Одной из наиболее важных проблем на сегодняшний день является повышение качества и надежности механизмов, машин и оборудования в любой отрасли промышленности. На первый план выходят такие показатели качества как уровень вибрации и шума. Одним из основных источников вибрации и шума электрических машин является «неидеальность» подшипников качения, обусловленная погрешностями изготовления. Поэтому всё более актуальными становятся разработка и внедрение мероприятий по совершенствованию технологических процессов изготовления шарикоподшипников.

Томский завод приборных подшипников (ТЗПП) изготавливает шарикоподшипники малошумного исполнения 25-80018С2Ш3. Эти подшипники, в частности, используются в электродвигателях вентилятора отопителя автомобиля «Шевроле–Нива» [1]. Для контроля параметров вибрации используется прибор ИВП-3М, позволяющий производить измерения на стадии выходного контроля в 3- х полосах частот, нормы допустимого уровня вибрации для которых определены в соответствии с действующими российскими и международными стандартами.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований по влиянию технологических погрешностей элементов подшипников, частоты вращения, влажности и объема смазки, некоторых конструктивных параметров и нагрузки на виброакустические характеристики приборных шарикоподшипников приведены в книге [2].

На ТЗПП в начале 2006 году контрольнометрологическим отделом, по результатам анализа факторов влияющих на вибрацию шарикоподшипников, была разработана и внедрена программа мероприятий по снижению вибрации. Эта программа включала в себя: ужесточение требований к промывке перед закладкой смазки (к основной промывке была добавлена промывка ультразвуком) и размагничиванию деталей шарикоподшипников перед сборкой (было увеличено число проходов); ужесточение норм значений круглости и волнистости дорожек качения наружных и внутренних колец (в результате введе-

ния суперфиниша дорожек качения). Нормы отклонения от круглости и волнистости дорожек качения колец шарикоподшипников представлены в таблице 1. Измерения геометрии колец подшипников на ТЗПП осуществляется на приборе «Талиронд» (Англия).

По истечении 7 месяцев после внедрения мероприятий по снижению вибрации шарикоподшипников были произведены измерения уровня вибрации. Для измерений была взята партия в 230 штук шарикоподшипников малошумного исполнения 25-80018С2Ш3 (такая же, как и при измерениях в предыдущем году). Измерения проводились в 3-х полосах частот:

•низкой – 50…300 Гц (норма уровня вибрации для 25-80018С2Ш3 на данной полосе частот составляет L=73 дБ).

•средней – 300…1800 Гц (норма уровня вибрации для 25–0018С2Ш3 на данной полосе частот составляет M=69 дБ).

•высокой – 1800…10000 Гц (норма уровня вибрации для 25-80018С2Ш3 на данной полосе частот составляет H=69 дБ).

Таблица 1. Нормы отклонения геометрии колец подшипников

На основе результатов измерений, произведенных в декабре 2005 года, и в августе 2006 года, построены графики распределения подшипников по уровню вибрации (рис. 1). Для этого в начале производились измерения для каждого подшипника, а затем подсчитывалось количество подшипников, соответствующих измеренным уровням вибрации.

Таблица 2. Результаты измерения вибрации

Заключение

Мероприятия, направленные на снижение вибрации шарикоподшипников, дали положительный результат, и, следовательно, должны использоваться в дальнейшем при произ-

водстве шарикоподшипников данной серии на ТЗПП.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Татарова О.И., Гормаков А.Н., Шепета Ю.А. Анализ влияния технологических факторов на шум шарикоподшипников с защитными шайбами // Современные техника и технологии: Труды XII международной научнопрактической конференции. студентов и молодых ученых. –Томск. – 2006. – Т.1.С.130– 132.

2.Приборные шариковые подшипники: Справочник/Л.К.Волков, Г.А. Веркович, В.А. Голубков и др./ Под. ред. К.Н. Явленского – М.: Машиностроение, 1981. – 351 с.

