Конструктивное и технологическое обеспечение функционально-эстетических свойств колоколов

• Автор: Бурцев, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 17.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И РАЗВИТИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ, НАСТРОЙКИ КОЛОКОЛОВ С ЗАДАННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЭСТЕТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
1.1 Технологии изготовления колоколов
1.2 Технология плавки и ее влияние на свойства колокольной бронзы
1.3 Настройка колокола путем механической обработки его профиля
1.4 Исследование и анализ звукового спектра колокола. Критерии качества оценки звука колоколов
1.5 Вибро-акустические исследования и компьютерное моделирование частотных характеристик и форм колебаний колокола24
1.6 Исследование влияния микроструктуры звучащих бронз на их демпфирующую способность
1.7 Диаграмма состояния Си-Бп, структура и свойства классической колокольной бронзы
1.8 Формулирование научной идеи, цели работы и задач исследования
Выводы по главе
ГЛАВА 2. КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЭСТЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ
2.1 Методики получения, анализа звукового спектра колоколов и
экспериментальных образцов
2.2. Математическое моделирование форм колебаний и частот звукового спектра колоколов

2.3 Проектирование и совершенствование дизайна колокола с гармоническим музыкальным звукорядом путем математического моделирования
2.4 Методика изготовления экспериментальных образцов и колоколов
2.5 Методика термической обработки опытных образцов и экспериментальных колоколов - 62
2.6 Методики исследования микроструктуры колокольной бронзы
2.6.1 Металлография и исследования микроструктуры методами стереометрической металлографии
2.6.2 Метод рентгеноструктурного фазового анализа (РСФА)..- 65
2.6.3 Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА)
2.7 Механические испытания
2.7.1 Испытание на растяжение
2.7.2 Измерение твердости и микротвердости структурных составляющих колокольной бронзы
2.7.3 Методика определения модуля упругости методом конечноэлементного моделирования
Выводы по главе 2 - 68
ГЛАВА 3. ЗАВИСИМОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЭСТЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЛОКОЛОВ ОТ МИКРОСТРУКТУРЫ - 70
3.1 Влияние условий первичной кристаллизации на микроструктуру колокольной бронзы
3.2 Исследования и анализ микроструктур полученных в результате различных режимов термической обработки
3.3 Зависимости физико-механических свойств колокольной бронзы и функционально-эстетических свойств колоколов от микроструктуры.

Выводы по главе 3... - 108
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЭСТЕТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
КОЛОКОЛОВ - 110

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Продолжение таблицы
Демпфирующая способность 3 х ИГ*
Предел прочности 180 МПа
Пластичность 0,1%
Интервал кристаллизации от 798 до 890°С
Начиная с древних времен и по настоящее время, многие исследователи искали замену классической колокольной бронзе [1,2,4,5,11]. Такие попытки привели к появлению новых сплавов для изготовления «звучащих металлов». Однако на российских заводах все применяют классическую колокольную бронзу. Колокола изготавливали из латуни, алюминия, иных сплавов, легированных различными металлами, сплавов на основе меди и серебра, и даже из чугуна и стали. В книге Пухначева Ю.В. [11] дана таблица 1.3 физикомеханических свойств вышеприведенных материалов, объясняющая, почему в качестве материала для колоколов подходит именно высокооловянистая бронза. Из таблицы видно, что бронза имеет оптимальное соотношение модуля упругости и плотности, поэтому колокола имеют приятный тембр, в отличии от стальных колоколов. Звучание стальных колоколов называют «лающим», колокола из чугуна долго не звучат из-за высокой демпфирующий способности. Колокола, изготовленные из классической колокольной бронзы, за счет низкой доли механической энергии, рассеиваемой за цикл колебания, имеют столь протяжный голос.
В периодической таблице Д. И. Менделеева имеется около 80 элементов, которые можно отнести к металлам, путем сплавления которых можно получить бесчисленное количество конструкционных материалов. Однако ни один из них не обладает таким набором физико-механических и акустических свойств, как классическая колокольная бронза.