Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-4-803-811
УДК 629.7.036.621.373
Моделирование процесса корректировки формы роторов шаровых гироскопов
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Тит М.А., Беляев С.Н., Щербак А.Г., Юльметова О.С. Моделирование процесса корректировки формы роторов шаровых гироскопов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 4. С. 803–811. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-4-803-811
Аннотация
Введение. Совершенствование технологии изготовления гироскопических приборов, являющихся автономными датчиками выработки параметров движения объектов, имеет стратегическое значение и является приоритетным направлением развития различных отраслей промышленности. Объектом исследования выступают роторы шаровых гироскопов, геометрические параметры которых предопределяют точностные характеристики прибора. В работе представлены результаты моделирования процесса корректировки формы ротора на стадии его изготовления в процессе напыления функционального покрытия. Метод. Предложенная математическая модель процесса напыления основана на размещении между ротором и источником подвижного экрана с отверстием. Ось экрана лежит на динамической оси ротора и обеспечивает нанесение покрытия на поверхность сферического сегмента. Целью для разработки математической модели послужила необходимость управления геометрией напыляемой поверхности. Управление можно выполнить с помощью экрана с отверстием при использовании точечного источника напыляемого материала. Перемещение экрана или ротора вдоль динамической оси ротора в процессе нанесения дополнительного слоя, а также вращение ротора вокруг динамической оси позволяет в широких пределах и с высокой точностью до сотых долей микрометра регулировать кривизну формируемого покрытия. Основные результаты. Разработана аналитическая модель технологического процесса корректировки формы сферических роторов шаровых гироскопов. Приведено математическое описание, управляющие факторы и значимые параметры процесса. Представлены результаты практической апробации разработанных моделей. Обсуждение. Представленная математическая модель позволяет осуществлять корректировку формы роторов при напылении функционального покрытия, расширяя технологические возможности процесса изготовления и обеспечивая повышение точности роторов.
Ключевые слова: покрытие, корректировка формы, напыление, моделирование, сферический ротор
Список литературы
Список литературы
- Peshekhonov V.G. The outlook for gyroscopy // Gyroscopy and Navigation. 2020. V. 11. N 3. P. 193–197. https://doi.org/10.1134/S2075108720030062
- Gusinsky V.Z., Litmanovich Y.A., Lesyuchevsky V.M. Spacecraft attitude determination using electrostatically suspended gyros // IFAC Proceedings Volumes. 2001. V. 34. N 15. P. 26–31. https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)40700-2
- Ландау Б.Е., Белаш А.А., Гуревич С.С., Левин С.Л., Романенко С.Г., Цветков В.Н. Электростатический гироскоп в системах ориентации космических аппаратов // Гироскопия и навигация. 2021. № 3. С. 69–79. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0071
- Юльметова О.С. Ионно-плазменные и лазерные технологии в гироскопическом приборостроении: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. СПб.: ГНЦРФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. 244 с.
- Grigoriev S., Vereschaka A., Zelenkov V., Sitnikov N., Bublikov J., Milovich F., Andreev N., Sotova C. Investigation of the influence of the features of the deposition process on the structural features of microparticles in PVD coatings // Vacuum. 2022. V. 202. P. 111144. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111144
- Maksakova O., Simoẽs S., Pogrebnjak A., Bondar O., Kravchenko Y., Beresnev V., Erdybaeva N. The influence of deposition conditions and bilayer thickness on physical-mechanical properties of CA-PVD multilayer ZrN/CrN coatings // Materials Characterization. 2018. V. 140. P. 189–196. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.03.048
- Фомичев А.М., Щербак А.Г., Юльметова О.С., Беляев С.Н. Устройство для напыления тонкопленочных покрытий на сферические роторы электростатического гироскопа. Патент RU2555699C1. Бюл. 2015. № 19.
- Ou Y.X., Wang H.Q., Ouyang X., Zhao Y.Y., Zhou Q., Luo C.W., Hua Q.S., Ouyang X.P., Zhang S. Recent advances and strategies for high-performance coatings // Progress in Materials Science. 2023. V. 136. P. 101125. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2023.101125
- Махаев Е.А., Рябова Л.П., Чесноков П.А., Щербак А.Г., Кузнецов С.А., Мартюшов Г.Г. Разработка конструкции и технологии изготовления ротора криогироскопа // Материалы XXX конференции памяти Н.Н. Острякова. Санкт-Петербург, 2016. С. 116–123.
- Dubrovskiy A.R., Okunev M., Makarova O., Kuznetsov S. Corrosion resistance of the substrates for the cryogenic gyroscope and electrodeposition of the superconductive niobium coatings // Journal of Physics: Conference Series. 2017. V. 857. N 1. P. 012008. https://doi.org/10.1088/1742-6596/857/1/012008
- Tit M.A., Yulmetova O.S., Sisyukov A.N. Analysis of niobium thin film modification based on thermodynamic approach // Proc. of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 1049–1052. https://doi.org/10.1109/eiconrus49466.2020.9038932
- Тит М.А., Беляев С.Н. Влияние стехиометрического состава на функциональные характеристики тонкопленочных поверхностных структур на узлах гироскопических приборов // Вопросы материаловедения. 2019. № 4(100). С. 78–90. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2019-100-4-78-90
- Tit M.A., Yulmetova O.S., Andreeva V.D., Sisyukov A.N., Yulmetova R.F. Application of niobium nitride thin films for improvement of performance characteristics of cryogenic gyroscope // Proc.of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2021. P. 1232–1235. https://doi.org/10.1109/ElConRus51938.2021.9396714
- Scherbak A.G., Yulmetova O.S., Contrast image formation based on thermodynamic approach and surface laser oxidation process for optoelectronic read-out system // Optics & Laser Technology. 2018. V. 101. P. 242–247. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.11.030
- Yulmetova O.S., Scherbak A.G. Composition analysis of thin films formed on beryllium surfaces under pulsed laser action by the method of chemical thermodynamics // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. V. 97. N 9-12. P. 3231–3236. https://doi.org/10.1007/s00170-018-2216-2
- Yulmetova O.S., Tumanova M.A. Laser marking of contrast images for optical read-out systems // Journal of Physics: Conference Series. 2017. V. 917. N 5. P. 052007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/5/052007
- Yulmetova O.S., Tit M.A., Sisyukov A.N., Yulmetova R.F. Comparative analysis of electrochemical and laser marking for gyroscopic application // Proc. of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 1053–1055. https://doi.org/10.1109/EIConRus49466.2020.9039076
- Chen L., Zhao Y., Song B., Yu T., Liu Z. Modeling and simulation of 3D geometry prediction and dynamic solidification behavior of Fe-based coatings by laser cladding // Optics & Laser Technology. 2021. V. 139. P. 107009. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107009
- Katranidis V., Gu S., Allcock B., Kamnis S. Experimental study of high velocity oxy-fuel sprayed WC-17Co coatings applied on complex geometries. Part A: Influence of kinematic spray parameters on thickness, porosity, residual stresses and microhardness // Surface and Coatings Technology. 2017. V. 311. P. 206–215. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.01.015
- Sahoo D.K., Neupane N., Chaudhary S. Predicting the coating geometries of friction surfaced aluminium cladding over carbon steel by artificial neural network modeling // Materials Today: Proceedings. 2023. in press. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.01.056
- Paturi U.M.R., Cheruku S., Geereddy S.R. Process modeling and parameter optimization of surface coatings using artificial neural networks (ANNs): State-of-the-art review // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 38. Part 5. P. 2764–2774. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.695
- Тит М.А., Ландау Б.Е., Филиппов А.Ю., Щербак А.Г. Способ изготовления ротора шарового гироскопа. Патент RU2743492C1. Бюл. 2020. № 5.
