Учебное пособие 800419

объемах, прилегающих к задней поверхности контакта, напряженнодеформированное состояние следует рассматривать как состояние упругой разгрузки деформированного материала. В результате пластического деформирования изменяется исходная форма граничной поверхности упругопластического тела – образуется след

ввиде цилиндрического желоба, переходящего в эллипсоидную полулунку в области контакта.

Вывод: в настоящей работе рассмотрены вопросы наведения и исправления изгиба нежестких деталей типа валов. Предложено производить управление подобными деформациями с помощью асимметричного деформирования методами ППД, в частности обкатыванием или выглаживанием. Разработанная методика позволяет применять управление изгибом на последних этапах обработки или

времонтных целях. При этом обеспечивается высокое качество поверхностного слоя.

Разработана теоретическая методика определения формы и величины пространственного изгиба при асимметричном упрочнении нежестких валов. Установлены аналитические зависимости изменения формы нежестких валов от способа приложения асимметричной силы обкатывания (выглаживания). На основе решения упругопластической контактной задачи разработана теоретическая модель распределения пространственных остаточных напряжений, возникающих после обкатывания (выглаживания), в которой учтено влияние основных технологических параметров обработки, в том числе кратности приложения нагрузки инструмента в направлении подачи, трения качения или скольжения.

Согласно теории изгиба, на основании универсального уравнения метода начальных параметров, разработана математическая модель расчета величины плоского изгиба нежестких сплошных и полых, ровных и ступенчатых валов при неравномерном деформировании, возникающего под действием.

Литература 1. Абрамов В.В. Остаточные напряжения и деформации в

металлах. – .М.: Машгиз, 1963. – 356c.

2. Алексеева Л.Е., Корицкая Г.И., Талалакина Е.И. Стабилизация малых деформаций мартенситостареющих сталей релаксацией напряжений // Металловедение и термическая обработка металлов, 1987, №12 – С.12 – 15.

111

3. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. – М.: Высшая школа, 1968. - 512с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9.047

С. Ю. Жачкин, А.А. Живогин, П.В. Цысоренко, Н.А. Пеньков

МЕХАНИЗМ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ЖЕЛЕЗНЕНИЯ

Рассмотрен механизм окисления электролитов для осаждения железных покрытий электролитическим методом. Приведены и проанализированы кинетические реакции этого процесса

Водные растворы закисных солей железа отличаются большой склонностью ионов металла к окислению кислородом воздуха, что приводит к накоплению в электролитических ваннах значительного количества трехвалентного железа и продуктов его гидролиза [1]. При электроосаждении железа происходит подщелачивание прикатодного слоя и значение pH гидратообразования трехвалентного железа легко достигается в околокатодном пространстве уже при низких плотностях тока, что приводит к образованию труднорастворимых соединений железа (Ш). Последние из-за большой адсорбционной способности включаются в покрытие, ухудшают физи- ко-механические свойства получаемых осадков и уменьшают выход железа по току.

Ионы как двух-, так и трехвалентного железа в растворах подвержены гидролизу. Гидролиз Fe2+ происходит в одну стадию по схеме

Как видно из уравнений (1) и (2), в результате гидролиза образуются основные соли. В сильнокислых растворах гидролиз ионов

112

железа до образования свободных оснований не доходит. С повышением же pH до определенного значения, которое зависит от ионного состава и концентрации электролита, а также температуры раствора, гидролиз протекает до конца с образованием гидратов окиси и закиси железа:

При малых концентрациях ионов железа (II) в растворе, когда в процессе окисления и нейтрализации образуется труднорастворимая гидроокись Fe(OH)3. Когда, же концентрация Fe2+-ионов значительна, в твердую фазу выпадает не гидроокись, а основные соли разного состава, вследствие чего суммарное уравнение получается еще более сложным. Естественно поэтому ожидать, что в данных случаях суммарное уравнение реакции не отражает механизма окисления Fe2+ и осаждения труднорастворимого соединения.

