AP19174909 «Повышение качества контактной стыковой сварки арматурных стержней и разнородных цилиндрических заготовок путем оптимизаций режимов»- н.р. Есиркепова А.Б.
Актуальность
Развитие технологических возможностей метода стыковой сварки соединений.
Целью проекта является повышение качества контактной стыковой сварки при соединении различных металлических заготовок.
Ожидаемые результаты
Будет разработан способ контактной стыковой сварки, которая отличается от существующих универсальностью, производительностью, высокой точностью и качеством сварки, а также широкими технологическими возможностями. Будет создано база данных по выбору параметров режима сварки в зависимости от материала и диаметра соединяемых металлических заготовок.
В качестве потенциальных потребителей предлагаемого способа контактной стыковой сварки рассматриваются отечественные машиностроительные и строительные предприятия.
По результатам проекта будет опубликовано:
— 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.
— 1 статья в рецензируемом зарубежном и (или) отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованном КОКСОН)
— 1 монография.
По результатам исследования будет разработано рекомендации по использованию способа контактной стыковой сварки для соединения различных металлических заготовок.
Непосредственное участие в качестве частного партнера принимает участие ТОО «Механический завод РАПИД» и вносит финансирование в размере не менее 0,1% от суммы проекта и безвозмездно помогает в реализации проекта.
По теме проекта будет завершена докторская диссертация Есиркеповой А.Б. и несколько магистерских диссертации.
На рисунке 1 показана машина МСР-25 для стыковой контактной сварки и технологическая схема сварки.
Рисунок 1 — Машина МСР-25 для стыковой контактной сварки и технологическая схема сварки (а — контактная стыковая машина МСР-25; б -технологическая схема сварки)
На рисунке 2 показаны заготовки для соединения способом контактной стыковой сварки.
На рисунке 3 показан процесс контактной стыковой сварки немерных отрезков арматуры и стальных проволок.
Рисунок 3 — Процесс контактной стыковой сварки (а – подготовка для сварки; б — процесс стыковой сварки; в – процесс остывания; г – после остывания)
Исследовательская группа
- Есиркепова Айым Бакытбековна – научный руководитель, м.т.н., старший преподаватель кафедры ТОМиС, Scopus Author ID 57219115360, Researcher ID Web of Science HGD-3044-2022, ORCID 0000-0003-4524-5135.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57219115360
- Шеров Карибек Тагаевич – научный консультант, д.т.н., профессор кафедры ТМиО, КазАТУ. Scopus Author ID 55330253200, ORCID 0000-0003-0209-180X.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55330253200
Список публикаций:
- Есиркепова А.Б., Шеров К.Т., Ахмедов Х.И. Проблема повышения эффективности совместной сварки арматуры. Материалы международной научно-практической конференции «XV Сагиновские чтения. Интеграция образования, науки и производства», Часть 3. – Караганда: Изд-во КарГТУ, 2023. – С.164-166. https://www.kstu.kz/wp-content/uploads/2023/06/Sbornik-2023-CHast-3
Ожидаемые публикации:
— 2 статьи в первых трёх квартилях импакт-фактора в базе данных Web of Science или в журналах с не менее 50 процентилем CiteScore в базе данных Scopus;
— 1 статья в журналах и (или) других рецензируемых отечественных рецензируемых научных изданиях.
Область применения: Машиностроение и строительная отрасль.
AP19175058 « Численное моделирование процессов резания труднообрабатываемых материалов в условиях машиностроительных предприятии РК» — н.р. – Доненбаев Б.С.
Актуальность
Механическая обработка остаётся основным видом формообразования деталей. Высокие требования к точности, шероховатости и качеству поверхности, требует необходимости совершенствования технологии обработки и подготовки производства, особенно при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов в условиях машиностроительных предприятии Республики Казахстан. К труднообрабатываемым материалам относятся крупногабаритные детали и современные износостойкие материалы.
В отечественном предприятии на изготовлении и выполнении восстановительных работ крупногабаритных деталей специализируются в основном заводы: АО «Алматинский завод тяжелого машиностроения» (АЗТМ) и АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» (ПЗТМ).
С целью изучения проблем, связанных с изготовлением крупногабаритных деталей, было проведено исследование в условиях АО «АЗТМ».
