Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3449

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
5.35 Mб
Скачать

этого окончательно выйти из строя, нанеся существенный экономический ущерб.

Это обуславливает необходимость обязательного проведения тепловых расчѐтов: опытные образцы не покажут перегрузок и нарастающей «усталости» светильника. Такие расчѐты проводит уже зарекомендовавшая себя в тепловом проектировании высокомощной силовой электроники компания «Радиоэлком».

Ввиду того, что уличные фонари из-за пыли не оснащаются вентиляторами, осуществить тягу воздуха можно с помощью перепада давлений, вызываемого разницей температур. Как известно, горячий воздух поднимается вверх, поэтому, если мы немного наклоним радиатор (достаточно 20-30°), то сможем обеспечить движение воздуха внутри радиатора. На рисунке 4 показаны скорости воздуха, на рисунке 5 – температурное распределение по контактной поверхности.

Рис.4. Векторы скоростей воздуха

Рис.5. Температура контактной поверхности Как видно, температурное пятно сместилось,

что свидетельствует о движении воздуха в радиаторе (приподнятый край будет более горячим, т.к. воздух нагревается, проходя через радиатор), максимальная температура снизилась примерно на 10°С. В зависимости от этого смещения теплового пятна рекомендуется располагать и сами матрицы, с тем, чтобы сделать его как можно более равномерным.

Однако, данная конструкция не обеспечит необходимой защиты от осадков, т.к. по сути, отверстие выхода воздуха не закрыто. Часто эту проблему решают, закупоривая входное и выходное отверстия заглушками и проделывая вентиляционные отверстия в плите радиатора (на контактной поверхности). Это эффективно спасает от осадков, однако, снова затрудняет движение

41

воздуха и способствует повышению температуры

(рис. 6-7).

Рис.6. Векторы скоростей воздуха

Рис.7. Температура контактной поверхности Таким образом, при проектировании

конструкции уличного светильника необходимо обязательно обеспечиваться поток воздуха внутри его радиатора. Одним из варинтов решения данной проблемы является рассмотренный в статье наклон светильника. Помимо описанных в статье конструктивных особенностей охлаждения уличных светильников, существует ещѐ целый ряд препятствующих хорошему теплообмену факторов: геометрия профиля радиатора, вентиляционные решетки, фильтры, геометрия кожухов и корпусов светильников, нагромождения микросхем и плат управления, неверно расставленные подложки и т.д. Все эти факторы можно учесть только проведя тепловой расчѐт либо масштабные по времени лабораторные исследования. Однако, существенным преимуществом теплового моделирования является куда большая скорость получения результатов (не нужно ждать полгода-год, чтобы узнать, что система охлаждения не справляется и требует доработки или, что встречается чаще – излишне массивна и как следствие сильно увеличивает стоимость всего светильника).

Литература 1. Алямовский А.А. Инженерные расчѐты в

SolidWorks Simulation / А.А. Алямовский. – М.: ДМК Пресс, 2010. 464 с.

Алямовский А.А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский. – СПб.: БВХ-Петербург, 2005. 800 с.

УДК 538.951: 621.6.

НАНОКОМПОЗИЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Студент группы ПТ-081 Бокарев Евгений Игоревич Студенты группы ПТ-091 ГоринДаниил Сергеевич, Яриков Вадим Эдуардович

Аспирант кафедры ФТТ Трегубов Илья Михайлович Руководитель: канд. техн.наук, проф. В.Г. Стогней

Исследован метод химико-термической обработки и метод нанокомпозиционного упрочнения элементов насосного оборудования

В условиях работы оборудования с перекачиваемыми средами, содержащими большое количество включений песка и газа, характерным износов элементов проточной части насоса является абразивный износ. В этом случае насосы могут ухудшить свои основные показатели (КПД, напор и подача) и даже выйти из строя уже через несколько месяцев эксплуатации. Для предотвращения этого используются всѐ более качественные материалы, что существенно удорожает изделия. Поэтому защита от коррозии и износа рабочих элементов насосных агрегатов всегда была и остаѐтся основной проблемой при их эксплуатации.

Наиболее перспективным является химикотермическая обработка деталей или нанесение на поверхности рабочих органов насосов упрочняющих и антикоррозионных покрытий. По статистике поломки насосов в большинстве своем случаются в определенных «слабых» местах. Так почему же эти «слабые» части насосного оборудования не сделать более прочными и износостойкими. Анализируя вышесказанное можно сделать вывод, о перспективности развития данного направления для насосостроения. Направление защиты от коррозии и износа рабочих поверхностей проточной части насосов - рабочих колѐс, корпусов секций, нанесением специальных покрытий, позволяет существенно уменьшить влияние агрессивной среды и абразива, последнее может обеспечиваться увеличением твѐрдости материала узлов оборудования. Износостойкие покрытия во много раз продлевают ресурс даже в самых осложнѐнных условиях.

