Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/35877

Title: Dynamics of regular microrelief formation on internal cylindric surfaces
Other Titles: Динаміка процесу формування регулярного мікрорельєфу на внутрішніх циліндричних поверхнях
Authors: Дзюра, Володимир Олексійович
Dzyura, Volodymyr
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): Dzyura V. Dynamics of regular microrelief formation on internal cylindric surfaces / Volodymyr Dzyura // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2021. — Vol 101. — No 1. — P. 115–128.
Bibliographic description (International): Dzyura V. (2021) Dynamics of regular microrelief formation on internal cylindric surfaces. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 101, no 1, pp. 115-128.
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 1 (101), 2021
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 1 (101), 2021
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 1
Volume: 101
Issue Date: 23-Μαρ-2021
Submitted date: 2-Φεβ-2021
Date of entry: 8-Σεπ-2021
Publisher: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2021.01.115
UDC: 621.787.4
Keywords: технологія
циліндрична поверхня
параметри якості
вібраційна обробка
крутильні коливання
математичні моделі
technology
cylindrical surface
quality parameters
vibration processing
torsional vibrations
mathematical models
Number of pages: 14
Page range: 115-128
Start page: 115
End page: 128
Abstract: Проаналізовано сучасні літературні джерела на предмет пошуку математичних моделей, що описують динаміку процесу формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні деталей, газотранспортного обладнання, які працюють у важких умовах експлуатації, з метою збільшення їх ресурсу. Встановлено, відсутність математичних моделей, що описують даний процес та особливості його здійснення при точковій дії деформуючого елемента на поверхню заготовки. Розглянуто формувальні рухи, які супроводжують процес формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні заготовки та проаналізовано рушійні сили, що супроводжують цей процес. На основі проведеного аналізу розроблено математичну модель динамічного процесу формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні деталі. Особливістю цього процесу є те, що процес формування мікрорельєфу відбувається зосередженою силою, точка прикладання якої відносно деталі постійно змінюється в радіальному та осьовому напрямках, а відтак математична модель, яка описує цей процес, буде з дискретною правою частиною. Запропоновано таку дію моделювати за допомогою дельта функцій Дірака з лінійною та часовою змінними, використовуючи метод регуляризації вказаних особливостей, зокрема існуючі методи інтегрування відповідних нелінійних математичних моделей крутильних коливань деталі. Отримано аналітичні співвідношення, які описують ці коливання в процесі формування регулярного мікрорельєфу. Використавши програмне забезпечення Maple, побудовано 3D зміни кута закручування залежно від різних значень вихідних даних. Проведені дослідження дозволять враховувати крутильні коливання, що особливо актуально для довгомірних циліндричних деталей, таких, як гільзи гідроциліндрів, деталі бурових механізмів та ін.
An analysis of modern literature sources to search for mathematical models describing the dynamics of the process of forming a regular microrelief on the inner cylindrical surface of parts, gas transmission equipment operating in severe operating conditions, in order to increase their life. It is established that there are no mathematical models describing this process and the peculiarities of its implementation under the point action of the deforming element on the workpiece surface. The molding movements accompanying the process of forming a regular microrelief on the inner cylindrical surface of the workpiece are considered and the driving forces that accompany this process are analyzed. A mathematical model of dynamic process of regular microrelief formation on internal cylindric surface of the part has been developed. The process of formation is a unique one as it occurs due to the concentrated force whose point of application varies in radial and axial directions relative to the part. Thus, the action has been described by the mathematical model with discrete right-hand side. This action is proposed to be simulated by Dirac delta functions of linear and time variables using the method of regularization of the specific features under discussion. These peculiar features have been described by the conventional methods of integrating of correspondent nonlinear mathematical models of longitudinal and lateral vibrations of the part. The analytical dependencies describing these vibrations have been obtained based on the initial data. Using Maple software, 3D changes in the torsion angle depending on different output values are constructed. The conducted researches will allow to consider torsional fluctuations that is especially actual for long cylindrical details, such as sleeves of hydraulic cylinders, details of drilling mechanisms and others.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/35877
