Машиностроение

Приведены концептуальные основы создания информационной среды для обучения студентов старших курсов технических университетов. Пособие подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

Листовая штамповка характеризуется тем, что заготовка имеет один из параметров (размер-толщина) намного меньший двух других (листовой материал, рулон, полосы, трубы, профиль). Формообразование производится в штампах на штамповом оборудовании. В данном учебном пособии представлены способы штамповки, отличные от традиционных, и их можно отнести к специальным способам штамповки в рамках одного или нескольких процессов. В пособии рассмотрены некоторые специальные способы формообразования основных процессов: вытяжки, обжима, осадки, формовки, отбортовки, раздачи.

В пособии рассмотрены критерии выбора решений технической задачи, определено понятие конструирования и проектирования, изложены основы творческого труда. Дано определение технического задания, изложены методика его критического разбора и уточнения, общие требования к конечному результату и их осуществление на современном уровне техники. Приведено понятие основного и рабочего принципов конструирования, описан рабочий процесс конструирования: отправные точки зрения, анализ ошибок, разбивка задачи на части, возможные отклонения. Определена роль конструктора в процессе создания конструкции, дано сравнение методов индивидуальной и коллективной работы. Поскольку дисциплина читается студентам, не знакомым с основами расчетов на прочность, даются краткие сведения из теоретической механики и сопротивления материалов.

Изложены основные сведения о колебаниях, методах расчета и пакетах прикладных программ для оценки динамического состояния роторов двигателей. Приведены методики расчетного и экспериментального определения собственных частот и форм крутильных колебаний для системы эквивалентного ротора (вала). В состав пособия включены методические рекомендации для проведения лабораторных исследований крутильных колебаний валов с использованием расчетов различных уровней.

В учебном пособии изложены рекомендации по конструированию двигателей внутреннего сгорания, необходимые для выполнения курсового проекта по курсу «Конструирование двигателей внутреннего сгорания». Представлены методика конструирования двигателей, назначения основных конструктивных параметров, расчета элементов и отдельных систем. Изложены требования к оформлению проекта. В пособии рассмотрены варианты конструирования поршневых двигателей внутреннего сгорания в виде 3D и 2D моделей.

Учебное пособие является методическим сопровождением при выполнении дипломного проекта на выпускающей кафедре «Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов». Изложены цели и задачи дипломного проектирования в соответствии с требованиями нормативных документов, определяющих цели, содержание и методы реализации образовательного процесса (государственный образовательный стандарт, учебный план, рабочие программы, методическая документация итоговой аттестации и т.д.). Подчеркнута ответственность сторон – студента и руководителя. Подробно рассмотрен объем, структурный состав и алгоритм выполнения этапов проекта. Даны рекомендации по оформлению пояснительной записки и графической части проекта. Приведены примеры оформления некоторых разделов, в которых наиболее часто встречаются ошибки.

Учебное пособие посвящено вопросам влияния остаточных напряжений, возникающих в поверхностно упрочнённых образцах и деталях, на сопротивление усталости. Изучено влияние различных технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов на предел выносливости образцов и деталей с концентраторами напряжений, а также совместное и раздельное влияние остаточных напряжений и наклёпа в условиях концентрации напряжений. Показано, что характеристики сопротивления усталости зависят как от величины, так и от характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя. Обосновано использование критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых образцов и деталей.

Рассмотрена конструкция автомобильных и авиационных поршневых двигателей. Дано описание основных механизмов и систем двигателей с указанием особенностей их эксплуатации, наиболее типичных неисправностей и методов их устранения. Проанализированы взаимосвязи характеристик двигателей и транспортных средств. Изложены основы поиска неисправностей ДВС и ремонта двигателей.

Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS. Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания, форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. Приводится расчет параметров течения газа в камере сгорания.

В электронном учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования опор и уплотнений авиационных двигателей и энергетических установок. Особое внимание уделено происходящим в конструкциях динамическим, гидравлическим, тепловым и деформационным процессам. Электронное учебное пособие разработано на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов.

Пособие предназначено для студентов инженерно-технологического факультета, обучающихся по магистерской программе «Инновационные технологии получения и обработки материалов с заданными свойствами» по направлению 150400.68 «Металлургия».

Рассмотрены вопросы автоматизации листовой штамповки мелких и средних деталей с помощью роботов. Приведены общие сведения об робототехнологических комплексах листовой штамповки и промышленных роботов, а также краткое техническое описание промышленных роботов, кривошипно–штамповочных прессов и вспомогательных устройств РТК. Приведено обоснование схемы выбора технических устройств РТК и его оптимальной компоновки, информационной схемы РТК, построения цикловой диаграммы и алгоритма управления РТК.