Посв – процент освежения в соответствии

с действующей в отрасли технологической документацией, % от массы шихты.

В том случае, когда масса свежего металла, используемого в шихте ( Gсв.м ),

больше нормы расхода металла, необходимого для изготовления отливки ( Н′р′о ), рассчитанной по формуле (1), норму

расхода ( Н′р′о ) следует принять равной

массе используемого свежего металла, а излишек возврата собственного производства сдавать.

Массу сдаваемого возврата определять по формуле

Gвозв = Gсв.м − Нро , кг,

где Gвозв – масса сдаваемого возврата

собственного производства, кг.

ОСТ 1.42141-82 не включает в описание методику расчёта процента освежения для приготовления рабочего сплава. Значение процента освежения устанавливается на предприятии технологической документацией.

Возможны случаи, когда процент освежения ( Посв ) не задан технологической

документацией или задан интервалом, что усложняет задачу нормирования шихтовых материалов, так как формально это порождает бесконечное множество вариантов получения рабочего сплава, а значит и вариантов норм на шихтовые материалы. Такая множественность неприемлема для задачи нормирования материалов. Решение данной проблемы лежит в сужении множества возможных вариантов освежения по экономическим и технологическим критериям и выборе наиболее приемлемого процента освежения.

ОСТ 1.42141-82 не рассматривает те случаи, когда для приготовления рабочего сплава в качестве свежего металла-основы используется несколько компонентов. Свежий металл, используемый при приготовлении рабочего сплава (напр., АК7ч, АК9ч и др.), может состоять не из одного, а из нескольких первичных компонентов (напр., для сплава АК7Ч – алюминий марок А5, А6, А7, А8, силумин чушковой АК12, а также легирующих компонентов). В связи с этим, возникает необходимость разбивки и пересчёта нормы расхода свежего металла для каждого из используемых компонентов.

Данный пересчёт нормы на каждый составляющий компонент осуществляется на основе химического состава сплава (процентного соотношения химических элементов в рабочем сплаве), заданного

ГОСТом на сплав. Поскольку ГОСТ на сплав задает содержание химических элементов в виде интервалов, то необходимо вести расчет на среднюю величину. При этом расчёт ведётся на содержание основных элементов без учёта примесей. В общем виде, разбивка нормы свежего металла будет выглядеть следующим образом

n

GСв.Мет(НР.О. )= ∑Gi , кг,

1

где G1, G2,…, Gn – массы компонентов, составляющих свежую часть при приготовлении рабочего сплава.

Каждый из сплавов-компонентов (покупных материалов) вносит в рабочий сплав определённое количество основных элементов рабочего сплава (напр., рабочий сплав АК7Ч содержит 7,25% кремния, которого в сплаве-компоненте АК12 (силумин) содержится 11,5%). Поэтому расчёт массы используемого сплава-компонента в массе свежего металла следует вести по формуле:

Gi = GСв.Мет K1 , кг, (2)

K2

где К1 – процентное содержание основного элемента в рабочем сплаве, заданное ГОСТ на сплав,

К2 – процентное содержание основного элемента в сплаве-компоненте (покупном сплаве).

Расчёт массы легирующих компонентов, входящих в свежую часть GСв.Мет рабочего

сплава, необходимо осуществлять перед расчётом массы «чистого» алюминия. Это связано с тем, что легирующие сплавыкомпоненты могут содержать в своём составе алюминий - основу рабочего сплава. В этом случае, по формуле (2) рассчитываются массы легирующих сплавов-компонентов, а затем, используя полученный результат, вычисляется масса алюминия, содержащегося в сплаве-компоненте по формуле:

GAl(Gi) j = G100i K3 , кг,

гдеGAl(Gi) j - масса алюминия в сплаве-

компоненте, используемом для освежения и содержащем алюминий,

К3 – процентное содержание алюминия в сплаве-компоненте, которое задаётся ГОСТ на сплав-компонент (напр., МЛ5).