На данный момент применяются различные методы поверхностного упрочнения - азотирование, цементация, хромирование (и др. гальвано-методы), микродуговое оксидирование, высокотемпературные напыления с помощью плазматронов, газопламенных горелок, электродуговых металлизаторов, детонационных установок, высокочастотных и индукционных генераторов и др.

Самыми распространенными методами химико-термической обработки являются азотирование и цементация. Цементацией называется технологический процесс диффузионного насыщения углеродом поверхностного слоя металла. Обычно после цементации сталь подвергают закалке и низкому

отпуску. После такого комплексного процесса структура материала хорошо сопротивляется износу. Азотированием называют процесс диффузионного насыщения азотом поверхностной зоны деталей. Азотирование применяют для повышения износостойкости и предела выносливости деталей машин [1]. Азотирование происходит в атмосфере аммиака под воздействием высоких температур, что приводит к деформации упрочняемой детали и необходимости в еѐ последующей обработке – правке, обточке, в результате которой нарушается азотированная рабочая поверхность и резко снижается еѐ износокоррозионная стойкость. Но в последнее время процесс азотирования производится в тлеющем разряде, где существенно снижается время, затрачиваемое на насыщения поверхности детали азотом и азотированный слой получается более равномерным, чем при азотирование в атмосфере аммиака.

Покрытия, полученные методом микродугового оксидирования, представляют собой пористую керамику сложного состава, которая образуется за счѐт окисления поверхности металла и включения в состав покрытия элементов электролита, в среде которого происходит процесс. Эти покрытия обладают рядом промышленно значимых качеств, в большинстве случаев сходными с качествами других покрытий: износостойкость, коррозионная стойкость, термостойкость, низкая диэлектрическая проницаемость, но характеризуются высоким значением шероховатости и растрескиваемостью при деформациях покрытого материала.

На сегодняшнее время весьма распространено восстановление и упрочнение различных типов деталей методом наплавки или газотермического напыления. Наплавка — это нанесение слоя металла или сплава на поверхность изделия посредством сварки плавлением. Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. Газотермическое напыление включает группу методов нанесения покрытий, общей особенностью которых является создание высокотемпературной газовой струи, подачу в нее напыляемого материала (порошка проволоки, шнуров прутков), его расплавление, ускорение, перенос и осаждение

42

расплавленных частиц на поверхности обрабатываемой детали [2].

Задача наших исследований и экспериментов заключается в поиске сразу некоторых оптимальных методов упрочнения насосного оборудования. Из методов химико-термической обработки нами был выбран метод азотирования.

Нами был проведѐн анализ различных методов азотирования: в постоянной плазме в атмосфере азота, в высокочастотной плазме в атмосфере азота, и азотирование в тлеющем разряде. Для этого были отданы образцы

легированной

стали

12Ч18Н10Т

для

их

последующего

азотирования.

Азотирование

производилось

на

 

оборудовании

НАУ

Белгородского

государственного

университета

и

ФГУП

"Всероссийский

электротехнический

институт им. В.И. Ленина". Наиболее лучше себя показало азотирование в тлеющем разряде, т.к. оно характеризуется наиболее равномерным распределением твѐрдости по всей поверхности, этому методу не важны размеры и форма образцов и требуется менее сложное оборудование для

поддержания процесса.

 

 

 

Предварительно

проведѐнные

нами

исследования

показывают,

что

благодаря

наноструктуре

композиционные

покрытия

(Co45Fe45Zr10)x(Al2O3)100-x

обладают в 5 раз большей

микротвѐрдостью

сравнении со

сталью

12Х18Н10Т (нержавеющая сталь) на

которую

наносилось покрытие) и в 100 раз

большей

износостойкостью.

Применение

нанокомпозиционных покрытий позволит продлить срок работы насосного оборудования в несколько раз. Этот результат можно получить, если нанести нанокомпозиционные покрытия на слабые части

насоса.

Огромным

преимуществом

нанокомпозиционных покрытий

для упрочнения

элементов насосного оборудования является их универсальность. Варьируя состав нанокомпозиционного покрытия, мы можем добиваться любых нужных нам свойств покрытий: антикоррозионное покрытие, покрытие с большой твердостью (для перекачки абразива), покрытия с увеличенным коэффициентом трения (чтобы деталь хорошо сопротивлялась износу при трении) и

т.п.[3].

В ближайшее время будет произведена проверка работоспособности упрочняющих покрытий непосредственно в реальных условиях эксплуатации. Покрытия будут нанесены на втулки насосов ЦН 400/105, работающих на котельной ВАСО, отапливающей жилой микрорайон ВАИ города Воронежа. Напыление нанокомпозиционного покрытия будут производиться на установке ионнолучевого распыления. Ранее на этой же установки были проведены эксперименты по проверке наноструктурированного композита (Co45Fe45Zr10)х(Al2O3)100-х, который наносился на

поверхность

ситалла.

