Разработка инженерного метода дизайн-проектирования подвесов колоколов

• Автор: Пономарев, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 17.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 ВЫБОР ОБЪЕКТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛИ И
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 .Ретроспективный обзор подвесов колоколов
1.2. Анализ ремонтных подвесов колоколов
1.3. Маточник - центральная часть подвеса колокола
1.4. Анализ форм дуг в подвесах колоколов
1.5. Роль орнаментации в дизайне подвесов колоколов
1.6. Гипотеза развития дизайна подвеса колокола
1.7. Резюме
1.8. Выводы по первой главе
2. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ КОЛОКОЛОВ
2.1. Создание ЗБ модели колокола с подвесом и элементами литниково-питающей системы
2.2. Построение расчётной сетки
2.3. Моделирование процесса затвердевания колокола с помощью модулей СКМ ЛП «ПолигонСофт». Представление результатов моделирования
2.4. Разновидности пористости, используемые в системе моделирования литейных процессов «ПолигонСофт»
2.5. Пополнение базы данных сплавов СКМ ЛП «ПолигонСофт» колокольной бронзой БрО20
2.6. Выводы по второй главе
3. ОБОСНОВАНИЕ ГИПОТЕЗЫ ЭВОЛЮЦИИ ДИЗАЙНА ПОДВЕСА КОЛОКОЛА МЕТОДАМИ ЧИСЛЕННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Моделирование процесса затвердевания на наличие
пористости в петлеобразном подвесе колокольчика «Древний Иран»

3.2. Моделирование процесса затвердевания на наличие
пористости в кольцеобразном подвесе колокольчика «Вавилон»
3.3. Моделирование процесса затвердевания на наличие пористости
в подвесе в форме двойной петли «Европейского колокола»
3.4. Моделирование процесса затвердевания на наличие пористости в сложном петлеобразном подвесе «Колокольчика с плоским верхом»
3.5. Моделирование процесса затвердевания на наличие пористости в удлиненном петлеобразном подвесе Русского колокола
«Безымянный» XII века
3.6. Моделирование процесса затвердевания на наличие пористости в массивном кольцеобразном подвесе с парными дугами немецкого траурного колокола из Аусбурга
3.7. Моделирование процесса затвердевания на наличие пористости
в подвесе в форме «классической короны» русского колокола
3.8. Анализ других видов литниково-питающих систем
3.9. Параметры характерных представителей колоколов
с подвесами, используемые для численного моделирования
3.10. Выводы по третьей главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ПО ВЫЯВЛЕНИЮ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В ПОДВЕСЕ И ТЕЛЕ КОЛОКОЛА
4.1. Исследование причин возникновения и места расположения дефектов в подвесе и теле колокола
4.2. Технология изготовления песчаной вставки для подвеса экспериментального колокола
4.3. Формовка экспериментального колокола
4.4. Плавка необходимой порции металла и заливка
4.5. Визуальный контроль готовых отливок экспериментальных колоколов из алюминиевых сплавов
4.6. Применение неразрушающего метода контроля по выявлению усадочных дефектов в подвесе и теле колокола

4.7. Выводы по четвертой главе
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ДЕФЕКТОВ
В ПОДВЕСЕ И ТЕЛЕ КОЛОКОЛА
5.1. Использование программы расчёта объёма суммарной усадочной пористости
5.2. Работа с программой расчёта объёма суммарной
усадочной пористости
5.3. Нахождение геометрических параметров и конфигурации
подвеса колокола, обеспечивающих бездефектность отливки
5.4. Подготовка факторного эксперимента
5.5. Обработка результатов факторного эксперимента
5.6. Построение графиков факторного эксперимента
5.7. Зависимости величины усадки реализуемой
в воронке и колоколе, от геометрических параметров подвеса
5.8. Выводы по пятой главе
6. ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДВЕСОВ КОЛОКОЛОВ
6.1. Дизайн-проектирование подвесов колоколов
6.2. Выводы по шестой главе
Заключение
Список используемой литературы
Приложения

Кроме того, отточенная форма дуг придаёт подвесу изысканную форму, напоминающую корону, которая является логическим завершением общей композиции колокола. Конструкция подвеса допускает применение элементов отделки, придающих законченность общей композиции колокола.
а) 6) в)
Рисунок 1.35. Классическая форма подвеса, состоящая из центральной части подвеса («маточника») и 6-ти дугообразных элементов (дуг) а - ЗЭ модель колокола, б - Русский колокол XIX век н.э. [61] в - Русский церковный колокол XXI в. н.э. [53]
Поэтому подвес колокола в виде короны можно считать результатом дизайнерского подхода к поиску и нахождению оптимальной формы подвеса колокола, удовлетворяющего не только эстетические предпочтения, но и обеспечивающего конструктивную прочность подвеса, который держит на себе весь значительный вес колокола, который достигает в некоторых случаях сотен тонн (см. приложение 3, стр. 161).
Главной причиной сохранения сложившейся формы подвеса, которою используют производители колоколов до сих пор, является обеспечение надёжного питания колокола в процессе затвердевания и предотвращения в нем усадочных дефектов. Это достигается за счёт удачного расположения элементов литниково-питающей системы и их конфигурации. «Маточник», расположенный между чашей и колоколом, в процессе заливки играет роль толстого питателя. Окружающая его часть литейной формы сильно прогревается, что приводит к затвердеванию «маточника» в последнюю очередь.