимальная оборачиваемость склада могут служить комплексной оценкой его экологичности.

В учебно-методическом пособии приведена классификация лифтов. Рассмотрены вопросы безопасности ведения монтажных работ.

Приведены условия, варианты и примеры решения типовых задач по разделу «Основы взаимозаменяемости» курса «Метрология, стандартизация, сертификация». Приведен необходимый справочный материал, выдержки из стандартов.

В монографии представлены результаты исследования способа дистанционного теплового контроля мощностных показателей машинно-тракторных агрегатов. Кроме того, с помощью разработанного способа возможно определить степень загрузки трактора при работе в полевых условиях и выполнении сельскохозяйственным орудием технологической операции на исследуемом агрофоне. При этом трактор может работать или с перегрузкой, что влияет на надежность, или недогруженным, что сказывается на экономичности – неэффективном расходе топлива. Это позволяет рекомендовать ту или иную оптимальную комплектацию при составлении машинно-тракторного агрегата. Особенностью способа также является возможность определения мощностных показателей не в стационарных условиях, а в процессе работы. При этом учитываются агроклиматические условия, рельеф местности, тип почвы, выбранный режим движения сельскохозяйственного агрегата. При разработке предлагаемого способа использован математический аппарат с оригинальным теоретическим материалом. Все это позволяет оптимизировать технологический процесс возделывания с.-х. культур в региональных условиях.

Работоспособность сборного дереворежущего инструмента зависит кроме многих факторов от особенностей конструкции узла крепления режущего элемента. Для выбора сборного дереворежущего инструмента, который соответствовал бы требованиям производства, не существует четких критериев, раскрывающих основные влияющие на стойкость факторы. Моделирование термодинамических процессов в условиях контактного взаимодействия элементов дает возможность выбора конструкции для эффективного применения и повышения стойкости устройства. Цель исследования – моделирование термодинамических процессов в узле крепления режущего элемента в корпусе сборного дереворежущего инструмента для оптимизации его конструктивных и технологических параметров, а также режимов работы. Предметом исследования являются условия контактного взаимодействия и теплообменные процессы между элементами устройства. Сконструирован узел крепления режущего элемента и разработана модель взаимодействия частей механизма сборного дереворежущего инструмента. Дальнейшие задачи: построение модели термодинамических процессов в узле крепления режущего элемента; вывод рекомендации по выбору конструкции сборного дереворежущего инструмента на стадии проектирования – реализованы в работе, продолжающей проводимое исследование. На основе стандартного исполнения дереворежущей цилиндрической насадной фрезы была создана конечно-элементная модель контактного взаимодействия шероховатых волнистых поверхностей частей конструкции. Сделаны выводы о возможности дальнейшего аналитического моделирования контактных условий при имеющихся параметрах. С учетом данных конструирования и полученных показателей сил резания древесины определены сближения контактирующих поверхностей и радиусы единичных площадок касания. Методология и методы включают теоретическое исследование и математическое моделирование, в т. ч. конечно-элементный анализ. Полученные модели могут быть использованы в создании комплексной стойкостной схемы дереворежущего инструмента с учетом других факторов. Основным результатом данного этапа работы является получение модели контактных условий и исходных данных для дальнейшего моделирования термодинамических процессов в узле крепления ножа в корпусе дереворежущей фрезы для прогнозирования его теплового состояния. Для цитирования: Капустина Н.А., Малыгин В.И., Мелехов В.И., Слуцков В.А. Моделирование дискретных контактов термодинамической системы элементов сборной дереворежущей фрезы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С.162–172. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-162-172.
Operational capability of a modular wood-cutting tool depends, besides many factors, on the design features of cutting element fastening unit. There are no clear and precise methods that explain major factors influencing tool durability for selecting the design of the modular wood-cutting tool, which would meet production requirements. Thermodynamics modeling under contact interaction of elements enables to choose a design for effective application and increases the tool efficient life. The research purpose is modeling of thermodynamic processes in the cutter element fastening unit in the wood-cutting tool body in order to optimize the design, technological parameters and operating modes of the tool. The research subject is the contact interaction conditions and heat transfer processes between the device elements. The cutting element fastening unit is designed and the model of interaction between the parts of the mechanism of the modular wood-milling tool is developed. Further tasks, namely, development of a model of thermodynamic processes in the cutting element fastening unit, discussion of the results and identifying the recommendations for choosing the design of the modular wood-cutting tool at the design stage were realized in a work that continues the ongoing research. The finite-element model of rough wavy surfaces contact interaction of design elements was developed on the basis of standard design of a shell-type plain woodmilling cutter. The analysis concluded that further analytical modeling of contact conditions with existing parameters is possible. The contacting surfaces approach and the radii of single contact areas were determined taking into account the data of design and calculation of wood cutting forces. These results will be used next in modeling of thermodynamic processes. Methodology and research methods comprise theoretical study and mathematical modeling, including finite-element analysis. The models developed are possible to be used in the creation of a complex durability model of the wood-cutting tool with regard to other factors. The main result of this research stage is obtaining the model of contact conditions and initial data for further modeling of thermodynamic processes in the knife fastening unit in the milling body to predict its thermal condition. For citation: Kapustina N.A., Malygin V.I., Melekhov V.I., Slutskov V.A. Modeling of Discrete Contacts for the Thermodynamic Element System of a Modular Wood-Milling Cutter. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 162–172. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-4-162-172.