Исследование

износостойкости

ситалловой

подложки

и

композиционных покрытий (Co45Fe45Zr10)х(Al2O3)100- х, показало, что износостойкость композитов на два

43

порядка выше износостойкости ситалла. Для ситалла фактор износа составил: 2,0×10-4 и 2,3×10-4 мм3Н-1м-1, при прикладываемой нагрузке на контртело 2 и 4 Н соответственно. Увеличение нагрузки от 2 до 4 Н приводит к разрушению композиционного покрытия (рисунок). По всей видимости, разрушение, пленки происходит вследствие низкой адгезии покрытия к подложке.

Вид ситалловой подложки с нанесенным покрытием нанокомпозита (Co45Fe45Zr10)38(Al2O3)62 после испытаний при нагрузке на держатель контртела 4 Н

Как мы видим, основная проблем при нанесении нанокомпозиционных покрытий низкая адгезия покрытия к детали. Одна из причин, которая может вызвать отслоения покрытия при невысоких нагрузках, является различные значения модуля упругости, продольной и поперечной деформации и растяжимости покрытия и упрочняемого материала. Чтобы избежать этого, мы предлагаем для начала азотировать деталь, для того чтобы существенно повысить еѐ твѐрдость и приблизить значения коэффициентов упругости, деформации и растяжимости основного материала и покрытия, а затем наносить нанокомпозиционное покрытие

Для снижения затрат на ремонтновосстановительные работы, для уменьшения затрат на электроэнергию, для увеличения срока службы насосного оборудования, для уменьшения себестоимости насоса выгодно применять метод нанокомпозиционного упрочнения и метод химикотермической обработки деталей. Суммируя все затраты которые можно избежать, получиться значительная сумма, которую можно направить на развитие и модернизацию производства.

Литература

1.Арзамасов Б.Н., Макаров В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И.. Материаловедение. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 648 с.

2.Никитин М.Д., Кулик А.Я., Захаров Н.И.. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизеля. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1977. – 168 с.

3.Трегубов И.М., Смоляковой М.Ю., Каширин М.А., Добрынин М.К., Стогней О.В. Исследование механических свойств наноструктурированных покрытий

(Co45Fe45Zr10)х(Al2O3)100-х. Изд-во ВГТУ, 2011. – 15-19 с.

УДК 539.31:531.01

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АРМИРОВАННОЙ ТРУБЫ С РЕОЛОГИЕЙ ВОЛЬТЕРРА-ФРЕШЕ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ЧАСТОТОЙ

Студент группы ПТ-101 Вахтина Лариса Андреевна Руководители: канд. физ.-мат. наук, доц. А.П. Бырдин, канд. техн. наук,

доц. А.А. Сидоренко

Получены выражения для радиального и окружного напряжений в нелинейном наследственно-упругом материале трубы, армированной оболочкой, при нагружении внутреннем давлением. Частота пулсьсаций давления выбрана пропорциональной величине относительной жесткости конструкции

1. Наиболее общая теория нелинейной наследственной упругости основана на представлении реологической связи между

компонентами

 

тензоров

напряжений

 

ij

и

деформаций

 

 

ij

 

в

 

виде

 

 

 

нелинейного

аналитического по Фреше функционала [1]

 

 

 

 

ij

(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

... K ( n)

...i

j

(t, t

1

,..., t

n

)

 

i

j

 

(t

m

)dt

m

,

 

 

 

iji

j

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

1

1

 

n

n

 

 

 

m 1

 

 

m

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где все индексы

ik , jk

принимают значения 1,2,3,

по повторяющимся главным индексам проводится суммирование, ядра интегралов представляют собой

тензор

2(n 1)

ранга и

называются

ядрами

ползучести

n

-го

порядка.

Представление

нелинейного

функционала

деформаций

или

нелинейного функционала напряжений в виде

суммы

полилинейных функционалов

называется

соотношением Вольтера - Фреше.

 

 

 

В

случае наличия у материала

свойства

мгновенной линейной упругости ядро

K

(1)

(t,t1)

ijkl

 

 

 

 

(а в случае нелинейной упругости и другие ядра) содержит аддитивно тензорную составляющую в

виде - функции Дирака и регулярную часть [2]. Физические требования приводят к симметрии ядер

интегралов

в (1)

по переменным

t1,...,tn ,

симметрии

относительно перестановок

индексов

ik , jk и симметрии относительно перестановок пар

индексов (ik , jk ) и

(im , jm ) (k, m 1,..., n). В

случае отсутствия существенной необратимости изменения состояния материала накладывается физическое условие монотонности убывания этих функций или их регулярных составляющих [2].

Если ядра ползучести первого порядка содержат аддитивно - функцию, то соотношение

(1) можно обратить, т.е. выразить напряжения через деформации с помощью суммы полилинейных функционалов такого же вида, с ядрами, называемыми ядрами релаксации [2]. Для материалов, поведение которых одинаково при растяжении и сжатии, соотношение (1) и обратное к

нему соотношение будет содержать интегралы только нечетной кратности.

