Помощь студентам в учебе
Исследование демпфирующих свойств материалов
|
Введение 12
1 Информационно-аналитический обзор 15
1.1 Классификация материалов для исследования демпфирующих свойств 15
1.1.1 Материалы с высокой гетерогенностью структуры 15
1.1.2 Материалы с магнитными доменами 16
1.1.3 Материалы с термоупругим мартенситом 17
1.1.4 Выбранные материалы 18
1.2 Стандарты исследования демпфирующих свойств материалов 19
1.3 Методы исследования демпфирующих свойств материалов 20
1.3.1 Акустический метод 20
1.3.2 Динамический метод 22
1.3.3 Механический метод 23
1.3.4 Выбранный метод исследования 25
2 Объект и методы исследования 26
2.1 Принципиальная схема и принцип работы устройства 26
2.2 Методика расчета 29
3. Расчеты и аналитика 30
3.1 Метод математическое моделирование 30
3.1.1 Цель исследования 31
3.1.2 Методика проведения исследования 32
3.1.3 Подбор и расчет параметров для проведения исследования 33
3.1.4 Составление математической модели 37
3.1.5 Структурная схема для расчета одномассовой схемы 38
3.1.6 Результаты проведенного математического моделирования 39
3.1.7 Спектральный анализ 41
3.1.8 Амплитудно-фазовые частотные характеристики 43
3.1.9 Описание результатов математического моделирования 46
3.2 Экспериментальная часть 47
3.2.1 Устройство и принцип работы 47
3.2.2 Результаты проведения экспериментов 48
4. Выводы по результатам сравнения расчетов математического моделирования и проведенных экспериментов 52
5 «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» 54
5.1 Введение 55
5.2 Анализ конкурентных технических решений 56
5.3 SWOT-анализ 57
5.4 Планирование научно-исследовательских работ 59
5.5 Организационная структура проекта 64
5.6 Бюджет исследовательской работы 66
5.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности 71
5.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 76
6 «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ» 80
6.1 Введение 82
6.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 83
6.4 Анализ выявленных вредных и опасных факторов 86
6.5 Экологическая безопасность 92
6.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 94
Заключение 95
Список литературы: 96
ПРИЛОЖЕНИЕ А 99
1 Информационно-аналитический обзор 15
1.1 Классификация материалов для исследования демпфирующих свойств 15
1.1.1 Материалы с высокой гетерогенностью структуры 15
1.1.2 Материалы с магнитными доменами 16
1.1.3 Материалы с термоупругим мартенситом 17
1.1.4 Выбранные материалы 18
1.2 Стандарты исследования демпфирующих свойств материалов 19
1.3 Методы исследования демпфирующих свойств материалов 20
1.3.1 Акустический метод 20
1.3.2 Динамический метод 22
1.3.3 Механический метод 23
1.3.4 Выбранный метод исследования 25
2 Объект и методы исследования 26
2.1 Принципиальная схема и принцип работы устройства 26
2.2 Методика расчета 29
3. Расчеты и аналитика 30
3.1 Метод математическое моделирование 30
3.1.1 Цель исследования 31
3.1.2 Методика проведения исследования 32
3.1.3 Подбор и расчет параметров для проведения исследования 33
3.1.4 Составление математической модели 37
3.1.5 Структурная схема для расчета одномассовой схемы 38
3.1.6 Результаты проведенного математического моделирования 39
3.1.7 Спектральный анализ 41
3.1.8 Амплитудно-фазовые частотные характеристики 43
3.1.9 Описание результатов математического моделирования 46
3.2 Экспериментальная часть 47
3.2.1 Устройство и принцип работы 47
3.2.2 Результаты проведения экспериментов 48
4. Выводы по результатам сравнения расчетов математического моделирования и проведенных экспериментов 52
5 «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» 54
5.1 Введение 55
5.2 Анализ конкурентных технических решений 56
5.3 SWOT-анализ 57
5.4 Планирование научно-исследовательских работ 59
5.5 Организационная структура проекта 64
5.6 Бюджет исследовательской работы 66
5.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности 71
5.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 76
6 «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ» 80
6.1 Введение 82
6.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 83
6.4 Анализ выявленных вредных и опасных факторов 86
6.5 Экологическая безопасность 92
6.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 94
Заключение 95
Список литературы: 96
ПРИЛОЖЕНИЕ А 99
Различное оборудование, станки или машины в процессе работы излучают вибрацию, которая негативно влияет как на саму работу оборудования, так и на изготовление деталей. Воздействие вибрации на различное оборудование, станки или машины приводит к усталостному разрушению их узлов или деталей, что прямым образом влияет на срок работы. Также вибрация оказывает негативное влияние на режущий инструмент при работе станка. Во время изготовления детали, при высоком уровне вибрации точность получаемых размеров и стойкость режущего инструмента могут снижаться [1].