Неоднократные исследования кинетики реакции окисления Fe2+ кислородом не привели еще к однозначным выводам относительно порядка реакции по ионам Fe2+ и ее механизма. Имеются сведения как о первом [2], так и о втором порядке реакции [3], что связано, вероятно, с разными условиями проведения опытов.

Установлено, что окисление Fe2+ кислородом воздуха протекает при одновременном уменьшении pH раствора из-за совместного протекания реакций окисления и гидролиза окисных соединений железа. Независимо от начального значения pH конечное его значение устанавливается в пределах 2,8...3. Окисление железа при pH ниже 3 практически не идет.

В результате того, что конечные продукты окисления в форме осадков окисных соединений железа остаются в растворе в течение всего процесса окисления, растворенный кислород, вероятно, адсорбируется на поверхности осадков и активируется. Каталитическое влияние осадков трехвалентного железа на реакцию окисления двухвалентного железа подтверждает предположение о механизме окисления, основанном на активированной адсорбции кислорода [3]. Процесс окисления адсорбированным кислородом схематически можно изобразить следующими ионными реакциями:

113

Роль ионов H+ и OH- в процессе окисления очень велика. Вначале реакция окисления может идти по ступеням (а) или (б) с последующим прохождением через ступени (г) и (д).

Реакцию окисления одного иона Fe2+, например по пути (б), (в), (г), (д), можно схематически выразить следующим суммарным уравнением:

Отсюда видно, что суммарная реакция окисления протекает ступенчато и в отдельных ступенях участвует один ион железа. В данном случае реакция является мономолекулярной по отношению к железу.

При окислении железа в присутствии свободной серной кислоты участвуют два иона двухвалентного железа. Следовательно, реакция является бимолекулярной по отношению к железу. Таким образом, в присутствии свободной серной кислоты реакция окисления идет с поглощением ионов водорода, в среде же, близкой к нейтральной, – с выделением ионов водорода.

Процесс окисления слагается из следующих основных стадий: 1) абсорбция кислорода раствором (образование растворенного кислорода); 2) адсорбция растворенного кислорода на поверхности гидратов и активация его превращением в атомарный кислород; 3)

Литература

1.Кришталик Л.И. Электродные реакции. Механизм элементарного акта. М.: Наука, 1979. 213 с.

2.Попова С.С. Анодное растворение металлов в кислых окислительных средах. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1984. 152 с.

3.Гурьянов Г.В. Электроосаждение износостойких композиций. Кишинев: Штиинца, 1985 . 237 с.

Воронежский государственный технический университет

114

УДК 621

И.Н. Касаткина, Е.А. Балаганская, Е.К. Лахина, Е.А. Шишленкова, Е.С. Шувалова

НОВЫЕ ПОДХОДЫ В ГРАФИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Рассмотрены новые подходы в графическом образовании в связи с новой технологией инженерного труда

Внастоящее время процессы компьютеризации и информатизации общества оказывают большое влияние на сферу образования. На конференциях, совещаниях и семинарах разного уровня вырабатывались новые подходы в графическом образовании, обсуждались новые курсы, их программное и методическое обеспечение, инструментальная среда, педагогические технологии и многое другое. И сейчас логическим итогом всей этой работы является решение

опереходе от дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» к дисциплине «Геометрическое моделирование»

Впервую очередь это обусловлено новой технологией инженерного труда, при которой на всех стадиях от проектирования изделия до его изготовления используются информационные технологии. Сейчас проектирование идет не по традиционной схеме: от ортогональных чертежей отдельных составных частей к воссозданию 3-х мерной формы изделия а затем к разработке конструкторской и технологической документации. Проектирование начинается с создания геометрической модели на основе геометрических данных объекта с применением математических методов. Такая виртуальная модель дает возможность исследовать объект визуально, применяя различные манипулирования, производить виртуальную сборку и разборку, выполнять многие виды стандартных расчетов, проводить виртуальный эксперимент, проектировать технологическую подготовку производства и т.д., и в том числе, если это необходимо, разрабатывать конструкторскую документацию.