Многочисленные эксперименты по выяснению пригодности теории нелинейной наследственности к описанию поведения различных конструкционных материалов свидетельствуют о соответствии частных видов этой теории опытным данным для полимеров, стеклотекстолита, графита, а также технических металлов и сплавов при активном нагружении с достаточно высокой скоростью [3].

2. Рассматривается осесимметричная плоская деформация цилиндрической трубы, материал которой обладает нелинейными наследственно - упругими свойствами. По внешней поверхности

r b

труба армирована тонкой упругой обоймой,

толщиной

h . На внутренней поверхности трубы

r a

действует гидростатическое давление p1(t) ,

на свободную поверхность оболочки действует

давление p2 (t) .

В такой ситуации,

как известно,

возникают

только радиальные

перемещения

ur (r,t) , радиальные и кольцевые деформации и

напряжения

r ,

 

,

r ,

 

и осевые

напряжения

z

( r, ,

z

-

цилиндрические

координаты). Материал трубы будем считать

несжимаемым,

перемещения

и

градиенты

перемещений малыми.

 

 

В

рассматриваемом

здесь

случае

несжимаемого материала трубы, находящегося в плоском осесимметричном деформированном состоянии, реологическое уравнение запишем в частной форме – в виде полинома Вольтера-Фреше

 

 

r

(r, t)

 

(r, t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

ˆ

 

ˆ

 

)(

 

(r, t)

 

 

E

 

 

 

 

(r, t)),

 

0

(G

G

3

r

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

где E 0 4E 3 ,

E -модуль Юнга материала трубы,

операторы

 

ˆ

и

 

ˆ

 

 

действуют

на функции

 

G1

G3

 

времени по правилу

44

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

f (t)

 

 

 

 

 

 

s)ds,

 

 

 

 

G

 

 

G

 

(s) f (t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

f (t) a

 

 

 

G (s) f (t s)ds

 

,

G

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что означает

сепарабельность

ядра

интегрального

оператора

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G3 [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

G

(t

,t

2

,t

3

 

) a

3

G

(t

k

),

 

(4)

 

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

G1(t) - ядро релаксации

первого

 

порядка,

содержащее аддитивно

 

- функцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1(t) (t) R1(t) .

 

 

 

 

В рассматриваемом случае краевая задача о плоском осесимметричном деформированном состоянии нелинейного наследственно - упругого материала цилиндрической трубы, заключенной в упругую обойму, в условиях динамического нагружения поверхностей определяется следующими уравнениями:

-уравнением движения и граничными условиями:

(r r ) r 2ur , (5)r t 2

 

 

 

 

r (a,t) p1(t) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(b,t) p

 

(t)

 

1

 

 

u

 

(b,t)

(b,t) ,

(6)

r

2

 

 

 

 

r

hu

r

 

 

 

b2

(1 v2 )

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

- геометрическими соотношениями

 

 

 

 

 

 

r

ur

,

 

 

ur

, ur ur (r,t) ,

(7)

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

-определяющим соотношением (2), (3).

Вформулах (2) – (7) a3 - эмпирический

параметр сепарабельности, E - нерелаксированный

модуль

упругости материалы трубы,

E1 и v1 -

модуль

упругости

и

коэффициент

Пуассона

материала оболочки,

 

и

1

-

плотности

материалов трубы и оболочки. Второе граничное условие в (6) вытекает из условий сопряжения трубы и оболочки [4].

3.Перейдем к построению решения задачи (2)

-(7). Из условия несжимаемости материалы трубы

ur (r,t) ur (r,t) 0

r r

получим следующие выражения для радиальной и кольцевой деформации

r (r, t)

u(t)

, (r,t)

u(t)

(8)

r 2

r 2

 

 

 

 

где функцию u(t) можно найти,

привлекая

уравнение движения и граничные условия (5), (6). Введем безразмерные зависимые и независимые переменные, а также параметры:

45

Y ( )

u( )

,

r

r

, Bt,

 

 

B 2

E0

 

 

,

 

 

 

 

 

 

ab 0

 

 

ab

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P( )

 

 

p1( ) p2 ( )

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

a

1

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

D

 

 

 

 

 

a

 

 

a

 

 

 

 

 

hE

 

 

 

 

1 ,

 

 

1

 

 

 

,

D

1

 

,

0

 

 

 

D

 

 

 

 

2b

 

 

b

 

 

 

1

 

1 v

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

D (b a)E0 ,

 

 

b2

a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

ab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

1

при всех значениях

a b

,

D1

и

D

-

цилиндрические жесткости растяжения пластин, полученных разверткой оболочки и трубы.

Как будет видно из дальнейшего, величина

параметра

, вообще говоря, может оказать

существенное влияние на величину интервала сходимости ряда, представляющего решение задачи

(5) – (7). Относительно величины этого параметра,

отметим:

для

 

тонкостенной

трубы

-

0.618b a b

его

величина меньше

единицы,

равенство

1

достигается

при

значении

величины внутреннего радиуса трубы совпадающем с золотым сечением величины радиуса внешней ее поверхности; если a 0.618b , то 1 .

