Кавитационные технологии в инженерии поверхности деталей машин

Также на устройстве УСОПАД имеются входные аналоговые порты для подключения датчиков температуры которые имеют унифицированный выходной сигнал тока 4-20мА. Данный стандарт был выбран потому что является наиболее распространенным в промышленности.

Порт ввода/вывода (Data IO/OUT) имеет интерфейс RS-485 (EIA-485) - это один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи (канал связи + способ передачи сигнала). Сеть, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи витой пары - двух скрученных проводов. В основе интерфейса RS-4 85 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных,

которая позволят добиться разности потенциалов между проводами витой пары и обеспечивает высокую устойчивость к синфазной помехе, действующей на оба провода линии одинаково.

Максимальная скорость связи в RS-4 85 может достигать 10 Мбит/сек, а максимальная длина линии связи - 1200 м. Если необходимо организовать связь на расстоянии, превышающем 1200 м, или подключить большее число устройств, нежели допускает нагрузочная способность передатчика, то применяют специальные повторители (репитеры).

УСОПАД выполнен в виде печатной платы, размеры которой не превышают 120х120х5. Потребляемая мощность равно 0,5 Вт с массой не больше 100 грамм [1].

ЛИТЕРАТУРА

1. Лебедик Е.А. Особенности создания системы управления качеством оборотной воды теплообменного оборудования металлургических предприятий / Е.А.Лебедик, Ю.В.Шариков// Перспективы развития информационных технологий: сборник материалов XXVII Международной научно-практической конференции / Под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство ЦРНС, 2015. - С. 32-38.

2. Сабиров Р.А., Увайсов С.У., Анализ информационной безопасности промышленных систем управления в нефтегазовом секторе // International Scientific - Practical Conference «INFORMATION INNOVATIVE TECHNOLOGIES», 2017 / г. Прага Чехия

3. https://media.kaspersky.com/ru/business-security/Kaspersky_Anti_Targeted_Attack_Platform_Datasheet.PDF

4. Сабиров, Р.А. Оценка информационной безопасности автоматизированных систем управления технологическими процессами в топливно-энергетическом комплексе/ Р.А. Сабиров, С.У. Увайсов // Надежность и качество. - 2017. - С.158 -160.

5. http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/PM%2 0Metran%2 0Documents/Media/22 01/DS-0 8-2012.pdf (дата посещения: 25.03.2018).

УДК 532.66: 532.528: 621.923 Симонов Н.П.

КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИНЖЕНЕРИИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Проведен анализ возможности применения кавитационных технологий в инженерии поверхности деталей машин. Показано, что кавитация играет важную роль в эффекте проникновения наномодифицированной смазочно — охлаждающей жидкости (СОЖ) в каналы микротрещин в поверхностном слое металла. Установлено, что в случае достаточно плотной регулярной цепочки микротрещин эффективный модуль Юнга поверхностного слоя определяется в основном модулем Юнга материала наночастиц в СОЖ. Предложен один из возможных механизмов образования кластеров из наночастиц в объеме микротрещин поверхностного слоя детали, связанный с дис-сипативным туннелированием электронов через потенциальные барьеры оксидной пленки наночастиц. Полученные результаты могут быть полезными для решения проблемы управления качеством поверхностного слоя деталей машин, а также могут составить основу технологии повышения эффективности шлифования, в том числе и достаточно хрупких материалов

Ключевые слова:

КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖЕНЕРИЯ ПОВЕРХНОСТИ, ЭФФЕКТИВНЫЙ МОДУЛЬ ЮНГА, ДИССИПАТИВНОЕ ТУННЕ-ЛИРОВАНИЕ, КЛАСТЕРЫ ИЗ НАНОЧАСТИЦ, МИКРОТРЕЩИНЫ

Введение

В настоящее время одним из направлений инженерии поверхности является исследование возможности кардинального модифицирования поверхности методами нанотехнологий [1]. В настоящей работе предпринята попытка системного анализа возможности управления эффективным модулем Юнга поверхностного слоя металла с цепочкой микротрещин (МТ) посредством кавитационного механизма зву-кокапиллярного эффекта с участием наночастиц (НЧ) металла, содержащихся в качестве присадок в технологической жидкости (ТЖ).

Как известно [2], НЧ добавляют в ТЖ, и они заполняют неоднородности на взаимодействующих поверхностях, при этом уменьшается вероятность точечных контактов между инструментом и обрабатываемой поверхностью, уменьшаются граничное трение и износ. НЧ при больших нагрузках и максимальном вытеснении жидкой фазы между поверхностями трения работают как миниподшипники качения или скольжения, что обеспечивает рост предельных нагрузок, которые выдерживает пара трения. В качестве присадок к ТЖ могут быть использованы НЧ сульфата молибдена [2], наноалмазы, полученные детонационным синтезом [3] или НЧ металлов. Механизмы влияния НЧ металлов на взаимодействующие поверхности в литературе освещены достаточно скупо, в этой связи вопрос о влиянии модифицированной НЧ металлов ТЖ на качество поверхностного слоя деталей машин остается открытым.

