Методи бінаризації та дослідження їх впливу на фрактальну розмірність функціональних покриттів

Важливим етапом при фрактальному аналізі є бінаризація, яка являє собою операцію порогового розділення і результатом якої є бінарне зображення. Мета роботи - вивчення та програмна реалізація методів бінаризації зображень та дослідження впливу цих методів на значення фрактальної розмірності функціональних покриттів. Проаналізовано ряд зображень функціональних покриттів, визначено фрактальну розмірність зображення методом Box Counting при різних порогах бінаризації та при застосуванні різних методів бінаризації (бінаризація з нижнім та верхнім порогом, з подвійним обмеженням, та метод середнього для визначення оптимального порогу бінаризації) до вхідних зображень. Розроблено та програмно реалізовано методи бінаризації зображень, обчислено фрактальну розмірність бінарних зображень та досліджено вплив цих методів на значення фрактальної розмірності функціональних покриттів.

Metals heat treatment model = Модель термічної обробки металів

Cерйозне скорочення лабораторних і дослідно-експериментальних досліджень можна здійснити шляхом розробки нових моделей термічної обробка металу на основі застосування багатопроцесорних обчислювальних комплексів. Розглянуто проблему розробки моделі теплової обробки металів на основі багатопроцесорних систем. Отриманий метал застосовується для виготовлення високоміцних кріпильних виробів методом холодного об'ємного штампування без завершуючої термічної обробки. В основу моделі покладено спосіб термічної обробки металу з низько- й середньовуглецевих сталей, призначених для холодної висадки. Застосування моделі має на меті поліпшення технологічних властивостей заготовок за рахунок забезпечення високої дисперсності й однорідності структури зразка за усією площиною його перерізу. Технічний результат, який досягається при впровадженні запропонованої моделі, полягає в тому, що забезпечується висока дисперсність і однорідність структури зразка. Технологічний процес термічної обробки сталі характеризується високою продуктивністю, малим енергоспоживанням, поліпшеними експлуатаційними характеристиками. Застосування установки для реалізації режиму сфероїдизуючого відпалу зумовлює рівномірний розподіл глобул цементита у ферритній матриці, а значить забезпечує необхідні механічні властивості металу для його подальшої холодної деформації. Програмні засоби багатопроцесорної обчислювальної системи дозволяють контролювати температурні режими, як за усією площиною перерізу зразка, так і за його довжиною. Контроль таких температурних режимів здійснюється в центрі площини перерізу зразка. Проведено експериментальні дослідження термічної обробки металовиробу. Для випробування функцій запропонованої моделі було проведено декілька експериментів, коли дріт діаметром 20 мм із сталі 20Г2Г піддавався термічній обробці. Експериментальні дослідження показали, що метал, зберігаючи необхідну твердість, має необхідні властивості еластичності. Крім того, проведені експерименти показали, що початкова структура сталі певним чином впливає на подальше структуроутворення та механічні властивості матеріалу.

Визначення обсягів розплаву та шлаку під час плавки в феросплавній печі

Представлено модель міжфазового переходу шихтових матеріалів, що відбувається внаслідок їх нагрівання з метою визначення кількості одержаних рідких феросплавів та шлаку в динаміці процесу. Запропоновано методику та математичні залежності для розрахунку кількості розплаву, що накопичується у подині ванни руднотермічної печі. За таким показником дає можливість в подальшому управляти технологічним процесом зливу готової продукції за цим показником.

Аналіз впливу технологічних параметрів виплавки сталі у кисневих конвертерах верхньої продувки на окисленість металу

Наведено результати статистичного аналізу паспортів плавок з метою оцінки впливу технологічних параметрів виплавки сталі в кисневому конвертері з верхньою продувкою на окисленість сталі перед випуском з конвертеру. За результатами кореляційного аналізу визначено параметри виплавки сталі, які мають найбільший вплив на вміст кисню в сталі. Із використанням регресійного аналізу створено математичну модель для прогнозування вмісту кисню в сталі перед випуском сталі.

Шляхи підвищення надійності вузлів прокатного стану

Встановлено вплив конструктивних параметрів різьбового з'єднання на його ККД. Розраховано залежність ККД різьбового з'єднання від кута тертя в різьбі. Дані рекомендації по використанню марки бронзи при виготовленні гайки гвинтової пари натискного механізму обтискного стану Слябінг 1150.