В результате проведенных исследований состояние вопросов, связанных с технологией обработки и обеспечение качественных показателей крупногабаритных деталей в условиях АО «АЗТМ», были выявлены ряд проблем: затраты времени на установку, выверку, крепление и снятие крупногабаритной детали; необходимость изготовления дополнительных оснасток; возникновение колебании отрицательно влияющих на точность обработки и на стойкость режущего инструмента приводящим к большому расходу режущего инструмента.
Также при обработке современных материалов дополнительно усложняется и выбор параметров режимов обработки из-за их отсутствия.
Эффективность обработки труднообрабатываемых материалов можно повысить численным моделированием процессов обработки в пакетах программ для инженерных расчётов. И это требует разработки новой методики по моделированию процессов обработки. Создание такой методики позволяет получать данные о деформациях, напряжениях, температуре, распределении величин сил резания в зоне обработки.
Анализ полученных результатов даёт возможность подбирать оптимальные режимы резания и геометрию инструмента с точки зрения повышения стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности.
Практическая значимость результатов данного исследования непосредственно будут применены для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития отечественных машиностроительных предприятии Республики Казахстан.
Цель проекта
Целью проекта является повышения стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности труднообрабатываемых материалов.
Ожидаемые и достигнутые результаты
Будет разработана методика численного моделирования процесса обработки труднообрабатываемых материалов для определения благоприятной условий резания при различных способах (фрезерование, точение, сверление и др.) механической обработки, а также методика создания модели разрушения труднообрабатываемых материалов для программных комплексов.
В качестве потенциальных потребителей предлагаемой научной продукции рассматриваются отечественные машиностроительные предприятия.
По результатам проекта будет опубликовано:
— 2 (две) статьи в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50;
— 2 (две) статьи и(или) обзоров в рецензируемых зарубежных и(или) отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН;
— 1 свидетельство о государственной регистрации прав на объект авторского права.
По результатам исследования будет разработано рекомендации по обработке труднообрабатываемых материалов различными способами (фрезерование, точение, сверление и др.) механической обработки, а также по выбору режимов резания.
Непосредственное участие в качестве частного партнера принимает ТОО «Конструкторская бюро «STEP», который вносит финансирование в денежном выражений, в размере 1% от суммы проекта.
Разработанные методики имеют научную и практическую ценность для механообрабатывающей отрасли машиностроения, а также для специалистов занимающихся разработкой программных комплексов.
По сравненительным анализам экспериментальных и численных результатов разрушения углеродистой стали опубликована статья в третьем номере серии Технические науки и технологии Вестника Евразийского национального университета имени Л.Н.Гумилева рекомендованных КОКСНВО на тему «Экспериментальное исследование и численное моделирование стадии развития разрушения низкоуглеродистой стали».
Исследовательская группа
- Доненбаев Бакытжан Серикович – научный руководитель, PhD, старший преподаватель кафедры «Механика»
Хирша индексі – 2, ResearcherID – С.
https://orcid.org/0000-0001-6923-3476
- Магавин Сабит Шамильевич – научный сотрудник, к.т.н., доцент кафедры ТМиО НАО «Казахский агротехнический университет имени Сакена Сейфуллина»
Хирш индексі – 2, ResearcherID: FMW-5410-2022,
https://orcid.org/0000-0003-0920-1442 ,
Список публикации:
- Б.С. Доненбаев, С.Ш. Магавин, К.Т. Шеров, А.К. Ракишев, М.М. Мусаев. Экспериментальное исследование и численное моделирование стадии развития разрушения низкоуглеродистых сталей // Л.Н. Вестник Национального университета имени Гумилева. Серия «Технические науки и технологии». № 3/2023. — С. 134-142.
Информация для потенциальных пользователей
В данном проекте будет рассмотрен аналитический расчет режимов резания труднообрабатываемых материалов при различных механических операциях с учетом результатов экспериментального и численного конечно-элементного моделирования процесса механической обработки. Будут определены оптимальные режимы резания для различных способов механической обработки.
Практическая значимость результатов данного исследования непосредственно применима к решению актуальных проблем социально-экономического и научно-технического развития отечественных машиностроительных предприятий Республики Казахстан.
Созданные методологии имеют научную и практическую ценность для области механической обработки и машиностроения, а также для специалистов по разработке программных систем.
Область применения
Машиностроительные предприятии Республики Казахстан.
AP19175311 «Повышение энергоэффективности и надежности централизованного теплоснабжения на основе оптимизации параметров тепловой изоляции» н.р. Байдюсенов Г.Н.
