Hydraulic mass reduction method

封面


如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: This paper considers the prospects for reducing the weight of hydraulic drives by modifying the design and manufacturing technology of the actuator—the hydraulic cylinder. Feasibility of changing the hydraulic cylinder material to a composite, which offers a low manufacturing cost, is assumed.

AIM: Studying the methods for reducing the mass of hydraulic drives, which is crucial for enhancing the efficiency and cost-effectiveness of various systems. The paper presents an innovative approach to weight reduction of a hydraulic drive through modifications in the design and production technology of its actuator, specifically the hydraulic cylinder.

METHODS: Modern data analysis methods and mathematical modeling are used for successful implementation of this approach.

RESULTS: By altering the design and manufacturing technology of the actuator—the hydraulic cylinder—the method allows leveraging composite materials that not only have less weight but reduce production costs significantly as well.

CONCLUSION: The focus is on changing the design and production technology of the hydraulic drive’s actuator—the hydraulic cylinder. The proposal to replace conventional cylinder materials with composites is a promising solution, as these materials offer low production costs and high strength. This not only reduces weight of the system but maintains its reliability and durability as well. Thus, introducing composite materials into the production of hydraulic cylinders appears to be a reasonable step towards development of lighter and more economical hydraulic systems.

作者简介

Nikita Krivosheev

GS Unit

编辑信件的主要联系方式.
Email: ax@hydraulicunit.ru
ORCID iD: 0009-0009-1754-4315
SPIN 代码: 3147-5597

Production and science director

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Matvey Musienko

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: matvey.polesie@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-5793-060X
SPIN 代码: 3931-9246

Student of the Higher School of Power Engineering

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Aleksandr Zharkovsky

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: azharkovsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3044-8768
SPIN 代码: 3637-7853

Dr. Sci. (Engineering), professor, Professor of the Higher School of Power Engineering

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Amanollahi A, Ebrahimzadeh I, Raeissi M, et al. Laminated steel/aluminum composites: Improvement of mechanical properties by annealing treatment. Materials Today Communications. 2021;29:102866. doi: 10.1016/j.mtcomm.2021.102866 EDN: IZEIVB
  2. Kuzina AA. Composite Materials. Samara: Samara University; 2023. (In Russ.)
  3. Bataev A, Bataev VA. Composite Materials: Structure, Production, Application. Moscow: Universitetskaya kniga, Logos; 2006. (In Russ.)
  4. Sun S, Pugh M. Fabrication and mechanical properties of steel–steel composites. Materials Science and Engineering: A. 2001;300(1-2):135–141. doi: 10.1016/S0921-5093(00)01657-9 EDN: YITFGI
  5. Rohem NRF, Pacheco L, Budhe S, et al. Development and qualification of a new polymeric matrix laminated composite for pipe repair. Composite Structures. 2016;152:737–745. doi: 10.1016/j.compstruct.2016.05.091
  6. Vendra L, Neville B, Rabiei A. Fatigue in aluminum–steel and steel–steel composite foams. Materials Science and Engineering: A. 2009;517(1-2):146–153. doi: 10.1016/j.msea.2009.03.075
  7. Chen ZJ, Liu Q, Wang G, et al. Deformation inhomogeneities of Mg–Al laminated metal composites fabricated by accumulative roll bonding. Materials Research Innovations. 2015;19(sup4):S147–S151. doi: 10.1179/1432891715Z.0000000001533
  8. Kochkina GV, Krushenko GG. Strength calculation of aluminum composite fibers. Current Issues in Aviation and Cosmonautics. 2013;1(9):113–114. (In Russ.) EDN: TAPSEN
  9. Kuis DV, Volochko AT, Shegidevich AA, et al. Aluminum composite reinforced with quasicrystalline particles Al-Cu-Fe. Proceedings of BSTU Forestry and Wood Industry. 2015;2(175):229–233. (In Russ.) EDN: WMSIFJ
  10. Bataev IA, Bataev AA, Mali VI, Pavliukova DV. Structural and mechanical properties of metallic-intermetallic laminate composite produced by explosive welding and annealing. Material and Design. 2012(35):225–234. (In Russ.) doi: 10.1016/j.matdes.2011.09.030 EDN: AYVYNW
  11. Kolosova AS, Sokolskaya MK, Vitkalova IA, et al. Modern polymer composite materials and their applications. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2018;(5-1):245–256. (In Russ.) EDN: OZTDRV
  12. Bakholdin DG. Application of composite materials in construction. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2024;(5-1(92)): 189–192. (In Russ.) doi: 10.24412/2500-1000-2024-5-1-189-192 EDN: AVSWVS
  13. Lebedeva OV, Sipkina EI. Polymer composites and their properties. Proceedings of Universities: Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(2(41)):192–207. (In Russ.) doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-2-192-207 EDN: BSBTTQ
  14. Kachanov IV, Lenkevich SA, Vlasov VV, et al. Features of developing technologies for producing bimetallic semi-finished products for tool purposes by high-speed hot extrusion. Science and Technology. 2025;24(3):192–203 (In Russ.) doi: 10.21122/2227-1031-2025-24-3-192-203 EDN: GPEGJU
  15. Meleshin MA, Ali S, Mazen A. Experience in the application of composite materials in shipbuilding. Bulletin of Astrakhan State Technical University: Marine Equipment and Technology Series. 2022;2:44–50. (In Russ.) doi: 10.24143/2073-1574-2022-2-44-50 EDN: UXSRLV
  16. Kustov AV, Rozhkova E A, Bordachev VA. Composite materials in the rocket and space industry. In: Science, Technology, Society – NTO-II-2022. Krasnoyarsk: Obshchestvennoe uchrezhdenie “Krasnoyarskiy kraevoy Dom nauki i tekhniki Rossiyskogo soyuza nauchnykh i inzhenernykh obshchestvennykh obedineniy”; 2022:101–109. (In Russ.) EDN: NHSHXS
  17. Alekseev SV, Ogurtsov GL, Trifonova AA, et al. Comparison of characteristics of composite materials used in bridge support structures. In: Science Week ISI Proceedings. Saint Petersburg: SPbPU; 2021:237–239. (In Russ.) EDN: FMIVOK
  18. Polilov AN, Tatus’ N.A. Biomimetics in the design of constructions from fibrous composites. XXXII International Innovative Conference for Young Scientists and Students on Machine Science Issues. 2021:17–23. (In Russ.) EDN: TTZNZK
  19. Bezkorovainyi PG, Shestakov VS. Determining optimal parameters for hydraulic excavator working equipment with a pressure link. Proceedings of Higher Education Institutions: Mining Journal. 2023;1:25–35. doi: 10.21440/0536-1028-2023-1-25-35 (In Russ.) EDN: HMXSFD
  20. Gladkovsky SV, Trunina TA, Kokovikhin EA, Smirnova (Kutenyeva) SV. Technology for obtaining and properties of layered steel-aluminum composites. Rolling Production Journal. 2011(12):25–29. (In Russ.) EDN: PBQSYP
  21. Gladkovsky SV, Trunina TA, Kokovikhin EA, et al., Structure and properties of boron-aluminum composites obtained by hot rolling. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2011;13(1-2):361–364. (In Russ.) EDN: OORVIZ

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Steel tube.

下载 (40KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Model of aluminum matrix of a composite tube.

下载 (64KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Model of steel reinforcing filler.

下载 (127KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Stress diagram of a steel tube.

下载 (159KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Deformation diagram of a steel tube.

下载 (162KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Stress diagram of a composite tube.

下载 (173KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Deformation diagram of a composite tube.

下载 (173KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».