После расчёта масс всех вводимых легирующих компонентов, содержащих основной элемент – алюминий, подсчитывается масса свежего чистого алюминия, используемого для приготовления рабочего сплава, по формуле:

алюминия, используемого для приготовления рабочего сплава,

GСв.Мет. - масса свежего чистого металла, включающая все компоненты

n −1

∑Gi - масса компонентов,

1

составляющих свежий металл, без учёта массы свежего чистого алюминия,

n – число компонентов, составляющих свежий металл,

содержащегося в сплавах-компонентах, составляющих свежий металл

m – число сплавов-компонентов, содержащих в своём составе алюминий.

ЛИТЕРАТУРА:

1. ОСТ 1.2141-82 «Нормативы расхода сплавов при изготовлении фасонных отливок»

Теплота, переданная источниками энергии свариваемому телу, распространяется в нем, подчиняясь законам теплопроводности. В действительности изучение температурных процессов в металле шва и вблизи него необходимо, главным образом, по двум причинам: для количественного описания многочисленных реакций, которые идут между жидким металлом и шлаком или газом, а также для определения условий кристаллизации металла, различных структурных превращений и термодеформационных процессов в металлах.

Однако, формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения в целом, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности,

которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений.

При сварке плавлением различные зоны сварного соединения (сварной шов, линия сплавления, зона термического влияния, основной металл) нагреваются до высоких температур, которые оказывают существенное влияние на его структуру и свойства, с образованием следующих зон – основного металла, сварного шва и зоны термического влияния (ЗТВ).

В работе рассматриваются основные схемы нагреваемого тела (тела, пластины, стержни), теплофизические величины и понятия (температура, температурное поле, теплоемкость, теплосодержание), закон Фурье и дифференциальное уравнение теплопроводности, поверхностная теплоотдача и граничные условия (конвективный и лучистый теплообмен), классификация источников теплоты (мгновенные точечные, линейные, плоские, непрерывно действующие и быстродвижущиеся), нагрев тел вращения (цилиндр, сфера, конус), распределенные

расстояние до рассматриваемой точки от начала координат, см; q – мощность

источника теплоты, Вт; v – скорость сварки,

см/с; л – теплопроводность, Вт/(см . К); x – координата, см; a – коэффициент температуропроводности, см2/с.

Приводятся теоретические основы, методика, программа и результаты расчета температурных полей на ЭВМ при ручной дуговой, газовой, электрошлаковой, электронно-лучевой, плазменной, лазерной и других способах сварки на материалах различной конфигурации, которые позволяют

Существует много методов экспериментального определения температур. В работе рассматриваются экспериментальные способы определения температурных полей, которые используются при сварке, пайке, резке металлов, в том числе с использованием лазерного луча и др.: метод термокрасок, термокарандашей, метод термопар (свойства основных, применяемых для изготовления термопар приведены в таблице); мультиметры со встроенным термоинтерфейсом, прецизионные цифровые термометры с термопарами различных типов и материалов (на примере ATT-2002); оптические пирометры (С-500 “Самоцвет”, C- 500.7 “Кристалл”) и тепловизоры, а также на базе АЦП. Ниже на рис. 2 приведена принципиальная схема устройства термопары. Внешний вид мультиметра DT-

При сварке корневых слоев неповоротных стыков трубопроводов различного назначения предъявляются повышенные требования, так как в процессе эксплуатации металл шва контактирует с транспортируемым продуктом, который нередко бывает активным. Основным возмущением в процессе формирования сварного шва является

постоянное изменение пространственного положения сварочной ванны: нижнее, вертикальное, потолочное вследствие чего форма (геометрия) корневого слоя отклоняется от заданной.