Содержит теоретический и практический материал по метрологии, системе метрологического обеспечения, взаимозаменяемости, стандартизации и сертификации.

Рассмотрены основные типы малых холодильных машин, описаны конструкции компрессоров, теплообменных аппаратов, вспомогательного оборудования малых холодильных машин и установок, методики испытания и получения характеристик ряда холодильных машин.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами разделов «Модели и чертежи деталей, выполняемые средствами твердотельного моделирования» и «Электронная модель и чертеж сборочной единицы» дисциплины «Инженерная графика». Представлены методика и приемы работы по созданию моделей сборочных единиц изделий, сборочных чертежей и спецификаций в среде современных версий программы Autodesk Inventor. Рассмотрены основные операции для создания сборок, средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей. Приведены сведения по оформлению сборочных чертежей и спецификаций в соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации и по управлению библиотеками стандартных изделий. Практические рекомендации направлены на совершенствование знаний и навыков, а также на ускоренное освоение программы Autodesk Inventor.

Изложены основные теоретические сведения о составе, принципе действия универсального лабораторного стенда, используемого как основное оборудование для проведения лабораторных работ по дисциплине «Электротехника». Приведены характеристики основных измерительных приборов и устройств, задание, порядок выполнения и методические указания к проведению лабораторных работ.

Рассмотрены вопросы, связанные с разработкой твердотельных усилителей для аналоговых трактов радиотехнических систем. Определена область применения транзисторных усилителей, указаны особенности их построения. Приведен алгоритм расчета усилителей в соответствии с основными системными требованиями, даны примеры расчета.

Представлены основные понятия и выражения, необходимые для расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми двухзеркальными резонаторами и оптической системой. Рассмотрен пример выполнения домашнего задания по дисциплинам «Основы квантовой электроники», «Физические основы лазеров» и «Лазеры», приведены критерии его оценки, а также условия и варианты домашнего задания.

