Моделирование процесса отслоения краски и окисных загрязнений от металлических поверхностей при диэлектрическом нагреве с использованием конечно-элементной системы «Marc»

Авторы

  • Александр Сергеевич Попов Иркутский государственный университет путей сообщения
  • Максим Сергеевич Попов Иркутский государственный университет путей сообщения
  • Сергей Иванович Попов Иркутский государственный университет путей сообщения

Ключевые слова:

очистка металлических поверхностей, высокочастотное излучение, диэлектрический нагрев, Marc, инженерный анализ, тепло-прочностный анализ, технологический процесс

Аннотация

Рассматривается процесс отслоения покрытий металлических деталей при их очистке. Метод очистки основан на перепаде температур внутри детали (подложки) и покрытия, который приводит к возникновению температурных напряжений, в том числе за счет различий в теплофизических характеристиках покрытия и подложки. Описаны параметры внешнего электромагнитного поля и электрофизические характеристики материалов покрытий металлических поверхностей, влияющие на нагрев в электромагнитных полях ВЧ-диапазона. При оценке эффективности очистки металлических поверхностей значение имеют температура начала отслоения при заданной плотности теплового потока через поверхность и характер изменения теплового сопротивления материала, обусловленного его терморазрушением. Проведен инженерный анализа отслоения краски и окисных загрязнений с металлических поверхностей под воздействием электрического поля высокой частоты с использованием конечно-элементной системы Marc. Произведён расчёт теплового и напряжённо-деформированного состояния. Анализ проводится методом конечных элементов в термомеханической постановке. Рассматривается диэлектрический метод нагрева. Производится вычисление полей температур и напряжённо-деформированного состояния, с целью прогнозирования отслоения покрытия от металлической поверхности. Проведение расчётов поможет снизить число физических испытаний и будет способствовать экономии средств на разработку технологических процессов. Данные расчетов позволяют дать рекомендации по оптимизации параметров ВЧ очистки металлических поверхностей от краски и окисных загрязнений диэлектрическим методом на промышленном оборудовании. Результаты моделирования могут найти широкое применение при разработке технологических процессов очистки, металлических поверхностей от краски и окисных загрязнений в поле высокой частоты.

Библиографические ссылки

Пат. 194234 Рос. Федерация. Установка для нанесения полимерных порошковых покрытий. Попов М.С., Попов А.С., Лившиц А.В. и др. № 2019118169 ; заявл. 11.06.2019 ; опубл. 03.12.2019. Бюл. № 34.

Analysis of failures of bearings of axle box unit with polyamide cages and prospects of increasing their service life / D.V. Butorin, N.G. Filippenko, A.V. Livshits et al. // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. 2020. С. 012010. DOI:10.1088/1757-899X/760/1/012010.

Высокочастотная электротермия : справочник / под редакцией А.В. Донского М. : Машиностроение, 1965. 156 с.

Лившиц А.В. Управление технологическими процессами высокочастотной электротермии полимеров // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2015. №. 3. С. 120–126.

Лившиц А.В., Филиппенко Н.Г., Каргапольцев С.К. Высокочастотная обработка полимерных материалов. Организация систем управления. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2013. 172 с.

Филиппенко Н.Г. Автоматизация управления процессом высокочастотной обработки полимерных материалов : дис. … канд. тех. наук. Иркутск, 2012. 158 с.

Ларченко А.Г. Система автоматизированного управления высокочастотным диагностированием изделий из полимерных материалов // Автоматизация. Современные технологии. 2015. № 8. С. 3–8.

Экспериментальные исследования возможности восстановления изделий из полимерных материалов / С.И. Попов, А.В. Лившиц, Н.Г. Филиппенко // Транспортная инфраструктура Сибирского региона: материалы третьей всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2013. С. 430–437.

Коляно Ю.М., Кулик А.Н.. Температурные напряжения от объемных источников. Киев : Наукова думка, 1983. 288 с.

Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М. : Наука, 1966. 636 с.

Попов С.И. Автоматизация управления технологическими процессами восстановления эксплуатационных свойств полимеров : дис. … кан. тех. наук. Иркутск, 2013. 150 с.

Ларченко А.Г., Филиппенко Н.Г. Высокочастотное диагностирование машиностроительных изделий из полимерных материалов // Технология машиностроения. 2020. № 11. С. 55–63.

Александров А.А. Моделирование остаточных напряжений при закалке алюминиевых сплавов // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Иркутск, 2017. Т. 1. С. 391–396.

Ларченко А.Г. Оценка качества изделий из полимерных материалов машиностроительного назначения // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2019. Т. 23. № 3 (146). С. 463–471.

Буторин Д.В. Автоматизация управления процессами высокочастотной обработки полимерных материалов разной степени полярности : автореф. дис. … канд. техн. наук. Красноярск, 2018.

Баканин Д.В. Автоматизация электромагнитной модификации полимеров воздействием импульсного ВЧ-поля // ХIV Ежегодая научная сессия аспирантов и молодых ученых : материалы Всерос. науч. конф. Вологда, 2020. С. 175–178.

Alexandrov A.A. Modeling of non-uniform distribution of thermal residual stresses // VI International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway : conference proceedings. China ; Irkutsk, 2018. С. 464–466.

Опубликован

2021-09-30

Как цитировать

Попов, А. С., Попов, М. С., & Попов, С. И. (2021). Моделирование процесса отслоения краски и окисных загрязнений от металлических поверхностей при диэлектрическом нагреве с использованием конечно-элементной системы «Marc». Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, (3(71), 34-48. извлечено от http://ojs.irgups.ru/index.php/stsam/article/view/285

Выпуск

Раздел

Машиностроение, машиноведение и энергетические системы