Учитывая выражения для компонент тензора деформаций (8) и определяющее соотношение для материала трубы (2), перейдем в уравнении движения (5) к безразмерным переменным (9). Интегрируя уравнение (5) по радиальной

координате в промежутке ab ,1 и принимая во

внимание граничные условия, получим нелинейное интегро-дифференциальное уравнение относительно искомой функции

 

d

2

 

2

ˆ

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

(G1 G3 ) Y ( ) P( ).

d 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стационарное решение уравнения (10) ищем в

виде ряда Вольтерры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y ( )

 

ˆ

 

P( ),

(11)

 

 

 

 

 

K

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 0

 

 

 

от

 

где

операторы

действуют

на

функции

по

правилу (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подлежащие определению ядра интегральных

операторов

 

Kn (t1,...,tn )

 

найдем

методом,

предложенным в работе [5]. Ограничимся при дальнейшем рассмотрении задачи случаем отсутствия давления на внешней поверхности конструкции. Давление на внутренней поверхности трубы примем моногармоническим, а частоту

колебаний – совпадающей с характеристической

частотой 0

. Тогда имеем

 

 

P( ) P0 sin 0 .

(12)

Фурье - образы ядер интегральных операторов в (11) получим из рекуррентных

уравнений

работы

 

[5].

Для

сепарабельного ядра

оператора

 

 

ˆ

 

и

выбранной

частоты

пульсаций

 

G3

давления 0

система уравнений разрешается в

замкнутом виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

n

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

( ,...,

 

 

) ( 1)

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

2n 1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Ф K

 

 

(

...

 

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(13)

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

( ) G

 

 

 

 

1

,

 

Ф

 

 

 

 

3

 

 

C

 

 

,

*

*

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

2n 1

 

 

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Cn - биномиальные коэффициенты,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

*

(

 

 

,...,

 

 

)

 

 

 

 

n

 

K

 

(t

 

,..., t

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

1

 

 

n

 

 

 

 

2

 

 

 

0

 

 

 

n

 

1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp i m tm dt1 ...dt n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Можно показать, что функциональный ряд (11) и ряд, составленный из вторых производных его членов, абсолютно сходится, если коэффициент сепарабельности ядра нелинейного оператора в определяющем соотношении, амплитуда давления и геометрический параметр конструкции удовлетворяют соотношению

 

 

4

2

 

 

 

 

 

a3

 

27P

.

 

 

 

2

 

 

 

 

0

 

Ограничившись в решении (11) учетом только первых членов, имеем

Y ( ) Asin(0 ) B sin(30 ) ,

(14)

где амплитуды и фазы колебаний связаны с частотой и геометрическим параметром следующими выражениями

A

P0

 

 

 

3 a3

P0

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1* ( 0 )

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a3

 

P0

3

 

 

 

Im G1* ( 0 )

 

(15)

B

 

 

 

 

 

 

 

, tg

 

 

,

 

 

 

 

 

Re G1* ( 0 )

 

 

4 G1* (3 0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

Im G* (3

0

)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

Re G* (3

0

) .

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравним решение (14)-(15) с решением уравнения (10), полученным в работе [6] для частоты пульсаций давления, не совпадающей с

характерной частотой 0 .

В отличие от изученного в этой работе случая, в решении (14) амплитуды колебаний и первой, и субгармоники имеют гиперболическую

46

зависимость

от геометрического

параметра

, а

частотная

зависимость

амплитуд

всецело

определяется

частотной

 

зависимостью

трансформанты Фурье функции

G (t)

. Частотная

 

 

 

1

 

 

зависимость фаз колебаний также исключительно определяется этой функцией. Кроме того, в рассматриваемом в данной работе варианте выбора частоты отсутствует сдвиг фаз между гармоникой, полученной при решении линеаризованной задачи, и первой гармоникой, продуцированной нелинейностью уравнения.

Для получения радиального и окружного направлений в материале трубы используем в записи определяющего соотношения (2) выражения для деформаций

 

 

(r, )

a

Y ( ),

r

 

2

 

 

br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(r, ) r (r, ), (16)

где r - безразмерная координата, определенная в

формулах (9). Интегрируя уравнение движения по

r

 

в промежутке

 

a b , r

и

 

учитывая

 

граничное

условие, получим

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

br

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

(r, ) E

0

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

(r) G

 

(r)G

Y ( ) p ( ),

 

 

0

 

 

a d

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2aE

 

 

 

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(r, )

 

(r, )

0

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

2

 

G

 

2

 

2

G

Y ( ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

br

 

1

b

r

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

где введены обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

2

r

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(r)

 

 

 

(r)

 

 

 

,

 

 

 

(r) 1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

abr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для получения контактных напряжений на

границе трубы следует в (17)

 

положить

 

 

r 1

. Из

формул (14), (15) и (17) следует, что контактные напряжения могут достигать достаточно больших значений, если величина внутреннего радиуса трубы

принадлежит промежутку (0.618b,b) .

