The cold gas-dynamic spray (CGDS) technique is utilized for repairing processes of a large number of metallic components in mechanical and process engineering, such as bridges or vehicles. Fine particles impacting on the component surface can be severely deformed and penetrate into the defects, filling and coating them, resulting in possible protection against corrosion or crack propagation. This work focuses on the investigation of the impact behavior of cold sprayed particles with the wall surface having microdefects in the form of cavities. The collision of fine single particles with the substrate, both made from AISI 1045 steel, was simulated with the finite element method (FEM) using the Johnson–Cook failure model. The impact phenomena of particles on different microdefect geometries were obtained and compared with the collision on a smooth surface. The particle diameter and defect were varied to investigate the influence of the size on the deformation behaviour. The different impact scenarios result in different temperature and stress distributions in the contact zone, penetration and deformation behavior during the collision.

The purpose of this work is to characterize the effect of the microstructure of various surfaces on the impact behavior of small particles (200-2200 μm) with dry and wet surfaces. Methodology: conducting experimental studies and DEM modeling on the collision of small particles with unpolished, polished, and structured dry surfaces and surfaces with a layer of liquid. Results: as a result of the experimental studies and numerical modeling, we defined the main regularities of the processes of collision of particles of various sizes with various types of surfaces (polished, channel and pyramidal microstructures), the effect of viscous forces on the collision process, the change in the restitution (recovery) coefficient when a particle collides with a dry and wet surfaces. Scientific novelty: the process of collision of small particles with various surfaces is evaluated and the experimental results are compared with the results of numerical simulations. Practical value: the obtained research results can be used in the development of equipment for the processing of discrete materials with particle sizes of 200 - 2200 microns, such as grinders, mixers, presses, conveyors, etc., namely in the analysis and calculations of the interaction of discrete materials with working surfaces such equipment.

Обґрунтування розмірів захисних частинок при їх нанесенні на мікродефекти резервуарів та трубопроводів Висвітлено один зі способів підтримання належного технічного стану об'єктів сфери питного водопостачання задля підвищення їх надійності та поліпшення якості води. Обрана проблематика досліджується шляхом теоретичного обґрунтування переваги напилювання захисних покрить на пошкоджені ділянки споруд та обладнання, що утворені поверхневими дефектами. В дослідженні приділено увагу до пошкодження як поверхні на мікрорівні. Резервуар є кінцевим об'єктом у сфері водопостачання, а саме водопідготовки, трубопровід-є об'єктом, безпосередньо через який виконується транспорт води до споживача. Тому підтримання належного технічного стану саме цих об'єктів є необхідним та вагомим. Адже саме ці технічні об'єкти слугують причинами вторинного забруднення води. Створення якісного покриття на пошкоджених ділянках цих об'єктів потребує вирішення ряду завдань, одним з яких є обґрунтування розмірів захисних частинок та їх співвідношення із геометричними параметрами дефектів. У результаті даного дослідження було встановлено необхідність проведення оцінки співмірності захисної частинки і дефекту на мікрорівні. Тобто виявлено вплив масштабного фактора та враховано деформаційні властивості захисної частинки і кромок дефекту, а саме отримано співвідношення початкового розміру захисної частинки і вже деформованої захисної частинки для заповнення об'єму порожнини співмірного дефекту та встановлено, що початковий діаметр захисної частинки варто обирати в діапазоні 1,0…1,1 від розкриття кромок дефекту для оптимального заповнення його порожнини. Враховуючи деформаційні властивості захисної частинки та оцінку висоти заповнення нею співмірного дефекту на мікрорівні, виявлено значний вплив на шорсткість поверхні, зокрема сталевих трубопроводів, встановлено зниження мінімумів шорсткості поверхні трубопроводів. Ключові слова: мікродефект; захисні частинки; співмірність; шорсткість. Постановка проблеми у загальному вигляді та її зв'язок з важливими практичними завданнями. Поліпшення якості питної води є важливим питанням сьогодення, тому пошук нових методів, способів та засобів завжди актуальний. Вивчення питання небезпечного вживання питної води із центрального водопостачання розподілено на десятки проблем, та усі вони об'єднані однією метою-підвищення якості питної води. Це пов'язано з рядом численних чинників, які досліджуються. Небезпечні чинники умовно розділяються на категорії. Згідно з раніше проведеним дослідженням [1, с. 106-108] найважливіша категорія причин, пов'язана з обладнанням, а саме технічним станом водопідготовчих споруд і обладнання. Зниження рівня технічного стану систем водопостачання призводить до значного зниження якості питної води та до великих втрат води під час транспортування до споживача. Тому одною з мір забезпечення належного водопостачання варто вважати пошук нових прогресивних технічних методів з підвищення надійності та довговічності існуючого обладнання (резервуарів і водопровідних труб). Аналіз останніх досліджень...

No abstract

No abstract