Актуальность
Совершенствование методов оптимизационного расчета теплозащиты трубопроводов, оборудования и обоснование методики выбора теплоизоляционных материалов для улучшения эксплуатационных характеристик и показателей экономичности тепловых сетей с разработкой необходимого программного обеспечения.
На тепловые сети приходится большая доля износа и в последствие финансовых затрат. Сокращение потерь теплоносителя и его энергетического потенциала, увеличение срока эксплуатации систем ЦТС за счет применения современных предварительно изолированных труб и ежегодный контроль над их состоянием позволят рационально использовать энергетический потенциал страны, уменьшить тарифы на тепловую энергию. Поэтому анализ теплоизоляционных материалов способствующих эффективной и долговременной работе тепловых сетей является актуальной задачей развития систем теплоснабжения.
1) будет произведена оценка достоверности существующих расчетных методик определения тепловых потерь на основе анализа фактических данных по материалам, конструкциям, состоянию тепловой изоляции и величинам теплопотерь в различных условиях эксплуатации.
2) будет разработана методика определения нормированных потерь тепла, позволяющую рассчитывать удельные тепловые потери при разных условиях прокладки тепловых сетей с учетом большего количества режимных и конструктивных параметров.
3) будет разработата методика определения оптимальных значений параметров тепловой изоляции из ППУ и ТЕХМАТ трубопроводов при проектировании тепловых сетей допускающих минимальные потери тепла и обеспечивающие энергоэффективные технико-экономические показатели теплосети.
4) будут разработаны эффективные расчетные программы и алгоритмы для прогнозирования величин тепловых потерь подземных теплотрасс на стадии проектирования обеспечивающие нормальный режим работы теплосети и не допускающие , разрушения изоляционного и покровного слоя на подающем и обратном трубопроводах, затопление канала сетевой водой, увлажнения грунта вокруг теплопровода.
5) будут выявлены и научно обоснованы возможности снижения нормативов тепловых потерь до конкретных значений для современных изоляционных материалов (ППУ и ТЕХМАТ).
6) будут разработаны методы энергосбережения при передаче тепловой энергии за счет снижения потерь тепла через тепловую изоляцию трубопроводов с применением тон-копленочного покрытия на поверхности существующей традиционной изоляции.
Цель проекта
Целью проекта является совершенствование методов оптимизационного расчета теплозащиты трубопроводов, оборудования и обоснование методики выбора теплоизоляционных материалов для улучшения эксплуатационных характеристик и показателей экономичности тепловых сетей с разработкой необходимого программного обеспечения.
Ожидаемые и достигнутые результаты
1) будет произведена оценка достоверности существующих расчетных методик определения тепловых потерь на основе анализа фактических данных по материалам, конструкциям, состоянию тепловой изоляции и величинам теплопотерь в различных условиях эксплуатации;
2) будет разработана методика определения нормированных потерь тепла, позволяющую рассчитывать удельные тепловые потери при разных условиях прокладки тепловых сетей с учетом большего количества режимных и конструктивных параметров;
3) будет разработата методика определения оптимальных значений параметров тепловой изоляции из ППУ и ТЕХМАТ трубопроводов при проектировании тепловых сетей допускающих минимальные потери тепла и обеспечивающие энергоэффективные технико-экономические показатели теплосети;
4) будут разработаны эффективные расчетные программы и алгоритмы для прогнозирования величин тепловых потерь подземных теплотрасс на стадии проектирования обеспечивающие нормальный режим работы теплосети и не допускающие , разрушения изоляционного и покровного слоя на подающем и обратном трубопроводах, затопление канала сетевой водой, увлажнения грунта вокруг теплопровода;
5) будут выявлены и научно обоснованы возможности снижения нормативов тепловых потерь до конкретных значений для современных изоляционных материалов (ППУ и ТЕХМАТ);
6) будут разработаны методы энергосбережения при передаче тепловой энергии за счет снижения потерь тепла через тепловую изоляцию трубопроводов с применением тон-копленочного покрытия на поверхности существующей традиционной изоляции.
На рисунке показаны внешний вид испытательного лабораторного стенда по изучению теплотехники жидкости, в состав которого входит трубопровод с тепловой изоляцией (рисунок 1)
 |
Рисунок 1. Внешний вид испытательного лабораторного стенда по изучению теплотехники жидкости, в состав которого входит трубопровод с тепловой изоляцией |
Исследовательская группа
- 1. Байдюсенов Галым Нуржанович — м.т.н., старший преподаватель кафедры ЭС, научный руководитель.