В настоящее время для сварки корневого слоя при больших объемах работы используется автоматическая сварка

Современные методы нагружения узлов и механизмов в реальных машинах и средствах их испытания должны обеспечивать плавное приложение нагрузки и стабильность режима нагружения независимо от изменения в процессе испытания размеров образцов, их биения от возникающих моментов трения и т.д. Однако при наличии биения вращающихся валов или большой частоты возвратно-поступательного движения в

определенные моменты возникают условия, когда нагрузка полностью не передается в контакт, а в иные моменты возникают ударные нагрузки. Это препятствует обеспечению нормальной работы и проведению различных испытаний в узлах и механизмах машин при контролируемых условиях. Поэтому в таких случаях используют узлы нагружения, обладающие способностью демпфирования.

В случае, когда необходимо воспроизвести сложный закон нагружения целесообразно применение средств, способных изменять силу нагружения по необходимому закону во времени. Наибольший интерес представляют гидравлические системы нагружения. Они позволяют создавать различные законы нагружения максимально приближенные к реальным условиям функционирования узлов и механизмов большинства машин при использовании электрогидравлических приводов с дроссельным регулированием.

Обычно управляющая часть системы нагружения состоит из электрического

устройства, которое воспринимает задающее воздействие от ЭВМ, и вырабатывают сигнал управления силовой частью. В силовую часть входят исполнительные механизмы и регулирующее устройство. Для уменьшения мощности, потребляемой управляющей частью, в регулирующее устройство, кроме распределителя потока рабочей жидкости, включен гидроусилитель.

Испытываемая в данной работе система нагружения является автоматической системой с цифровым управлением, структурная схема которой представлена на рис. 1.

В данной системе с дискретным управлением выходная величина FN, определяющая нормальное усилие нагружения, как и в системах с непрерывным управлением, является непрерывной функцией времени, что объясняется фильтрующими свойствами исполнительного механизма, не пропускающего изменяющиеся с большой частотой дискретные сигналы.

Основными элементами рассматриваемой системы нагружения являются:

-рабочая жидкость − индустриальное масло АМГ-10;

-магистральные линии: напорные – стальной трубопровод, сливные – гибкие шланги;

-насосная станция, работающая в режиме постоянного давления;

-золотниковый регулирующий элемент − программно-управляемый дросселирующий гидрораспределитель типа СК 3-211 (Болгария);

-гидравлические исполнительные

механизмы − гидроцилиндры двухстороннего действия.

ДГР типа СК3-211 являются представителем наиболее распространенных дросселирующих элементов, позволяющих бесступенчато регулировать площадь рабочего окна. Они отличаются простотой конструкции, надежностью работы, сравнительно небольшой мощностью,

необходимой для управления золотником, состоит из электрогидравлического преобразователя и распределителя. Принцип его функционирования описан в литературе. Возможные схемы подключения распределителя представлены на рис. 2, а экспериментальные статические характеристики представлены на рис. 3.

а)

Перед современным машиностроением при растачивании отверстий особенно остро стоит вопрос о снижении вибрации и повышении жесткости инструмента. Вибрация отрицательно влияет на процесс формообразования, может вызывать повышенный износ инструмента, а в некоторых случаях даже выход из строя металлорежущего оборудования.

Оправки расточных инструментов отечественного производства нуждаются в увеличении жесткости и снижении возникающей в процессе резания вибрации.

Традиционные методы не позволяют получить достаточно высоких и стабильных результатов процесса растачивания. Поэтому предлагается методика изготовления оправок с избыточным гидравлическим давлением в теле оправки. (Рис. 1)

Рис. 1 Макет способа создания избыточного гидравлического давления в теле оправки.

Это может быть достигнуто заполнением полости оправки гидравлической жидкостью с высоким коэффициентом вязкости и введением в

эту полость плунжера. Так как жидкость практически несжимаема, давление будет передаваться на стенки оправки, снижая тем самым увеличивая вибростойкость системы и, соответственно, повышая жесткость последней, как показывает практика, на 15-20%. Кроме того, существует вероятность изготовления сотовой конструкции тела оправки в поперечном сечении.

