Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015, № 27 (99)

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 630992.0001.99
Научные труды (Вестник МАТИ), 2015, вып. Вып. 27 (99) - М.: МАТИ, 2015. - 128 с.:. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/544513 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Министерство образования и науки РФ

 
Федеральное государственное бюджетное образовательное  
учреждение высшего профессионального образования 
«МАТИ – Российский государственный технологический 
университет имени К.Э. Циолковского» 
(МАТИ) 

 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
НАУЧНЫЕ ТРУДЫ 
/ Вестник МАТИ / 

 
Издание основано в 1940 году 
 
Выпуск 27 (99) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 2015 

 

УДК 621; 669; 681.5; 66; 621.37/39; 681.2; 005; 504; 51; 53; 531/534; 54; 378  
 
Научные труды (Вестник МАТИ). Вып. 26 (98). − М.: МАТИ, 2015. − 129 с.: ил.  
 
Учредитель – ФГБОУ ВПО ««МАТИ – Российский государственный технологический 
университет имени К.Э. Циолковского»» 
 
Свидетельство о регистрации ПИ № ФС 77 - 52752 от 01 февраля 2013 г. выдано Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия (Роскомнадзор) Минкомсвязи РФ. 
 
Подписной индекс в каталоге агентства «Роспечать» – 25221. 
 
В данном выпуске рецензируемого научно-технического сборника «Научные труды (Вестник МАТИ)» представлены результаты фундаментальных и прикладных исследований, выполненных учеными и специалистами МАТИ и других организаций, 
включая научно-исследовательские работы по грантам и научно−техническим программам.  
Материалы, опубликованные в сборнике, включаются в базу данных Российского 
индекса научного цитирования (РИНЦ).  
 

Главный редактор: ректор, проф. А.В. Рождественский 

                                  Зам. главного редактора:  доц. А.В. Зинин 
 

Редакционная коллегия:
академик РАН, докт. техн. наук, проф. А.А. Ильин;. докт. техн. 
наук, проф. Н.С. Азиков;  докт. техн. наук, проф. В.А. Васильев;  
докт. техн. наук, проф.Р.С. Голов ; докт. физ.-мат. наук, проф.
И.П.Денисова ;  докт. техн. наук, проф. В.П.Дмитренко ; докт. 
техн. наук, проф. Ю.Б. Егорова;  докт. техн. наук, доц. А.А. Жуков; канд. техн. наук, доц. П.А. Иосифов;    докт. техн. наук, 
проф. В.С. Моисеев; канд. физ.-мат. наук, доц. В.Ю.Павлов ; 
докт. техн. наук, доц. М.В. Силуянова;  докт. техн. наук, проф.
В.В.Слепцов ;  канд. техн. наук, доц. В.Н.Уваров . 

Секретарь редколлегии:
Долгова М.И.

Научные редакторы:
докт. техн. наук, проф. Л.Н. Александровская,. канд. техн. наук, 
доц.В.И.Акилин,  докт. техн. наук, проф. А.М.Баранов , докт. 
техн. наук, доц. А.Г. Бойцов,  докт. техн. наук, проф.С.В. Бухаров,  докт. техн. наук, проф.А.П. Петров., докт. техн. наук, 
канд. техн. наук, доц.  В.В.Шилов,  канд. техн. наук, доц.С.А. 
Одиноков , докт. техн. наук, проф.А.А.Лисов ,докт. экон.. наук, 
проф. Л.М. Путятина; докт. техн. наук, проф. В.К. Федоров

.

 
Тел. (499) 141-95-01, e-mail: nauka@mati.ru  
Адрес: 121552 Москва, Оршанская ул., 3, МАТИ 
 

ISSN 2305-7866 
 ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный  
технологический университет имени К.Э. Циолковского», 2015

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
 
Сборник «Научные труды (Вестник МАТИ) издается с перерывом с 1940 года. Всего вышло 98 томов научного издания МАТИ. Новая редакция сборника после возобновления в 1998 году насчитывает уже 26 выпусков. 
 
