Проект "Фактория"

Кафедра ТМ > Прикладные исследования > Проект "Фактория"

---

Проект "Фактория"

Общая информация

Совместный проект с научно-производственным предприятием ФАКТОРИЯ ЛС.

Направления исследований

Исследование прочностных характеристик облегченных полиамидных сепараторов для буксовых подшипников

Объектом исследования являются полиамидные сепараторы для буксовых подшипников.

Цель работы - сравнительный анализ прочностных характеристик сепараторов Е2М и Е04, выявление преимуществ сепаратора Е04 по отношению к сепаратору Е2М.

В процессе работы проведены аналитические и численные исследования напряженно-деформированного состояния полиамидных сепараторов Е2М и Е04 в ходе их эксплуатации в буксовых подшипниках. Численные расчеты проводились методом конечных элементов в пакете ANSYS Workbench v. 13. В результате исследования было выявлено, что при эксплуатации в подшипнике сепаратор Е04 существенно превосходит сепаратор E2M по прочностным характеристикам и надежности, что связано, во-первых, с его меньшей жесткостью, во-вторых, с конструктивными особенностями, связанными с оптимизированной формой перемычек сепаратора E04. Было показано, что в сепараторе E04 не возникает критических концентраций напряжений, характерных для сепаратора E2M.

По результатам исследований сепаратор E04 может быть рекомендован для промышленного производства и массового использования в буксовых подшипниках подвижного состава железных дорог России.

В ходе выполнения проекта выработаны технические рекомендации по оптимизации сепаратора Е04 и выявлены направления проведения дальнейших научно-исследовательских работ.

Разработка математических моделей и средств визуализации процессов фрикционного взаимодействия твердых тел в присутствии смазки эМПи -1 на основе углеродных наночастиц

Основные цели и задачи НИР:

1. Разработка математических и компьютерных моделей фрикционного взаимодействия двух контактирующих поверхностей на основе метода динамики частиц.

2. Разработка программного комплекса для визуализации результатов моделирования и создания демонстрационных видеороликов.

3. Моделирование процесса износа трущихся поверхностей на микроуровне. Визуализация результатов моделирования.

4. Разработка математических и компьютерных моделей

• чистой смазки;

• смазки эМПи®-1 на основе фуллеренов и других углеродных наночастиц.

5. Проведение компьютерного моделирования физико-механических (в том числе трибологических) свойств смазки эМПи®-1, подтверждающего необходимость добавления фуллеренов и других углеродных наночастиц.

6. Моделирование процесса образования полимерной защитной пленки вблизи поверхности трения при использовании смазки эМПи®-1. Визуализация результатов моделирования.

7. Разработка математических моделей фрикционного взаимодействия двух контактирующих поверхностей в присутствии различных видов смазки.

8. Моделирование процесса износа трущихся поверхностей на микро уровне в присутсивии:

• чистой смазки;

• смазки эМПи®-1 на основе фуллеренов и других углеродных наночастиц.

9. Сравнение износа при использовании различных видов смазки.

10. Создание видеороликов, демонстрирующих конкурентные преимущества смазки эМПи®-1 на основе фуллеренов и других углеродных наночастиц.

Высокоскоростная видеосъемка и анализ процесса вакуумно-дуговой очистки металлических поверхностей

Целью проекта является изучение динамики развития катодных пятен в результате вакуумно-дуговой очистки металлических поверхностей. Рассматриваемый вакуумно-дуговой разряд – это самостоятельный разряд, развивающийся в парах материала катода. Эмиссионным центром разряда является катодное пятно, это небольшая ([math]10^{-6}-10^{-4}[/math] м), сильно разогретая и ярко светящаяся область на поверхности катода дугового разряда, через которую осуществляется перенос тока между катодом и межэлектродным пространством. В катодном пятне за очень короткое время возникает температура, значительно превышающая температуру плавления, что и обусловливает интенсивное распыление (разрушение) материала катода, обеспечивающее высокую эффективность генерационных процессов в разряде.

На данном этапе существует весьма небольшое количество теоретических моделей динамики катодного пятна, так как к числу известных параметров можно отнести лишь разрядный ток, при этом все остальные определяются экспериментально и выбираются из числа физически обоснованных предположений. Из этого вытекает важность экспериментального определения наибольшего числа параметров, влияющих на процессы зарождения и распространения катодных пятен. Высокоскоростная видеосъемка является мощным инструментом, с помощью которого можно определить скорости движения катодных пятен на разных поверхностях, определить время их жизни, и глубже изучить процессы генерации одиночных пятен и их разделения.

В ходе выполнения работы могут быть выполнены рекомендации по оптимальному управлению вакуумно-дуговым разрядом с целью более эффективной очистки железнодорожной техники (например, вагонных букс).