Представлено описание основных этапов моделирования конструкции «виртуального двигателя», включающих объёмное моделирование, кинематический, динамический, прочностной и вибрационный анализы функциональных групп двигателя. Рассмотрены программные продукты, с помощью которых данные этапы моделирования могут быть осуществлены. По ходу изложения материала даны учебные примеры моделирования конструкции «виртуального двигателя» и происходящих в ней процессов.

В учебном пособии проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин ТНА ЖРД рассматривается в рамках проведения сквозного курсового проектирования ЖРД и его основных узлов, включая ТНА. На базе полученных результатов термодинамического расчета и проектирования ЖРД студент самостоятельно формирует исходные данные для проектирования ТНА и его агрегатов, в том числе и для турбины. Расчет турбины ведется с учетом достижения максимальной эффективности ее использования в ТНА: достижения высокого КПД турбины при минимальных ее габаритах и массе. В пособии рассмотрены вопросы профилирования элементов проточной части одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин.

В пособии рассмотрены основные теоретические методы для определения основных технологических параметров процессов обработки металлов давлением (ОМД). Большое внимание уделено инженерному методу для определения деформирующего усилия в операциях ОМД. Рассмотрены основы методов: сопротивления материалов пластическим деформациям; метод линий скольжения; метод баланса работ; вариационный метод.

Теория ОМД развивается в трех направлениях: механико-математическом, физическом и физико-химическом. Эти направления тесно связаны между собой и взаимно дополняют друг друга и рассмотрены в данном учебном пособии. Пособие предназначено для бакалавров инженерно-технологического факультета, обучающихся по направлению 150700.62 «Машиностроение» по дисциплине «Основы теории обработки металлов давлением» и по направлению 150400.62 «Металлургия» для «Теория обработки металлов давлением» для 6 семестра.

Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности: 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки», изучающих курс: «Сборка АД и ЭУ», и в рамках магистерской программы «Энергетика, экология и двигательные установки ракетных и космических систем» по направлению 160700.68 «Двигатели летательных аппаратов».

Рассмотрены основы теории, расчета и проектирования воздушно-реактивных двигателей. Представлены основные теоретические положения по газотурбинному двигателю как тепловой машине и как движителю. Рассмотрены вопросы эффективности рабочих процессов, условия совместной работы узлов и характеристики ГТД. Уделено внимание современным методам проектирования авиационных ГТД.

Конспект лекций по дисциплине «Радиотехнические комплексы контроля полёта и управления микро/наноспутников» рассчитан на ознакомление с основами разработки электронных систем технологического назначения, применяемых в микро- и наноспутниках.

В пособии рассматриваются особенности построения приемников навигационных сигналов, методы поиска навигационных сигналов и слежения за ними. Пособие разработано на каф. РТУ радиотехнического факультета для магистрантов направления подготовки 210400.68 (Радиотехника). Занятия в семестре А.

Рассмотрены: высокоскоростная штамповка, вопросы получения точных заготовок, разработки штамповой оснастки и ее стойкости, назначение оптимального температурно–деформационного режима.

В данном пособии рассмотрены основные направления и задачи, с решением которых приходится сталкиваться проектировщикам при конструировании систем, агрегатов и основных конструктивных элементов, входящих в них. В электронном учебном пособии даны практические рекомендации по проектированию, расчету отдельных конструктивных элементов. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию агрегатов и систем различного назначения, но и при выполнении курсовых работ по машиностроительным дисциплинам и дипломных проектов студентами 4 - 6 курсов. Может быть полезно молодым специалистам авиационной и ракетно-космической отраслей, энергетического машиностроения.

Приведена концепция организации процессов в поршневых двигателях внутреннего сгорания, их анализ и расчет. Рассматриваются параметры, характеризующие работу ДВС, индикаторные параметры, эффективные показатели работы ДВС. Обсуждаются характеристики ДВС, вопросы устойчивой работы двигателя, а также способы форсирования поршневых двигателей внутреннего сгорания. Приведены лабораторные работы по данному курсу, а также структура курсовой работы с примером выполнения.

В учебном пособии изложены общие сведения о двигателе, приведены его основные технические данные. Приведено описание устройства основных узлов двигателя: вентилятора, компрессора высокого давления, камеры сгорания, турбины высокого и низкого давлений и привода агрегатов.

Рассмотрены вопросы возбуждения вибрации в технических системах. Изложены основы описания вибрации временными и частотными характеристиками, рассмотрены методы анализа вибрации. Дано описание авиационной техники как объекта вибрационной диагностики и особенности вибрации, возбуждаемой различными источниками. Приведена методика идентификации спектральных характеристик вибрации. Приведены сведения о средствах измерения и анализа вибрации. Рассмотрены вопросы контроля вибрации авиационных ГТД. Приведены сведения о влиянии неисправностей различных узлов и повреждений авиационных конструкций на вибрационные характеристики, и о диагностировании состояния узлов и конструкций авиационной техники по этим характеристикам.

Приведены сведения о методах технической диагностики, о ее месте в системе технической эксплуатации. Даны принципы создания математических (диагностических) моделей, а также описание источников и причин возбуждения вибрации узлами и агрегатами АТ. Рассмотрены вопросы контроля вибрации ГТД и вопросы диагностирования ГТД и их узлов по вибрационным параметрам. Приведены сведения о новых подходах по контролю повреждений конструкций АТ по характеристикам вибрации. Рассмотрены вопросы оценки информативности диагностических признаков, определения пороговых значений, приведены сведения о методах классификации технических систем.

Приведены методики экспериментального определения параметров напряженно-деформированного состояния с использованием методов координатной делительной сетки и линий тока в условиях плоской и осесимметричной деформации при прокатке, прессовании и волочении.

Рассмотрены общие сведения о процессе прессования металлов, характер напряженно-деформированного состояния, температурно-скоростной режим. Описаны элементы технологического процесса прессования, конструкции прессового инструмента и особенности структуры и свойств профилей. Даны методики расчета параметров прессования и инструмента. Пособие является дополнением к лекционному курсу «Основы технологических процессов ОМД: раздел прессование».

Рассмотрены основные вопросы дипломного проектирования современных листопрокатных цехов. Приведены цели и задачи дипломного проектирования, рекомендации по сбору и анализу материалов, их распределению в дипломном проекте. Описаны методики проектирования технологии прокатки полуфабрикатов из алюминия и алюминиевых сплавов, включающие процессы горячей прокатки, холодной прокатки и отделки. Приведены требования по оформлению, а также по составу проекта, объему пояснительной записки и графической части проекта. Материал иллюстрирован примерами, снабжен методическими указаниями.

Рассматриваются в популярной форме история и состояние процессов обработки металлов давлением: ковки, волочения, прокатки, прессования, штамповки. Описана роль инженера в современном производстве.

Рассматриваются в популярной форме история и состояние металлургии металлов и сплавов, а также процессов обработки металлов давлением: ковки, волочения, прокатки, прессования, штамповки. Описана роль инженера в современном производстве.

В данном электронном учебном пособии рассмотрены направления и задачи, с которыми сталкиваются проектировщики при конструировании систем, агрегатов и их конструктивных элементов. Даны практические рекомендации по проектированию, расчету отдельных конструктивных элементов. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию агрегатов и систем различного назначения, но и при выполнении курсовых работ по машиностроительным дисциплинам и дипломных проектов студентами 4 - 6 курсов. Может быть полезно молодым специалистам авиационной и ракетно-космической отраслей, энергетического машиностроения.

Рассмотрены основные системы воздушно-реактивных двигателей: масляные, запуска, топливные, противообледенительные, противопожарные, контроля и диагностики. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к этим системам, проанализированы их схемы, описана конструкция основных составных элементов этих систем и методы их проектирования. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию ВРД, но и при выполнении курсовых и дипломных работ по дисциплине «Проектирование ГТД» студентами 4 - 6 курсов.

Рассмотрены основные характеристики рабочих поверхностей деталей и их влияние на процессы трения и изнашивания. Приводятся характеристики различных видов трения и изнашивания. Особое внимание уделяется методам расчёта типовых узлов трения, используемых в авиационных и автомобильных двигателях. Изложены основные методы расчета динамических процессов в триботехнических системах.

Учебник соответствует программе курса «Детали машин» для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 162300.62. Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей. Приводятся сведения о критериях работоспособности и методах расчета типовых деталей машин, применяемых в изделиях авиационной техники.

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчета и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в модернизированной САПР «Смесеобразование в ЖРД».

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчёта и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в САПР «Смесеобразование в ЖРД». Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

Приведены общие сведения о ЖРДМТ и дана их классификация. Рассмотрены отличительные особенности конструкции, организации рабочего процесса, режимов работы и характеристик. Систематизирован опыт экспериментального определения характеристик ЖРДМТ в непрерывных и импульсных режимах. Рассмотрены стенды для их испытаний, методы и средства проведения испытаний, измерения параметров рабочего процесса, ручной и автоматизированной обработки результатов испытаний.