В предлагаемом вашему вниманию  27-м выпуске сборника «Научные труды (Вестник МАТИ)» представлены результаты фундаментальных и прикладных 
исследований, выполненных учеными МАТИ  и других организаций-партнеров 
МАТИ.    Основные направления научной  деятельности подразделений университета в основном соответствуют предметным областям образовательной деятельности  и направлениям подготовки, реализуемых в МАТИ,  и определяются  ключевыми позициями «Приоритетных направлениях развития науки и техники Российской Федерации» и «Критических технологиях Российской Федерации»: 

- 
Индустрия наносистем. 
- 
Информационно-телекоммуникационные системы. 
- 
Рациональное природопользование. 
- 
Транспортные и космические системы. 
   -    Энергоэффективность, энергосбережение. 
 
     Исследования в рамках 5 указанных приоритетных направлений развития 
науки и техники в 2014-15гг. проводились по 26 научным направлениям вуза. Кроме того, достаточно стабильно и результативно проводятся в МАТИ фундаментальные и прикладные научные исследования в смежных областях знаний,  а также в сфере экономики и гуманитарных проблем развития общества.  
 
Сборник «Научные труды (Вестник МАТИ)» № 27 (99) содержит 9 тематических разделов, соответствующих многопрофильному характеру нашего университета. 
 
Структура  сборника соответствует отраслям науки согласно Номенклатуре 
специальностей научных работников, утвержденной приказом Минобрнауки РФ от 
25 февраля 2009 г. № 59,  поэтому традиционные разделы издания объединены  
по 3 направлениям – отраслям науки: 
• технические науки, 
• физико-математические науки, 
• экономические науки. 
Такое изменение связано с требованиями к рецензируемым научным изданиям для включения в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых 
должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук 
(Перечень рецензируемых научных изданий ВАК). Упомянутые требования утверждены приказом Минобрнауки России от 25 июля 2014 г. № 793, вступившим в силу 19 октября 2014 года. 
 
 
 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 

3 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
 
 
Отрасли науки и направления, представленные в сборнике: 
 
ТЕХНИЧЕСКИЕ  НАУКИ 
 
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ  АВИАКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ 
ТЕХНОЛОГИИ АВИАРАКЕТОСТРОЕНИЯ 
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ 
ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ  
ТЕХНОЛОГИИ 
 
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ 
 
ФИИКА, МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА 
 
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ 
 
ЭКОНОМИКА, МЕНЕДЖМЕНТ И МАРКЕТИНГ 
ГУМАНИТАРНЫЕ И СОЦИАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ 
 

 

Полезные источники: 

1. Приказ Министерства образования и науки РФ от 25 февраля 2009 г. № 59 «Об 
утверждении 
Номенклатуры 
специальностей 
научных 
работников».[Электронный 
ресурс]. 
[Электронный 
ресурс] 
– 
Режим 
доступа 

http://www.garant.ru/products/ ipo/prime/doc/95207/

2. О вступлении в силу приказа Минобрнауки России от 25 июля 2014 г. №793. 
[Электронный ресурс] – Режим доступа http://vak.ed.gov.ru/87; jsessionid= 
G+U3AJAV+GfIO3vOe5bvM34K.  

3. Анализ публикационной активности журнала «Научные труды (Вестник МАТИ)». [Электронный ресурс] – Режим доступа http://elibrary.ru/title_profile.asp?id 
=34168.  

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 

4 

Т Е Х Н И Ч Е С К И Е  Н А У К И  

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

 
УДК 621.78; 621.785.5; 621.921.34 
 
 
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЛМАЗОВ 
НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА 
 
 
Т.Г. Ягудин, Я.С. Бриштель, Е.В. Кавченко, Е.А. Касымова  
___________________________________________________________________ 
В статье исследуются факторы, влияющие на износостойкость металлических связок в 
АКМ. К числу таких факторов, прежде всего, следует отнести температуру образования композиций и физико-химические взаимодействия в системе алмаз-металл. В работе приводятся заключения по проведённым исследованиям, которые позволяют сделать выбор того или иного компонента металлической связки, в зависимости от условий эксплуатации инструмента.  

In the article the factors influencing to a wear resistance metal bond of diamond composite are 
investigated. To number of such factors, first of all, it is attribute temperature of formation of compositions 
and physical and chemical interactions in a system diamond - metal. In activity the conclusions about selection of this or that component of bond are done, depending on the working conditions of the tool. 
_________________________________________________________________________________ 

Ключевые слова: алмазометаллическая композиция, металлическая связка 
Keywords: a system diamond – metal, metal bond. 
 
