Изложены основные положения практического применения фрактальной геометрии в материаловедении для описания структур различных материалов. Предложена методика определения механических свойств металла путем анализа фрактальной размерности его структурных составляющих. Раскрыта фрактальная природа процессов структурообразования материалов и процессов их моделирования, рассмотрены новые материалы с фрактальной структурой (фуллерены, фрактальные нити). Приведены классификация моделей необратимого роста, метод определения фрактальной размерности технического углерода.

  Скачати повний текст

С применением методов вейвлетно-мультифрактального анализа выполнена оценка микроструктуры стали Ст3. Полученные результаты могут быть использованы в качестве экспресс-метода неразрушающего контроля для прогноза механических свойств металлических конструкций и изделий, которые изготовлены из малоуглеродистых низколегированных марок сталей, в процессе их эксплуатации.

The necessity to develop methods of qualitative evaluation of the characteristics of materials with the use of the multifractal formalism which enables to make algorithms of their definition is formulated.

Показано, что при прогнозе качества целевого продукта в периодических технологиях достаточно применять статистические методы для оценки химического состава исходного продукта и анализа технологического режима на примере производства прокатных валков. Для получения достоверных результатов в производственных условиях предложено использование эвристических процедур во время проведения пассивного и активного экспериментов.

Розглянуто шляхи розв'язання задачі ідентифікації багатопараметричних технологій на прикладі технології виробництва чавунних валків марки СПХН-45. Використання такого підходу надає змогу визначати робочу область технології, раніше невідому частину робочої області, зокрема керовані змінні та їх допустимі значення, визначати область компромісу критеріїв, які відповідають вимогам чинних ДСТУ.

Показано, що часткове усунення неповноти формальної аксіоматики тверджень про неповноту структури металу, згідно з теоремою Геделя, можливе шляхом апроксимації цієї структури за допомогою мови фрактальної геометрії.

Вирішено проблеми підвищення зносостійкості сортопрокатних чавунних валків на підставі створення математичних моделей оцінювання критеріїв якості в залежності від хімічного складу, параметрів структури та експлуатаційних факторів. Проаналізовано технології виробництва прокатних валків виконань сортопрокатних чавунних валків з пластинчатою та кулястою формами графіту, легованих хромом та нікелем (СПХН і СШХН), для створення методики оперативного оцінювання їх механічних властивостей та зносостійкості. Досліджено вплив хімічного складу та параметрів структури валків виробництва ПАТ ДЗПВ на механічні властивості та зносостійкість. Застосовано експертне оцінювання під час визначення зони робочої області для оптимізації хімічного складу за регресійними рівняннями. Визначено область компромісу критеріїв якості прокатних валків (область, де критерії мінімально протирічать один одному). Здійснено прогноз зносостійкості валків на підставі аналізу експлуатаційних параметрів і твердості. Застосовано теорію мультифракталів для прогнозу механічних властивостей валків. Впроваджено методи оцінювання критеріїв якості робочої зони бочок прокатних валків.

Показано, що застосування системного підходу сприяє розробленню методики експрес-оцінки механічних властивостей цільового продукту, одержаного реалізацією періодичного технологічного процесу.

Предложен эффективный метод оценки механических свойств металла с применением композиции топологического и фрактального подходов для сотового, пластинчатого, зернистого и игольчатого классов структуры. В его основу положены 4 новых критерия для оценки структуры, полученных с использованием композиции данных подходов, что позволяет уменьшить погрешность при прогнозе характеристик прочности металла в 1,24 - 2,16 раз в зависимости от его класса.

Рассмотрены возможности применения фрактальных моделей для идентификации сложных систем. Приведен алгоритм определения области самоподобия для исследуемого объекта, что, по мнению авторов, позволяет снизить вероятность нарушения штатного режима его работы.

Проведена оценка критериев качества многопараметрических технологий. Предложенный подход позволяет в зависимости от величины области самоподобия определяющего параметра оценивать степень значимости критериев на примере их определения для сортопрокатных чугунных валков.

Предложены основы организации фрактального моделирования исходя из критериев, отображающих ключевые свойства объектов моделирования в зависимости от области их применения. В качестве примеров приведены отдельные ранее опубликованные авторами стратегии, что позволило не включать в текст сообщения громоздкую формализацию общего направления фрактального моделирования.

Розвиток сучасної техніки потребує постійного підвищення надійності та довговічності виробів. Широко застосовувані в практиці вітчизняного та зарубіжного машинобудування покриття з електролітичного хрому за кілька сотень годин спрацьовуються, вони незадовільно працюють на тертя та зношування за високих температур. Досліджено порошкові матеріали на основі нікелю ПГ-СР3 та ПГ-СР4. Досліджено формування газоплазмових покриттів на деталях циліндро-поршневої групи двигунів внутрішнього згоряння з використанням самофлюсованих порошків на основі нікелю, а також зміну структури та властивостей після напилення покриття, його оплавлення, подальшого загартування.

Шифр НБУВ: Ж69103 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Присвячено вирішенню наукової проблеми оцінки властивостей металевих матеріалів різного призначення (деталей об’ємного гідроприводу, гідромолоту, чавунних валків) на основі аналізу спектра фрактальних розмірностей їх структурних складових. Підвищення ефективності пар тертя деталей об'ємного гідроприводу реалізовувалося шляхом вибору матеріалу для їх виготовлення та режимів його термічної обробки. Науково обґрунтовано ефективність застосування іонно-плазмового методу для нанесення покриттів на робочі поверхні деталей. Створено спеціальне програмне забезпечення, що дає змогу оцінювати спектр статистичних розмірностей неоднорідних структур зі складною геометричною конфігурацією їх елементів. Результати теоретичних і експериментальних досліджень впроваджено у виробництво. Рекомендовано для наукових співробітників, інженерів, викладачів закладів вищої освіти, аспірантів і студентів закладів вищої освіти, які спеціалізуються у сфері матеріалознавства та машинобудування.