Индекс хирша 0
ORCID: 0000-0001-6145-7117
Scopus Author ID: 57541025100
ResearcherID: HGD-2613-2022
- 2. Абильдинова Сауле Кианбековна — PhD, доцент кафедры МиПИ, НАО «Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева», научный консультант.
Индекс хирша 3
ORCID: 0000-0002-9502-6208,
Scopus Author ID: 57192198775
ResearcherID: CCO-6276-2022
Ожидаемые публикаций:
- Implementation of new methods for calculating heat loss under humidification of a heat insulator. В журнале Applied Sciences (Switzerland) Crystals, издательство MDPI.
Информация для потенциальных пользователей
Совершенствование методов оптимизационного расчета теплозащиты трубопроводов, оборудования и обоснование методики выбора теплоизоляционных материалов для улучшения эксплуатационных характеристик и показателей экономичности тепловых сетей с разработкой необходимого программного обеспечения.
На тепловые сети приходится большая доля износа и в последствие финансовых затрат. Сокращение потерь теплоносителя и его энергетического потенциала, увеличение срока эксплуатации систем ЦТС за счет применения современных предварительно изолированных труб и ежегодный контроль над их состоянием позволят рационально использовать энергетический потенциал страны, уменьшить тарифы на тепловую энергию. Поэтому анализ теплоизоляционных материалов способствующих эффективной и долговременной работе тепловых сетей является актуальной задачей развития систем теплоснабжения.
Исследование посвящено улучшению теплоизоляции в сети централизованного теплоснабжения. Сильными сторонами предложения является высокая актуальность темы, то есть энергоэффективность и проектирование энергетической инфраструктуры. Таким образом, предложенная тема представляет большой интерес для Казахстана. Интересные и востребованные прикладные исследования в области энергетики и машиностроения, — цели проекта и план исследований ясны и реалистичны, — хорошая инфраструктура
Будет проведена серия контролируемых лабораторных экспериментов для изучения конфигурации и потерь энергии.
Область применения
Проект является междисциплинарным, предполагается междисциплинарный подход с точки зрения взаимодействия между узкими научными областями. Проект актуален как для сектора строительного инжиниринга, так и для машиностроительного и энергетического секторов. Таким образом, предложению присваивается высокая оценка, поскольку оно демонстрирует междисциплинарные и в высшей степени инновационные цели.
AP19174774 «Исследование влияния подземных горных работ на поверхностные социальные объекты» — н.р. Хуанган Н.
Актуальность
Добычи руды камерно-столбовой системой одна из самых эффективных. Существенными недостатками применяемой технологии являются потери руды в целиках, оставляемых для поддержания выработанного пространства (пустот), накопление объема пустот и их обрушения после разрушения целиков из-за длительного срока службы (десятилетия). Внезапные обрушения выработанных пространств на больших площадях сопровождаются техногенными землетрясениями.
В 1996 году после ряда крупных обрушений, сопровождавшихся землетрясениями, была разработана, согласована с Комитетом ГГТН РК и утверждена Министром промышленности и торговли РК новая Концепция дальнейшей эффективной и безопасной разработки Жезказганского месторождения в сложившихся горнотехнических и геомеханических условиях. В ней были зафиксированы три принципиальных положения, в соответствии с которыми будет завершаться промышленная эксплуатация месторождения: 1) доработку оставшихся балансовых запасов вести камерно-столбовой системой, для которой в условиях Жезказгана нет приемлемой альтернативы для добычи руды рядовой и ниже ценностью; 2) одновременно с первичной разработкой оставшихся балансовых запасов вести повторную разработку ранее оставленных целиков с возвратом руды из потерь; 3) в ходе повторной разработки вести погашение накопленных пустот управляемым самообрушением налегающей толщи.
Основная цель проекта – оценка сейсмического риска в районе посёлка Жезказган в результате влияния горных работ.
Влияние подземных горных работ при отработке рудных тел и/или оставленных междукамерных целиков на деформацию земной поверхности с застройками исследуется численным моделированием напряженно-деформированного состояния массива методами конечных элементов с использованием пакетов прикладных программ COMSOL и MATLAB, разработанных специально для инженерных и научных исследований, в т.ч. и в области геомеханики.
Для оценок влияния подземных горных работ на устойчивость объектов охраны используются абсолютные (мм) и относительные (мм/м) оседания поверхности мульды сдвижений.