Конспективно изложены теория, современные методы расчёта и проектирования различных типов химических ракетных двигателей. Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД. Представлен термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД. Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические характеристики идеального ракетного двигателя. Рассмотрены термодинамические и газодинамические процессы в камере сгорания и сопле реального ракетного двигателя. Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы точности в авиационном двигателестроении. Представлена теория сложных размерных связей в изделиях и технологических процессах. Рассмотрены методы достижения точности при изготовлении заготовок. Приведены и проанализированы технологические схемы точности при обработке различных поверхностей заготовок. В учебном пособии приведен алгоритм решения сложных пространственных цепей. Дана лабораторная работа по анализу размерных связей при изготовлении трубопроводов. Эта работа направлена на освоение курса «Технология производства двигателей летательных аппаратов». Изучение данного пособия способствует изучению основных разделов курса: теоретические основы технологических процессов; обработка сложных поверхностей; технология изготовления деталей ГТД. В учебном пособии изложены элементы расчётов основных параметров технологических процессов и отдельных операций.

Дано описание цикла лабораторных работ по экспериментальным исследованиям в листовой прокатке на лабораторном реверсивном стане холодной прокатки 300. Выполнение каждой работы предполагает предварительное знакомство студентов с методикой ее проведения, теорией и осуществляемыми расчетами и замерами.

Приведены сведения о прогрессивных технологических процессах листовой штамповки, штамповки выдавливанием в разъемные матрицы, производства деталей из металлических порошков. Кратко рассмотрено современное состояние нанотехнологий. Показано, что все показанные выше технологические процессы целесообразно осуществлять с использованием специализированных гидропрессов. Описаны разработанные специализированные гидропрессы и приведены примеры изготовленных на них деталей.

В пособии рассмотрены вопросы метрологического обеспечения экспериментальных исследований преобразователей информации различной физической природы. Особое внимание уделено метрологическому обеспечению вычислительного эксперимента, направленного на прогнозирование метрологических характеристик цифровых преобразователей информации. Рассмотрены принципы построения, методы анализа и примеры практического применения обобщенных математических моделей, позволяющих на ранних стадиях проектирования новых конструкций цифровых преобразователей информации с высокой степенью достоверности оценивать их технические возможности, не прибегая к дорогостоящему физическому эксперименту. Рассмотрены также методы и аппаратура для механических и климатических испытаний разрабатываемых преобразователей информации. Электронное учебное пособие разработано на кафедре электротехники.

В пособии представлен материал, раскрывающий назначение и использование кривых упрочнения в ОМД, всю цепочку их построения: от испытания образцов на растяжение (индикаторной кривой) до диаграмм условных и истинных напряжений. Большое внимание уделено свойствам и методам построения кривых упрочнения, их аппроксимации.

Дано определение упрочнения металла в обработке металлов давлением и рассмотрены кривые упрочнения и их свойства.

Изложены физические основы динамических методов деформирования: взрывной, электрогидравлической и магнитно-импульсной обработки. Рассмотрены свойства металлов при высокоскоростном деформировании. По каждому из импульсных методов приведены технологические схемы, основы проектирования технологий, применяемая оснастка и оборудование. Пособие широко иллюстрировано примерами изготавливаемых деталей.

Приведены схемы систем автоматического регулирования авиационных двигателей и описаны принципы их действия. Изложены требования к качеству переходных процессов в системах регулирования двигателей. Даны сведения по законам и программам регулирования ТРД, ТРДД, ТРДДФ и ТВД. Изложен вывод уравнений математической модели, входящих в состав САР агрегатов. Дана методика выбора параметров агрегатов, при которых обеспечивается устойчивость систем и показатели качества регулирования. Особое внимание уделено электронным цифровым САР двигателей.

Приведены пневмогидравлические схемы жидкостных ракетных двигательных установок ракетных и космических систем и описаны принципы их действия. Изложены требования к качеству переходных процессов в системах регулирования двигателей. Даны сведения по системе наддува, управления и регулирования, а также изложен вывод уравнений математической модели входящих в их состав агрегатов. Дана методика выбора параметров агрегатов, при которых обеспечивается устойчивость систем и показатели качества регулирования. Особое внимание уделено низкочастотной динамической модели двигателя, дан вывод уравнений камеры сгорания, форсуночной головки, газовода, ротора турбонасосного агрегата. Рассмотрен механизм потери продольной устойчивости ракеты и мероприятия по ее обеспечению. Описаны системы топливопитания и регулирования двигательных установок космических аппаратов.

В предлагаемом курсе лекций изложены основы технологического процесса ремонта и восстановления работоспособности основных деталей и узлов авиационных двигателей и летательных аппаратов на серийном заводе и ремонтном предприятии.

Рассмотрены основные приёмы 2D-черчения и 3D-моделирования в графическом редакторе ADEM 8.1. Изложены методы параметризации плоских и объемных моделей деталей аэрокосмического профиля. Так пример, в пособии разобран способ моделирования вала редуктора, подшипников и манжетного уплотнения с использованием методов объемной параметризации. В пособии содержится большое число рисунков, поясняющих порядок работы.