Термодинамические закономерности восстановления хрома смесями СН4+Н2O и CH4+CO2

Выполнен термодинамический анализ восстановления оксида хрома смесями СН4-СО2, СН4-Н2О с целью определения оптимальных условий, обеспечивающих получение губчатых лигатур с низким содержанием углерода. Проанализировано влияние частичной замены метана углеродом на термодинамическую предпочтительность процесса. Предложена физико-химическая модель участия молекулы СН4 в процессе восстановления. Рассмотрены термодинамические особенности восстановления при различных соотношениях СН4 : (Н2O, CO2, O2), а также составах смеси (Н2О+СО2+О2), которые обеспечивают условия для твердофазного восстановления оксидов и разрушения карбидов продукта.

Механічне подрібнення компонентів силікомарганцевої шихти для підвищення показників відновлювальності

Наведено результати досліджень огрудкування шихтових матеріалів для виплавки силікомарганцю при попередньому механічному активуванні при подрібненні в дезінтеграторі. Постановка дослідження пов'язана з необхідністю забезпечити ефективну роботу печей, що виплавляють феромарганець і силікомарганець, що досягається при використанні однорідної за розміром та складом сировини. Небажаними в шихті є тонкоподрібнені фракції, які знижують пористість шихти, що призводить до зростання енергоспоживання на тонну сплаву, підвищеного задимлення і запилення. Раціональним способом огрудкування дрібних матеріалів є брикетування. Обгрунтовано основні технологічні вимоги попередньої підготовки шляхом брикетування. Показано що використання у якості в'яжучої речовини гідролізного лігніну забезпечує одержання міцних брикетів. Дослідженням кінетики сумісного вуглецевотермічного відновлення марганцю і кремнію при температурах 1250 - 1600 <$E symbol Р>С з безперервним контролем втрати ваги наважкою шихти показано, що степінь відновлення брекитованої, механічно активованої шихти в 1,5 - 1,8 рази вище відновлювальності шихти з крупністю компонентів 3 - 0 мм і в 2 - 3 рази вище степіні відновлення заводської шихти.

Статистичний аналіз точності товщини стінки гарячедеформованих труб

Виконано статистичний аналіз розкиду товщини стінки обсадних труб, прокатаних на трубопрокатному агрегаті з автоматстаном. Доведено, що ефективним способом мінімізації симетричної компоненти різностінності є оптимізація режимів деформації вздовж стінки труб.

Енергоефективні рішення подового електроду дугової сталеплавильної печі постійного струму

Проведено чисельні дослідження електровихрових течій (ЕВТ) в сталеплавильній ванні дугової печі постійного струму і теплопередачі з фазовим переходом через подовий електрод (ПЕ). Щільність теплового потоку в ПЕ і локальна швидкість ЕВТ в анодній ямі становлять 1,8 - 2 МВт/м<^>2 і 0,75 м/с, відповідно. Рівноважна товщина твердої сталевої частини ПЕ знаходиться в критичній залежності від ширини мідно-сталевої перехідної зони, яка має не перевищувати 20 - 25 мм. Вдосконалено технологію виготовлення ПЕ з вузькою перехідною зоною методом двостадійного електрошлакового наплавлення міді на сталеву заготовку, що забезпечує сталу експлуатацію ПЕ та підвищення енергоефективності печі.

Математичне моделювання розподілення аргону у проміжному ковші з металевим розплавом під час наповнення