Литература

1.Вольтерра В. Теория функционалов, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1982.-304 с.

2.Победря Б.Е. Математическая теория нелинейной вязко-упругости. Упругость и неупругость. М.: МГУ, 1973. Вып. 3. С. 95-173.

3.Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. М.: Наука, 1977. - 384 с.

4.Бугаков И.И. Ползучесть полимерных материалов. М.: Наука, 1973. - 288 с.

5.Бырдин А.П., Розовский М.И. О волнах деформации в нелинейной наследственно-упругой среде. Изв. АН СССР, МТТ, 1984, №4. С. 100 - 104.

6.Бырдин А.П., Валюхов С.Г., Стогней О.В. Контактные напряжения в защитной втулке насоса, упрочненной нанокомпозитным покрытием // Вестник ВГТУ, ФГБОУ ВПО ―Воронежский гос. техн. ун-т‖, 2012,

Т. 8. № 2. С. 90-95.

УДК 16

НАУКА, ТЕХНИКА И ГУМАНИЗМ – ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ОБЩЕСТВА

Аспирант кафедры САПРИС Иванов Денис Вячеславович Руководитель: канд. филос. наук, доц. В.В. Глотова

В статье анализируется связь гуманизма, науки и техники» проблемы их развития и зависимость из взаимодействия в разные эпохи. Предлагаются методы их решения

Впервые вопрос о проблеме соотношения техники и гуманизма возник в эпоху Возрождения, когда были сделаны известные всем научные открытия после многовекового влияния религии на жизнь человека. Именно данная эпоха является ярким примером становления взаимоотношений техники и гуманизма. После эпохи Возрождения разрыв между техникой и гуманизмом стал усиливаться, что нашло отражение в работах К. Маркса и Ф. Энгельса, где исследован тип производственных отношений, зависящий от уровня производительных сил. Действительно, учитывая мировой опыт за последние 200 лет, производственные отношения меняются достаточно часто и существенно. Анализируя, производительные силы и производственные отношения, их взаимодействие с техникой и гуманизмом, можно провести аналогию, согласно которой техника непосредственно влияет на изменения производительных сил, а гуманизм при поддержке новых технологий влияет на преобразование производственных отношений. В самом деле, исследуя развитие данных двух направлений, очевидно, их постоянное развитие.

Проведя анализ уровня технологического развития человечества в период после научнотехнической революции, следует отметить явное независимое развитие исследуемых направлений: техники и гуманизма. В этой статье мы осознанно не отождествляем технику и науку, отводя науке более значимую роль, которая объединяла бы в себе и технику, и гуманизм, и другие области знаний. В особенности за последние десятилетия разрыв между техникой и гуманизмом в обществознании становится все более ощутимым. В работах ряда антисциентистов техника и гуманизм являются совершенно противоположными направлениями.

Движение к новой цивилизации, а вместе с тем и к новому расцвету духовной культуры выдвигает на передний план вопрос о связи науки, техники и гуманизма.

Справедливый общественный порядок, открывающий новые перспективы для человека, может быть создан лишь при условии освобождения его от тяжелого физического, изнурительного, монотонного, разрушающего личность труда. Объективную основу для освобождения человека от такого труда создает развитие науки и современной техники, внедрение новейшей технологии.

Однако научно-технический прогресс, как мы знаем, несет с собой не только положительные результаты, не только возможность для улучшения

иоблегчения жизни человека, но и целый ряд негативных последствий: кризис окружающей среды, нарушение экологического равновесия и многое другое. Современная техника и интенсивная технология, требующие постоянного напряжения от работников и используемые зачастую для контроля над каждым его действием, вызывают у людей хронические перегрузки, стрессы, нервнопсихические заболевания, разрушают связи между людьми и нередко, особенно в условиях капитализма, делают их жизнь невыносимой. Неудивительно поэтому, что в последние годы у самых различных мыслителей наблюдается критическое, негативное отношение к науке и технике. На смену уверенности большинства представителей научной и творческой интеллигенции первой половины нашего столетия в том, что развитие науки и техники автоматически устранит все трудности на пути общественного прогресса, пришло скептическое, а затем и прямо отрицательное отношение к возможностям науки и техники (антисциентизм, антитехницизм). Его сторонники утверждают, что единственной альтернативой негативным последствиям развития науки и техники является возврат к менее интенсивным производствам, к более традиционному способу жизни, к сокращению потребностей и т. д. и в конечном счете отказ от современной техники и науки.

Безусловно, неразумное, непродуманное применение научных результатов, достижений техники и технологии, как подчеркивал Ф. Энгельс, часто приводит к совсем непредвиденным и нежелательным результатам. Но значит ли это, что в реальном мире, сложившемся в результате длительного развития, возможен отказ от научнотехнического прогресса?