Учитывая интенсификацию производства и стремление к концентрации операций, предлагается существенно повысить жесткость оправки, используя специальное приспособление, которое, помимо уменьшения вибрации и увеличения жесткости, выполняет

дополнительную операцию раскатки обработанной поверхности за счет установки свободно вращающихся сфер на концах насадного приспособления.

Линеаризация уравнения возникающей вибрации методом гармонического баланса выглядит следующим образом.

Основная идея метода гармонического баланса состоит в том, что колебание предполагается синусоидальным:

x=Acosωt, x=v=-Aωsinωt

Практически осуществляется замена негармонического колебания его первой гармоникой. Тогда восстанавливающая функция f(x,v) периодична с периодом Т=2π/ω и может быть разложена в ряд Фурье:

f (x, v) = f (Acosωt − Aω sin ωt) =

∞

=a0 + ∑(aν cosνωt + bν sin ωt)

ν=1

Ограничимся симметричными восстанавливающими функциями, для которых а0=0. В разложении будем пренебрегать членами с ν >1.

Коэффициенты этого уравнения не постоянны и зависят от амплитуды колебаний A. Это связано с непостоянной

во времени периодической силой, возникающей на режущем инструменте в процессе обработки.

Безразмерный коэффициент затухания

Зависимость коэффициента демпфирования и относительного рассогласования от амплитуды представлена на рисунке 2

Рис. 2 Зависимость коэффициента демпфирования (сплошная линия) и относительного рассогласования (штрихпунктирная линия) от амплитуды.

Таким образом, вероятно создание системы контроля за наличием вибрации на расточной оправке в процессе растачивания заготовки на станке, работающей по следующей схеме.

Рис. 3 Система контроля вибрации на расточной оправке.

При снятии результатов экспериментов необходимо учитывать не только вибрацию, возникающую в процессе механической обработки, но и в переходных процессах, связанных с неоднородностью металла, а так же

с отклонениями формы обрабатываемой экспериментальной заготовки.

Тензорезисторы должны располагаться таким образом, чтобы не было взаимного влияния друг на друга, однако, их расположение должно быть выполнено так, чтобы получить максимально полную картину возникающих частот.

Кроме этого, необходимо различать амплитудную модуляцию и биение. Они имеют похожие временные реализации. Это действительно так, но с небольшой поправкой – в случае биений имеет место сдвиг фазы в точке полного взаимоуничтожений сигналов (Рис. 4)

Рис. 4 Характеристики амплитудной модуляции и биения

Из-за того, что эти сигналы немного различаются по частоте, их разность фаз изменяется в пределах от нуля до 360 градусов, а это означает, что их суммарная амплитуда будет то усиливаться (сигналы в фазе), то ослабляться (сигналы в противофазе). В спектре биения присутствуют компоненты с частотой и амплитудой каждого сигнала, и полностью отсутствуют боковые полосы. В данном примере амплитуды двух исходных сигналов различны, поэтому они не полностью взаимоуничтожаются в нулевой точке между максимумами. А значит, биение - это линейный процесс: оно не сопровождается появлением новых частотных компонент.

исследование колебательных систем / К.

Магнус.– М.: Мир, 1982. – 304 с.

2. Электродинамика материальных сред: / Р.И. Соколовский. – Хабаровск:

колебаний. Учебное пособие./ Челябинск.

Изд-во ЮУрГУ, 2003 г., – 116с.

При автоматической сварке и термической обработке деталей, ограниченных поверхностями сложной формы, важную роль играет точность позиционирования поверхности детали относительно источника теплового излучения [1]. Для позиционирования деталей могут быть использованы операционные автоматы [2]. На рис. 1 показано технологическое оборудование для лазерного упрочнения поверхностей деталей. Оно также может быть использовано для позиционирования изделий при сварке пространственных швов сложной формы.

Рис. 1. Технологическое оборудование для лазерного упрочнения поверхности детали

Данное оборудование содержит источник теплового излучения 1 (это может быть сварочная горелка) и операционный автомат 2, обеспечивающий крепление изделия, его позиционирование, а также продольное и поперечное перемещение и вращение при сварке шва. Обычно такое оборудование оснащено системой управления, которая построена на базе промышленного компьютера и модулем управления движением. Автоматизированное рабочее место оператора реализовано на базе промышленного компьютера с сенсорным экраном. Система управления во время работы производит регистрацию и хранение параметров технологического процесса с привязкой к реальному времени.

Наиболее важной стадией технологической подготовки производства с применением операционных автоматов является разработка управляющих программ (УП). При их составлении требуется определить траектории движения инструмента и исполнительных органов

автомата. Данная задача значительно усложняется, если речь идет об обработке деталей ограниченных сложными криволинейными поверхностями.

Подготовку геометрической информации для управляющих программ многокоординатных операционных автоматов можно осуществить в несколько этапов

-получение математической модели обрабатываемой поверхности детали;

-выбор и расчет траекторий обработки поверхности детали;

-определение траекторий движения инструмента и исполнительных органов автомата;

-составление управляющей программы перемещения инструмента и исполнительных органов автомата;

-выбор операционного автомата по количеству и взаимному расположению приводов манипулятора и платформы.

В докладе предлагается универсальный метод расчета положения сварочной горелки (электрода) для обеспечения роботизированной сварки по траектории любой сложности.

Исходными данными для расчета являются чертежи свариваемых деталей, на которых поверхности 1 и 2 (рис. 2), ограничивающие детали, заданы каркасом поперечных сечений. Известно положение крайних точек O и K траектории 3 сварного шва. Если шов выполняют по замкнутой траектории, то крайние точки будут совпадать.

Горелка (электрод) 4 (рис. 2) по отношению к траектории сварного шва 3 должна быть расположена следующим образом. Ось горелки находится в биссекторной плоскости 5, делящей

пополам двугранный угол β образованный касательными плоскостями к поверхностям свариваемых деталей 1 и 2

вточке Mi траектории шва. Известны: угол

αмежду осью горелки 4 и плоскостью нормалей 6; расстояние b от опорной точки F горелки до сварного шва 3, т.е. дина отрезка FMi=const=b.

Рис. 4 Траектория сварного шва.

Траекторию сварного шва определяем как результат пересечения двух поверхностей ограничивающих детали со стороны шва. (рис.4)

Таким образом получим необходимые данные для составления управляющих программ роботизированных комплексов для сварки криволинейных швов. Предлагаемый метод расчета положения горелки позволяет автоматизировать процесс подготовки управляющих программ, обеспечить необходимое качество изделий для роботизированных комплексов.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Геттерт В., Герден Г и др. Сварочные роботы. – М.: Машиностроение, 1988. – 288 с.

2.Осипов Ю.М., Щербинин С.В. Геометрическое обеспечение работы многокоординатных операционных автоматов // Автоматизация и современные технологии. – 1999. - № 8. –

С. 2-3.

3.Завьялов Ю.С., Леус В.А., Скороспелов В.А. Сплайны в инженерной геометрии. – М.: Машиностроение, 1985. – 224 с.

4.Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. – М.: Мир, 2001. – 604 с.

5.Тертышный В.Т. Программирование перемещений при роботизированной сварке криволинейных швов // Автоматическая сварка. – 1993. - № 3. –

С. 48-52.

6.Львов Н.С., Гладков Э.А. Автоматика и автоматизация сварочных процессов. – М.: Машиностроение, 1982. – 302 с.

