Научная статья на тему 'Квазистатическая термоупругость неоднородных элементов механизмов и машин в современньіх пищевьіх технологиях'

Квазистатическая термоупругость неоднородных элементов механизмов и машин в современньіх пищевьіх технологиях Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
95
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОМПОНЕНТИ ВЕКТОРА ПЕРЕМіЩЕНЬ ТА ТЕНЗОРА НАПРУЖЕНЬ / THE COMPONENTS OF THE DISPLACEMENT VECTOR AND THE STRESS TENSOR / ТЕРМОПРУЖНИЙ СТАН НЕОДНОРіДНИХ ТіЛ / НЕСТАЦіОНАРНА ТЕПЛОПРОВіДНіСТЬ / ГіПОТЕЗА НЕЗМіННИХ НОРМАЛЕЙ / СПіВВіДНОШЕННЯ ДЮГАМЕЛЯ-НЕЙМАНА / ТЕМПЕРАТУРНИЙ КОЕФіЦієНТ ЛіНіЙНОГО РОЗШИРЕННЯ / TEMPERATURE COEFFICIENT OF LINEAR EXPANSION / МОДУЛЬ ЮНГА МАТЕРіАЛУ ТА ЙОГО МОДУЛЬ ЗСУВУ / YOUNG''S MODULUS OF THE MATERIAL AND ITS SHEAR MODULUS / КОЕФіЦієНТИ ЛЯМЕ ТА ПУАССОНА / LAME AND THE POISSON'S COEFFICIENT / КОМПОНЕНТЫ ВЕКТОРА ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И ТЕНЗОРА НАПРЯЖЕНИЙ / ТЕРМОУПРУГОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ НЕОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ / THERMOELASTIC STATE BODIES INHOMOGENEOUS STRUCTURE / НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ / UNSTEADY HEAT CONDUCTION / ГИПОТЕЗА НЕИЗМЕННЫХ НОРМАЛЕЙ / HYPOTHESIS OF IMMUTABLE NORMS OF RELATIONS DYUGAMELYANEUMANN / СООТНОШЕНИЯ ДЮГАМЕЛЯ-НЕЙМАНА / ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ / МОДУЛЬ ЮНГА МАТЕРИАЛА И ЕГО МОДУЛЬ СДВИГА / КОЭФФИЦИЕНТЫ ЛЯМЕ И ПУАССОНА

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Циж Б.Р., Варивода Ю.Ю., Волос В.О., Чохань М.І., Магола Я.Я.

Предполагается метод исследования влияния заданых нестационарных температурных режимов внешней среды на физико-механические процессы в неоднородных пластинчатых и цилиндрических структурах для рабочего оборудования механизмов и машин современных пищевых производств. Для этого сформулировано соответствующую квазистатическую задачу термоупругости для неоднородных структур,кусочно-однородных и составных тел.,также для тел, а также для тел в виде основных матриц, содержащих инородные (сквозные или несквозные) включения различной формы и вида. Такого рода задачи (преимущественно трехмерные) составляют новое направления термомеханики неоднородных структур. Для этого при выводе соответствующих соотношений Дюгамеля-Неймана учитывается, что целый комплекс теплофизических, физико-механических и геометрических характеристик тела неоднородной структуры, как единого целого (таких как коэффициенты Ляме, модуль Юнга и модуль сдвига,коэффициент Пуассона и температурный коэффициент линейного расширения) являются функциями цилиндрических координат. Построение таких моделей сложных и композитних сред позволяет, на основании некоторых добавочных гіпотез, учитывать как микроструктуру материала, так и определять макроскопические параметры тоесть решать задачи термомеханики многокомпонентных сред. С учетом гипотезы неизменных нормалей, в работе выведены соотношения для компонент тензора напряжений и взаимосвязанной системы дифференциальных уравнений термоупругости второго порядка в частных производных для компонент вектора перемещений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