 
 
Алмазный инструмент конструктивно состоит из алмазосодержащей матрицы соединённой с корпусом. Алмазосодержащая матрица представляет собой 
композицию, состоящую из металлической основы (связки) и дисперсных включений зёрен алмаза. При этом алмаз является режущим элементом, а связка обеспечивает условия закрепления его в инструменте. 
Связка должна обладать следующими физико-механическими свойствами: 
• определённой фиксированной прочностью, которая должна быть такой, чтобы 
не препятствовать выпадению изношенных и затупленных при резании алмазных зёрен; 
• определённой фиксированной износостойкостью и антифрикционностью, которые способствовали снижению коэффициента трения при скольжении по обрабатываемой поверхности,  для предотвращения больших температур в зоне резания; 
• высокой теплопроводностью для создания возможности быстрого отвода тепла 
из зоны резания   
 Основываясь на этих свойствах связки можно сказать, что основное внимание  при конструировании АКМ следует уделять физико-химическим и термомеханическим процессам протекающим в системе Me - алмаз. 
Поэтому представляет интерес изучения механизмов алмазоудержания и 
износа АКМ при диспергировании обрабатываемого материала. 
Для проведения исследований использовались металлические порошковые 
композиции, применяемые в качестве связок алмазно-абразивного инструмента 
Для испытаний выбрали два частных случая по способу подачи инструмента к обрабатываемому материалу.[1-4] 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
5 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

Случай 1. 
Обработка камня ведётся с применением упругой подачи алмазного инструмента на обрабатываемый камень, т.е. р = const. При этом выявляется, что 
при обработке камня одной и той же марки и при одной и той же связки выполняется условие H - h = const и m = const 
fcmp = k/n                                               (1) 
где k - коэффициент, учитывающий, (H-h), p. 
Таким образом, при упругой подаче величина стружки обратно пропорциональна концентрации алмазов. Естественно, что это соотношение имеет ограниченную применяемость, т.к. ( Н - h ) конечно зависит от величины давления, однако для качественного выявления закономерности оно является вполне пригодным. 
Случай 2. 
Обработка камня ведётся с применением принудительной подачи. При 
этом нагрузка р на каждое алмазное зерно уменьшается, и чем больше зёрен, 
независимо от концентрации, участвуют в резании, тем больше величина снимаемой стружки. 
Эти качественные предпосылки подтверждаются экспериментальными 
данными, в которых исследовались алмазные отрезные круги с различной концентрацией и различной схемой подачи инструмента. 
В эксперименте фиксировалось время, затраченное на выполнение одного 
полного реза. Таким образом, определялась производительность резания при 
различных видах обработки. 
Для проведения испытаний приняты круги диаметром 300 мм с алмазным 
зерном АСС 400/313, концентрациями 50%, 40%, 33%,25% и 16% на различных 
металлических связках (Ml, МЗ, МЖ, МОЗ). 
Перед испытаниями производится вскрытие алмазных зерен на рабочих 
поверхностях сегментов путем приработки при резании песчаноцементного камня, 
состоящего из 80% песка и 20% цемента. Критерием вскрытия является стабилизация потребляемой станком мощности. Резание проводилось на специальном 
стенде, способном осуществлять как упругую, так и механическую подачу (рис. 1). 
Режимы испытаний: Р = 4,0кг Vкр = 35м/с Sпр = 0,6м/мин Число резов n = 
100 
В эксперименте измерялось время одного реза на длине 250мм с глубиной 
подачи h = 50мм. 
Результаты испытаний приведены на рисунках 2 -3. 
 

а) при упругой подаче                                                 б) при жесткой подаче

 
Рис. 1 Схемы резания 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
6 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

 
 
Рис. 2. Влияние концентрации алмазов на производительность работы круга при упругой подаче. 
 

 
 
Рис. 3. Влияние концентрации алмазов на производительность работы круга при 
жесткой подаче. 
 