Приведены сведения по основам работы в системе геометрического моделирования КОМПАС-3D, системе моделирования процессов пластического деформирования листовых материалов PAM-STAMP 2G и системе моделирования процессов сварки и наплавки VISUAL WELD для моделирования процессов восстановления деталей в машиностроении.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Ожижители природного газа». Приведено описание термодинамических основ энтропийно-статистического анализа. Рассмотрены необходимые исходные данные и среднестатистические величины, используемые в расчете установок. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах установки сжижения природного газа, в том числе в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины. Даны вопросы и задания для самоконтроля.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Приведена классификация пермаллоев, а также магнитотвердых материалов. Показано влияние химического состава и технологических факторов на свойства порошковых магнитомягких ферритов. Приведена методика экспериментального определения магнитных и электрических свойств материалов. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитомягких и магнитотвердых материалов, а также проводников электрического тока.

Изложены методы проектирования машин и механизмов на основе формирования целевых функций в виде критериев оптимальности, таких как расход энергии, габаритные размеры, время разгона машин. Акцентировано внимание на методах повышения экономичности машин с рекуперацией энергии торможения. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самоконтроля.

Рассмотрена методика использования программ расчетов в системе MathCAD при проектировании и анализе планетарных и кулачковых механизмов с помощью ЭВМ по нескольким качественным показателям. Приведены алгоритмы программ, которые целесообразно использовать для проведения расчетов в процессе практических занятий с применением ЭВМ в специализированной аудитории, оснащенной электронной интерактивной доской.

В данной работе проведено исследование методик расчёта балок с катанием по нижнему поясу как двутаврового, так и коробчатого сечения. По зависимостям, представленным в существующих методиках, выполнен расчет напряжённо-деформированного состояния однобалочных мостовых кранов в точках касания колёс тельфера и пояса балки, имеющих коробчатое сечение с катанием по низу. ран-балки с коробчатым сечением имеют боль ую жёсткость и устойчивость по сравнению с двутавровым сечением, вдобавок позволяют увеличить пролёт, не жертвуя грузоподъёмностью крана. Также в программе SolidWorks Simulation выполнен конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния балок коробчатого сечения с катанием по нижнему поясу. Главным преимуществом метода конечных элементов является возможность разбиения на конечные элементы области любой формы и, таким образом, возможность расчета полей напряжений и деформаций в реальных деталях с учётом всех их конструктивных особенностей, что обеспечивает высокую точность расчёта. На основании полученных результатов изучены зависимости напряжений от толщины нижнего пояса балки, положения колёс тельфера, построена аппроксимирующая функция, и предложена более простая методика инженерных расчётов, позволяющая сократить количество вычислений.

При работе стреловых самоходных кранов на слабонесущих грунтах из-за просадки аутригеров возможен перекос рамы с расположенной на ней поворотной платформой с грузоподъѐмным оборудованием. Это нарушает работу крана, ведет к потере устойчивости и нарушению его безопасной эксплуатации. Обычно используются для обеспечения горизонтирования подкладные щиты под ходовую часть крана, выносные опоры (аутригеры). Возможно также использование автоматизированных систем обеспечения устойчивости кранового оборудования, но они не всегда обеспечивают должный уровень безопасности. Предлагается конструкция устройства обеспечения устойчивости, работающая за счѐт увеличения площади опорной поверхности крана. Рассматривая самоходный кран (транспортное средство) как связанную систему с инерциальной системой отсчета, расположенной в ее центре тяжести в произвольный момент времени, была выявлена физическая природа неравномерности распределения давления под опорами ходового оборудования при начальной установке крана. На основании полученных теоретических зависимостей предложен вариант модернизации самоходного стрелового крана. Практическая реализация модернизированной конструкции позволяет повысить устойчивость крана при работе на слабонесущих грунтах и обеспечить высокий уровень безопасности вследствие снижения удельного давления на грунт.