Графические методы в проектировании и чертеж как язык техники, являвшихся первоосновой в области техники и технологии в течение нескольких сот лет, утрачивают в настоящее время свое первостепенное значение. Все это приводит к необходимости в инженерном образовании перейти от графических методов построения

115

моделей объектов к математическим. Это коренным образом меняет содержание геометрической и графической подготовки инженеров.

Одна из значительных составляющих в геометрической и графической подготовке инженера – формирование знаний, умений и навыков по разработке конструкторской документации изделия. Здесь без современных CAD/CAM/CAE систем не обойтись, и применение этих технологий в учебном процессе вузов является наиболее продвинутым. В качестве первого этапа может быть поставлена задача освоения чертежнографического редактора для подготовки конструкторских документов. Большую популярность приобрел отечественный пакет КОМПАСГРАФИК 5.х с набором специализированных библиотек. Однако далее необходим переход к современным CAD/CAM/CAE технологиям, ориентированным не на чертеже, а на геометрическую модель объекта. Обучение таким технологиям позволяет на новом уровне развивать предметно-образное мышление, решать задачи геометрического характера на всех этапах проектирования, понимать принципы, методы и способы создания геометрических моделей объектов и их использование для задач конструирования и технологической подготовки производства.

Наиболее доступным и быстро дающим эффект является использование CD в учебном процессе. На CD записываются электронные учебные пособия, методические указания по выполнению лабораторных работ, примеры выполнения лабораторных работ и расчетно-графических заданий, анимационные ролики, задание на выполнение курсовой работы, примеры его выполнения, CAD/CAM системы, разрешенные для использования, и д.р.

Воронежский государственный технический университет

116

УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!

Приглашаем Вас принять участие в межвузовском сборнике научных трудов "Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства".

Сборник будет выпущен в электронном виде в 2011 г.

Требования к материалам сборника:

1.Материал статьи объемом до 6-ти полных страниц формата А5 представляется ответственному секретарю сборника в отпечатанном и электронном виде ст. преподавателю кафедры НГиМСЧ Касаткиной И. Н. или по электронной почте akuzovkin@mail.ru.

2.Шрифт Times New Roman, размер 11.

3.Межстрочный интервал – одинарный, абзацный отступ

1,27 см.

4.Размеры полей: верхнее – 1,5 см, нижнее - 1,8 см, левое - 2,0 см, правое – 1,3 см.

5.Аннотация: размер шрифта – 9, межстрочный интервал –

0,8.

6.Пример оформления материалов статьи

УДК 627….. (без абзацного отступа, шрифт 11) (один интервал)

И.И. Иванов, П.П. Петров

(выравнивание по центру, шрифт 11)

(один интервал)

НАЗВАНИЕ СТАТЬИ

(выравнивание по центру, шрифт 11)

(один интервал)

Рассматриваются проблемы применения метода (аннотация смещается относительно текста статьи на 5 знаков, абзацный отступ

– 1 см, шрифт – 9, межстрочный интервал – 0,8).

(два интервала)

Текст статьи …………………………. (абзацный отступ – 1,25 см, шрифт – 11, межстрочный интервал - одинарный).

(один интервал)

Рисунок

(по центру, без абзацного отступа)

117

Рис. 1. Внешний вид установки для …. (шрифт 11, без абзацного отступа)

(один интервал) Продолжение текста статьи ……

(один интервал)

Литература

(по центру, шрифт 11, без абзацного отступа)

(один интервал)

1.Сидоров С.С., ……. (шрифт 11, абзацный отступ - 1,25 см).

2.……………………. .

(один интервал)

Воронежский государственный технический университет

(шрифт 11, выравнивание по правому краю).

118