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2021
URL for reference material: https://doi.org/10.1016/j.simpat.2016.01.004
https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2011.05.021
https://doi.org/10.1016/S0924-0136(97)00199-4
https://doi.org/10.3390/machines7010011
https://doi.org/10.1051/matecconf/201817802005
https://doi.org/10.23939/ujmems2020.01.030
https://doi.org/10.1007/s11253-008-0044-5
https://doi.org/10.23939/mmc2020.02.269
https://mathworld.wolfram.com/DeltaFunction.html
https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.03.027
References (Ukraine): 1. John M. R. S., Wilson A. W., Bhardwaj A. P., Abraham, A.; Vinayagam, B.K. An investigation of ball burnishing process on CNC lathe using finite element analysis. Simul. Model. Pract. Theory 2016. 62. Р. 88–101. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.simpat.2016.01.004
2. Sagbas A. Analysis and optimization of surface roughness in the ball burnishing process using response surface methodology and desirabilty function. Adv. Eng. Softw. 2011, 42, 992–998. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2011.05.021
3. Hassan A. M. The effects of ball and roller burnishing on the surface roughness and hardness of some non-ferrous metals. J. Mater. Process Technol. 1997. 72. 385–391. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(97)00199-4
4. Andrzej Dzierwa, Angelos P. Markopoulos. Influence of ball-burnishing process on surface topography parameters and tribological properties of hardened steel. Machines 2019. 7. 11. DOI: https://doi.org/10.3390/machines7010011
5. Hamdi Amine (2020). Effect of cutting variables on bearing area curve parameters (BAC-P) during hard turning process. Archive of Mechanical Engineering. 67. Р. 73–95. 10.24425/ame.2020.131684.
6. Kubatova D. & Melichar M. Roughness Evaluation Using Abbott-Firestone Curve Parameters, Proceedings of the 30th DAAAM International Symposium. 2019. P. 0467–0475. Published by DAAAM International. ISBN 978-3-902734-22-8, ISSN 1726-9679, Vienna, Austria DOI: 10.2507/30th.daaam. proceedings.063
7. Sheider Yu. G.. Service properties of parts with regular microrelief, 2nd ed., Revised and augmented. Leningrad: Mashinostroenie, 1982. 248 p. [In Russian].
8. GOST 24773-81 Surfaces with regular microshape. Classification, parameters and characteristics, Moscow: Izd. Stand., 1988. 14 p.
9. Aftanaziv I. S., Kyrychok P. O., Melnychuk P. P. Improving the reliability of machine parts by surface plastic deformation. Zhytomyr: ZhTI Publishing, 2001. 516 p. [In Ukrainian].
10. Slavov S., Dimitrov D., Iliev I. “Variability of Regular Relief Cells Formed on Complex Functional Surfaces by Simultaneous Five-Axis Ball Burnishing,” UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering 82. No. 3. August 2020. P. 195–206.
11. Slavov S. D., Dimitrov D. M. A study for determining the most significant parameters of the ball-burnishing process over some roughness parameters of planar surfaces carried out on CNC milling machine, MATEC Web of Conferences 2018 178, 02005. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201817802005
12. Dzyura V. O. Modeling of partially regular microreliefs formed on the end faces of rotation bodies by a vibration method. UJMEMS. 2020. 6 (1). P. 30–38. DOI: https://doi.org/10.23939/ujmems2020.01.030
13. Lacalle Luis. Ball burnishing application for finishing sculptured surfaces in multi-axis machines. International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems. 2012. P. 997–1003.
14. Афтаназів І. С., Литвиняк Я. М., Кусий Я. М. Дослідження динамічних характеристик вібраційно-відцентрового зміцнення довго вимірних циліндричних деталей. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». 2004. № 515. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. С. 55–64.
15. Ціж Б. Р., Сокіл Б. І., Сокіл М. Б. Теоретична механіка: підручник: Львів: Сполом, 2008. 458 с.
16. Павловський М. А. Теоретична механіка. К.: Техніка, 2002. 512 с.
17. Маркович Б. М. Рівняння математичної фізики: навчальний посібник. Львів: Вид-во Львівської політехніки. 2010. 384 с.
18. Олейник О. А. Лекции об уравнениях с частными производными. Москва: Бином, 2005. 60 с.
19. Перестюк М. О., Чернікова О. С. Деякі сучасні аспекти асимптотики теорії диференціальних рівнянь з імпульсною дією. Укр. мат. журн. 2008. 60. С. 81–90. DOI: https://doi.org/10.1007/s11253-008-0044-5
20. Капустян О. В., Перестюк М. О., Стенжицький О. М. Екстремальні задачі. Теорія. Приклади. Методи розв’язування. К.: ВПЦ Київ-унту. 2019. 71 с.
