Гидравлика. правильные ответы Материалы и детали. Экзаменационные билеты по Материалы и детали

• Название: Экзаменационные билеты по Материалы и детали
• Анкор: Гидравлика
• Дата: 11.01.2022
• Размер: 376.18 Kb.
• Имя файла: правильные ответы Материалы и детали.docx
• Тип: Экзаменационные билеты; #328131
• страница: 2 из 3

Механические поверхностные покрытия

Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

Химические поверхностные покрытия 

Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты.   Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

Легирование и металлизация

В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.

Изменение состава окружающей среды

В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования - защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

2) Вещества, введение которых уменьшает агрессивность коррозионной среды называют, и принцип их действия?

3) При обнаружении коррозии на элементе летательного аппарата, опишите процесс устранения и локализации коррозионного очага на летательном аппарате.

Билет № 19.

1. 
   Что такое композитный материал?Из чего состоит композитный материал (свойства составных частей композита)?
   

Компози́т (компози́тный материа́л) — неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.

Композиционный материал – конструкционный (металлический или неметаллический) материал, в котором имеются усиливающие его элементы ввиде нитей, волокон или хлопьев более прочного материала. Примеры композиционных материалов: пластик, армированный борными, углеродными, стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий, армированный нитями стали, бериллия. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно получать композиционные материалы с требуемымизначениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.

2. 
   Способ его получения в авиационной промышленности (особенности).
   

Их применение актуально везде, где важны легкость и прочность, в первую очередь в авиации: от веса самолета напрямую зависит расход топлива

Композиционные материалы совершенствуются: прочность и легкость материала зависят от инжиниринга детали, вида наполнителя. Разработчики постоянно улучшают параметры углеродных волокон, меняют типы выкладок и совершенствуют технологии формования.

Чтобы производить термостойкие материалы, получают новые полимеры.

3. 
   Область применения композитных материалов в авиастроении? Тенденции использования композита на ВС.
   
• 
  В конструкции самолета из композиционных материалов можно изготовить фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, мотогондолу, детали интерьера. Чаще для самолетов применяется более легкий углепластик, а стеклопластик — для ненагруженных деталей и носового обтекателя. Стеклопластик тяжелее, чем углепластик, и менее прочный, но он значительно дешевле. Носовой обтекатель самолета делают из стеклопластика, так как эта деталь должна пропускать радиоволны, а углеволокно проводит ток и создает помехи.
  

Билет № 20.

1)Недостатки композитных материалов в аиастроении?

1. 
   анизотропия – одни и те же свойства могут в десятки раз различаться в зависимости от направления внешнего воздействия (вдоль волокон или поперек);
   
2. 
   большой удельный объем;
   
3. 
   гигроскопичность; так как КМ неоднородны по определению, то они имеют свойство впитывать влагу;
   
4. 
   токсичность; при изготовлении и эксплуатации данные материалы способны выделять вредные для здоровья человека пары;
   
5. 
   высокая цена; это объясняется тем, что при производстве композитных материалов довольно часто используется дорогостоящее оборудование, что отражается на их себестоимости.
   

2)Процентная доля композиционных материалов в составе конструкции самолетов А350 и B787 Dreamliner? Как использование композита повлияло на характеристики?

В современных самолётах этих двух корпораций А350 (Рис.5) и В787 Dreamliner (Рис.6) доля композиционных материалов по массе превышает 50%. В конструкции A350 52 % от веса самолёты будут составлять композиционные материалы

Применение композиционных материалов обеспечивает новый качественный скачок в увеличении мощности двигателей, энергетических и транспортных установок, уменьшении массы машин и приборов. Высокомодульные карбоволокниты применяют для изготовления деталей авиационной техники, карбоволокниты с углеродной матрицей заменяют различные типы графитов. Они применяются для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры.

3) В чем состоит преимущество композитного крыла самолета МС-21?

МС-21 задумывался как инновационный самолет. Главная из инноваций: впервые в России и, более того, ранее чем у многих ведущих авиационных производителей самолет будет иметь композитное крыло. Принципиально важно, что речь идет не просто о широком применении композитов, а о их использовании в высоконагруженных конструкциях. Это в свою очередь оказывает существенное влияние на аэродинамическую компоновку и на аэродинамику самолета. Традиционно аэродинамики стараются увеличить удлинение крыла (отношение размаха крыла к средней хорде крыла), поскольку это способствует уменьшению сопротивления. Однако это стремление упирается в увеличение массы конструкции, что заставляет искать оптимум, компромисс. Исследования подтвердили, что композитная конструкция позволяет заметно увеличить удлинение крыла по сравнению с металлическими конструкциями, — что и реализуется на МС-21. Типовое удлинение крыла у самолетов прошлого поколения около 8–9, в современных самолетах — 10–10,5, а на МС-21 закладывается 11,5. В результате аэродинамическое качество — а это основной параметр, характеризующий совершенство самолета, — на больших скоростях полета у МС-21 выше, чем у лучших современных аналогов, на 5–6%. По нынешним меркам это большое преимущество. Отсюда существенная экономия топлива, увеличенная крейсерская скорость и высота полета. Таким образом, главная особенность данного самолета заключается в так называемом «черном» (композитном) крыле лайнера. Из композитов у МС-21будут сделаны также отдельные элементы фюзеляжа, центроплан и оперение (см. рис.9). По сравнению, например, с российским самолетом Ту-204, у которого доля углеродных композитов в массе планера составляет 14%, у нового лайнера это число увеличено почти до 40%.

