Реєстраційний номер
0826U003558, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
06-08-2026
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Розробка технології відновлення отворів у корпусних деталях сільськогосподарської техніки нанокомпозитними матеріалами
Здобувач
Потоскаєв Олексій Миколайович,
Керівник Сайчук Олександр Васильович
Опонент Тимофеєва Лариса Андріївна
Опонент Пермяков Олександр Анатолійович
Опонент Санін Анатолій Федорович
Рецензент Келемеш Антон Олександрович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Полтавський державний аграрний університет
Опис
Дисертаційна робота присвячена пошуку способів вирішення науково-прикладної задачі підвищення ресурсу корпусних деталей сільськогосподарської техніки за рахунок розроблення нанокомпозитного матеріалу на основі еластомеру Ф-40, а також технології відновлення посадкових отворів під підшипники кочення. Актуальність теми зумовлена високою часткою корпусних деталей у структурі витрат на ремонт машинно-тракторного парку (до 25–30% загальних витрат) та локальним характером їх пошкоджень, що робить доцільним саме відновлення, а не виготовлення нових корпусів. Використання традиційних полімерних композитів стримується їх низькою теплопровідністю, недостатньою термостійкістю та обмеженою адгезією до металевих основ. Це погіршує тепловий стан і довговічність відновлених підшипникових вузлів.
Метою роботи є підвищення довговічності та поліпшення теплового стану посадок підшипників кочення у корпусних деталях сільськогосподарської техніки за рахунок розроблення та наукового обґрунтування технології відновлення отворів нанокомпозитом на основі еластомеру Ф-40, наповненого металевими наночастинками. Для досягнення поставленої мети послідовно вирішено комплекс задач: проаналізовано структуру дефектності корпусних деталей і характер пошкодження посадок «корпус – підшипник»; узагальнено досвід застосування полімерних композитів у відновленні отворів; обґрунтовано вибір еластомеру Ф-40 як матриці та металевих нанонаповнювачів; досліджено деформаційно-міцнісні, адгезійні та теплофізичні властивості нанокомпозиту; розроблено математичні моделі, що описують роботу матеріалу в умовах експлуатаційних навантажень; сформовано раціональні параметри технологічного процесу відновлення та підтверджено ефективність його результатів експериментально й виробничими випробуваннями.
Об’єктом дослідження є плівки, покриття та відновлені посадки типу «корпус – підшипник кочення», сформовані на поверхні отворів корпусних деталей за допомогою нанокомпозиту на основі еластомеру Ф-40. Предметом дослідження виступають деформаційно-міцнісні, адгезійні та теплофізичні характеристики створеного нанокомпозиту, закономірності формування напружено-деформованого стану й теплового поля у відновлених посадках, а також довговічність підшипникових вузлів за умов реальної експлуатації сільськогосподарської техніки.
Методологічною основою роботи є положення інженерного матеріалознавства, теорії міцності й довговічності матеріалів, теорії теплопровідності та механіки руйнування в поєднанні з загальними принципами надійності машин і системним підходом до аналізу технічних об’єктів. Використано теоретичний аналіз наукових публікацій, стандартів та нормативних документів, стандартизовані методики випробувань полімерів (на розтяг, стиск, згин, зсув, відрив) і адгезійних з’єднань «полімер – метал», методики визначення теплостійкості, термостійкості, теплопровідності та температуропровідності полімерних і композиційних матеріалів. Для опису впливу структури композиту і режимів навантаження застосовано регресійний аналіз, багатофакторне планування експерименту й розрахунково експериментальне моделювання теплового стану підшипникових вузлів, відновлених нанокомпозитом.
Наукова новизна отриманих результатів:
- Вперше теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість істотного підвищення теплопровідності, теплостійкості та довговічності полімерних покриттів посадок підшипників кочення за рахунок введення в еластомерну матрицю Ф-40 металевих наночастинок алюмінію та міді;
- Запропоновано та розвинено регресійні моделі, які пов’язують питому роботу руйнування плівок нанокомпозиту, показники міцності й адгезії з концентрацією нанонаповнювачів, параметрами структури та режимами термовпливу;
- Уточнено уявлення про закономірності зміни коефіцієнтів старіння за міцністю та відносним подовженням для нанонаповнених еластомерів у порівнянні з вихідною полімерною матрицею, що дозволило кількісно оцінити зростання термостійкості композиту в 1,8 рази за міцністю та в 1,4 рази за деформацією;
- Розвинуто підходи до моделювання теплового стану підшипникових вузлів з урахуванням підвищеної теплопровідності нанокомпозитного шару, що забезпечує більш рівномірний розподіл температури в зоні контакту «корпус – підшипник».
Практичне значення роботи полягає у створенні нового нанокомпозиту на основі еластомеру Ф-40 складу: 100 мас. ч. еластомеру, 2,0 мас. ч. нанопорошку алюмінію та 1,6 мас. ч. нанопорошку міді, що забезпечує підвищення адгезійної міцності до сталі з 3310 до 9560 Н/м, зростання теплопровідності з 0,56 до 21,8 Вт/(м·К) (у 38,9 рази) та підвищення умовної теплостійкості з ≈100 до ≈123°С.
Дата реєстрації
2026-07-14
Додано/оновлено в НРАТ
2026-07-14 / 2026-09-04