21. Дзыра Б. И. К вопросу обоснования метода усреднения для исследования одночастотных колебаний, возбуждаемых мгновенными силами. Аналитические и качественные методы исследования дифференциальных и дифференциально-раздностных уравнений. Киев: Изд-во Ин-та математики, 1977. С. 34–38.
22. Дзыра Б. И., Ищук В. В. О влиянии параметрической нагрузки импульсного вида на нелинейную колебательную систему. Аналитические и качественные методы исследования дифференциальных и дифференциально-раздностных уравнений. Киев: Изд-во Ин-та математики, 1977. С. 39–59.
23. Митропольский Ю. А., Мосеенков Б. И. Асимптотические решения уравнений в частных производных. Киев: Вища школа, 1976. 584 с.
24. Sokil B. I., Pukach P. Ya., Sokil M. B., Vovk M. I. Advanced asymptotic approaches and perturbation theory methods in the study of the mathematical model of single-frequency oscillations of a nonlinear elastic body. Mathematical modeling and computing. Vol. 7. 2020. No. 2. P. 269–277. DOI: https://doi.org/10.23939/mmc2020.02.269
25. Дельта-функция. Математика. URL: https://mathworld.wolfram.com/DeltaFunction.html.
26. Cveticanin L. Period of vibration of axially vibrating truly nonlinear rod. Journal of Sound and Vibration. 2016. 374. Р. 199–210. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.03.027
27. Cveticanin L., Pogany T. Oscillator with a sum of non-integer order non-linearities. Journal of Applied Mathematics. 2012, Article ID 649050, 20 p.
References (International): 1. John M. R. S., Wilson A. W., Bhardwaj A. P., Abraham, A.; Vinayagam, B.K. An investigation of ball burnishing process on CNC lathe using finite element analysis. Simul. Model. Pract. Theory 2016. 62. P. 88–101. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.simpat.2016.01.004
2. Sagbas A. Analysis and optimization of surface roughness in the ball burnishing process using response surface methodology and desirabilty function. Adv. Eng. Softw. 2011, 42, 992–998. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2011.05.021
3. Hassan A. M. The effects of ball and roller burnishing on the surface roughness and hardness of some non-ferrous metals. J. Mater. Process Technol. 1997, 72, 385–391. [CrossRef]. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(97)00199-4
4. Andrzej Dzierwa, Angelos P. Markopoulos. Influence of ball-burnishing process on surface topography parameters and tribological properties of hardened steel. Machines 2019, 7, 11. DOI: https://doi.org/10.3390/machines7010011
5. Hamdi Amine. (2020). Effect of cutting variables on bearing area curve parameters (BAC-P) during hard turning process. Archive of Mechanical Engineering. 67. 73–95. 10.24425/ame.2020.131684
6. Kubatova D. & Melichar M. (2019). Roughness Evaluation Using Abbott-Firestone Curve Parameters, Proceedings of the 30th DAAAM International Symposium, pp.0467-0475, B. Katalinic (Ed.), Published by DAAAM International, ISBN 978-3-902734-22-8, ISSN 1726-9679, Vienna, Austria. DOI: 10.2507/30th.daaam.proceedings.063.
7. Sheider Yu. G.. Service properties of parts with regular microrelief, 2nd ed., Revised and augmented, Leningrad, Mashinostroenie, 1982, 248 p. [In Russian].
8. GOST 24773-81 Surfaces with regular microshape. Classification, parameters and characteristics, Moscow, Izd. Stand., 1988, 14 p.
9. Aftanaziv I. S., Kyrychok P. O., Melnychuk, P. P. Improving the reliability of machine parts by surface plastic deformation. Zhytomyr: ZhTI Publishing, 2001. 516 p. [in Ukrainian].
10. Slavov S., Dimitrov D. and Iliev I. “Variability of Regular Relief Cells Formed on Complex Functional Surfaces by Simultaneous Five-Axis Ball Burnishing,” UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering 82, no. 3 (August 2020): 195–206.