Для снижения негативного влияния параметров вибрации на оборудование, станки или машины применяются различные методы виброзащиты, которые бывают конструкционные и технологические.
Реализация конструкционных методов виброзащиты обеспечивается путем установки объекта виброзащиты на различные опоры, выполненные из специальных виброизолирующих материалов, либо размещают их на специальных виброзащитных системах, позволяющих снижать уровень вибрации. Однако различные виброзащитные устройства зачастую имеют большие габаритные размеры, поэтому их применение ограничено, в связи с этим существует необходимость решения данной проблемы.
Реализация технологического метода виброзащиты обеспечивается путем регулировки режимов работы оборудования, коррекция режимов СОЖ и т.д. [1]
Один из вариантов решений для снижения уровня вибрации, это изготовление элементов оборудования путем наплавки (на приспособление, корпус инструмента и др.) слоев материалов с повышенными демпфирующими свойствами, либо покрытий, выполненных из материалов, имеющих высокие демпфирующие свойства, которые будут эффективно снижать высокий уровень вибрации.
Актуальность:
Данная работа является актуальной, поскольку результаты проведенных исследований помогут решить задачу по снижению негативного влияния вибрационного воздействия на различное оборудование, станки, машины, режущий инструмент и др.
Проведение данной работы направлено на исследование демпфирующих свойств материалов с целью использования полученных результатов в будущем, в качестве наплавки на поверхность режущего инструмента, для снижения уровня вибрации, повышения точности изготовления деталей и повышения качества механической обработки или использования для изготовления демпфирующих опор для технологического оборудования.
Теоретическая значимость результатов ВКР
Разработана математическая модель устройства для проведения исследования демпфирующих свойств материалов.
Практическая значимость результатов ВКР
Выявлены материалы с оптимальными демпфирующими свойствами, которые в последствии могут применяться конструкторами и другими организациями в целях снижения уровня вибрационного воздействия на оборудование или инструмент. Разработано готовое устройство для исследования демпфирующих свойств материалов.
Цель работы:
Исследование демпфирующих свойств материалов методами: математическим моделированием и проведением экспериментов с помощью устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить классификацию материалов, обладающих
демпфирующими свойствами и определить материалы для исследования.
2. Выполнить обзор методом исследования демпфирующих свойств материалов.
3. Разработка принципиальной схемы устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
4. Разработка конструкции устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
5. Построение математической модели устройства исследования демпфирующих свойств материалов.
6. Теоретическое исследование демпфирующих свойств выбранных материалов.
7. Сравнительный анализ результатов математического
моделирования с использованием каждого материала.
8. Сравнительный анализ результатов, полученных путем проведения исследований демпфирующих свойств материалов с использованием разработанного устройства.
9. Сравнение результатов исследования демпфирующих свойств выбранных материалов проведенного методом математического моделирования и при использовании разработанного устройства.
Для снижения негативного влияния параметров вибрации на оборудование, станки или машины применяются различные методы виброзащиты, которые бывают конструкционные и технологические.
Реализация конструкционных методов виброзащиты обеспечивается путем установки объекта виброзащиты на различные опоры, выполненные из специальных виброизолирующих материалов, либо размещают их на специальных виброзащитных системах, позволяющих снижать уровень вибрации. Однако различные виброзащитные устройства зачастую имеют большие габаритные размеры, поэтому их применение ограничено, в связи с этим существует необходимость решения данной проблемы.
Реализация технологического метода виброзащиты обеспечивается путем регулировки режимов работы оборудования, коррекция режимов СОЖ и т.д. [1]
Один из вариантов решений для снижения уровня вибрации, это изготовление элементов оборудования путем наплавки (на приспособление, корпус инструмента и др.) слоев материалов с повышенными демпфирующими свойствами, либо покрытий, выполненных из материалов, имеющих высокие демпфирующие свойства, которые будут эффективно снижать высокий уровень вибрации.
Актуальность:
Данная работа является актуальной, поскольку результаты проведенных исследований помогут решить задачу по снижению негативного влияния вибрационного воздействия на различное оборудование, станки, машины, режущий инструмент и др.
