ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать

Аннотация

Постановка задачи (актуальность работы): в статье представлено исследование процесса формирования параметра «шероховатость поверхности» в технологической системе и адекватное представление параметров микротопографии поверхности с возможностью прогнозирования его изменчивости. Так как при производстве такой ленты как товарной продукции исключаются операции холодной прокатки, термообработки и последующей финишной обработки в виде дрессировки, то процессы контроля и управления формированием требуемой микротопографии поверхности значительно усложняются, поэтому исследование является весьма актуальной проблемой. Цель работы: разработать и апробировать инструмент управления показателем качества «шероховатость поверхности» металлопродукции на основе горячекатаной травленой ленты с применением фрактальной структуры. Используемые методы: для решения поставленной задачи проводили исследования на примере горячекатаной травленой ленты из стали марок Ст3 и 08пс производства Магнитогорского металлургического комбината, рассмотрена модель разложения параметра микротопографии поверхности на самоподобные структуры. В основе математического аппарата в модели предложено использовать преобразование Фурье. Учеными Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова предложен новый подход к описанию параметра шероховатости поверхности Ra на основе фрактальной структуры. Новизна: к элементам новизны относится применение фрактальной структуры при формировании параметра «шероховатость поверхности» горячекатаной травленой ленты. Результат: показан разработанный и апробированный в виде алгоритма фрактализации параметра «шероховатость поверхности» инструмент управления показателем качества металлопродукции. Доказано, что предложенный подход обеспечивает высокую сходимость расчетных и фактических значений исследуемых параметров. Практическая значимость: разработанный подход позволит управлять процессом формирования требуемой микротопографии поверхности металлопродукции.

Ключевые слова

Шероховатость поверхности, показатели качества, фрактал, фрактальная структура, преобразование Фурье, травленная стальная лента.

 

Рубин Г.Ш., Голубчик Э.М., Лукьянова К.С., Стеблянко В.Л. Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия

Дыя Х. Ченстоховский технологический университет, Ченстохов, Польша

1. Генезис научных исследований в области качества металлопродукции / Гун Г.С., Мезин И.Ю., Рубин Г.Ш., Минаев А.А., Назайбеков А.Е., Дыя Х. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №1. С. 92–96.

2. Исследование физико-механических свойств и структуры высокопрочных многофункциональных сплавов инварного класса нового поколения / Чукин М.В., Голубчик Э.М., Гун Г.С., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю., Чукин Д.М., Матушкин А.Н. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова. 2014. №1. С. 43–47.

3. Голубчик Э.М., Кузнецова А.С., Дыя Х. Применение методологии адаптивного управления качеством в процессе объёмной холодной штамповки крепежных изделий из стали с ультрамелкозернистой структурой // Обработка сплошных и слоистых материалов. 2014. № 2. С. 32–41.

4. Разработка теории квалиметрии метизного производства / Г.Ш. Рубин, М.В. Чукин, Г.С. Гун, Д.М. Закиров, И.Г. Гун // Черные металлы. 2012, июль. С. 15-21.

5. Производство высокопрочной стальной арматуры для железобетонных шпал нового поколения / Чукин М.В., Корчунов А.Г., Бакшинов В.А., Барышников М.П., Гун Г.С., Долгий Д.К., Ефимова Ю.Ю., Колокольцев В.М., Копцева Н.В., Куранов К.Ю., Лебедев В.Н., Мезин И.Ю., Полякова М.А., Чукин В.В.; под общ. ред. М.В. Чукина. Москва, 2014.

6. Актуальные проблемы квалиметрии метизного производства в период зарождения шестого технологического уклада / Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин Г.Ш., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г. // Металлург. 2014. № 4. С. 92-95.

7. Научно-педагогическая школа магнитогорского государственного технического университета по управлению качеством продукции и производственных процессов / Гун Г.С., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г., Чукин М.В., Гун И.Г., Рубин Г.Ш. // Качество в обработке материалов. 2014. № 1. С. 5-9.

8. Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин Г.Ш. // Управление качеством в метизном производстве Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 4 (34). С. 106-111.

9. Управление качеством продукции в технологиях метизного производства / Корчунов А.Г., Чукин М.В., Гун Г.С., Полякова М.А. Москва, 2012.

10. Разработка теории квалиметрии метизного производства / Рубин Г.Ш., Чукин М.В., Гун Г.С., Закиров Д.М., Гун И.Г. // Черные металлы. 2012. № 7. С. 15-20.

11. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры из высокоуглеродистых марок стали / Чукин М.В., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. // Черные металлы. 2012. № 12. С. 8-16.

12. Высокопрочная арматура для железобетонных шпал нового поколения / Ушаков С.Н., Чукин М.В., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. // Путь и путевое хозяйство. 2012. № 11. С. 25-27.

13. Стальная проволока / Белалов Х.Н., Клековкин А.А., Клековкина Н.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Полякова М.А. Магнитогорск, 2011.

14. Особенности реологических свойств конструкционных наносталей / Чукин М.В., Гун Г.С., Барышников М.П., Валиев Р.З., Рааб Г.И. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008.№ 1. С. 24-27.

15. Гун Г.С., Чукин М.В. Оптимизация процессов технологического и эксплуатационного деформирования изделий с покрытиями. Магнитогорск, 2006.