На современном этапе развития сварочного производства важнейшим условием его совершенствования и развития является создание высокоэффективных методов и средств моделирования и имитации сварочных процессов, а также их контроля и оптимального управления в реальном масштабе времени. Большое внимание уделяется применению современных средств математического и компьютерного моделирования, которые превратились в мощный инструмент исследования и познания процессов, происходящих в сложных сварочных технологических системах.

Однако применение методов математического моделирования сдерживается отсутствием содержательных математических описаний процессов и явлений, протекающих в сварочной ванне. Решением данной задачи занимаются ученые в России и за рубежом [1-6]. Автором [1] предложена следующая классификация математических моделей сварочной ванны:

1.Плоская капиллярно-гидростаческая модель (ПКГСМ);

2.Объемная тепловая капиллярногидростаческая модель (ОТКГСМ);

3.Тепловая магнитогидродинамическая модель (ТМГДМ).

Разработка динамической модели является актуальной задачей, решение которой позволит управлять процессами в сварочной ванне, зоне термического влияния и, как следствие, эксплуатационными свойствами сварного соединения в целом. Для разработки подобной модели необходимо решить комплекс сложных задач, т.е. определить закономерности и зависимости между явлениями и управляемыми параметрами сварочного процесса.

Перспективным направлением в этой области является использование программных продуктов общего назначения, основанных на численных математических методах (МКЭ). Наряду с такими пакетами как

ALGOL, ABAQUS, COSMOS/M, NASTRAN и

др. численное моделирование с помощью пакета ANSYS является мощным и надежным инструментом для достижения поставленной цели [7]. Подобные технологии обладают высокой точностью распределения всех физических величин при отслеживании процессов происходящих в сварочной ванне, как в пространстве, так и во времени. Они позволяют оценить вклад каждого физического явления в отдельности, отследить влияние изменений геометрии сварного соединения, граничных условий и свойств материалов.

По результатам ранее проведенных исследований установлено, что импульснодинамическое воздействие на расплавленный металл сварочной ванны оказывает положительное влияние на структуру и свойства многослойных сварных соединений из легированных сталей [8]

Для изучения механизма этого воздействия разрабатывается модель управления импульсно-динамическими воздействиями на расплавленный металл сварочной ванны. Для адекватного функционирования модели в ее состав необходимо включить подмодели: источника тепла и силового воздействия на ванну, термодинамических явлений в сварочной ванне, гидродинамических явлений в сварочной ванне, формирования поверхности расплава ванны, кристаллизации сварочной ванны, формирования шва и ЗТВ. Кроме этого, нужно определить наиболее значимые управляемые параметры процесса сварки, влияющие на физико-термические процессы в расплавленном металле сварочной ванны и явления на границе раздела трех фаз газ – жидкий металл – твердый металл (рис.1).

Рис. 1 Схема основных процессов, происходящих при дуговой сварке плавящимся электродом.

При этом немаловажным фактором является воздействие газового фронта на расплавленный металл сварочной ванны.

Для оценки влияния газового фронта на металл сварочной ванны планируется использование системы моделирования движения жидкости и газа FlowVision. Программный комплекс FlowVision решает трехмерные уравнения динамики жидкости и газа, которые включают в себя законы сохранения массы, импульса (уравнения Навье-Стокса), уравнения состояния. Для расчета сложных движений жидкости и газа, сопровождаемых дополнительными физическими явлениями, такими, как, турбулентность, горение и сжатие столба дуги, контактные границы раздела и так далее, в FlowVision включаются дополнительные уравнения, описывающие эти явления.

На данный момент средствами пакета

Ansys Multiphysics разрабатывается термодинамическая подмодель, описывающая температурную составляющую общей динамической модели сварочной ванны при сварке в защитных газах многослойных сварных соединений из высокопрочных легированных сталей.

Разработанная динамическая модель сварочной ванны будет использована для исследования влияния технологических факторов на процессы массопереноса в сварочной ванне, структуру и свойства сварных соединений, прогнозирования