Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Программа и тезисы докладов VI Всероссийской научно-технической конфе..pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
13.42 Mб
Скачать

МЕТОД РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ПРОКАТКЕ ПОЛОСЫ НЕСИММЕТРИЧНОГО ПРОФИЛЯ

Поезжаева Е.В., Павлов ВТ./Воробьева Е.В, Лысъвенский филиал Пермского государственного технического университета

Характер напряженного состояния оказывает решающее значение на разрушение и разрыв полосы при прокатке. Существующие методы расчета напряженного состояния полосы основаны на предположении, что при прокатке имеет место симметричный поперечный профиль, как на входе, так и на выходе из очага деформации. Однако при прокатке и плакировании биметалла поперечный профиль полосы имеет существенную асимметрию. Кроме этого, существующие методы не учитывают возникающие на кромке полосы напряжения, вызванные неравномерным обжатием по ширине прокатываемой полосы. Причем, в зависимости от характера распределения остаточных напряжений по ширине полосы на кромках полосы могут быть либо напряжения сжатия (при склонности полосы к волнистости), либо напряжения растяжения (при склонности полосы к коробоватовти).

Рассмотрены отдельно вопросы определения напряженного состояния металла на кромке прокатываемой полосы для случая коробоватости и для случая волнистости. Исходя из предположения, что остаточные напряжения по ширине прокатываемой полосы имеют параболическое распределение, выведены формулы для вычисления касательных и нормальных напряжений, возникающих в некоторой точке, находящейся на кромке полосы в сечении выхода металла из валков.

Особое внимание обращается на определение напряжения, которое является результирующим напряжений натяжения и остаточных напряжений, возникающих в прокатываемой полосе несимметричного поперечного профиля от действия неравномерного обжатия по ее ширине.

Для расчета остаточных напряжений при прокатке полос несимметричного профиля решается плоская краевая задача теории упругости, при этом уравнения равновесия и условия на поверхности

имеют следующий вид:

 

 

,

дт*у = 0,

стх1 + тхут = 0

дх

ду

дтху

да

xxyl + a ym = 0

дх

= 0,

 

ду

 

где С х , G y , тху = тух - нормальные и касательные остаточные напряжения, l ,m - направляющие

косинусы нормали к граничным поверхностям листа.

Тензор малой остаточной деформации рассматривается в виде суммы тензоров упругой и

пластической деформации:

 

^X

> £у £у £у 5 Уху ~~ Уху ^ Уху

где £х , Еу , у ху пластические составляющие линейных и угловой остаточных деформаций,

Ех , В*, у хуе - упругие составляющие, 8 Х, 6у , уху - линейные и угловая остаточные деформации.

При решении краевой задачи были использованы следующие предположения:

уширением листа можно пренебречь;

при установившемся процессе прокатки поперечный профиль полосы меняется по ее длине незначительно;

остаточные напряжения не зависят от одной из координат.

Врезультате указанных предположений уравнение равновесия в краевой задаче упрощается

1 + у д 2а у, _

д2е%

 

 

Е дх2

дх2

 

 

дт

да

да

да

а краевые условия при этом приобретают вид: -------

/ Н---------

m — 0 , v -----

— / н------ — т = 0 , что

ду

дх

дх

дх

позволяет получить точное решение дифференциального уравнения в частных производных, зависящее от двух произвольных постоянных, которые определяются из указанных краевых условий.

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Поезжаева Е.В., Лопатин В.Г Лысьвенский филиал Пермского государственного технического университета

Проанализировав состояние технической базы и технологический процесс проведения испытаний электрических машин на испытательной станции ООО «Привод-Электромеканик», предлагается создание автоматизированной системы испытаний с использованием автоматизированной системы управления технологическим процессом. При этом предполагается автоматизировать наиболее трудоемкие операции по сбору и обработке данных на одном стенде при следующих испытаниях:

снятие и расчет характеристик в стационарных или переходных режимах; измерение вибрации; испытание на частичные разряды.

На современном этапе развития электроэнергетики система технического контроля и диагностики электрогенераторов (СТКД) рассматривается как фундамент для создания автоматизированной системы управления технологическим процессом и АСУ электростанций и испытательных станций. Мировая практика показала, что единственным кардинальным решением проблемы создания такого фундамента является исключение из системы контроля устаревшего оборудования и замена его современными, высококачественными, высокопроизводительными системами с расширенными логическими и вычислительными возможностями нижнего уровня на базе микропроцессорной техники и ЭВМ последних поколений и современного программного обеспечения.