Наведено математичний опис розповсюдженого на металургійних комбінатах процесу наповнення проміжного ковша з подачею аргону в падаючий стовп металевого розплаву. Металургійні заводи використовують проміжний ківш для надійного постачання розплаву в машину неперервного лиття заготовок. Також важливим завданням проміжного ковша є видалення неметалевих включень за допомогою аргону, який вдувається в потік розплаву, падаючий з сталерозливного ковша. Гарне розподілення аргонних бульбашок у проміжному ковші впливає на швидке видалення небажаних компонентів розплаву, наприклад водню і азоту. З огляду на необхідність спливання газу швидкість розплаву в проміжному ковші повинна бути достатньо низькою. Проведення дослідів під час роботи металургійного заводу є небажаним, коштовним і супроводжується складнощами, пов'язаними з високою температурою та непрозорістю розплаву. Тому часто досліди процесу проводять у лабораторіях на, так званих, холодних моделях, де розплав заміняють водою, аргон - повітрям, а ківш - прозорою ємністю прямокутної форми при виконанні умов спорідненості. Недивлячись на очевидні переваги такого холодного моделювання сьогодні більшість дослідів все таки проводять на математичних моделях, які є значно дешевшим і низькопомилковим способом передбачення розвитку означеного процесу в різних умовах. Математичне моделювання руху розплаву допомагає обрати оптимальну геометрію проміжного ковша, а також необхідну кількість аргону. Запропоновано використовувати рівняння розсіювання-перенесення для поля аргону і рівняння Нав'є-Стокса - для поля швидкості. Розв'язок методом кінцевих об'ємів є добре перевіреним і забезпечує достатню точність. До того ж цей метод легко розпаралелити для пришвидшення обчислень на сучасних багатоядерних процесорах. Програмний додаток з графічним інтерфейсом користувача дозволяє відобразити стан системи на екрані для подальшого огляду і прийняття рішень щодо технологічного впровадження.

Истечение шихтовых материалов из конусного затвора загрузочных устройств доменной печи

Пропускная способность загрузочного устройства имеет значительное влияние на параметры загрузки и хода доменной печи. Во многом характеристиками загрузки регулируется сход шихты и показатели плавки. В связи с этим, определение объемного расхода шихтовых материалов, проходящих через конусный затвор загрузочного устройства доменной печи, является актуальной научно-технической задачей. Цель работы - вывод аналитической зависимости, определяющий объемный расход шихтовых материалов, проходящий через зазор большого конуса. Метод определения объемного расхода шихты, предложенный авторами, позволяет определять фактическую крупность шихты, поступающей на поверхность засыпи колошника доменной печи.

Холодна прокатка попередньо профільованих штаб з алюмінієвого сплаву EN AW-1050

Виконано експериментальні дослідження з холодної прокатки штаб профільованого поперечного перерізу з алюмінієвого сплаву EN AW-1050. Показана можливість формування гетерогенних властивостей в плоскій алюмінієвій штабі шляхом холодної пластичної деформації та визначено максимальні середні значення приросту основних показників механічних властивостей на окремих елементах штаби.

Оцінка ефективності видалення неметалевих включень за рахунок використання відцентрових сил на різних етапах виробництва сталі

Розглянуто методи видалення неметалевих включень зі сталі на різних етапах її виробництва: у сталерозливному ковші, промковші й кристалізаторі МБЛЗ. Запропоновано класифікувати методи рафінування сталі від неметалевих включень на дві групи: механічні (продувка сталі інертним газом, установка електромагнітних мішалок та ін.) і фізико-хімічні (модифікування, обробка шлаками, раціональні режими розкислення). Особливу увагу приділено методам, спрямованим на створення в металі вихру, усередині якого відбувається перенос включень до його осі. Мета роботи - визначення ефективності використання відцентрових сил для видалення неметалевих включень на різних етапах виробництва сталі. Виконано розрахунки тривалості переносу НВ різних розмірів до осі вихору, що обертається із різною швидкістю. Проаналізовано витрати енергії на формування вихору та виконано оцінку можливість використання кінетичної енергії струменя, що витікає з сталерозливного ковша у ротаційну камеру промковша.

Оптимизация состава шихты при производстве марганцевых агломератов

Отечественные марганцевые руды подвергаются обогащению. Полученные при этом концентраты представлены мелкой фракцией, которую перед рудовосстановительной плавкой подвергают окускованию с помощью метода агломерации. Приведена математическая модель стоимостной оптимизации состава шихты при спекании марганцевого агломерата из концентратов различных сортов с учетом переработки заводских техногенных отходов. Разработанный алгоритм позволяет находить компромиссные решения при варьировании долевым соотношением шихтовых компонентов в аглошихте их химическим составом, выходом твердого остатка из каждого компонента шихты.

Термодинамическое моделирование углеродотермического восстановления хромита железа

Выполнен термодинамический анализ основных реакций в системах Cr - O - C и Cr - Fe - O - C, протекающих с образованием металлической и карбидной фаз различного состава. Определены температуры начала восстановления хромита Cr2FeO4 в условиях образования металлического продукта и карбидов при использовании в качестве восстановителей твердого углерода, карбида железа и карбида хрома. Подтверждена гипотеза о последовательности восстановления железа и хрома из хромита при температурах, исключающих появление жидких фаз. Предложена вероятная схема формирования металлической и карбидной фаз. Выполнено термодинамическое моделирование углеродотермического восстановления хромита железа при различном соотношении O/C, а также при введении в систему дополнительно Fe3O4 и Cr2O3.