16. Производство стальной проволоки / Клековкина Н.А., Клековкин А.А., Никифоров Б.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Зюзин В.И., Кулеша В.А., Савельев Е.В. Белалов Х.Н. Магнитогорск, 2005.

17. Создание и развитие теории квалиметрии металлургии / Гун Г.С., Рубин Г.Ш., Чукин М.В., Гун И.Г., Мезин И.Ю., Корчунов А.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2003. №5. С. 67.

18. Гун Г.С., Пудов Е.А., Иванова Л.Б. Оптимизация процессов обработки металлов давлением по комплексному критерию качества // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982. №8. С. 62.

19. Голубчик Э.М. Адаптивное управление качеством металлопродукции // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова. 2014. №1. С. 63–68.

20. Особенности производства горячекатаной травленой ленты с управляемой шероховатостью поверхности / В.Л. Корнилов, В.Е. Телегин, П.Н. Смирнов, Голубчик Э.М. // Сталь. 2012. №2. С. 51-52.

21. Исследование возможности создания технологии производства горячекатаной травленой ленты с управляемой шероховатостью поверхности / Голубчик Э.М., Хамутских К.С., Телегин В.Е., Шебаршова И.М., Севастьянов А.Г. // Производство проката. 2014. № 11. С. 11–15.

22. Бавыкин О.Б., Вячеславова О.Ф. Комплексная оценка качества поверхности и эксплуатационных свойств изделий из наноматериалов // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров: материалы междунар. науч.-техн. конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ), посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Москва: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2010. Кн. 8. С. 1–5.

23. Мазур И.П. Проблемы контроля качества поверхности при производстве листового проката // Сталь. 2011. № 4. С. 31–36.

24. Особенности использования 3D топографических характеристик поверхности в инженерном деле / Белов В.К., Беглецов Д.О., Губарев Е.В., Денисов С.В., Дьякова М.В., Смирнов К.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова. 2014. №1. С. 73–80.

25. Потапов А.А., Вячеславова О.Ф., Бавыкин О.Б. Особенности разработки технологического процесса изготовления деталей с применением фрактального анализа поверхностного слоя // Механические свойства современных конструкционных материалов: сб. материалов. М.: ИМЕТ РАН, 2012. С. 202-204.

26. Potapov A.A. Application of the Fractal Theory and Scaling Effects During Processing of Low-Contrast Images and Super Weak Signals in the Presence of Intensive Noise // Тр. 11-й междунар.конф. «Забабахинские научные чтения – 2012», посв. 95-летию со дня рождения академика Е.И. Забабахина. Снежинск: РФЯЦ - ВНИИТФ, 2012. С. 311–312.

27. Генералова А.А. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей машин на основе оценки его характеристик с применением теории фракталов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Пенза, 2012. 20 с.

28. Золотаревский С. Ю. Обеспечение единства измерений геометрических параметров шероховатости поверхностей в нанометровом диапазоне методами интерферометрии высокого разрешения: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2015. 33 с.

29. Тихомиров В.П., Горленко О.А., Измеров М.А. Инженерия фрактальных поверхностей: монография. М.: Машиностроение, 2011. 184 с.

30. T. Blachowicz, K. Cwikiel, M. Binkowski, H. Zghidi. Analysis of the three-dimensional TGS crystal spatial inhomogeneity of the fractal structure // Chaos, Solitons & Fractals. Volume 75. June 2015. P. 185–190.

31. Mohamad Ghassem Mahjani, Reza Moshrefi, Ahmad Sharifi-Viand, Ahad Taherzad, Majid Jafarian, Fatemeh Hasanlou, Maryam Hosseini. Surface investigation by electrochemical methods and application of chaos theory and fractal geometry // Chaos, Solitons & Fractals. 91. October 2016. P. 598–603.

32. Cho, Y., Shin, J.-H., Costa, A., Kim, T.A., Kunin, V., Li, J., Lee, S.Y., Yang, S., Han, H.N., Choi, I.S. , Srolovitz, D.J. Engineering the shape and structure of materials by fractal cut // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Volume 111. Issue 49. December 2014. P. 17390–17395.

33. Arman, A. , Ţălu, Ş., Luna, C., Ahmadpourian, A., Naseri, M., Molamohammadi, M. Micromorphology characterization of copper thin films by AFM and fractal analysis // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. Volume 26. Issue 12. December 2015. P. 9630–9639.

34. Лукьянова К.С., Голубчик Э.М., Рубин Г.Ш., Исследование процесса управления качеством горячекатаной травленой ленты на основе фрактальности структуры // Science Time. 2015. №3(15). С. 359–362.

35. Исследование изменений 3D-параметров микротопографии поверхности горячекатаной ленты в процессе травления / Белов В.К., Губарев Е.В., Лукьянова К.С., Голубчик Э.М., Рубин Г.Ш. // Заготовительные производства в машиностроении. 2016. № 3. С. 44–47.

36. Lukyanova K.S, Chukin M.V., Golubchik E.M, Rubin G.Sh. The development of the analysis model for quality indicators of metalware having fractal structure // European Science and Technology [Text]: materials of the XIII international research and practice conference, Munich, April 20th – 21st, 2016 / publishing office Vela Verlag Waldkraiburg – Munich – Germany, 2016. Р. 100–104.

37. Инновационные металлические материалы: монография / под общ. ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016. 371 с.