№ 4 (2015)

Сплавы Ni-Al рассматриваются в качестве материалов с высокотемпературным эффектом памяти формы. Однако в крупнокристаллическом состоянии сплавы Ni-Al имеют низкую пластичность. Повысить пластичность сплавов можно путем измельчения зерна. Например, сверхбыстрой кристаллизацией на вращающийся барабан. Измельчение зерна приведет к диспергированию структуры.

В настоящей работе сделана попытка обнаружить мартенсит 14М в сплавах: Ni_62,5Al_37,5, Ni­­₆₄Al₃₆, Ni­­₆₅Al₃₅ и Ni₅₆Al₃₄Co₁₀ (ат. %), полученных методом спиннингования расплава на вращающийся стальной барабан.

В результате скоростной кристаллизации были получены ленточные образцы толщиной 30 мкм и размером зерна 0,5–4 мкм. С помощью резистометрии определены температуры прямого и обратного мартенситных превращений во всех исследуемых сплавах. В сплавах Ni­­₆₅Al₃₅ и Ni₅₆Al₃₄Co₁₀ температуры мартенситного превращения удалось определить только с помощью быстрого нагрева со скоростью 75 ºС/мин. Поскольку при медленном нагреве со скоростью 1–5 ºС/мин происходит старение мартенсита с образованием фазы типа А₅В₃(Ni₅Al­₃), что приводит к потере обратимости мартенситного превращения. Исследована структура сплавов с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. Сплав Ni­­_62,5Al_37,5 при Т_комн находится в метастабильном аустенитном состоянии с решеткой В2. Сплавы Ni­­₆₄Al₃₆, Ni₆₅Al₃₅ и Ni₅₆Al₃₄Co₁₀ претерпевают мартенситное превращение при Т_комн. В сплаве Ni­­₆₄Al₃₆ виден тонкопластинчатый мартенсит и остаточный аустенит. Структура в сплавах Ni₆₅Al₃₅ и Ni₅₆Al₃₄Co₁₀ состоит из пластинчатого мартенсита, лишенного внутреннего микродвойникования. По данным микродифракции, в трех сплавах мартенсит идентифицируется как мартенсит с решеткой L1₀. При помощи рентгенографического анализа в сплавах Ni­­₆₄Al₃₆ и Ni­­₆₅Al₃₅ обнаружено наличие небольшого количества 14М мартенсита наряду с основной мартенситной фазой L1₀ и остаточным аустенитом.

К решению инженерных задач существует два принципиально разных подхода. Суть первого состоит в оптимизации параметров технических решений, применяя какой-либо уже известный алгоритм, например, математическое или какое-то иное моделирование. Другим подходом является создание нового технического решения при помощи технического творчества. При решении сложных задач применимы оба эти подхода. Целью исследования является нахождение правильного соотношения технических приемов с учетом оптимизации и технического творчества.

Оптимизацию параметров технического объекта можно свести к поиску их наилучших сочетаний при экстремальных значениях целевой функции и выполнении требований заданных технических ограничений. В результате задача сводится к решению системы уравнений и неравенств математической модели, которые определяют зависимость ограничивающих показателей и целевой функции от параметров оптимизации.

Однако решение математической модели позволяет определить оптимальные параметры объекта только в условиях заданных ограничений. Расширить же границы ограничений можно только путем создания новых технических решений. А этого можно добиться с помощью выявления и разрешения содержащихся в задаче противоречий, то есть путем применения методологии технического творчества.

Приведенные примеры показывают, что наиболее эффективные решения технических задач получаются при сочетании оптимизации параметров объекта и методики технического творчества.

Описанный подход к решению задач применим в классической инженерной работе. Разработанные материалы также предлагается применять в высших учебных заведениях и в учебных центрах промышленных предприятий для подготовки инженерных кадров технического направления. Применение представленных разработок повысит качественный подход инженеров при решении технических задач, а также повысит уровень подготовки обучаемых специалистов.

Обеспечение заданного уровня акустического комфорта в пассажирских помещениях автотранспортных средств (далее АТС) и низких уровней внешнего шума представляет собой важное направление при их проектировании и доводке. Одной из актуальных задач при этом является разработка объективных критериев, характеризующих достигаемый уровень акустического комфорта разрабатываемой конструкции АТС. Известные методы и объективные критерии оценки акустического комфорта характеризуются ограниченностью анализируемых нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации, сложностью интерпретации и ранжирования получаемых результатов, недостаточной корреляцией с результатами субъективных экспертных оценок. В статье анализируются результаты экспериментальных исследований внутреннего шума 70 моделей АТС (легковых автомобилей) отечественных и зарубежных производителей, выполненных в дорожных и стендовых условиях испытаний. Дорожные акустические испытания проводились на дорогах общего пользования при движении с интенсивным разгоном, стабилизированными скоростями, накатом с выключенным двигателем. Стендовые акустические испытания проводились на неподвижных образцах АТС в условиях полномасштабной аэродинамической трубы и большой полубезэховой акустической камеры. При анализе полученных результатов исследований оценивается статистическое распределение исследуемых параметров, характер их изменения в зависимости от нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации, хронологические тенденции. Исследованные образцы АТС ранжируются по четырем категориям акустического комфорта на каждом из исследуемых режимов испытаний. Разработана модель формирования комплексного индекса акустического комфорта АТС, составленная из параметров уровней шума, уровней звуковых давлений на частотах моторных гармоник, индексов артикуляции. Вклады каждого из акустических параметров, замеренных на различных режимах испытаний, определяются эмпирическими коэффициентами весомости. Объективные критерии ранжирования акустических параметров могут быть использованы в технических требованиях на проектирование новых и модернизацию производимых моделей АТС. Комплексный индекс акустического комфорта предлагается применять при определении уровня конкурентоспособности и совершенства конструкций АТС внутри целевой группы аналогов.

