ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ТРАНСМИССИЙ ТРАНСПОРТНЫХ И СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН

The paper describes peculiar features of diagnosis pertaining to mechanical and hydro-mechanical transmissions of transport and road-building machinery. A special importance is given to the transmission diagnosis, its elements and mechanisms of hydro-drive control because these objects are considered as the most significant ones that limit reliability and longevity of main machinery units. The paper presents technical means of diagnosis, schematics and basic methods used to assess technical state of mechanical and hydro-mechanical transmissions of transport and road-building machines for various applications.Изложены особенности диагностирования механических и гидромеханических трансмиссий транспортных и строительно-дорожных машин. Отмечена важность диагностики трансмиссии, ее элементов и механизмов управления гидроприводом как объектов, значительно ограничивающих надежность и долговечность основных узлов машин. Описаны технические средства систем диагностирования, схемные решения и основные методы, применяемые для оценки технического состояния механических и гидромеханических трансмиссий транспортных и строительно-дорожных машин различного назначения.

Compaction and flow rule of oxide nanopowders

Transparent Al2O3 ceramics have attracted considerable interest for use in a wide range of optical, electronic and structural applications. The fabrication of these ceramics using powder metallurgy processes requires the development of theoretical approaches to the compaction of nanopowders. In this work, we investigate the compaction processes of two model granular systems imitating Al2O3 nanosized powders. System I is a loosely aggregated powder, and system II is a powder strongly inclined to agglomeration (for instance, calcined powder). The processes of isostatical (uniform), biaxial, and uniaxial compaction as well as uniaxial compaction with simultaneous shear deformation are studied. The energy parameters of compaction such as the energy change of elastic interparticle interactions and dispersion interactions, dissipative energy losses related to the processes of interparticle friction, and the total work of compaction are calculated for all the processes. The nonapplicability of the associated flow rule to the description of deformation processes of oxide nanopowders is shown and an alternative plastic flow rule is suggested. A complete system of determining the relationship of the flow including analytical approximations of yield surfaces is obtained. © 2016 Elsevier B.V

Компьютерная система диагностирования трансмиссий мобильных машин

A new method for diagnostics of mechanical transmissions of mobile machinery is proposed in the paper. The method presupposes an application of computing equipment and its purpose is to decrease labor-consumption of diagnostics procedure and increase diagnostics efficiency.The method is based on comparison of duration of impulse periods picked up at primary transducers which are installed at transmission input and output. A signal picked up at a flywheel ring gear is taken as a reference signal.While selecting clearances of one and then the direction in speed-up - braking transmission regime changes in number of reference impulses at output provide data on angular clearance value in every gearing. As data are supplied registration and processing of results and forecasting of residual resource are to be done with the help of a program on the basis of realized algorithms for every gearing.Предложен способ диагностирования механических трансмиссий мобильных машин с применением вычислительной техники в целях снижения трудоемкости постановки диагноза, а также повышения оперативности.Способ основан на сопоставлении длительности периодов импульсов, снимаемых с первичных преобразователей, установленных на входе и выходе трансмиссии. В качестве опорного сигнала принимается сигнал, снимаемый с зубчатого венца маховика.В режиме «разгон - торможение» трансмиссии при выборе зазоров сначала одного, а затем другого направления изменение количества опорных импульсов в выходном дает информацию о величине углового зазора по каждому зубчатому зацеплению. Фиксирование и обработка результатов, а также прогнозирование остаточного ресурса по мере поступления информации происходят программно на основе реализованных алгоритмов для каждого зубчатого зацепления

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОФИЦИРОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН НА ЭТАПЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