Как видно из рисунков концентрация алмазов существенно на производительность резания. При упругой подачи повышение концентрации с 16% до 50% 
повышает время одного реза с 10 до 60 секунд (за 60 резов). Кроме этого видно, 
что при концентрации 16% не наблюдается увеличения времени реза даже после 
100 циклов. 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
7 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

Для продолжения экспериментов алмазные круги с концентрациями 16%, 
33% и 50% подвергались вскрытию алмазных слоев и проводились повторные испытания. При этом характер кривых существенно не изменился: при 120 резах 
время одного реза для круга с k=50% снова возрастало до 60 секунд. Аналогичные явления наблюдались при k=33% и k=16%. 
При жесткой подаче наблюдается обратная картина. Алмазный круг с концентрацией 16% резко снижает производительность (время реза повышается с 18 
до 60 секунд уже при 50 резах), в то время как алмазный круг с k=50% при 100 резах увеличивает время реза с 10 до 20 секунд. 
С увеличением концентрации количество зерен, одновременно участвующих в резании возрастает и это увеличение пропорционально общему количеству 
зерен на единице площади. При упругой подаче это увеличение количества зерен 
приводит к уменьшению удельной силы резания на одно зерно, снижению величины H-h и, следовательно, к уменьшению величины снимаемой стружки (fстр). 
При жесткой подаче сила резания, воздействующая на зерна алмаза, является постоянной величиной. По мере увеличения числа зерен, участвующих в 
резании, количество снимаемой стружки увеличивается, а при уменьшении концентрации - снижается. 
Таким образом, можно говорить о том, что существуют такие области в системе "производительность - концентрация", которые определяют оптимальное 
значение концентрации алмазов при резании в различных условиях. 
Выявление других факторов на работоспособность алмазного инструмента поможет в дальнейшем выявить прямую закономерность при выборе показателей АКМ: её прочности, прочности алмазов, концентрации алмазов при обработке 
материалов различной прочности. 
Как один из путей в этом направлении, можно ввести показатель качества 
обрабатываемого материала К'. Если представить величину снимаемой стружки 
через силы противодействия обрабатываемого материала, то получим 

fстр = К'Fнорм                                          (2)  

где К'- коэффициент, зависящий от природы обрабатываемого материала.  

pК'Fнорм = m(H-h)                    (3) 

Эта формула показывает прямую зависимость свойств обрабатываемого 
материала К'  от свойств связки m, зернистости и концентрации алмаза. 
В данной формуле К' можно представить как коэффициент обрабатываемости камня.  
 
             
K'= m σиз гTn                       (4) 
где σизг - прочность связки на изгиб; 
      T - твёрдость алмазов; 
      n - концентрация алмазов; 
      m - коэффициент пропорциональности. 
Суть этой формулы, определение взаимосвязи между свойствами связок и 
свойствами обрабатываемого материала. Эта формула носит аналитический характер, поэтому здесь возможно введения дополнительных параметров, которые 
определяли бы условия работы (среда работы).   
 
 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
8 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

Выводы 
 
1. При упругой подаче увеличение количества зерен приводит к уменьшению удельной силы резания на одно зерно, снижению величины H-h и, следовательно, к уменьшению величины снимаемой стружки (fстр). 
При жесткой подаче сила резания, воздействующая на зерна алмаза, является постоянной величиной. По мере увеличения числа зерен, участвующих в 
резании, количество снимаемой стружки увеличивается, а при уменьшении концентрации - снижается. 
2. Таким образом, можно говорить о том, что существуют такие области в 
системе "производительность - концентрация", которые определяют оптимальное 
значение концентрации алмазов при резании в различных условиях. 
       3. Количественное (экспериментальное) распределение абразива в матрице предпочтительнее, чем массовое (весовое) распределение абразивов. 
       4. Создание “шахматной” структуры расположения абразива увеличивает 
срок службы инструмента за счёт увеличения времени реза одним рядом зёрен.   
  
