Соловьев Д.Е., Зубко А.И. «Определение изменения технического состояния подшипниковых опор газотурбинных двигателей с использованием коэффициента нелинейных искажений» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 1(80), с. 43-50 (2025)

В процессе эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей возможно появление неисправностей, одна из которых – повреждение подшипников опор роторов, что приводит к серьезным последствиям, таким как выход из строя газотурбинных двигателей целиком, что в конечном итоге приводит к летному происшествию. Вибрация, генерирующаяся подшипниками, имеет сложный характер и достаточно проблематично диагностируется известными способами. Анализ используемых методов показал необходимость создания новой методики, благодаря которой станет возможно диагностирование подшипниковых опор без дополнительной препарировки двигателя. В конечном счете предлагаемая методика позволит повысить надежность двигателя. В работе представлены результаты разработки и апробации нового метода определения степени повреждения подшипников. В основу разработанного метода положен расчет коэффициента нелинейных искажений, который экспериментально был определен при проведении спектрального анализа вибраций исправных и поврежденных подшипников различных типов. Натурные исследования проводились с помощью стендовых испытаний. В работе приведены сравнения значений коэффициента нелинейных искажений с обычными методами диагностирования: по первой гармонике вибрации ротора, по векторной сумме кратных гармоник вибрации ротора. После обработки полученных данных приведены результаты оценки состояния подшипниковых опор с помощью предлагаемого метода. Ключевые слова: диагностика технического состояния, подшипниковые опоры, динамические процессы роторов, вибрация, спектр, спектральный анализ.

Барат В.А., Чернов Д.В., Елизаров С.В. «Оценка достоверности выявления усталостных дефектов методом АЭ при беспороговой регистрации данных» Актуальные проблемы метода акустической эмиссии (АПМАЭ-2018): сборник материалов, Тольятти, 28 мая – 01 июня 2018 года, с. 22-23 (2018)

Шарапов Р.Р., Шихов Н.С. «Описание динамики вибрационного оштукатуривания вертикальных стен» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 3, с. 666-671 (2024)

Рассмотрены основные аспекты изучения эффективного применения штукатурных машин и смесей в строительстве путем применения автоматизированных и механизированных систем, агрегатов и роботов. Теоретический аспект исследования процесса уплотнения штукатурного слоя с помощью виброплатформы робота-штукатура с регулируемыми параметрами. Выявлены основные конструктивно-технологические параметры виброуплотнения штукатурного слоя и их влияние на эффективность процесса уплотнения вертикальных стен. Описаны методики проведения экспериментальных исследований, а также экспериментальные установки, на которых проводился лабораторный эксперимент. Использование данной технологии позволяет решить проблему временных затрат и увеличить показатели производительности труда, а также аспекты экономического характера. При изменении физико-механических характеристик виброплатформы ее зависимость факторов варьирования позволяет сформировать наиболее благоприятные условия для механического воздействия колебаний на эффективность процесса оштукатуривания вертикальных стен. Изучены штукатурные смеси для получения штукатурного слоя, проанализированы основные физико-механические характеристики, требования, которые необходимо учитывать в процессе оштукатуривания. В работе приведено сравнение физико-механических характеристик виброплатформы, выявлены преимущества и недостатки при использовании разных комбинаций параметров. Установлено, что использование определенной комбинации либо изменение одного важного параметра способствует повышению физико-механических характеристик по сравнению с традиционным методом механического воздействия.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Терентьев С.А. «Повышение эффективности коагуляции в резонансных промежутках за счет формирования акустических течений» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 335, № 8, с. 112-114 (2024)

Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью ликвидации загрязнений окружающей среды промышленными выбросами различных твердых частиц. При этом максимальное внимание уделяется очистке отходящих газов от частиц размером 2,5 мкм и менее. Одним из наиболее перспективных способов повышения эффективности существующего газоочистного оборудования при улавливании таких частиц является их коагуляция за счет воздействия на газовый поток высокоинтенсивными акустическими колебаниями ультразвуковой частоты. Однако при низкой концентрации, даже при максимально допустимом уровне звукового давления, эффективность коагуляции частиц размером менее 2,5 мкм недостаточна для увеличения степени улавливания газоочистного оборудования. Поэтому существует настоятельная необходимость поиска новых путей дальнейшего повышения эффективности ультразвуковой коагуляции частиц размером менее 2,5 мкм. Цель: определение условий формирования вихревых потоков в ультразвуковых полях с максимальным по уровню звукового давления ультразвуковым воздействием; проведение сравнительных исследований процесса коагуляции частиц с размером 2,5 мкм при наличии вихревых потоков и без них. Это позволит определить реальные значения повышения эффективности УЗ-коагуляции при турбулизации газодисперсного потока акустическими течениями в сравнении с коагуляцией в равномерном УЗ-поле и без него. Объекты: процесс коагуляции частиц под воздействием однородного и неоднородного ультразвуковых полей. Методы: Компьютерное моделирование формируемого ультразвукового поля методом конечных элементов с помощью гармонического акустического анализа. Моделирование и разработка дисковых излучателей методом конечных элементов в модальном анализе. Рассматривается экспериментальный метод исследования процесса объединения частиц под воздействием ультразвуковых колебаний. Для определения характеристик аэрозоля при проведении экспериментальных исследований использован измеритель ТИПАС-1, основанный на методе малоуглового рассеяния и методе спектральной прозрачности. Результаты. Представлены результаты исследований процесса коагуляции частиц размером 2,5 мкм и менее в ультразвуковом поле, формируемом в резонансных промежутках колеблющимися дисковыми излучателями. Предложен новый путь повышения эффективности коагуляции в резонансных промежутках за счет применения ультразвуковых дисковых излучателей, способных формировать в резонансных промежутках чередующиеся зоны максимальных и минимальных по амплитуде колебаний. Создание таких зон обеспечило формирование акустических течений вихревого типа, способных перемещать частицы в пределах узловых областей стоячей волны и между ними. Вовлечение в формируемые течения мелких частиц позволило повысить вероятность их столкновения. Установлено, что более эффективная УЗ-коагуляция обеспечивает повышение степени инерционного улавливания для частиц размером 2,5 мкм на 6% – от 89 до 95%, для частиц размером 1,5 мкм на 7% – от 85 до 92%, а для частиц размером 0,5 мкм на 9% – от 76 до 85%.

Хоанг С.Т., Хоанг Н., Нгуен Т.М., Хоанг Т.Т., Нго В.Т., Хоанг В.Д., Тран Н.Ха., Выонг Х.А., Нгуен Х.Д., Ле Х.Ш., Kapeлuн B.A. «Применение ультразвука для выщелачивания вьетнамского монацитового концентрата растворами NaOH с получением хлоридов редкоземельных элементов» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 335, № 9, с. 7-23 (2024)

Актуальность. Несмотря на использование технологии щелочного вскрытия для переработки монацитового концентрата в промышленности, такой метод имеет ряд ограничений, таких как низкая эффективность вскрытия концентрата, необходимость применения большого избытка щелочи и длительное время протекания процесса. Цель. Усовершенствование существующей технологии для преодоления указанных ограничений. Методы. Сплавления с NaOH под давлением и сплавления с NaOH в сочетании с измельчением на шаровой мельнице, а также сплавление с NaOH с помощью ультразвука высокой интенсивности. Проводятся исследования по изучению влияния ультразвуковых колебаний высокой интенсивности на увеличение скорости выщелачивания/сплавления при проведении выщелачивания медных, ванадиевых, никелевых, бокситовых и урановых руд. Настоящая статья посвящена изучению влияния ультразвука высокой интенсивности на эффективность вскрытия монацитового концентрата растворами NaOH. Экспериментальные данные получены методами масспектрометрического, рентгеноструктурного и ICP-OES анализа. Результаты и выводы. Определены оптимальные условия выщелачивания партий проб массой от 100 г до 1 кг. Проведены исследования по разделению радиоактивных элементов и примесей в растворе хлоридов редкоземельных элементов, получению очищенного от радиоактивных компонентов и примесей раствора хлоридов редкоземельных элементов. Показано, что при ультразвуковом воздействии устраняются недостатки традиционной технологии сплавления с NaOH, что может быть использовано при проведении глубокой переработки вьетнамского монацитового концентрата. Приведены условия получения хлоридов РЗЭ из предварительно вскрытого монацитового концентрата.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Терентьев С.А. «Выявление условий ультразвукового воздействия на газодисперсную среду и создание излучателей для повышения эффективности коагуляции в устройствах с закрученными потоками» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 335, № 10, с. 238-252 (2024)