Конструктивні рішення по зниженню об'ємних втрат робочої рідини в шестеренних насосах підживлення аксіально-поршневих гідромашин

Розглянуто конструктивні рішення стосовно зниження об'ємних втрат робочої рідини в шестеренних насосах підживлення аксіально-поршневих гідромашин. Запропоновано спосіб компенсації торцевого зазору з застосуванням пластини компенсації торцевого зазору, що складається з робочої поверхні і пружнодемпфуючого елемента, у якому додатково розташовані канали й камери гідростатичного піджиму. Проведено аналіз сил, що діють на пластину компенсації торцевого зазору і обгрунтовано їх оптимальне співвідношення, яке забезпечує величину торцевого зазору, що зумовлює мінімальні об'ємні втрати робочої рідини в качаючому вузлі насосу підживлення і забезпечує збільшення його експлуатаційної довговічності.

Особливості спікання агломерату при використанні шихти з попередньо підготовленими композитами

Досліджено різні способи спільного, а також роздільного грудкування компонентів шихти. Ця технологія призвела до зменшення кількості фракції 0 - 1 мм та збільшення еквівалентного діаметра гранул; зменшення середньоквадратичного відхилення та коефіцієнта варіації. Найкраща якість агломерату була забезпечена у разі використання композиту з "концентрату - руди - вапна - вапняку", основність якого складала 0,9 - 1,0 одиниць. Запропонована технологія передбачає дозування, змішування та грудкування даного композиту. Залишкова шихта, основністю 1,6 - 1,8 од., дозується та змішується паралельно. Після цього відбувається спільна грануляція композитів в барабані-грануляторі. Паливо, крутістю 0 - 7 мм подається наприкінці грануляції.

Радиационная чувствительность планарных NPN структур, изготовленных на изовалентно легированном германием кремнии (nSiGe)

Исследована радиационная чувствительностьпрп структур, изготовленных на кремнии, легированном германием (nSiGe). Показано, что скорость деградации усилительных свойств тестового планарного транзистора нелинейно зависит как от концентрации изовалентной примеси, так и от дозы <$Ealpha>-облучения, причем характер зависимости определяется шириной базы прибора. Полученные зависимости подтверждают возможность использования nSiGe для изготовления скретных полупроводниковых приборов, устойчивых к действию ионизирующего излучения.

Теоретичні дослідження процесу дроблення крихких матеріалів в молоткових дробарках

Розглянуто процес дроблення твердих і крихких матеріалів шляхом руйнування їх початкової структури ударом і стиранням в дробарках з шарнірно підвішеними молотками та 3 стадії дроблення. Проведено теоретичні дослідження щодо визначення енергопотреб, необхідних для проведення ударно-стираючого дроблення залежно від співвідношення впливу способів ударного руйнування та руйнування тертям. Одержані залежності енерговитрат процесу дроблення від характеристик матеріалу та способу дроблення, які надають змогу застосувати раціональний спосіб дроблення в молоткових дробарках.

Стендовое исследование особенностей электрофизической активизации газового кислородсодержащего потока

Наведено результати стендових досліджень з оцінки кількості іонів (за величиною сили іонного струму), що формуються у разі високовольтної активізації газових струменів, що містять кисень, за їх подачі через кисневу фурму. Встановлено, що у процесі активізації на зрізі сопла фурми утворюється кистьовий розряд, а всередині фурми на електроді - тліючий розряд, що сприяють формуванню у потоці газу заряджених частинок кисню - іонів позитивного й негативного знаку, сила струму яких має яскраво виражену експонентну залежність від відстані до джерела їх утворення (електрода) не залежно від тиску газу або рівня вмісту в ньому кисню. Виявлено, що заглиблення електроду на величину 10 мм сприяє максимілізації значень іонного струму на близьких відстанях до зрізу сопла. А у разі активізації кисневого потоку кількість іонів на початковій ділянці струменя в 4 - 5 разів більше, ніж у разі активізації повітря за однакового продувного тиску, що, ймовірно, пов'язано з кількістю кисню у продувному газі, який перетворюється в іони.