KVAZISTATYCHNYY THERMOELASTICITY INHOMOGENOUS ELEMENTS MACHINES AND MECHANISMS IN MODERN FOOD TECHNOLOGY

There was suggested the investigation method of the influence of the presented non-stationary environment temperature conditions on the course of physical and mechanical processes in heterogeneous plate and cylinder structures of the working equipment, hardware tools and machinery of modern food production. Following this aim there was formulated a corresponding quasistatic problem of thermoelasticity for inhomogeneous and piecewise homogeneous structures and compound bodies or bodies in the form of basic matrices containing foreign (the through or non-through) inclusions of various shapes and species. These are new problems (mainly three-dimensional) of thermomechanics inhomogeneous structures. Therefore on output of the corresponding Dyugamelya Neumann's relations there is taken into account that the whole complex of physical-mechanical, thermalphysical and geometric characteristics of the inhomogeneous structure bodies as a single unit (Lame’s coefficients, Young's modulus and shear modulus, Poisson's ratio and the temperature coefficient of linear expansion) are functions of cylindrical coordinates. On the basis of additional hypotheses and assumptions the construction of such layered and composite environment models allows to consider the microstructure of the material and to determine the macroscopic parameters; that is, to solve problems of thermomechanics multicomponent media. Taking into account the hypothesis of immutable rules in the work there were derived examples for the components of the stress tensor and interconnection of differential equations system of second order thermoelasticity in partial derivatives for displacements vector components.

Текст научной работы на тему «Квазистатическая термоупругость неоднородных элементов механизмов и машин в современньіх пищевьіх технологиях»

зразком, дозволяе подовжити термш збертання дрiжджових B^o6iB. r0T0Bi вироби i на 5 день при збертанш у звичайних умовах залишалися м'якi та еластичнi. Проведенi мшробюлопчш дослiдження пiдтверджують безпечнiсть пролонгованого збертання.

Висновки. За результатами дослiджень рацюнальним е внесення до рецептури борошняних виробiв 10 % соку або 7,5 % пюре, або 1,5 % порошку з вичавок хеномелесу. Додавання продукпв переробки хеномелесу дозволяе покращити органолептичш, фiзико-хiмiчнi показники готових виробiв та подовжити !х термш збертання.

Перспективи подальших дослiджень. Плануеться розширення спектру використання вичавок, а саме виготовлення з них екстракпв та застосування 1х при виробнищи борошняних виробiв. У подальшому результати проведених дослщжень будуть використанi при розробщ рецептур з iнших вцщв тiста.

Лiтература

1. Бойко И. А. Современное состояние функционирования хлебопекарной промышленности Украины / И. А. Бойко, Н. П. Скрыгун, В. А. Бойко // Научно-теоретический и практический журнал. Серия Экономические науки. - Уральск : Уралнаучкнига, 2013. - № 15. - С. 24-30.

2. Лебеденко Т. Е. Использование экстрактов пряно-ароматических и лекарственных растений в технологии хлебопечения [Текст]/ Т. Е. Лебеденко, Д. М. Донской, Т. П. Новичкова, Т. З. Ткаченко, Н. Ю. Соколова // Науковi пращ ОНАХТ. - № 38, Том 1, 2010. - С. 248-253.

3. Турчиняк М. К. Актуальнють використання нетрадищйних добавок у харчових продуктах / М. К. Турчиняк // «Товарознавчий вюник» Львiвськоl комерцшно! академп, 2014. - №7 - С. 193-198

4. Клименко С. В. Хеномелес: генофонд и новые сорта в НБС НАН Украины. / С. В. Клименко, Я. Брындза, О. В. Григорьева // Матер. мiжн. наук. конф., 15-17 вересня 2010 р.- К.: Укрфгтосоцюцентр, 2010.- С. 202-204.

5. Хомич Г. П. До^дження хiмiчного складу плодiв хеномелесу i використання його в соковому виробнищи / Г. П. Хомич, Н. I. Ткач, Ю. В. Левченко // Темат. збiрник наук. праць «Вюник Донецького нацюнального ушверситету економiки i торгiвлi iменi Михайла Туган-Барановського» - Донецьк: ДонНУЕТ, 2014. - Вип.1(61) - С. 98-104.

Стаття надшшла до редакцИ 23.09.2015

УДК 664.02. (075.8).