Дело, следовательно, в том, как применять технические устройства и достижения науки, на что нацеливать новейшую технологию. Выбор целей зависит в первую очередь от социального устройства, от исторической ориентации общества, а также от того, насколько прочно в мировоззрении

иидеологии общества, в нормах общественной морали утвердились принципы гуманизма. Мы уже знаем, что содержание гуманизма исторически меняется от эпохи к эпохе. Социалистический гуманизм не абстракция. Создать человеческие условия для человека — значит, прежде всего, облегчить жизнь реальных людей. Наука и техника при таком подходе не самоцель, а средство, помогающее улучшать условия жизни людей,

47

сохранять их здоровье. Не сама по себе техника вызывает стрессы, перенапряжения, хроническое утомление и т. д., а недостаточный учет требований комфорта и удобства при ее использовании. Поэтому современный гуманизм не антипод техники и науки. Напротив, достижение подлинно гуманных условий жизнедеятельности человека в быту и на производстве, в семейной жизни и в процессе приобщения к культуре возможно лишь на базе современного научно-технического прогресса. При этом развитие науки и техники должно быть гуманизировано, то есть ориентироваться не на подавление инициативы человека, не на превращение его в робота, а на создание максимально благоприятных условий его жизни, труда, на развитие его творческих способностей, на установление гармоничных отношений между людьми. В этом заключается подлинное единство науки, техники и гуманизма, к которому следует стремиться в условиях развивающегося социализма.

Усиление роли техники вызывают острые глобальные вопросы экологической безопасности, морали и этики, роли и места человека в современном обществе и т.д. Техника приводит к унификации жизни человека, например, научные представления об управлении в социальных и экономических системах строятся на математических данных, которые моделируют поведение человека или коллективов людей, просчитывая все возможные их действия.

Техника и гуманизм выступают как полярно противоположные, но в современном обществе немыслимые порознь направления. В этих условиях гуманизм выступает как антитеза к технике, с помощью которой высказывается все негативное, губительное влияние техногенной цивилизации на жизнь человека. Синтезом описываемых диалектически противоположных направлений должна стать наука, в частности философия. С помощью общих точек соприкосновения между техникой и гуманизмом необходимо искать пути преодоления выявленного разрыва. Данные точки соприкосновения должны выражаться в общих целях человечества, общих ценностях, таких как жизнь человека, его неотъемлемые права, экологическая безопасность и т.п. Поиск решений должен быть постоянным, только в этом случае наука, техника и гуманизм станут в действительности единым направлением, которое будет служить исключительно на благо человечества.

Литература

1.Гуревич П.С. Социальный прогресс и философия техники / П.С. Гуревич // Общественные науки. - 1988.- № 3.- С. 137.

2.Бердяев Н.А. Человек и машина / Н.А. Бердяев // Вопросы философии. -1989.- № 2.

3.Философия: история философии / под ред. С.В. Орлова.

– СПБ.: Питер, 2008.

48

УДК 323.1

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ВОПРОС В РОССИИ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ

Студентка группы СТ-101 Мартыненко Евгения Борисовна Руководитель: д-р ист. наук, проф. Н.А. Душкова

В статье рассматривается проблема национального кризиса в России. Выявляются основные причины этой проблемы и пути еѐ преодоления

Проблема поиска национальной идеи современной России приобретает сегодня все большую актуальность, споры по этому поводу звучат все острее. И это не удивительно, поскольку значимость этого вопроса для России, где проживают представители различных рас, наций и народностей, всегда возрастала в моменты социальных, политических или экономических потрясений.

Советская власть удержала Российскую империю в основном в старых границах во многом благодаря по-своему новаторскому решению национального вопроса. Вместо одной государственной нации - русской, было выделено несколько равноправных государственных наций - союзные республики. Затем были выделены автономии. Если учесть, что параллельно с системой национальных республик и автономий была создана система централизованного тоталитарного контроля по линии партии, органов безопасности, армии, то в основном национальный вопрос на многие десятилетия был сбалансирован.

Национальный вопрос в России обострился после распада СССР. Впервые о национальных ущемлениях в начале 1988 году заявила НагорноКарабахская автономная область, находившаяся в составе Азербайджана. Реакцией на это, спустя неделю, стали антиармянские погромы в Сумгаите. После многочисленного числа таких погромов, никакой реакции от руководства не последовало. Вследствие этого всплыли и все накопленные не только за годы советской власти, но и за период Российской империи обиды, претензии, проблемы. Историческая память приняла яркую эмоциональную окраску.