Элементы кавитационной технологии управления качеством поверхностного слоя деталей машин с

использованием наномодифицированной технологической жидкости.

0003 ' Дпк

Рисунок 1 - Зависимость силы взаимодействия НЧ {^м} (в относительных единицах) от нормированного расстояния Ь / между НЧ и

параметра М0 = (Итах + Итп)/2 для рн / рс = 0,15 ; \/ Лтах = 2 • 10_3 •

На рис. 1 представлена зависимость силы взаимодействия (в относительных единицах) от нор-

мированного расстояния L /между НЧ и параметРа И0 = (Mmax + Mmin)/2 , где Mmax и Ит1п -

максимальная и минимальная дисперсия радиуса НЧ. Можно видеть, что с уменьшением расстояния между НЧ величина (£nt) существенно возрастает. Видно

также, что основной

зклад в

вносят системы

НЧ с большой дисперсией их радиуса.

Модель фрагмента рассматриваемого поверхностного слоя металла с периодическим изменением величины локального модуля Юнга представлена на рис. 2.

0

2

3 х i а *

Юнга поверхностного слоя металла: более упорядоченное расположение МТ (малая величина дисперсии а *) способствует формированию поверхностного слоя с заранее заданной величиной модуля Юнга £2 (модуль Юнга материала НЧ). При хаотическом расположении МТ становится ощутимым вклад в величину (-Е) „ модуля Юнга материала матрицы (см. рис. 3).

Необходимо отметить, что £2 является, вообще

говоря, функцией числа Nн НЧ, заполняющих МТ в процессе звукокапиллярного эффекта. Воспользовавшись формулой для модуля Юнга пористого материала [4], можно получить качественную зависимость £2(N) : £2 = (1—Ь ')£20 , где © - коэффициент пористости: © = 1 — Ун ' Nн / У , Ун -объём наночастицы; У) - объём МТ, £20 - модуль

Юнга материала в отсутствие пор; Ь - постоянный коэффициент, порядка единицы. В результате для

£2 ~ ун м

£2 получим * ' ^^н , где Nн определяется

£20 У0

формулой

Рисунок 2 - Модель изменения величины локального модуля Юнга вдоль фрагмента

поверхностного слоя металла: £ - модуль Юнга

матрицы; £2 - модуль Юнга материала НЧ; a * -расстояние между МТ на поверхности металла (предполагается, что <5С а * ) .

Согласно рис. 2 эффективный модуль Юнга поверхностного слоя металла можно представить в виде

ж\

£ = £ + (E - £2 )• | Sin— | . (1) a *

После усреднения (1) по дисперсии V = a*/a * , где a * - среднее расстояние между МТ, с весовой функцией гауссова типа, получим

16a *

a* = £2 +

Tl

где l - длина поверхностного слоя металла;

V = (Vmx + VmJ/2.

Рассмотрим частные случаи полученного выражения для (£) « • Пусть a *//<Kl , т. е. поверхностный слой металла содержит достаточно густую цепочку МТ (такая ситуация может иметь место на поверхности, например, феррита). Тогда, как следует из (2), (£) ~ £2 , и эффективный модуль Юнга будет определяться в основном модулем Юнга материала НЧ. Если 16a */(t/)V0 »1 (редкая цепочка

МТ и небольшая дисперсия величины a * ), то (£)a* ~ £1 , т. е. эффективный модуль Юнга в этом

случае определяется модулем Юнга матрицы. Таким образом, появляется возможность путём варьирования вида материала НЧ изменять эффективный модуль Юнга поверхностного слоя металла в достаточно широких пределах, и тем самым целенаправленно изменять качество поверхностного слоя деталей машин. На рис. 3 представлена зависимость

величины (£) */ £2 для предельного случая эффективно заполненных МТ наночастицами металла с модулем Юнга £2 от a */l и параметра

V| = (Vmx + Vmin ) / 2.

Из рис. 3 видна существенная роль дисперсии координат МТ в формировании эффективного модуля

8 яаО

NH =-•

(1 ~Гз) A 3 B(1 -у3) 2G  B B'

Рисунок 3 _ Зависимость величины (£)а* / £2 от

а * /I и параметра V) = (Упах ^ Утаи)/2 для £ / £2 = 4

На рис. 4 приведена зависимость величины £2/ £20 от эффективного радиуса устья МТ, нормированного на максимальный радиус кавитацион-ного пузырька Г^ /£пах для разных частот ультразвуковых колебаний Ю (с учётом того, что

Ун / V) * 10—5).

Как видно из рис. 4, величина £2/ £20 уменьшается с ростом эффективного радиуса МТ, что связано с соответствующим уменьшением избыточного давления Др , необходимым для удержания мениска на высоте обычного капиллярного подъёма Н0 . Видно также, что с ростом частоты ультразвуковых колебаний величина £2/ £20 уменьшается за счёт уменьшения числа образующихся кавитаци-онных пузырьков.