Usage efficiency of mechanical engineering products is determined by level of their operating capability. Expenses connected with provision of operating capability for the whole operational period exceed initial cost of the products by 6-10-fold. Moreover , while being used the expenses have a tendency to increase with reduction of output parameters that ensure product application efficiency for its intended purpose. It is necessary to take into account these changes at manufacturing stages of mechanical engineering products. Maximum efficiency can be obtained at the operational stage of the product life cycle only as a result of complex and interrelated measures during designing, manufacturing and usage of the specific product for its intended purpose with due account of its output parameter dynamics. While using the product an analysis of its output parameter dynamics will make it possible to determine maximum value of the operating capability, operational expenses and best practices for obtaining maximum profit per operating time unit.Taking hydroficated excavators of the 5th grade as an example the paper presents dynamics of main output parameters at the operational stage of their life cycle; reveals the main factor influencing on intensity of hydroficated machine operating capability reduction; substantiates an expediency of taking into account output parameter dynamics while evaluating efficiency of its usage; proposes a methodology for determination of or a pay-off time period for recoupment of expenses pertaining to machine procurement and optimum time period for operational stage, its life cycle that corresponds to obtaining maximum profit.Nowadays constant values of main output parameters (operating capability, self cost of machine-hour) corresponding to the beginning of operation are to be taken into account while determining expediency of machine creation. Practically they significantly change in the process of machine operation this fact must be taken account while creating a machine and using it for its intended operational purpose and ensuring its operating capability. The proposed methodology for maintaining and restoration of operating capability of construction and road-building machines was published previously [3]. The paper proposes a methodology for its implementation on the basis of expenses for machine manufacturing and dynamics of main output parameters at the operational stage of its life cycle.Эффективность использования изделий машиностроения определяется уровнем их работоспособности. Затраты, связанные с обеспечением работоспособности, за период эксплуатации превосходят в 6-10 раз начальную стоимость изделий. Причем в процессе их использования эти затраты увеличиваются при снижении выходных параметров, обеспечивающих эффективность применения изделия по назначению. Важно учитывать эти изменения на этапах изготовления изделий машиностроения. Достижение максимального эффекта на этапе эксплуатации жизненного цикла изделия возможно только в результате комплексных и взаимоувязанных мероприятий при проектировании, производстве и использовании по назначению конкретного объекта c учетом динамики его выходных параметров. Анализ динамики выходных параметров при его эксплуатации позволит определить предельные значения производительности, эксплуатационных затрат и наработки для получения максимальной прибыли на единицу наработки.В статье на примере гидрофицированных экскаваторов пятой размерной группы приведена динамика основных выходных параметров на этапе эксплуатации их жизненного цикла; выявлен основной фактор, влияющий на интенсивность снижения производительности гидрофицированной машины; обоснована целесообразность учета динамики выходных параметров при оценке эффективности ее использования; предложена методика определения наработки окупаемости затрат на приобретение машины и оптимальной наработки этапа эксплуатации, ее жизненного цикла, соответствующей получению максимальной прибыли.В настоящее время при определении целесообразности создания машин закладываются постоянные значения основных выходных параметров (производительности, себестоимости машино-часа), соответствующих началу эксплуатации. Фактически они значительно изменяются в процессе наработки машины, что важно учитывать при ее создании и использовании по функциональному назначению, включая обеспечение ее работоспособности. Предложена методика реализации стратегии поддержания и восстановления работоспособности строительных и дорожных машин. Методика ее реализации предлагается в статье на основе затрат на изготовление машины и динамики основных выходных параметров на этапе эксплуатации ее жизненного цикла