Билет № 21.

1. 
   Что такое пружинящие элементы (назначение, конструкция и особенности)?
   

Пружинящие элементы представляют из себя упругие изделия, особенностью которых является самостоятельное восстановление первоначальной формы после воздействия на них нагрузок, приводящих к деформации.

Используется для компенсации размерных неточностей, износа, снятия вибраций, как накопитель энергии, для простого измерения давления, веса, усилий и ускорений; предохранения от ударов и перегрузок.

2. 
   О сновные типы пружинных элементов (указать примеры).
   
• 
  витые цилиндрические (винтовые);
  
• 
  
  
• 
  витые конические (амортизаторы);
  
• 
  спиральные (в балансе часов);
  
• 
  плоские;
  
• 
  п ластинчатые (например, рессоры);
  
• 
  тарельчатые;
  
• 
  волновые
  
• 
  торсионные;
  
• 
  жидкостные;
  
• 
  газовые.
  

3) Из каких материалов изготавливают пружины и почему именно эти материалы используются?

Для производства пружин применяют различные материалы: твердые материалы (рессоры из металла), газообразные (воздух в шинах транспортных средств) и гидравлические (масляные амортизаторы). Однако, когда речь идет о пружинах, то чаще всего подразумеваются изделия из твердых материалов, преимущественно различных металлов и сплавов — латуни, различных сталей, бронзы. Однако в некоторых случаях применяются и пружины из специальных сплавов, армированных пластмасс, резины.

Билет № 22.

4) Применение пружинных элементов в авиационной сфере?

5) Что такое подшипник (конструкция, назначение, особенности)?

Подши́пник (от «под шип») — сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции^[1].

Главное предназначение подшипника – фиксация вала в пространстве и обеспечение его свободного вращения, качения или линейного смещения. При этом достигается минимальный уровень потерь энергии, затрачиваемой на преодоление силы трения. Отдельные виды подшипников могут использоваться для приема и передачи механической нагрузки на другие конструктивные элементы машины.

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение

5. 
   Виды подшипников (их особенности и область применения).
   

• 
  шариковые,
  
• 
  роликовые цилиндрические,
  
• 
  роликовые конические,
  
• 
  двухрядные самоустанавливающиеся подшипники,
  
• 
  игольчатые подшипники,
  
• 
  упорные шариковые,
  
• 
  упорные роликовые.
  

Область применения

• 
  редукторы,
  
• 
  двигатели внутреннего сгорания,
  
• 
  системы рулевого колеса,
  
• 
  тормозные системы,
  
• 
  опоры осей,
  
• 
  двигатели для моторных лодок,
  
• 
  электроинструмент,
  
• 
  копировальная техника,
  
• 
  факсовые аппараты,
  
• 
  агрегаты для продвижения бумажного листа,
  
• 
  держатели для бумажных полотенец,
  
• 
  спортивные тренажёры...
  

Билет № 23.

1. 
   Назначение трубопроводов и их конструкция.
   

Трубопрово́д — инженерно-техническое сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, пылевидных и разжиженных масс, а также твёрдого топлива и иных твёрдых веществ в виде раствора под воздействием разницы давлений в поперечных сечениях трубы.

2. 
   Основные виды трубопроводов и их особенности (классификация трубопроводов по назначению).
   

В зависимости от вида прокладки и/или перехода (типа опирания)^[3]

• 
  надземный/наземный^[4] — укладывается выше уровня земли на отдельных опорах. Может быть арочный^[5], висячий^[6], балочный.
  
• 
  подземный — укладывается непосредственно на грунт в траншеях, канавах, насыпях, штольнях, на опорах в тоннелях и дюкерах^[7];
  
• 
  подводный — укладывается по дну водоёмов, рек или в траншеях, прорытых на дне^[8];
  
• 
  плавающий — укладывается на поверхности болот, а также озёр, рек и других водоёмов с креплениями к поплавкам (чаще пластмассовым)^[9].
  

В зависимости от транспортируемой среды
Аммиакопровод — предназначается для транспортировки аммиака. В России и на Украине функционирует экспортный магистральный аммиакопровод Тольятти — Одесса.

• 
  Водопровод — предназначен для обеспечения водой населения, промышленных предприятий, транспорта^[10]. В зависимости от видов потребления бытовых и промышленных нужд трубопроводы водоснабжения различают по органолептическим свойствам и пригодности для питья: хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные, поливные^[10].
  
• 
  Газопровод — предназначен для транспортировки попутного нефтяного и природного газа^[10]. Газопроводы предназначаются для передачи на дальние расстояния больших объёмов газа.
  
• 
  Нефтепровод — предназначен для транспортировки сырой нефти. Нефть при этом подвергается подогреву, препятствующему затвердеванию входящих в её состав парафинов^{[источник не указан 3789 дней]}.
  
• 
  Паропровод — технологический трубопровод, предназначенный для передачи пара под давлением, используемого для отопления или работы сторонних механизмов^{[источник не указан 3789 дней]}.
  
• 
  Нефтепродуктопровод — предназначен для транспортировки нефтепродуктов, в том числе бензина и керосина, полученных в результате крекинга. Осуществляется до предприятий, предназначенных для производства нефтепродуктов более высокой переработки. Подобные трубопроводы, чаще всего, применяются в пределах одного предприятия. Для транспортировки нефтепродуктов на большое расстояние, используются специальные автомобильные либо железнодорожные цистерны.
  
• 
  Мазутопровод — трубопровод, осуществляющий транспортировку тяжёлых нефтепродуктов, отходов крекинга. Такие продукты могут использоваться в качестве топочного мазута, а также для переработки в дизельное топливо или даже для дальнейшего отделения лёгких углеводородов^{[источник не указан 3789 дней]}.
  
• 
  Продуктопровод — в общем смысле, трубопровод, предназначенный для транспортировки искусственно синтезированных веществ (в том числе, перечисленных выше), чаще всего — продуктов нефтехимического синтеза. В частном случае может означать систему, предназначенную для доставки по трубам любых пригодных для этого объектов^{[источник не указан 3789 дней]}.
  
• 
  Массопровод — предназначен для транспортировки гидроторфа на торфоразработках, различных сыпучих материалов на складах и промышленных предприятиях, золоудалители теплоэлектростанций и т. п.^[3]
  
• 
  Теплопровод — предназначен для передачи теплоносителя (вода, водяной пар) от источника тепловой энергии в жилые дома, общественные здания и промышленные предприятия^[10]. По расположению относительно зданий и сооружений разделяются на наружные и внутренние^[10]. В зависимости от длины, диаметра и количества передаваемой энергии подразделяются на: магистральные (от источника энергии до микрорайона или предприятия), распределительные (от магистральных до трубопроводов, идущих к отдельным зданиям), ответвления (от распределительных трубопроводов до узлов присоединения местных потребителей тепла)^[10].
  

В зависимости от назначения

• 
  Магистральные трубопроводы — трубопроводы и отводы от них диаметром до 1420 мм (включительно); единый производственно-технологический комплекс, включающий в себя здания, сооружения, его линейную часть, в том числе объекты, используемые для обеспечения транспортировки, хранения и (или) перевалки на автомобильный, железнодорожный и водный виды транспорта жидких или газообразных углеводородов, измерения жидких (нефть, нефтепродукты, сжиженные углеводородные газы, газовый конденсат, широкая фракция лёгких углеводородов, их смеси) или газообразных (газ) углеводородов, соответствующих требованиям законодательства^[11].
  
• 
  Трубопроводы специального назначения — дюкеры и тоннели для прокладки внутри них (при пересечении различных преград) трубопроводов, теплосетей, электрокабелей и т. д.; сюда же относятся различные самонесущие и ограждающие функции и другие специальные трубопроводы^[3].
  

3. 
   Рассказать про способы соединения различных видов трубопроводов в авиационной сфере.
   
• 
  Разъемные способы соединения труб.
  
• 
  Фланцевый способ соединения.
  
• 
  Муфтовый способ соединения.
  
• 
  Неразъемные способы соединения трубопровода.
  
• 
  Сварка труб.
  
• 
  Склеивание труб.
  

Билет № 24.

1. 
   Дать описание разъемному соединению трубопроводов.
   

 Разъемные соединения труб делятся на фланцевые и муфтовые.

Фланцевое соединение используется при соединении ПВХ-труб. При этом применяется фланцевый крепеж из чугуна с резиновой прокладкой. Последовательность работ такая:

1. 
   в месте соединения выполняется обрезание трубы, срез должен получиться идеально ровным, фаску можно не делать;
   
2. 
   на срез надевается свободный фланец;
   
3. 
   резиновая прокладка вставляется таким образом, чтобы она выступала от среза на 10 см;
   
4. 
   фланец накладывается на прокладку и соединяется с ней болтами с ответными фланцами;
   
5. 
   болты закрепляются без приложения лишних усилий.