11. Slavov S. D, Dimitrov D. M. A study for determining the most significant parameters of the ball-burnishing process over some roughness parameters of planar surfaces carried out on CNC milling machine, MATEC Web of Conferences 2018 178, 02005. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201817802005
12. Dzyura V. O. Modeling of partially regular microreliefs formed on the end faces of rotation bodies by a vibration method, UJMEMS. 2020, 6 (1), 30–38. DOI: https://doi.org/10.23939/ujmems2020.01.030
13. Lacalle Luis. (2012). Ball burnishing application for finishing sculptured surfaces in multi-axis machines. International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems. P. 997–1003
14. Aftanaziv I. S., Lytvynyak Ya. M., Kusyy Ya. M. Doslidzhennya dynamichnykh kharakterystyk vibratsiyno-vidtsentrovoho zmitsnennya dovho vymirnykh tsylindrychnykh detaley. Visnyk Natsional'noho universytetu “L'vivs'ka politekhnika”. 2004. No. 515: Optymizatsiya vyrobnychykh protsesiv i tekhnichnyy kontrol' u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni. P. 55–64.
15. Tsizh B. R., Sokil B. I., Sokil M. B. Teoretychna mekhanika: pidruchnyk. L'viv: Spolom, 2008. P. 458.
16. Pavlovs'kyy M. A. Teoretychna mekhanika. K.: Tekhnika, 2002. 512 p.
17. Markovych B. M. Rivnyannya matematychnoyi fizyky: navchal'nyy posibnyk. L'viv: Vyd-vo L'vivs'koyi politekhniky. 2010. 384 p.
18. Oleynyk O. A. Lektsyy ob uravnenyyakh s chastnymy proyzvodnymy. Moskva: Bynom, 2005. 60 p.
19. Perestyuk M. O., Chernikova O. S. Deyaki suchasni aspekty asymptotyky teoriyi dyferentsial'nykh rivnyan' z impul'snoyu diyeyu. Ukr. mat. zhurn. 2008. 60. P. 81–90. DOI: https://doi.org/10.1007/s11253-008-0044-5
20. Kapustyan O. V., Perestyuk M. O. Stenzhyts'kyy O. M. Ekstremal'ni zadachi. Teoriya. Pryklady. Metody rozv"yazuvannya. K.: VPTs Kyyiv-untu, 2019. 71 p.
21. Dzura B. Y. K voprosu obosnovanyya metoda usrednenyya dlya yssledovanyya odnochastotnykh kolebanyy, vozbuzhdaemykh mhnovennymy sylamy. Analytycheskye y kachestvennyy metody yssledovanyya dyfferentsyalnykh y dyfferentsyalno-razdnostnykh uravnenyy. Kyev: Yzd-vo Yn-ta matematyky, 1977. P. 34–38.
22. Dzura B. Y., Yshchuk V. V. O vlyyanyy parametrycheskoy nahruzky ympul'snoho vyda na nelyneynuyu kolebatel'nuyu systemu. Analytycheskye y kachestvennyy metody yssledovanyya dyfferentsyalnykh y dyfferentsyalno-razdnostnykh uravnenyy. Kyev: Yzd-vo Yn-ta matematyky, 1977. P. 39–59.
23. Mytropol'skyy Yu. A., Moseenkov B. Y. Asymptotycheskye reshenyya uravnenyy v chastnykh proyzvodnykh. Kyev: Vyshcha shkola, 1976. 584 p.
24. Sokil B. I., Pukach P. Ya., Sokil M. B., Vovk M. I. Advanced asymptotic approaches and perturbation theory methods in the study of the mathematical model of single-frequency oscillations of a nonlinear elastic body. Mathematical modeling and computing. Vol. 7. No. 2. 2020. P. 269–277. DOI: https://doi.org/10.23939/mmc2020.02.269
25. Delta–funktsyya. “Matematyka”. URL: https://mathworld.wolfram.com/DeltaFunction.html.
26. Cveticanin L. Period of vibration of axially vibrating truly nonlinear rod. Journal of Sound and Vibration. 2016. 374. P. 199–210. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2016.03.027
27. Cveticanin L., PoganyT. Oscillator with a sum of non-integer order non-linearities. Journal of Applied Mathematics. 2012. Article ID 649050. 20 p.
Content type: Article
Εμφανίζεται στις συλλογές:Вісник ТНТУ, 2021, № 1 (101)



Όλα τα τεκμήρια του δικτυακού τόπου προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα