МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО, МЛАДЕЖТА И НАУКАТАФОНД „НАУЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ“

НАУЧНОИЗСЛЕДОВАТЕЛСКИ ПРОЕКТ

НАЦИОНАЛЕН КОНКУРС „МЛАДИ УЧЕНИ – 2011 г.”

Tема: Изследване якостта на нови синтеровани материали с приложение в автомобилната промишленост при циклично натоварване

Научен колектив:

1. гл. ас. д-р Диян Минков Димитров, ТУ-Варна, кат. ТМ – Ръководител2. ас. инж. Веселин Тодоров Михайлов -ТУ-Варна, кат.ТТТ 3. ас. инж. Радостин Димитров Димитров-ТУ-Варна, кат.ТТТ 4. ас. инж. Найден Спасов Спасов -ТУ-Варна, кат.ТМММ 5. ас инж. Анелия Миткова Стоянова- ТУ-Варна, кат.ТМММ 6. ас. инж. Татяна Миткова Мечкарова -ТУ-Варна, кат.ТМММ 7. инж. Борислав Стефанов Костов - ТУ-Варна. НПЛ „ВДМС”

Обща стойност на проекта (лв): 54 388, 00 лв.

Ключови думиКлючови думи

Прахова металургия Прахова металургия –производство на –производство на изделия от метални прахове чрез изделия от метални прахове чрез пресоване и спичане –полученото пресоване и спичане –полученото изделие е с остатъчна поресстостизделие е с остатъчна поресстост

Изпитване на умора Изпитване на умора - изпитване - изпитване дълготрайността на материали чрез дълготрайността на материали чрез поставянето им в условия на циклично поставянето им в условия на циклично изменящо се напрежениеизменящо се напрежение

Технология на праховата металургия (ПМ)

Основни стъпки:

•Смесване на базовите прахове с добавки и лубриканти

•Пресоване 400-800 N/mm2

•Спичане при около 0.8Tt на основния компонент в защитна атмосфера

•Довършителни операции –калиброване, закаляване, импрегнация , оксидиране и др.

Основен консуматор на синтеровани изделия е Основен консуматор на синтеровани изделия е автомобилната промишленоставтомобилната промишленост

Големи серии еднотипни детайли – ценова ефективност

Предимства на ПМ технологията:•Най-висок процент използване на суровините;•Най-нисък разход на енергия за производство на kg/продукция.

История и тенденции за бъдещо развитиеИстория и тенденции за бъдещо развитие

Първият синтерован детайл в автомобил е зъбно колело за маслена помпа, внедрен от Дженерал Моторс

през 1937г.

Тенденцията е към развитие в посока от функционални слабо

натоварени детайли с към все по-отговорни и динамично натоварени такива в двигателя и трансмисията

на автомобила

Дълготрайност при циклични Дълготрайност при циклични напрежениянапрежения

Основни повреди който настъпват в Основни повреди който настъпват в компоненти от двигателя и трансмисията компоненти от двигателя и трансмисията (зъбни ремъчни колела и др.) (зъбни ремъчни колела и др.) – Механично износванеМеханично износване– Поява на пукнатини и разрушение Поява на пукнатини и разрушение

вследствие умора на материалавследствие умора на материала

Броя на работните цикли на типичен Броя на работните цикли на типичен детайл като мотовилка например детайл като мотовилка например обичайно превишава 10обичайно превишава 1088 цикъла цикъла

Изпитване на умораИзпитване на умора

В специално подготвен образец се В специално подготвен образец се създават циклично променящи се създават циклично променящи се напрежения напрежения

Отчита се броя цикли до Отчита се броя цикли до разрушаване при определена разрушаване при определена амплитуда на напреженията (крива амплитуда на напреженията (крива на Вьолер)на Вьолер)

При честота 100При честота 100HzHz достигането на достигането на 101077 цикъла отнема 30часа, а 10 цикъла отнема 30часа, а 1099 цикъла 3000часацикъла 3000часа

Цели на проекта:

• Научни• Колективът работещ по проекта си поставя за цел да разработи,

конструира и калибрира стенд за ултразвуково изпитване на умора с честота 20kHz

• На базата на този стенд да проведе планирани експерименти за уморна якост на синтеровани нисколегирани стомани

• Получените резултати, нови знания и умения да бъдат устойчиво разпространени, чрез образователния процес, научни форуми и срещи с бизнеса.

• Кариерно развитие

• Чрез изпълнението на проекта работният колектив си поставя за цел, да повиши своя научно изследователски опит, както и да допринесе за развитието на базовата организация.

Методология: 1. Основната използвана методика е свързана с изпитване на умора при симетричен цикъл по схема опън/натиск.

Генератор ел. сигнал

20kHz

Преубразувател

ел. сигнал -трептения

Усилвател на механични трептениясонотрод

Образец от изпитвания материал

Очаквани резултати

•Разработване на методика за ултразвуково изпитване на умора

•База данни за уморна якост на синтеровани материали, която да бъде от полза на производители, конструктори и изследователи

•Модели за симулиране работата на синтеровани детайли в конкретни механизми

•Повишаване на научно изследователски опит на колектива, който ще бъде използван както при осъществяване на образователния процес в ТУ- Варна, така и при изпълнението на бъдещи проекти

•Успешното реализиране на проекта ще бъде база за хабилитация на ръководителя, а натрупаните знания и изследователскки опит ще помогнат на участниците докторанти за успешно завършване и защита на дисертационните работи.

Благодаря за вниманиетоБлагодаря за вниманието

В тази презентация са използвани материали от:В тази презентация са използвани материали от:– www.epma.com –Европейска асоциация по прахова –Европейска асоциация по прахова

металургияметалургия– http://www.mpif.org/ - - Американска асоциация по прахова Американска асоциация по прахова

металургияметалургия– H. Danninger, B. Weiss.H. Danninger, B. Weiss. ULTRA HIGH CYCLE FATIGUE ULTRA HIGH CYCLE FATIGUE

PROPERTIES OF SINTERED STEELS PROPERTIES OF SINTERED STEELS , , Powder Metallurgy Powder Metallurgy Progress, Vol.1 (2001), No 1, pp19-40Progress, Vol.1 (2001), No 1, pp19-40

– Claude Bathias, Paul S. Paris. Gigacycle Fatigue in Mechanical Claude Bathias, Paul S. Paris. Gigacycle Fatigue in Mechanical Practice. Marcel Dekker. 2005. ISBN: 0-8247-2313-9Practice. Marcel Dekker. 2005. ISBN: 0-8247-2313-9

– Д.М.Димитров. Структорно състояние и свойства на легирани Д.М.Димитров. Структорно състояние и свойства на легирани порести сплави на база порести сплави на база AstaloyCrL AstaloyCrL след спичане и химико-след спичане и химико-термична обработка. Дисертация за ОНС “Доктор” 2009термична обработка. Дисертация за ОНС “Доктор” 2009