Проведение данной работы направлено на исследование демпфирующих свойств материалов с целью использования полученных результатов в будущем, в качестве наплавки на поверхность режущего инструмента, для снижения уровня вибрации, повышения точности изготовления деталей и повышения качества механической обработки или использования для изготовления демпфирующих опор для технологического оборудования.
Теоретическая значимость результатов ВКР
Разработана математическая модель устройства для проведения исследования демпфирующих свойств материалов.
Практическая значимость результатов ВКР
Выявлены материалы с оптимальными демпфирующими свойствами, которые в последствии могут применяться конструкторами и другими организациями в целях снижения уровня вибрационного воздействия на оборудование или инструмент. Разработано готовое устройство для исследования демпфирующих свойств материалов.
Цель работы:
Исследование демпфирующих свойств материалов методами: математическим моделированием и проведением экспериментов с помощью устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить классификацию материалов, обладающих
демпфирующими свойствами и определить материалы для исследования.
2. Выполнить обзор методом исследования демпфирующих свойств материалов.
3. Разработка принципиальной схемы устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
4. Разработка конструкции устройства для исследования демпфирующих свойств материалов.
5. Построение математической модели устройства исследования демпфирующих свойств материалов.
6. Теоретическое исследование демпфирующих свойств выбранных материалов.
7. Сравнительный анализ результатов математического
моделирования с использованием каждого материала.
8. Сравнительный анализ результатов, полученных путем проведения исследований демпфирующих свойств материалов с использованием разработанного устройства.
9. Сравнение результатов исследования демпфирующих свойств выбранных материалов проведенного методом математического моделирования и при использовании разработанного устройства.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были исследованы демпфирующие свойства материалов Сталь 40Х, АМг6, БрС30, согласно цели и задачам конструкторского раздела, финансового менеджмента и социальной ответственности.
В конструкторской части были рассмотрены материалы, обладающие демпфирующими свойствами, из групп материалов выбраны материалы с наиболее выраженными неисследованными демпфирующими свойствами. Рассмотрены различные методы исследования демпфирующих свойств материалов, их достоинства и недостатки, выбран наиболее эффективный метод исследования. Создана схема устройства для исследования демпфирующих свойств материалов, на основе существующего устройства. Создана математическая модель, описывающая демпфирующие свойства выбранных материалов. Проведено исследование демпфирующих свойств материалов с помощью математической модели и при помощи устройства для исследования демпфирующих свойств. На основании анализа полученных данных при моделировании и при в результате проведения эксперимента выявлен материал, обладающий наиболее выраженными демпфирующими свойствами - АМг6. Проведено сравнение результатов математического моделирования с данными, полученными в результате проведения экспериментов.
В ходе выполнения раздела финансового менеджмента определена чистая текущая стоимость, (NPV), равная 542089,4 руб.; индекс доходности PI=1,89, внутренняя ставка доходности IRR=74%, срок окупаемости РРдск=1,12 года. Таким образом мы имеем ресурсоэффективный проект с высоким запасом финансовой прочности и коротким сроком окупаемости.
В результате выполнения раздела магистерской диссертации «Социальная ответственность» можно сделать вывод, что фактические значения потенциально возможных факторов соответствуют нормативным значениям.
В конструкторской части были рассмотрены материалы, обладающие демпфирующими свойствами, из групп материалов выбраны материалы с наиболее выраженными неисследованными демпфирующими свойствами. Рассмотрены различные методы исследования демпфирующих свойств материалов, их достоинства и недостатки, выбран наиболее эффективный метод исследования. Создана схема устройства для исследования демпфирующих свойств материалов, на основе существующего устройства. Создана математическая модель, описывающая демпфирующие свойства выбранных материалов. Проведено исследование демпфирующих свойств материалов с помощью математической модели и при помощи устройства для исследования демпфирующих свойств. На основании анализа полученных данных при моделировании и при в результате проведения эксперимента выявлен материал, обладающий наиболее выраженными демпфирующими свойствами - АМг6. Проведено сравнение результатов математического моделирования с данными, полученными в результате проведения экспериментов.
В ходе выполнения раздела финансового менеджмента определена чистая текущая стоимость, (NPV), равная 542089,4 руб.; индекс доходности PI=1,89, внутренняя ставка доходности IRR=74%, срок окупаемости РРдск=1,12 года. Таким образом мы имеем ресурсоэффективный проект с высоким запасом финансовой прочности и коротким сроком окупаемости.
В результате выполнения раздела магистерской диссертации «Социальная ответственность» можно сделать вывод, что фактические значения потенциально возможных факторов соответствуют нормативным значениям.