Пензєв П. С. Конструкторсько-технологічне проєктування складних корпусних виливків з можливістю керування структурами і механічними властивостями сплаву.

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0826U003011

Облікова картка дисертації

0826U003011.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 136 - Металургія

26-08-2026

Спеціалізована вчена рада

PhD 15056

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Анотація

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі, пов’язаної з удосконаленням конструкторсько-технологічного проєктування складних корпусних виливків із забезпеченням можливості керування структурами та механічними властивостями сплавів. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення якості литої продукції, зниження матеріальних витрат і собівартості виробництва, а також широким впровадженням сучасних засобів комп’ютерного моделювання у ливарне виробництво. Метою роботи є наукове обґрунтування та розроблення підходу до комп’ютерно-інтегрованого конструкторсько-технологічного проєктування складних корпусних виливків із використанням математичного та комп’ютерного моделювання для керування структурами і механічними властивостями сплавів. У дисертації проаналізовано сучасні методи проєктування корпусних виливків, досліджено вплив конструктивних, технологічних і матеріалознавчих факторів на якість литих виробів. Запропоновано схему конструкторсько-технологічного проєктування із застосуванням зворотних зв’язків між окремими етапами, що дозволяє враховувати результати моделювання під час вибору оптимальних технологічних рішень. Розроблено підхід до визначення оптимальної стратегії проєктування на основі теорії статистичних ігор, який забезпечує формалізацію процесу прийняття рішень в умовах невизначеності. Запропоновано принцип класифікації стратегій проєктування за трьома основними складовими: конструктивною, технологічною та матеріалознавчою, що дозволяє підвищити обґрунтованість вибору технології виготовлення корпусних виливків. Практичну перевірку запропонованого підходу виконано на прикладі корпусу блок-картера двигуна внутрішнього згоряння з алюмінієвих сплавів, чавуну та сталі. За допомогою комп’ютерного моделювання досліджено процеси заповнення форми, кристалізації та формування внутрішніх дефектів, визначено раціональні конструкції ливникових систем і шляхи мінімізації газо-усадкової пористості. У роботі також досліджено вплив режимів індукційної плавки, модифікування та складу холоднотвердіючих сумішей на формування структури і механічних властивостей корпусних виливків. Запропоновано діагностичні правила оцінювання температурного режиму плавки та виконано оптимізацію складу стрижньових сумішей за комплексом технологічних критеріїв. Наукова новизна роботи полягає у створенні класифікації корпусних виливків, розробленні формального опису стратегій конструкторсько-технологічного проєктування, застосуванні методів теорії статистичних ігор для вибору оптимальних рішень, удосконаленні методів оцінювання ефективності прибутків та розвитку підходів до прогнозування дефектів і керування структурою та механічними властивостями сплавів. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості використання запропонованих методів на підприємствах ливарного виробництва для підвищення якості корпусних виливків, зменшення кількості дефектів, оптимізації технологічних режимів і зниження виробничих витрат. Результати дослідження можуть бути використані під час проєктування нових технологічних процесів, а також у науковій та освітній діяльності. Отримані результати підтверджують ефективність запропонованого підходу до комп’ютерно-інтегрованого конструкторсько-технологічного проєктування складних корпусних виливків і створюють основу для подальшого розвитку цифрових технологій у сучасному ливарному виробництві.

Читати повністю

Публікації

1. П. С. Пензєв. Визначення раціонального завантаження ливарного устаткування. Technology audit and production reserves. Харків: Технологічний центр, № 4/2(6), 2012. p. 29–30.

2. Puliaiev A., Orendarchuk J., Akimov O., Penziev P., Marynenko D., Marchenko A. Development of a system for organizing a modular design and technological preparation for the production of cast iron pistons for internal combustion engines. Technology audit and production reserves. Харків: Технологічний центр, № 3/1(35), 2017. p. 23–27.

3. П.С. Пензєв, В.І. Альохін, О.В. Акімов, О.В. Грицюк. Аналіз якості литого блок-картера автомобільного дизеля 4ДТНА1 з використанням інженерного моделювання. Двигуни внутрішнього згоряння. Харків: НТУ «ХПІ». 2015. – № 2.

4. О. В. Акімов, П. С. Пєнзєв, Л. О. Салтиков, О.М. Горощенко. Проектування прогнозуємих структур перерізів виливка блок-картера циліндрів. Вісник НТУ "ХПІ". Харків: НТУ «ХПІ», № 16 (1292), с. 3–8.

5. О. С. Коваль, П. С. Пензєв, Є. П. Димко, А. А. Пуляев. Управління якістю конструкційного чавуну для фасонних виливків на основі моделювання ефективності його модифікування. Вісник НТУ “ХПІ». Харків: НТУ «ХПІ», 2014. №40 (1083). с. 138–145.