Расчёты сдвижения горного массива и численного моделирования геомеханического состояния подрабатываемых участков дневной поверхности по профильными линиями даст значения вертикальных оседаний. Это вывод о возможных серьёзных деформациях поверхностных объектов, попадающих в зону сдвижений, и соответственно – о необходимости переселения жителей поселков Жезказган и Крестовский в безопасное место.
Цель проекта
Целью проекта является проведение расчётов геомеханических параметров сдвижения горного массива и численного моделирования геомеханического состояния подрабатываемых участков дневной поверхности по трём профильным линиям показывающие значения абсолютных вертикальных оседаний дневной поверхности. Это позволяет сделать вывод о возможных серьёзных деформациях поверхностных объектов, попадающих в зону сдвижений.
Ожидаемые и достигнутые результаты
В результате реализации проекта будет разработана методика оценки влияния горных работ на состояние поверхностных охраняемых объектов. Методика реализуется с применением прикладных программ на ПЭВМ и включает порядок моделирования геомеханических процессов, оценку напряженно-деформированного состояния массива горных пород, расчеты сдвижений и оседаний поверхности в пределах мульды сдвижения.
Методика позволит техническим службам горнодобывающих организаций оптимизировать порядок ведения горных работ в части их планирования с учетом временного фактора.
- Будут опубликованы не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.
- Будут опубликованы не менее 2 статей и(или) обзоров в рецензируемых зарубежных и(или) отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН.
- Планируется получение 2 свидетельств о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом.
Проведено численный метод прогнозирования магнитуды техногенных землетрясений при подземной разработке в условиях Жезказганского рудного месторождения:
По данным ученных Мосякин Д.В., Макаров А.Б. получена зависимость энергетического класса землетрясения от площади обрушения (рисунок 1).
Построен графики зависимости между сдвижением (или смещением) массива при обрушении и магнитудой техногенного землетрясения и численное моделирование НДС массива по профильной линии №32 шахты №31 ВЖР показало вертикальные оседания мульды, приведенные на рисунке 2.
Рисунок 2 — Графики (a) зависимости магнитуды техногенного землетрясения от величины сдвижения массива и (b) абсолютных вертикальных оседаний (мм) поверхности мульды
Рассчитанная по формуле M = 4,851 · L0,268 магнитуда техногенного землетрясения, вызванная оседанием вертикальным массива, равным 0,45 м, составляет 3,95.
На рисунке 3 приведена расчетная схема численного моделирования НДС по методу конечных элементов по профильной линии №21 той же шахты №31 ВЖР.
Как видно по рисунку, вынимаются полностью три залежи, что может привести к большим сдвижениям массива и значительному техногенному землетрясению.
Исследовательская группа
- Хуанган Нурбол — PhD по специальности «Горное дело», асс. профессор, руководитель испытательной лаборатории метановой энергетики, научный руководитель. Индекс Хирша-3,, https://orcid.org/my-orcid Author ID в Scopus: 57191875943 ORCID ID: 0000-0001-9609-6649
- Асаинов Сергей Турсунович — к.т.н., старший преподаватель кафедры РМПИ, научный консультант.
Список публикаций
1 статья в журнале, входящем в базу КОКСОН (Хуанган Нұрбол, Асаинов Сергей Турсунович, Шахатова Алия Талгатовна. «Геомеханическая оценка влияния отработки выемочного участка на состояние подземных геомеханических конструкций». Труды университета №3 (92) 2023, Раздел «Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности», С. 213-219 DOI 10.52209/1609-1825_2023_3_213,).
Получено свидетельство о государственной регистрации прав интеллектуальной собственности (Свидетельств о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом № 39404 от «4» октября 2023 года (авт. Хуанган Нурбол, Асаинов Сергей Турсунович).
Информация для потенциальных пользователей
Составлена аналитическая справка по результатам геотехнологических исследований по изучению физико-механических свойств и структурных особенностей массива горных пор од.Кратная геологическая характеристика Жезказгансского месторождения.
Составлена база данных физико-механические свойства рудных тел и вмещающих пород. Влияние горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации месторождения на параметры подземных горных работ при отработке рудных тел.
Полученные результаты исследований позволят делать обоснованные выводы о возможности или невозможности ведения подземных горных работ на конкретных участках месторождения
Область применения
Горные предприятия, ведущие разработку полезных ископаемых подземным способом.