Одной из основных задач нефтедобывающей промышленности является увеличение коэффициента нефтеотдачи пластов и темпов разработки нефтяных месторождений. В условиях уменьшения запасов углеводородного сырья и возрастающего потребления энергии возникает проблема освоения трудноизвлекаемых запасов, к которым, в частности, относятся тяжелые сорта нефти, обладающие высокой вязкостью. К основным методам снижения вязкости нефти относятся: введение химических агентов (растворителей), механическое воздействие, наложение магнитных и электрических полей, термообработка и др. Основным из способов разогрева и снижения вязкости труднодобываемых сортов нефти является использование газогенераторов, работающих на твердом топливе. Использование в газогенераторах баллиститных топлив с возможностью введения различных охладителей разной концентрации позволяет регулировать температуру и излучательные характеристики гомогенных продуктов сгорания до уровня, определенного технологией добычи. В работе приводятся методика и результаты расчета теплового излучения продуктов сгорания газогенератора, работающего на твердом топливе. В качестве охладителя рассматривается вода. Продукты сгорания представляют собой совокупность монодисперсной системы частиц сажи и газовой фазы. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние концентрации охладителя (0 %, 10 % и 25 %) на температуру, спектральные и интегральные характеристики излучения (плотности потоков и степени черноты) при разном давлении (0,1 МПа и 7 МПа) продуктов сгорания. Установлено, что введение охлаждающих добавок при наличии в продуктах сгорания только газовой фазы сильнее сказывается на величине плотности потока, чем степени черноты. Увеличение содержания сажи приводит к росту спектральных и интегральных характеристик излучения даже при введении добавок, снижающих температуру продуктов сгорания. Представлена графическая зависимость интегральных характеристик от толщины излучающего слоя.

Исследование поверхности разрушения деталей является первоначальным и весьма ответственным этапом на пути выяснения причин и хронологии процесса разрушения. При этом качество и объективность фрактографического анализа во многом зависит от эффективности инструмента, применяемого для изучения излома. Основным недостатком традиционных методов, применяемых в данной области, является двухмерность получаемых изображений, что в значительной степени затрудняет количественную оценку поверхности разрушения. В этом смысле высокой перспективностью обладает метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ), обеспечивающий высокую точность измерения геометрии поверхности объектов в трехмерном пространстве, широкий диапазон сканирования по вертикальной оси, необходимую глубину резкости и при этом не требующий электропроводности и специальной подготовки поверхности образца, а также наличия вакуума.

В настоящем исследовании разработана и апробирована методика съемки и последующего анализа изломов ударных образцов при помощи КЛСМ. В качестве объектов исследования выбраны изломы образцов стали 20 в полностью хрупком и полностью вязком состояниях, что достигалось за счет ударных испытаний образцов, выдержанных при температурах –196 ^оС и +150 ^оС соответственно. Установлены оптимальные увеличение, тип объектива, шаг сканирования и способ фильтрации получаемых изображений от шумов. Кроме того, показано, что в качестве меры вязкости поверхности разрушения может быть использован такой параметр, как характеристическая площадь поверхности разрушения Sr, величина которого существенно изменяется при переходе от хрупкого излома к вязкому. Показано, что применение КЛСМ позволяет перевести анализ разрушения металлических изделий с качественного на количественный уровень, повышая объективность и точность фрактографических исследований.

В статье рассмотрена проблема повышения износостойкости мелкоразмерного металлорежущего инструмента. Одним из наиболее перспективных путей решения этой проблемы является термическая обработка высококонцентрированными потоками энергии, создаваемыми лучом лазера. Современные оптоволоконные лазеры сочетают в себе высокую плотность мощности лазерного излучения с возможностью доставки луча лазера в наиболее труднодоступные области для обработки за счет использования оптического волокна. Изучение и прогнозирование свойств и структуры модифицируемой зоны является важным элементом подготовки технологического процесса и позволяет подобрать оптимальные режимы лазерной обработки.