 
 ЛИТЕРАТУРА 
 
1. Tönshoff H.K., Asche J. Wear of metal-bond, diamond in the machining of stone. // 
Industrial Diamond Review, 1/97 - pp 7-13 
2. Ягудин Т.Г. Оценка влияния температурного фактора на свойства алмазосодержащих 
композиционных 
материалов 
(АКМ). 
Всероссийская 
научнотехническая конференция «Материалы и технологии XXI века». Пенза 30 -31 
мая 2001 Сборник материалов,часть 1, с.с. 26 – 28 
3. Ловшенко Г.Ф., Ловшенко Ф. Г. Литые хромсодержащие бронзы, получаемые с 
применением механически легированных лигатур. // Литье и металлургия, 
3(67) 2012, 131-135 
4. Авраамов Ю.С., Лешенко М.И.,  Шляпин А.Д.,  Шляпин С.Д.,  Ягудин      Т.Г. 
Научные основы и технология получения режущего инструмента с пластинами 
из композиционных материалов // М., РИЦ МГИУ, 2002, 352с. 
 
 
Сведения об авторах 

Ягудин Тимофей Генрихович  - к.т.н., доцент, зам. Директора института материаловедения и технологий материалов МАТИ  
       8(499)141-95-59, e-mail: mati_dekanat4@mail.ru  
Yagudin Timothy Genrikhovich - candidate of technical Sciences, associate Professor, 
Deputy Director of the Institute of materials science and materials technology, MATI   
Бриштель Яна Сергеевна, студентка 4 курса МАТИ  
       8(499)141-95-59, e-mail: mati_dekanat4@mail.ru 
Brishtel Yana, 4th grade student MATI  
Кавченко Евгения Валерьевна, студентка 5 курса МАТИ  
      8(499)141-95-59, e-mail: mati_dekanat4@mail.ru 
Kavchenko Eugenia, 5th grade student MATI  
Касымова Екатерина Александровна, студентка 3 курса МАТИ  
         8(499)141-95-59, e-mail: mati_dekanat4@mail.ru 
Kasimova Ekaterina, 3th grade student MATI  
 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
9 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

УДК 539.38 

МЕТОДИКА  ГРАФИЧЕСКОГО   ПОСТРОЕНИЯ   ПОЛНОЙ  КРИВОЙ 
КРИТИЧЕСКИХ  НАПРЯЖЕНИЙ  ПО  КРИВОЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ 
МАТЕРИАЛА,  ОСНОВАННАЯ НА ДЕФОРМАЦИОННОМ КРИТЕРИИ 
ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ 
 
К.Д. Каримбаев, В.А. Чеснова, А.В. Викулин  

Рассмотрена задача Эйлера о потере устойчивости центрально-сжатых стержней в упруго
пластической области. Отмечено, что в деформационном варианте формулы Эйлера критические 
деформации не зависят от материала, из которого изготовлен стержень. Представлен  графический способ построения полной кривой критических напряжений, которая строится по критическим 
деформациям и кривой деформирования материала. Показано, что  построенные таким образом 
кривые критических напряжений хорошо согласуются с кривыми Ф.С.Ясинского.  

Euler's task about buckling of the centrally compressed rods in elastic-plastic zone is considered. 
It is noted that in the strain version of the Euler formula the critical strains do not depend on the material 
from which the rod is made. The graphical  method of constructing of the complete curve of the critical 
stresses which is based on constructing according to the critical strains and the stress-strain curve of the 
material is presented. It is shown that the thus constructed curves of critical stresses are in good agreement with the F. S. Yasinskiy curves. 

 
 
Ключевые слова: задача Эйлера, центрально-сжатый стержень, упруго-пластическая 
зона, гибкость стержня, предел пропорциональности, предел прочности, кривая критических 
напряжений. 
 
Keywords: Euler’s task, centrally compressed rod, elastic-plastic zone, flexibility of the rod,  proportional limit, tensile strength, the curve of critical stresses. 
 
 
Решения уравнения Эйлера для центрально-сжатых упругих стержней постоянного сечения могут быть представлены в двух видах: 
1. по напряжениям:                                

2

2
кp
σ
λ
=
E
π
;                                                        (1) 

2. по деформациям: 

                                 

2

2
кp
ε
λ
= π ,                                                         (2)  

где σкр и εкр – минимальные критические значения напряжений и деформаций;  
λ – гибкость стержня: 

min

F
l
J
λ =
⋅ ⋅
µ
, 

где l – длина стержня; F – площадь стержня; Jmin – минимальный момент 
инерции поперечного сечения стержня; μ – коэффициент закрепления, который 
для шарнирно закреплённых стержней равен единице. 

Научные труды (Вестник МАТИ), 2015 г. Вып. 27 (99) 
10