Мобильные канатные дороги, оборудование которых размещено на базовых шасси колесных или гусеничных машин высокой грузоподъемности, являются перспективным видом транспортно-перегрузочного оборудования. Специфические конструктивные особенности, режимы и условия их эксплуатации по сравнению с традиционными грузовыми и пассажирскими подвесными канатными дорогами стационарного исполнения требуют разработки специальных методов проектирования и проектных расчетов указанного типа машин. В статье рассматривается задача моделирования рабочих гидродинамических процессов, протекающих в гидроприводах с частотно-дроссельным регулированием механизмов движения тяговых и несуще-тяговых канатов, на всех стадиях работы механизма движения – стадии разгона транспортируемого груза, стадии установившегося (стационарного) движения с постоянной скоростью и стадии торможения при подходе к конечной точке останова. Для решения указанной технической задачи были разработаны математическая модель гидропривода и реализующая ее компьютерная программа. Модель обеспечивает компьютерное моделирование процессов изменения во времени таких основных технических характеристик гидропривода, как давления и объемные расходы рабочей жидкости в характерных точках по длине гидросистемы, перепад давления на гидромоторе и мгновенная мощность гидропривода, а также кинематических и силовых параметров движения тяговых и несуще-тяговых канатов (пройденного расстояния, линейной скорости и ускорения, требуемой мощности, преодолеваемых эксплуатационных нагрузок). Применительно к конкретному варианту мобильного канатного комплекса были проведены расчеты указанных гидродинамических, кинематических и силовых параметров, а также выполнен анализ полученных результатов. Показано влияние настройки регулируемого дросселя на результаты расчетов.

Изложен метод конечных элементов в перемещениях для стержневых систем, состоящих из ферменных и балочных элементов с различными способами соединения стержней с узлами. Введены матрицы аппроксимирующих функций, с использованием которых построены матрицы жёсткости в локальных и глобальных системах координат. Сформулированы правила построения глобальной матрицы жёсткости системы по матрицам жёсткости отдельных элементов. Рассмотрен способ учёта внеузловой нагрузки. Все выкладки и примеры расчёта выполнены с использованием пакета компьютерной алгебры MAPLE.

В пособии изложены основные понятия, определения и этапы моделирования, приведены примеры разработки математических моделей для описания процессов горячего и холодного прессования, прокатки, ковки и штамповки. Дана краткая характеристика современных автоматизированных программных комплексов, позволяющих моделировать процессы сварки, литья, давления и резания. Подробно описаны отечественные программы КОМПАС-3D, QFORM, ВЕРТИКАЛЬ, широко использующиеся в учебных заведениях и на предприятиях машиностроительного комплекса.

Рассмотрены основные понятия, методы и средства идентификационных измерений. Представлены новейшие информационные технологии и алгоритмы, предназначенные для анализа и синтеза сигналов и данных.

Определены предмет и задачи курса. Изложены принципы и терминология основных разделов классического маркетинга. Подробно рассмотрена специфика промышленного маркетинга на примерах технологического, в основном металлообрабатывающего, оборудования.

Цель пособия – привить студентам навыки анализа конкретных ситуаций в управлении промышленными предприятиями на предмет характера и масштаба влияния внешних макроэкономических факторов на его функционирование, а также выработки оптимальных стратегий, учитывающих условия хозяйствования предприятия. Предназначено для подготовки бакалавров в области менеджмента (в отраслях ТЭК и машиностроения).

Содержит задания для самостоятельной работы по дисциплине «Монтаж и эксплуатация вакуумного оборудования», методические указания к лабораторным работам, вопросы для самостоятельной подготовки, нормативно-техническую документацию по монтажу и эксплуатации вакуумного оборудования.

Рассмотрены генератор постоянного тока при различных способах возбуждения и двигатель постоянного тока смешанного возбуждения. Представлена программа исследований, направленная на получение зависимостей, которые отражают эксплуатационные свойства этого класса электрических машин.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Методические указания содержат теоретические материалы и практические задания, при выполнении которых изучаются основы моделирования литейных процессов с применением системы компьютерного моделирования LVMFlow.

В учебно-методическом пособии приведены общие методы расчета теплообменных аппаратов различного типа. Рассмотрены основы физических процессов передачи теплоты. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе, разъяснен порядок выполнения расчетов с приведенными примерами.