На современном этапе развития России эта проблема ещѐ больше обострилась. Причем на первый план вышла русская проблема. Она имеет несколько основных проявлений. Это и продолжающийся отток русского населения из большинства регионов России, нарушающий сложившийся баланс этнополитических сил и интересов. И недостаточное участие русских в политической жизни ряда регионов, включая и те, где они являются численно наибольшей этнической общностью, как по причине существующих в некоторых республиках политико-правовых ограничений, так и в силу собственной слабой политической активности и самоорганизации. И проблема адаптации вынужденных переселенцев из других стран к новым условиям проживания в

регионах России. А также ухудшение общего психологического самочувствия русских.

Хотелось бы выделить причины этого. Вопервых, национальные субъекты Федерации получили в некоторых отношениях больше прав, чем русские регионы. Во-вторых, в автономиях русские оказываются чем-то вроде людей второго сорта - хотя бы уже потому, что они не знают никакого другого языка, кроме русского.

В-третьих, брошены на произвол судьбы миллионы русских, которые оказались за пределами России, но не получили автоматически российского гражданства. Существуют и другие проблемы национального характера. Например, в Российской Федерации организационно не решены проблемы таких коренных славянских национальностей, как украинцы и белорусы. Кроме того, к причинам злободневности вопроса можно отнести то, что в России по-прежнему остались вне государственного устройства такие народы, как немцы, поляки, греки; не решена проблема национальных структур типа Чечни; не получили реальных возможностей развивать свою культуру представители народов, у которых в РФ есть национальные образования, но которые не живут в этих "своих" структурах, - например, татары во Владивостоке или в Курске; не решены пограничные проблемы с республиками, ставшими самостоятельными государствами.

Чтобы найти пути преодоления всех этих проблем надо четко сформулировать суть дела: Россия XXI века не имеет будущего без роста численности русских. Но Россия XXI века не имеет будущего и без нового решения проблемы национальностей. И современная Россия, для которой национальное устройство - вопрос жизни или смерти, может дать образец нового подхода. Как таким образцом был когда-то и СССР.

Основное достижение российской национальной политики 90-х годов XX века состоит в разработке ―Концепции государственной национальной политики Российской Федерации‖. Она исходила из того, что национальная политика относится к теоретическим и актуальным практическим проблемам современности. Это сложное явление, охватывающее все сферы жизни общества. Она имеет и относительную самостоятельность как система мер, осуществляемых государством, направленных на учет и реализацию национальных интересов. Государственная национальная политика включает стратегические задачи жизнедеятельности государства, это политика осуществления интересов

49

всех наций. Именно так это принято понимать во всем мире.

Реализующаяся в настоящее время в России концепция государственной национальной политики составляет теоретическую основу государственного регулирования межнациональных отношений. Однако, как показывают результаты экспертных опросов, ее рейтинг среди специалистов пока отнюдь не высок.

И тем не менее, в целях создания законодательной базы, всесторонне обеспечивающей реализацию государственной национальной политики РФ в отношении всех народов, были разработаны и приняты федеральные законы ―О национально-культурной автономии‖, ―О гарантиях прав коренных малочисленных народов Российской Федерации‖, Единый перечень коренных малочисленных народов Российской Федерации. Проходят подготовка и слушания и других законов.

Основной принцип современной государственной национальной политики - равенство прав и свобод человека и гражданина независимо от его расы, национальности, языка, отношения к религии, принадлежности к социальным группам и общественным движениям. Предлагаются и обсуждаются и другие принципы, которые могут быть положены в основу государственной национальной политики:

принцип национального паритета и межнационального партнерства - состоит в признании всех народов России государствообразующими и в утверждении того, что ни один народ не может обладать преимущественным правом на контроль над территорией, институтами власти и природными ресурсами;

принцип национальной самоорганизации

-означает создание государством условий, позволяющих представителям разных народов самостоятельно определять и реализовывать свои национально-культурные потребности;

принцип национального патернализма - состоит в обязанности властей всех уровней защищать права человека в национальной сфере и оказывать поддержку наименее защищенным этническим группам, категориям этнических беженцев, переселенцев.

Таким образом, национальный вопрос в России является актуальным о злободневным. Вопросы такого масштаба могут решаться только на государственном уровне, поэтому огромное значение имеет национальная политика России.

Она должна быть ориентирована на создание условий, позволяющих каждому народу сохранить национальное достоинство, самосознание, осуществлять свою национальную независимость и свободное развитие, определять свою судьбу.

Литература

1.Булдаков В.П. Национальные программы правящих партий России в 1917 г. (проблемы взаимодействия)//Непролетарские партии и организации национальных районов России в Октябрьской революции

игражданской войне. М.,1980. С.11-21.

2.Дякин B.C. Национальный вопрос во внутренней политике царизма (начало XX в.) //Вопросы истории. 1996. С.39-53.

3.Россия в XX веке: Проблемы национальных отношений. М.: Наука, 1999. 451 с.

4.Российское многонациональное государство: формирование и пути развития //История и историки. М., 1995. С.6-167.

5.Национальная политика России: история и современность. М.: Русский мир, 1997. 680с Проект / Национальная газета, 2001, № 4 - 5.

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]