В работе приводятся результаты экспериментального исследования влияния параметров лазерной модификации на состояние и свойства поверхностного слоя образцов из быстрорежущей стали Р6М5. Получены зависимости глубины и ширины зоны термического влияния от мощности лазерного излучения. Произведены измерения микротвердости различных участков обработанной поверхности, подробно изучена получаемая структура для различных режимов лазерной модификации. Выявлено повышение микротвердости при лазерной модификации оптоволоконным лазером при работе в квазинепрерывном режиме. Установлена граница между режимами лазерной модификации с оплавлением и без него для инструментальной стали Р6М5. В качестве практического приложения полученных результатов была проведена оценка износостойкости мелкоразмерного инструмента в зависимости от предложенных режимов. Установлены режимы лазерной модификации, позволяющие повысить стойкость спиральных сверл малого диаметра в 5 и более раз. Результаты испытаний свидетельствуют о невозможности использования некоторых рассматриваемых режимов для модификации рабочих поверхностей инструмента ввиду катастрофического износа обработанной поверхности и разрушения режущей кромки в процессе резания.

Понижение пней до уровня земли рабочими органами активного действия является ресурсосберегающей и экологически безопасной технологией по сравнению с остальными машинными способами. В то же время существующие устройства для измельчения пней ввиду абразивных свойств почвы не способны удалять их подземную часть. Для устранения этого недостатка был разработан агрегат, который предназначен для предварительной подготовки пней к понижению ниже поверхности почвы путем создания вокруг них площадок-углублений и очистки пней от почвы и включает в себя площадкоделатель, имеющий гибкие рабочие органы, позволяющие обеспечить высокую полноту очистки. В качестве гибких рабочих органов выбраны куски троса, оптимизация параметров которых заключается в нахождении типа, диаметра и длины рабочей части, при которых достигаются необходимые для качественного выполнения технологической операции жесткость, гибкость и упругость тросов. С целью изучения процесса очистки пней от загрязнений и установления закономерностей взаимодействия гибких рабочих органов с боковой поверхностью пней была разработана методика лабораторного эксперимента, с помощью которой можно варьировать значения различных параметров площадкоделателя для определения их влияния на полноту очистки боковой поверхности пней и потребляемую в процессе работы машины мощность. Создана лабораторная установка, включающая в себя раму, вал с тросами, гидромотор и крепление с пнем и позволяющая проводить испытания, по результатам которых будут выявлены зависимости показателей эффективности работы площадкоделателя от его конструктивных и кинематических параметров и оптимизированы параметры его гибких рабочих органов и технологического процесса.

Актуальность выбранного для данной работы вопроса напрямую связана с протекающими в настоящее время социальными изменениями в российском обществе, главным индикатором которых, как правило, является молодежь. Также изучение рассматриваемой нами проблемы представляется важным в связи с продолжающейся дискуссией о сути и динамике гражданского общества в современной России. В данной статье определяются сущностные характеристики участия молодежи в становлении гражданского общества. Теоретическая проблема работы определяется в соответствии с подходом Х. Ортеги-и-Гассета. Таким образом, основной задачей статьи является ответ на вопрос, что такое участие молодежи в становлении гражданского общества. В статье проведен анализ существующих определений со стороны западного и отечественного научного сообщества таких дефиниций, как молодежь, гражданское участие и гражданское общество, отмечена важность изучения классификаций понятия «участие». В результате анализа установлено, что, несмотря на наличие многочисленных работ, посвященных феномену участия, сам термин используется исследователями в различных контекстах и наполняется разным содержанием. Особое внимание в статье уделяется проблеме связи таких ключевых видов участия, как гражданское, политическое, общественное и социальное. По результатам проведенного анализа определена авторская позиция касательно данного вопроса, где участие молодежи в становлении и развитии гражданского общества определяется как применение ряда правил, норм, технологий самоорганизации молодежи социальной направленности, которые, в свою очередь, базируются на добровольном взаимодействии с разного рода акторами и стимулируют обеспечение свободы, равенства и солидарности.

В статье рассматриваются языковые единицы, участвующие в репрезентации автора на материале текстов сорока научных статей по направлению «Гуманитарные науки», опубликованных в англоязычных и русскоязычных журналах, объемом десять-двенадцать тысяч слов каждая. В работе выделяются три дискурсивные роли субъекта академического дискурса, репрезентированные с помощью различных языковых единиц: субъект-исследователь, субъект-аналитик, субъект-представитель. В статье представлен сравнительный анализ частоты использования языковых маркеров субъекта в англоязычных и русскоязычных научных текстах. В ходе исследования выявлено, что русскоязычные авторы предпочитают репрезентировать себя с помощью местоимений 1-го лица множественного числа, а также имплицировать свое присутствие в дискурсе в бессубъектных конструкциях. В англоязычном дискурсе нередко можно встретить субъекта, эксплицированного местоимениями 1-го лица единственного числа, но наиболее частотным маркером является имплицирующий субъекта персонифицированный объект. Таким образом, тенденция скрыть свое присутствие, придав дискурсу объективный характер, свойственна и англоязычному, и русскоязычному академическим сообществам. В статье применяются методы количественного и качественного анализа языковых средств вербализации субъекта в научном дискурсе, а также компаративный анализ способов репрезентации субъекта в англоязычном и русскоязычном научном дискурсах. Исследование имеет практическую ценность для российских авторов, которые планируют публиковать свои научные работы в англоязычных журналах, поскольку следование конвенциям англоязычного академического сообщества предполагает выбор принятых в нем способов презентации в научных работах.