Игнатьев А.А., Самойлова Е.М., Игнатьев С.А., Шамсадова Я.Ш. «Применение интегральных оценок спектральных плотностей виброакустических колебаний для оценки динамического качества станков» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 3, с. 91-99 (2018)

Динамическое качество станков является одним из доминирующих факторов, влияющих как на геометрические параметры точности деталей, так и на физико-механические характеристики обработанного поверхностного слоя. Индивидуально каждый станок обладает определенным динамическим качеством, изменяющимся как в процессе функционирования, так и при вариации значениями параметров режима резания. Актуальной при изготовлении высокоточных деталей для машино- и приборостроения является оценка реального динамического качества станков по характеристикам виброакустических колебаний. Теоретически и экспериментально выявлено соответствие изменения интегральных оценок спектральных плотностей виброакустических колебаний динамической системы шлифовального станка и ее запаса устойчивости с волнистостью обработанной поверхности колец подшипников. Путем аналитического моделирования установлено монотонное уменьшение интегральных оценок спектральной плотности виброакустических колебаний динамической системы шлифовального станка, аналогичное снижение интегральных оценок автокорреляционных функций (АКФ) и запаса устойчивости при увеличении коэффициента затухания АКФ. Экспериментальные исследования на четырех автоматизированных внутришлифовальных станках SIW-5 для обработки колец подшипников показали, что значения интегральных оценок спектра применимы для оценки динамического качества станков, которое коррелирует с точностью обработки. По значениям интегральных оценок спектральной плотности виброакустических колебаний динамической системы внутришлифовальных станков можно, во-первых, ранжировать станки по динамическому качеству; во-вторых, по минимальному значению интегральной оценки спектра определить станок с наименьшим значением волнистости дорожки качения кольца подшипника, что согласуется с ранее полученными результатами по оценке динамического качества станков по интегральным оценкам АКФ и запасу устойчивости.

Артемов И.И., Акимов Д.А., Кревчик В.Д. «Влияние ультразвуковой обработки на модуль упругости ионно- имплантированной поверхности металла» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 3, с. 140-149 (2018)

Ионная имплантация является одним из эффективных методов модификации механических свойств металлов и сплавов. Образование наноструктурного слоя (НС) блокирует выход на поверхность металла дислокаций и способствует их закреплению за счет высокой концентрации имплантированных ионов и радиационных дефектов. В результате после ионной имплантации материал упрочняется. Однако локальные скопления имплантированной примеси способствуют неоднородному закреплению дислокаций в НС, что может существенно ограничить прочностные характеристики материала. Целью данной работы является исследование возможности увеличения модуля упругости НС за счет акустостимулированной диффузии локальных скоплений имплантированных ионов, сопровождающейся увеличением числа закрепленных дислокаций в объеме НС. Дислокационный механизм затухания ультразвуковой волны рассмотрен в рамках модели Гранато и Люкке. Формула для коэффициента диффузии получена на основе применения теории случайных блужданий, а также представления о том, что процесс диссипации энергии ультразвуковой волной в области НС с малым числом закрепленных дислокаций может служить причиной диффузионного расплывания локальных примесных скоплений. Задача о диффузии локального примесного скопления рассматривалась как задача о диффузии из слоя конечной толщины в полуограниченное тело с отражающей границей. Решение уравнения теплопроводности получено для случая внутреннего источника тепла в НС, моделируемого мгновенным точечным источником, мощность которого пропорциональна плотности энергии ультразвуковой волны. Результаты. Показано, что коэффициент диффузии имплантированной примеси нелинейно зависит от плотности энергии ультразвуковой волны и существенно возрастает с ростом плотности дислокаций в тех областях НС, где закрепление дислокаций отсутствует. Получена оценка числа дополнительных активационных перескоков имплантированной примеси в поле ультразвуковой волны, которая составила 10^–2, т.е. один активационный перескок примесного атома приходится примерно на 10² периодов ультразвуковой волны. Установлено, что величина добавочных активационных перескоков является нелинейной функцией плотности энергии ультразвуковой волны W и с ростом последней возрастает. Показано, что диффузионное расплывание локальных скоплений имплантированной примеси в ультразвуковом поле приводит к росту модуля упругости НС примерно на 20% за счет увеличения числа закрепленных дислокаций, что сопровождается упрочнением материала. В ионно-имплантированных НС существуют дополнительные степени свободы для управления их механическими свойствами за счет увеличения числа закрепленных дислокаций в условиях акустостимулированного расплывания локальных скоплений имплантированной примеси и точечных дефектов.