Оптимизация обработки стали 12Х18Н9Т кольцевыми лазерными пучками

Using the MOGA genetic algorithm built into the DesignXplorer module of the ANSYS Workbench program, optimization of laser processing of 12Х18Н9Т-steel  by annular beams has been performed. The calculation of temperature fields has been carried out taking into account the dependence of the thermophysical properties of the material on temperature by the finite element method in the ANSYS Workbench program. A regression model has been obtained for processing 12Х18Н9Т-steel  by annular laser beams using a face-centered variant of the central compositional plan of the experiment. The power density and duration of laser radiation pulses, the outer and inner diameters of the laser beam in the processing plane were used as variable factors. The penetration depths of the material and the maximum temperatures in the laser processing zone were used as responses. The influence of processing parameters on the penetration depths of the material in the laser impact zone and the maximum temperature values has been evaluated. It has been established that the depth of penetration of the material and the maximum temperatures are most affected by the power density of laser radiation. Optimization of laser processing of 12Х18Н9Т-steel  by annular beams was carried out by setting the limiting values of the maximum tempe-rature in the processing zone for three variants of the minimum penetration depth. The parameters obtained as a result of optimization using the MOGA algorithm and the parameters obtained as a result of finite element modeling are compared. The maximum relative error of the results when determining the maximum temperatures did not exceed 1 % and when determining the maximum penetration depths did not exceed 6 %.В работе с использованием генетического алгоритма MOGA, встроенного в модуль DesignXplorer программы ANSYS Workbench, выполнена оптимизация лазерной обработки стали 12Х18Н9Т кольцевыми пучками. Расчет температурных полей проводили с учетом зависимости теплофизических свойств материала от температуры методом конечных элементов в программе ANSYS Workbench. Получена регрессионная модель обработки стали 12Х18Н9Т кольцевыми лазерными пучками с использованием гранецентрированного варианта центрального композиционного плана эксперимента. В качестве варьируемых факторов использовали плотность мощности и длительность импульсов лазерного излучения, внешний и внутренний диаметры лазерного пучка в плоскости обработки, в качестве откликов – глубины проплавления материала и максимальные температуры в зоне лазерной обработки. Произведена оценка влияния параметров обработки на глубины проплавления материала в зоне лазерного воздействия и максимальные значения температуры. Установлено, что на глубины проплавления материала и максимальные температуры наибольшее воздействие оказывает плотность мощности лазерного излучения. Оптимизацию лазерной обработки стали 12Х18Н9Т кольцевыми пучками выполняли при задании предельных значений максимальной температуры в зоне обработки для трех вариантов минимальной глубины проплавления. Выполнено сравнение параметров, полученных в результате оптимизации с использованием алгоритма MOGA, и параметров, полученных в результате конечно-элементного моделирования. Максимальная относительная погрешность результатов при определении максимальных температур не превысила 1 %, при определении максимальных глубин проплавления – 6 %

The Future of the Correlated Electron Problem

The understanding of material systems with strong electron-electron interactions is the central problem in modern condensed matter physics. Despite this, the essential physics of many of these materials is still not understood and we have no overall perspective on their properties. Moreover, we have very little ability to make predictions in this class of systems. In this manuscript we share our personal views of what the major open problems are in correlated electron systems and we discuss some possible routes to make progress in this rich and fascinating field. This manuscript is the result of the vigorous discussions and deliberations that took place at Johns Hopkins University during a three-day workshop January 27, 28, and 29, 2020 that brought together six senior scientists and 46 more junior scientists. Our hope, is that the topics we have presented will provide inspiration for others working in this field and motivation for the idea that significant progress can be made on very hard problems if we focus our collective energies.Comment: 55 pages, 19 figure

Plastic accumulation in the Mediterranean Sea

Concentrations of floating plastic were measured throughout the Mediterranean Sea to assess whether this basin can be regarded as a great accumulation region of plastic debris. We found that the average density of plastic (1 item per 4 m2), as well as its frequency of occurrence (100% of the sites sampled), are comparable to the accumulation zones described for the five subtropical ocean gyres. Plastic debris in the Mediterranean surface waters was dominated by millimeter-sized fragments, but showed a higher proportion of large plastic objects than that present in oceanic gyres, reflecting the closer connection with pollution sources. The accumulation of floating plastic in the Mediterranean Sea (between 1,000 and 3,000 tons) is likely related to the high human pressure together with the hydrodynamics of this semi-enclosed basin, with outflow mainly occurring through a deep water layer. Given the biological richness and concentration of economic activities in the Mediterranean Sea, the affects of plastic pollution on marine and human life are expected to be particularly frequent in this plastic accumulation region