Актуальность исследования обусловлена наличием и неконтролируемым распространением в воздухе аэрозолей различных веществ, которые оказывают негативное влияние на человека, флору и фауну. Особенно эта проблема стоит при добыче, переработке и сжигании георесурсов. Наиболее эффективным способом решения проблемы является применение ультразвуковых колебаний высокой интенсивности, воздействие которых на аэрозоли вызывает процессы сближения и агломерации мелких частиц в крупные. Однако при низкой концентрации эффективность коагуляции частиц недостаточна для увеличения степени улавливания газоочистного оборудования. Поэтому существует необходимость поиска новых путей оптимизации ультразвукового оборудования для коагуляции высокодисперстных частиц с целью повышения его эффективности. Цель: определение оптимальных условий ультразвукового воздействия на закрученный газодисперсный поток, обеспечивающих максимальную эффективность агломерации высокодисперсных частиц. Проведение сравнительных исследований процесса коагуляции частиц при воздействии ультразвуковыми полями, формируемыми различными видами излучателей и их совместным воздействием, позволит определить эффективность ультразвуковой коагуляции и оптимальную конструктивную схему ультразвукового воздействия. Объекты: процесс коагуляции частиц под ультразвуковым воздействием, формируемым различными типами излучателей. Методы: компьютерное моделирование формируемого ультразвукового поля методом конечных элементов с помощью гармонического акустического анализа; моделирование и разработка дисковых излучателей методом конечных элементов с помощью модального анализа. Для определения характеристик аэрозоля использован Анализатор частиц Malvern Spraytec. Результаты. Результаты расчетов и экспериментов показали, что наиболее энергоэффективным может быть применение в качестве основного источника ультразвукового воздействия для устройств с закрученными потоками протяженного ультразвукового трубчатого излучателя, работающего на изгибно-диаметральной моде колебаний и формирующего кольцевую стоячую волну с уровнем звукового давления 162–165 дБ. Дальнейшее повышение эффективности коагуляции может обеспечиваться только совместным воздействием, трубчатым излучателем и продольно-колеблющимся излучателем. Это существенно модифицирует структуру поля и обеспечивает не только увеличение уровня звукового давления (до 167 дБ), но и количества формируемых узловых поверхностей (до 44).

Шредер А.С., Курасов О.А., Бурков П.В., Гаврилин А.Н. «Акустический расчет технологических трубопроводов компрессорной станции для оценки низкочастотных пульсаций давления в тупиковых ответвлениях» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 336, № 1, с. 206-2154 (2025)

Актуальность. Газовую отрасль невозможно представить без магистральных газопроводов, которые необходимы для обеспечения поставщиков заявленным количествам газа. Для выполнения контрактных обязательств используются компрессорные станции с высокорасходными компрессорными агрегатами. В целях надежной эксплуатации и избегания преждевременного выхода из строя технологического оборудования производят периодические диагностические работы. Такие меры позволяют увеличить ресурс объектов, но из-за высоких статических напряжений и возникновения характерных для технологических трубопроводов интенсивных динамических нагрузок не являются достаточным условием для выявления потенциально опасных участков. В связи с этим в последнее время все чаще при решении таких сложных проблем прибегают к использованию инженерных средств для расчета динамических процессов и для их изучения в реальных системах и режимах работы. Цель. Оценка интенсивности низкочастотных пульсаций давления с помощью математического моделирования в программном комплексе технологического трубопровода с двумя тупиковыми ответвлениями на линии всасывания газоперекачивающего агрегата. Методы. Продукты инженерного анализа для расчетов усилений акустических колебаний в тупиковых ответвлениях технологической обвязки компрессорной станции. Результаты и выводы. В ходе исследования технологической обвязки на оценку акустических колебаний были рассчитаны собственные частоты колебания тупиковых осветлений и критические скорости, на которых происходят эти колебания, а также приведены результаты акустического расчета, проведенного в программном обеспечении ANSYS Workbench, по результатам которого были определены причины усиления пульсации в тупиковых ответвлениях, превышающей допустимую.