6. Penziev, P., Lavryk, Ye. (2024). Diagnostics of the temperature condition of cast iron melting in induction furnaces by the content of SiO2 and CaO in slag. ScienceRise, 1, 14–20

7. Penzev, P., Frolova, L., Lysenkov, V., Lavryk, Y. (2024). Determination of the influence of the surplus construction on the parameters of the shrinkage shells in the «Body»-type steel castings when casting in single sand molds. Technology Audit and Production Reserves, 4 (1 (78)),

8. Akimov, O., Alekhin, V., Penzev, P., Dyachenko, A., Ovcharenko, A. Analysis of technological factors that significantly affect the formation of stresses in the cast machine parts. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(7(78), 43–47.

9. Klymenko, S., Verkhovliuk, A., Sevoian, A., Akimov, O., Ponomarenko, O., Penziev, P. (2024). Determining rational complex modifying and alloying additives to improve the mechanical characteristics of gray cast iron. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (132), 15–23.

10. А. О. Потапов, А. А. Севоян, С. Д. Євтушенко, П. С. Пензєв, О. В. Акімов. «Вибір сплаву та обґрунтування технології виконання литих поршнів» Міжнародна науково-практична конференція «Литво-2025», 27-29 травня 2025 р., Харків- Київ – с.227

11. А.А. Ригальов, П. С. Пензєв, В. С. Кузьмін, В. В. Радченко, О. В. Акімов. «Дослідження процесів формування металевого зв'язку в біметалічних виливках системи чавун – титановий сплав» Міжнародна науково-практична конференція «Литво-2025», 27-29 травня 2025 р., Харків- Київ – с.238.

12. І. О. Шевченко, С. Д. Євтушенко, П. С. Пензєв, О. В. Масалітіна, О. В. Акімов. «Вибір відновника оксиду титану для підвищення міцності зв'язку в біметалічній композиції чавун – титановий сплав» Міжнародна науково-практична конференція «Литво-2025», 27-29 травня 2025 р., Харків- Київ – с.303.

13. П.С. Пензєв. «Інженерне моделювання технологічних процесів лиття складних корпусних виливків на прикладі деталі-представника двигуну типу 4ДТНА1». Міжнародна науково-практична конференція «Литво. Металургія 2023» (10-12 жовтня 2023 р., м. Харків-м. Київ с. 172.

14. Пензєв П. С., Лаврик Є.Є., Лисенков В. Ю. «Вплив конструкції надлишків на формування усадкових раковин у сталевих виливках типу «Корпус». Неметалеві вкраплення і гази у ливарних сплавах. ХVІІ Міжнародна науково-технічна конференція, Запоріжжя, 26-27 листопада 2024р. с. 42.

15. Євтушенко С.Д., Севоян А.А., Пензєв П.С., Акімов О.В «Теплоізоляція литих поршнів ДВЗ». Міжнародна науково-практична конференція MicroCAD-2025, 14-17 травня 2025 р. с. 382.

16. Євтушенко, С. Д., Севоян, А. А., Пензєв, П. С., Масалітіна, О. В., Акімов, О. В., & Ян, В. «Ступінь змочування металів». Міжнародна науково-практична конференція MicroCAD-2025, 14-17 травня 2025 р. с.383.

17. Масалітіна О. В., Пензєв П. С., Севоян А. А., Акімов О. В. «Дослідження утворення проміжного покриття титанової вставки». Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2025 : матеріали 17-ї Міжнар. наук.-техн. конф., 25-26 вересня 2025 р. ; заг. ред. Р. В. Лютий. – Київ : НТУУ "КПІ", 2025. – С. 377-378.

18. Пензєв П. С., Севоян А. А., Масалітіна О. В., Акімов О. В. «Обґрунтування матеріалу та конструктивних параметрів біметалічного поршня». Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2025 : матеріали 17-ї Міжнар. наук.-техн. конф., 25-26 вересня 2025 р. ; заг. ред. Р. В. Лютий. – Київ : НТУУ "КПІ", 2025. – С. 398-399

19. Севоян А. А., Масалітіна О. В., Пензєв П. С., Акімов О. В. «Одержання біметалічної композиції чавун – титановий сплав». Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2025 : матеріали 17-ї Міжнар. наук.-техн. конф., 25-26 вересня 2025 р. ; заг. ред. Р. В. Лютий. – Київ : НТУУ "КПІ", 2025. – С. 427-429.

Читати повністю

Файли

autoreferat-anotatsiia_2026_Penziev_Design.pdf

dysertatsiia_2026_Penziev_Design.pdf

Схожі дисертації

0826U003584

Треньов Микола Станіславович

ПІДВИЩЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ТА ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ВИКОРИСТАННЯ НАНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ

0826U002983

Барсук Андрій Сергійович

Проєктно-експериментальний підхід в розробці технологічних заходів підвищення зносостійкості чавуну для виливків, що працюють в умовах абразивного тертя

0826U002985

Ніколаєв Денис Анатолійович

Визначення оптимальних шляхів переплаву різнономенклатурної шихти для отримання чорних сплавів з заданими властивостями, призначених для фасонного литва

0826U002818

Чистяков Олег Валерійович

Вплив пружних коливань і термочасової обробки на процес кристалізації в металевих системах

0826U002661

Ліхацький Іван Федорович

Розроблення ливарних високоентропійних сплавів з підвищеним вмістом алюмінію і технологій їх одержання