1

Рисунок 4 - Зависимость величины эффективного радиуса устья МТ частот ультразвуковых колебаний Ю :

/ Rma

E2 ! E20

для разных 1 - 3-104 с-

2

3,5-104

3

4-104

Заключение

Таким образом, в работе теоретически исследован кавитационный механизм управления качеством поверхностного слоя деталей машин с цепочкой МТ, основанный на звукокапиллярном эффекте с участием НЧ. Выявлена возможность управления эффективным модулем Юнга поверхностного слоя путём соответствующего подбора материала НЧ. Показано, что основной вклад в силу взаимодействия НЧ вносят кластеры НЧ с большой дисперсией их радиуса. Предложена одномерная модель поверхностного слоя металла с цепочкой МТ. Найдено, что в случае достаточно плотной регулярной цепочки МТ эффективный модуль Юнга поверхностного слоя определяется в основном модулем Юнга материала НЧ. Полученные теоретические результаты могут составить основу технологии повышения эффективности шлифования, в том числе и достаточно хрупких материалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мухин, В. С. Инженерия поверхности деталей машин / В. С. Мухин, А. М. Смыслов //Вестник УГАТУ. - 2009. - Т. 12, №4 (33). - С. 106-112.

2. Bin Shen, Ajay P. Malshe, Parash Kalita, Albert J. Shih. Performance of novel Mo S2 nanopar-ticles based grinding fluids in minimum quantity lubrication grinding — 2008 — V. 36 — p. p. 357364.

3. Долматов, В. Ю. Детонационные наноалмазы: синтез, строение, свойства и применение / В. Ю. Долматов // Успехи химии. - 2007. - Т. 76, №4. - С. 375-397.

4. Андриевский, Р. А. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах / Р. А. Андриевский, А. М. Глезер // Механические и физические свойства // Физика металлов и металловедение. - 2000. -Т. 89, № 1. - С. 91-112.

УДК 618.1

Моисеев Д.А., Моисеев А.В.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ BACK-END ФУНКЦИОНАЛА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ JMETER

Актуальность и цели.

Обеспечение качества любого продукта в настоящее время невозможно переоценить. Для того, чтобы продукт полностью соответствовал всем ожиданиям пользователя, необходимо автоматизировать не только front-end продукта, но и его внутреннюю часть — back-enda.

Материалы и методы.

Для качественного тестирования программного обеспечения необходимо использовать все накопленные знания и методологии тестирования, в том числе тестирование back-enda любого продукта. Для автоматизации такого тестирования успешно используется программа jMeter. Результаты.

Предложенный процесс автоматизации тестирования back-enda программного обеспечения является удобным во многих смыслах. Благодаря автоматизации с помощью программы^ jMeter тестирование нового функционала или исправление старых кейсов удобно и не времязатратно. Адекватность данной схемы тестирования программного обеспечения проверена экспериментально. Выводы.

Автоматизация тестирования back-enda любого продукта является гарантией того, что пользователь или покупатель останутся им довольны. Повышение качество продукции и качественного тестирования является одной из важнейших задач, которая сейчас стоит перед любым производителем. Ключевые слова:

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ, BACK-END, JMETER, РЕГУЛЯРНЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ

Актуальность

Почти все современные web-сайты разрабатываются, используя подход «клиент-сервер» [1]. Суть подхода заключается в том, что есть как бы 2 части сайта. Первая часть - клиентская. Это то, что видит конкретный пользователь у себя в браузере после того, как перешел по адресу сайта. Эту часть можно назвать так же пользовательской. В большинстве случаев эта часть только отображает те данные, которые приходят ей с сервера, отображая их в нужном месте, нужном стиле и в нужном формате. Вторая часть - серверная. По названию можно понять, что эта часть приложения находиться на сервере, единая для всего сайта. В серверную часть поступают все запросы от клиентской части и сервер должен по этому запросу вернуть нужные данные, в нужном формате. Общая схема работы данного подхода приведена на рисунке 1.

Соответственно для корректной работы всего приложения обе его части должны работать корректно. Проверить клиентскую часть немного проще, потому что всегда можно посмотреть, что и как отображается просто, открыв необходимый для тестирования сайт. Тестирование серверной части немного сложнее, потому что мы не можем

без дополнительных усилий увидеть какие данные на сервер пришли, и какие он отдал.

Рисунок 1 - Архитектура «Клиент-сервер»

Именно поэтому для тестирования серверной части (или back-endа[4], как мы будем называть ее дальше) периодически используются внешние программы или утилиты. Наиболее удобной программой для себя я считаю программу jMeter. Именно о тестировании с помощью этой программы я и хочу рассказать. Так как взаимодействие двух приложений меду собой всегда происходит через back-

от

1.

1.

1

с

.U