Андреев А.Г., Андреева Л.П. «Проблемы подготовки специалистов АЭ» Актуальные проблемы метода акустической эмиссии (АПМАЭ-2018): сборник материалов, Тольятти, 28 мая – 01 июня 2018 года, с. 84-85 (2018)

Семенов В.Ю. «Экспериментальное исследование методов двумерной пеленгации в пассивном радиотелеметрическом комплексе с антенной решёткой» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 8, с. 708-718 (2024)

Анализируются результаты натурного эксперимента по двумерной пеленгации (по азимуту и углу места) в пассивном радиотелеметрическом комплексе дециметрового диапазона длин волн. В состав комплекса входит адаптивная антенная решётка, полотно которой имеет прямоугольную топологию. Объекты пеленгации передают как тональный сигнал, так и наиболее востребованный в современных телеметрических комплексах фазоманипулированный сигнал. Рассмотрены сценарии, когда в эфире присутствуют один, два или три источника. Особое внимание уделено случаям, когда два источника находятся в главном луче диаграммы направленности. В работе предлагается ряд подходов, которые позволяют уменьшить вычислительную сложность метода обработки. Результаты эксперимента подтверждают их применимость для работы в режиме реального времени в отечественных комплексах данного типа

Журавлев М.П., Мошков К.С., Бочков И.С. «Виброустойчивость торцевых ротационных фрез» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение, 26, № 2, с. 40-47 (2024)

Проанализирована виброустойчивость ротационного торцевого фрезерования, самовращение сменных многогранных пластин (СМП). Цель работы заключалась в определении математических моделей виброустойчивости технологической системы при ротационном фрезеровании различных материалов в зависимости от режимов резания, а также исследование влияния механизма самовращения СМП на динамику ротационного торцевого фрезерования. Выполнено исследование виброустойчивости при обработке торцевыми фрезами, оснащёнными самовращающимися и жестко закреплёнными СМП. Рассматривалась технологическая система фрезерного станка, включающая фрезерный станок с ЧПУ, режущий и вспомогательный инструмент, заготовку и приспособление. Применяли метод многофакторного планирования эксперимента. Обоснована физическая модель торцевого ротационного фрезерования инструментом с самовращающимися СМП. В результате выполнения работы были разработаны математические модели зависимости виброустойчивости для ротационного торцевого фрезерования при использовании торцевой ротационной фрезы современной конструкции с нежестким креплением от параметров режимов резания A=f(V,Sz,t) и обработке конструкционных сталей 40Х и 45, а также инструментальной стали Х12МФ. Проведена серия экспериментов как для однозубого, так и многозубого фрезерования. Установлено положительное влияние ротационного резания на картину спектра частот вынужденных колебаний, в частности на снижение их амплитуды, в том числе – в отношении резонансных частот. Кроме того, предложена новая динамическая модель с учетом вклада силы трения, возникающей при самовращении пластинки о поверхность детали. Область применения ротационного инструмента непрерывно расширяется. На основании проведенных исследований можно утверждать, что использование ротационного фрезерования является перспективным направлением для увеличения производительности обработки и возможности значительного увеличения стойкости СМП. Ключевые слова: виброустойчивость, динамика, фрезерование, резание, эксперимент, вибрации, автоколебания, ротационное резание, ротационное фрезерование, самовращение сменных многогранных пластин