Она легко интегрируется в автоматизированной системы управления технологическим процессом испытаний электрических машин и учитывает особенности режимов эксплуатации электротехнического оборудования, связанные с быстрой их сменой и коммутационными процессами в электрических схемах.

СТКД - открытая система с высокой аппаратной надежностью и степенью унификации проектных решений, предусматривающих возможность её модернизации и наращивания функциональных возможностей.

Основная вычислительная работа выполняется на нижнем уровне микроконтроллеров. Центральный вычислительный комплекс координирует работу алгоритмов, обеспечивает диалог с оператором, представление информации, регистрацию, архивацию результатов, измерений и вычислений, диагностику генератора и самой системы.

Система воспринимает сигналы от термометров сопротивления, термопар, нормирующих преобразователей любого типа, дискретные сигналы. Количество сигналов практически не ограничено. С пульта оператора-технолога может вводиться информация об изменениях характеристик контролируемых устройств, установок, текстов оперативных записей.

Изменение состояния контролируемых параметров отображается на экране, а возникновение неисправностей вызывает действие соответствующей сигнализации. Объект контроля оператор выбирает

из видеограмм.

Весь объем информации, поступающей в ЭВМ верхнего уровня, проходит проверку на

достоверность.

Видеограммное обеспечение адаптируется индивидуально для каждого электрогенератора в зависимости от его типа, технического состояния, возможностей контроля технических параметров и.т.д.

Оператору предоставляется возможность выводить на экран и просматривать графики изменения контролируемых параметров по текущим и ретроспективным режимам работы. Кроме того, оператору предоставляется возможность вывода на экран и корректировки схем, карт установок, справочных

материалов.

Информация баз данных системы защищена от несанкционированного доступа.

Система контроля правильности функционирования СТКД включает в себя встраиваемые аппаратные и программные средства, выполняющие периодический контроль в процессе эксплуатации.

Обнаруживаются неисправности с глубиной до устройства.

Разрабатываемая система должна удовлетворять требованиям времени, оказывать помощь в решении различных задач, производить обработку результатов испытаний, а также последующий обобщенный анализ данных с учетом испытаний.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАНИПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РОБОТА FANUC М - 100

)

Поезжаева Е.В., Третьяков С.В., Ноговицын Н.А.

Лысъвенский филиал Пермского государственного технического университета

Робот М - 100 должен выдерживать планируемую траекторию, иначе он не сможет обеспечить требуемую производительность, диктуемую производственной ситуацией.

Сформирован вычислительный алгоритм для математического моделирования. Для информации использовалась кинематическая схема механизма, параметры механизма и вид решаемой задачи. Формирование уравнения движения по данному алгоритму ведется по кинематическому и кинетостатическому методам.

Оптимизация проводилась по планированию траектории движения охвата манипуляционного механизма.

Уравнение движения исполнительного механизма манипулятора можно представить в виде

где q, q - обобщенные координаты и их производные по времени;

М - вектор сил и моментов, развиваемый приводами.

Ускорение схвата манипулятора

где x (t) - вектор координат точки схвата в декартовой системе;

J ( q ) - матрица Якоби, определяемая кинематической схемой манипулятора.

Рассматривается задача построения дифференциальных уравнений манипулятора по заданному интегральному многообразию с управляющими воздействиями, параметрами и связями, реализующими движение системы по заданным условиям.

Решение задач кинематики и динамики позволяет определить приведенные моменты двигателей

М, = ф(т,1,2 + J l) + m2[l2p - l 1l2tj/sm((p-y/)(<p-iy)\+m2l1l2<py/sm(<p-y/y,

М2 = т2 \l2y/ - 1, l2(psm{(p - у/)(ф - y)\+ J 2 у/ - т21,12фц/ sin(#> - у/)

//, U - размеры звеньев; ту, т2- массы звеньев;

Jjt J2 - моменты инерции звеньев;

(р, у/ - углы, определяющие положение звеньев;

ф, Ц/ - угловые скорости;

ф, у/ - угловые ускорения.

Управляющие функции привода записываются уравнением

u = j b ' M ' , + ^ <* " + u ‘' + ? ]

где Яя, к, км, кт К - параметры привода; и - задающее воздействие привода.

