Экспериментальное измерение гармоник в сигнале ВРЧ в среде с квадратичной и кубической нелинейностями

Секция механики

В технологическом плане обеспечение надежности изделий может быть достигнуто применением эффективных способов обработки деталей: абразивной доводки поверхностей текстолитовыми притирами, термоупрочняющей обработки материалов в магнитном поле, применения комбинированных инструментов и т.д. Особую роль здесь играет учет процесса избирательного переноса в трибосопряжениях, что во многом обусловливает надежность изделия в процессе эксплуатации.

УДК 534.222

Н.П. Заграй, О.М. Ковалев

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ГАРМОНИК В СИГНАЛЕ ВРЧ В СРЕДЕ С КВАДРАТИЧНОЙ И КУБИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТЯМИ

Целью эксперимента было определение характерных особенностей генерации гармоник более высокого порядка, например, второго и третьего, в простой акустической волне повышенной интенсивности, распространяющейся в среде с квадратичной и кубической нелинейностями. В эксперименте использована исследовательская установка, которая работала в режиме «акустического детектирования». При таком режиме поле ВРЧ было информационным носителем, сообщающем о всех изменениях в акустическом поле излучающего преобразователя. Частота сигнала, образующегося в результате параметрического взаимодействия первичных волн накачки Г-, равнялась 32 кГц.

Были проведены измерения амплитуды 1, 2 и 3 гармоник в сигнале ВРЧ в зависимости от амплитуды электрического сигнала на излучателе на разных расстояниях от его поверхности. Считалось, что увеличение амплитуды электрического сигнала приводило к пропорциональным изменениям амплитуды акустического давления как в волнах накачки, так и в сигнале ВРЧ. При проведении измерений было отмечено, что разброс мощностей накачки приводил к нестабильности процесса генерации ВРЧ для разных исходных уровней взаимодействующих волн. Нестабильная генерация отмечена для высших гармоник при малых звуковых давлениях в сигнале накачки.

Анализ полученных зависимостей показал, что динамика формирования амплитудных зависимостей для 2-й и 3-й гармоник, начиная с последнего минимума, приходящегося на точку акустического поля ВРЧ,

расположенную на расстоянии ~0.31с1, соответствовала теоретическим кривым, описанным в предыдущих работах. Существование обратной зависимости амплитуды высших гармоник в ВРЧ от амплитуды волн накачки подтверждается экспериментальными результатами. Усложнение перераспределения акустической энергии между низшими и более высокочастотными гармониками привело к изменению амплитудных зависимостей от уровня акустического давления в волнах накачки. Отмечено, что с ростом исходного сигнала накачки наблюдался дрейф максимума функциональной зависимости высших гармоник, что указывало на более раннюю генерацию их в поле ВРЧ. Преобладание нелинейности второго и третьего порядков над диссипативными эффектами приводило к сокращению величины Хр.

Полученные зависимости для высших гармоник в ВРЧ использованы для описания осевых распределений сигнала ВРЧ, снятых при разных амплитудах накачки. Было доказано, что их форма указывает на изменения исходного спектра, обогащаемого высшими гармониками. Изменения коррелируются с уровнем акустического давления в волнах накачки, а также в ВРЧ.

УДК «21.019.0.015

А.В. Пушкарный

АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ С УЧЕТОМ ТЕОРИИ ДИСЛОКАЦИЙ

Процесс резания является сложным комплексом физикохимических явлений (механических, тепловых, электрических, диффузионных, адгезионных и др.). Поэтому существует необходимость нового подхода к его изучению (с использованием теории дислокаций), который даст более современное представление о процессе резания.

При резании металлов в обычных условиях по длине контакта стружки с передней поверхностью инструмента имеет место зона пластической деформации металла, обусловленная большими контактными напряжениями и высокой температурой резания. Изучению явлений на-ростообразования и пластической деформации металла уделяется большое внимание, так как они во многом предопределяют тепловой режим работы и величину контактных нагрузок на рабочих поверхностях инструмента, интенсивность и характер его износа, физико-механические свойства обработанной поверхности.

В этой связи основным теоретическим направлением, с помощью которого решается задача выбора оптимальных условий взаимодействия режущего инструмента и металла обрабатываемой детали, является механика процесса резания металлов.

И если раньше наибольшее распространение получали инженерные методы расчета параметров резания по эмпирическим зависимостям, то в настоящее время с помощью теории дислокаций можно описать и объяснить многие процессы и явления, протекающие в металлах и сплавах, тем самым найти взаимосвязь между показателями процесса резания и показателями качества поверхностного слоя обработанной детали.

Анализ физических явлений в зоне резания металлов с учетом теории дислокаций дает возможность нового взгляда на природу деформационного упрочнения металла, механизма разрушения и других процессов, а также установить взаимосвязь между этими процессами.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что качество получаемого поверхностного слоя детали, обработанной лезвийным инструментом, необходимо рассматривать как результат совместного действия всех факторов процесса резания металлов, тесно взаимосвязанных между собой. При этом рассмотрении необходимо пользоваться положениями и методами теории дислокаций.