Закон управления был исследован методом математического машинного моделирования.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИАГНОСТИКИ ТРУБ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ МИКРОРОБОТОМ С ДИСТАЦИОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Поезжаева Е.В., Черепанов А.Д., Гордеев КС., Лебедев В.В., Зорин К.А., Котегов С.А., Гусаков Ф.Б., Неволин Л.Г

Пермский государственный технический университет

Сформулирована следующая расчетная модель:

Конструкция полагается двухмерной, асимметричной;

Стенки трубы представляют собой металлическую поверхность, через которую поступают продукты нефти;

Рабочее тело представляет собой манипулятор;

Математическое отношение задачи в указанной постановке включает следующие соотношения: 1. Координаты захватного устройства

Хт = 4 h 2 + S3iW&<P,

Уж = 4 h 2 + s 2йгир,3

Уsum = Si

2.Выражение для погрешности позиционирования в виде приращений обобщенных координат:

&x = 4 h 2 + S3 sin<p,-A<p, + cos<p,- ^ L = - A S3

4 h \ + s 23

Ay = 4 h2+ s3cos<Pi' A(p, + sin<p, • ■

■AS3

4 h i2 + s 32

 

3. Из условия достижимости получим следующую систему уравнений:

х

= [l2cos q>2 + U cos(ср2 + ^3)]cos cp,

у

= [l2cos (p2 + Is cos(<p2 + p jsin (p,

z = h, + l 2sirup2 + l 3 sin(^ + <p3)

4. Для определения зависимостей скоростей схвата использовалось уравнение:

4 к 3 — + 2 к — \ { р / 2 + г ) 2 - 4 т 2 + 1 2} + 2 ( р 1 2 + г ) - ^ к 2 - 8 1 т 2 — = 0 dt dt ’ J V ’ 2 dt dt

(4 k 3 + 2 k \ p 12 + r ) 2 - 4 m 2 + l 2] - 8 l m 2) ^ + { p / 2 + r ) k 2 ^ = 0

Перемещается схват по разным траекториям. Выбор траектории и закона движения по этой траектории - сложная оптимизационная задача.

Представлена схема модифицированного алгоритма оптимизации движений промышленного микроробота с дистанционным управлением для диагностики труб.

Врезультате проектирования исполнительной системы определены:

1.Исполнительные элементы (двигатели, редукторы, силовые преобразователи).

2.Структура исполнительной системы.

3.Информационные устройства — датчики обратных связей (датчики положения, скорости,

ускорения, тока и т.п.).

4. Устройства управления исполнительной системы (управляющая ЭВМ, микропроцессорное устройство, аналоговый вычислитель, логический блок и т.п.).

5. Блоки сопряжения устройств управления с силовыми преобразователями, датчиками и

устройством управления ПР.

6.Алгоритм и программа управления приводами исполнительной системы.

7.Алгоритм взаимодействия исполнительной системы с устройством управления ПР (с

тактическим уровнем управления).

8. Конструкция узлов приводов и датчиков составе исполнительного устройства робота.

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫЙ ФАКТОРОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ПРОЯВЛЕНИЯ ОБРАТИМОЙ ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТИ

<

' «

Поезжаева Е.В.,

Гарнова С.В., Сюзева Е.Б.

Лысъвенский филиал Пермского государственного технического университета

Известно, что на степень проявления обратимой отпускной хрупкости (ООХ) оказывает влияние целый ряд структурных факторов, главным из которых, несомненно, является концентрация фосфора в зернограничных сегрегациях (ЗГС). Известно также, что технологическим параметром, оказывающим решающее влияние на концентрацию фосфора в ЗГС, является температура повторного отпуска.

В данной работе исследовали влияние температуры повторного двухчасового отпуска (400-5500С) на изменение составляющих ударной вязкости сталей 05Х2НЗ и ЗОХА. Режим первого отпуска: 600ОС , 2 часа, охлаждение в воде. Для исключения боковой утяжки, которая вносит существенный вклад в уровень работы разрушения, на боковые поверхности ударных образцов наносили V-образные надрезы. В результате испытаний таких образцов на копре МК-30 рассчитывали ударную вязкость KCV* и КСТ*

Зависимость KCV* и КСТ* от температуры повторного отпуска для исследованных сталей имеет экстремальный характер с минимумом, соответствующим температуре 500ОС. Твердость при этом не изменяется. Важно отметить, что кривые KCV* и КСТ* располагаются эквидистантно во всем интервале температур повторного отпуска, что свидетельствует о постоянстве уровня удельной работы зарождения трещины, которая определяется как: АЗ* = KCV* - КСТ*.

Известно, что повторный отпуск приводит к изменению только одного параметра, а именно - концентрации фосфора в ЗГС при этом, по данным Lee и других авторов, максимальная концентрация фосфора в ЗГС наблюдается после отпуска при 500ОС. Таким образом, можно полагать, что ЗГС фосфора оказывают влияние только на изменение удельной работы распространения трещины. Работа зарождения трещины при этом остается неизменной.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]