Цж Б. Р.1'2, д. т. н., професор, Варивода Ю. Ю.1, к. т. н., доцент, Волос В. О.1, к. фiз.-мат. н., доцент, Чохань М. I.1, к. т. н., доцент, Магола Я. Я.1, бакалавр, Гончар Ф. М.3, к. фiз.-мат. н., доцент ©

1Льв1вський национальный университет ветеринарног медицины та б1отехнологт 1мен1 С.З. Гжицького, Украгна 2Унгверситет Казимира Великого в Бидгощг, Польща 3Нацгонильний университет «Львгвська политехника», Украгна

КВАЗ1СТАТИЧНА ТЕРМОПРУЖН1СТЬ НЕОДНОР1ДНИХ ЕЛЕМЕНТ1В МЕХАН1ЗМ1В I МАШИН У СУЧАСНИХ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГ1ЯХ

Запропоновано метод дослгдження впливу заданих нестацгонарних температурних режимгв навколишнього середовища на переб1г фгзико-мехатчних процесгв у неодноргдних пластинчастих та цилтдричних структурах робочого

© Щж Б. Р., Варивода Ю. Ю., Волос В. О., Чохань М. I., Магола Я. Я., Гончар Ф. М., 2015

179

обладнання та устаткування механгзмгв г машин сучасних харчових виробництв. Для цього сформульовано вгдповгдну кваз1статичну задачу термопружностг для неодноргдних структур, кусково-одноргдних та складених тгл,або тт у виглядг основних матриць, що мютять чужоргднг (наскргзнг або ненаскргзнг) включення ргзног форми та вигляду. Це новг задачг (переважно трьохвим1рн1) неодноргдних структур. Для цього при виводг вгдповгдних спгввгдношень Дюгамеля-Неймана враховано, що весь комплекс фгзико-механгчних , теплофгзичних та геометричних характеристик тта неоднородно! структури, як единого цглого, (коефгцгенти Ляме, модуль Юнга та модуль зсуву, коефгцгент Пуассона та температурний коефгцгент лШйного розширення) е функц1ями цилгндричних координат. Побудова таких моделей шаруватих г композитних середовищ,дозволяе на основг додаткових гтотез г припущень враховувати як мгкроструктуру материалу, так г визначити макроскопгчнг параметри - тобто розв'язувати задачг термомехангки багатокомпонентних середовищ. 1з врахуванням гтотези незмтних нормалей, в роботг виведено вирази для компонентгв тензора напружень та взаемозв'язано! системи диференцгальних ргвнянь термопружностг другого порядку у частинних пох1дних для компонентгв вектора перемщень.

Ключов'1 слова: компоненти вектора перемщень та тензора напружень, термопружний стан неодноргдних тт, нестационарна теплопроводность, ггпотеза незмтних нормалей, спгввгдношення Дюгамеля-Неймана,температурний коефгцгент лгнгйного розширення, модуль Юнга матергалу та його модуль зсуву, коефщ1енти Ляме та Пуассона.

УДК 664.02. (075.8).

Циж Б. Р.1'2, д. т. н., профессор, Варивода Ю. Ю.1, к. т. н., доцент, Волос В. О.1, к. физ.-мат. н., доцент, Чохань М. I.1, к. т. н., доцент, Магола Я. Я.1, бакалавр, Гончар Ф. М.3, к. физ.-мат. н., доцент 1Львовський национальний университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С. З. Гжицкого, Украина 2Университет Казимира Великого в Быдгоще, Польща 3Национальний университет «Львовськая политехника», Украина

КВАЗИСТАТИЧЕСКАЯ ТЕРМОУПРУГОСТЬ НЕОДНОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН В СОВРЕМЕННЫХ ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Предполагается метод исследования влияния заданых нестационарных температурных режимов внешней среды на физико-механические процессы в неоднородных пластинчатых и цилиндрических структурах для рабочего оборудования механизмов и машин современнъгх пищевъгх производств. Для этого сформулировано соответствующую квазистатическую задачу термоупругости для неоднородных структур ,кусочно-однородных и составных тел.,также для тел, а также для тел в виде основным матриц, содержащих инородные (сквозные или несквозные) включения различной формы и вида. Такого рода задачи (преимущественно трехмерные) составляют новое направления термомеханики неоднородных структур. Для этого при выводе соответствующих соотношений Дюгамеля-Неймана учитывается, что целый комплекс теплофизических, физико-механических и геометрических характеристик тела неоднородной структуры, как единого целого (таких как коэффициенты Ляме, модуль Юнга и модуль сдвига,коэффициент Пуассона и температурный коэффициент линейного расширения) являются функциями цилиндрических координат. Построение таких моделей сложных и композитних сред позволяет, на основании некоторым добавочных гтотез, учитывать как

180

микроструктуру материала, так и определять макроскопические параметры -тоесть решать задачи термомеханики многокомпонентных сред. С учетом гипотезы неизменных нормалей, в работе выведены соотношения для компонент тензора напряжений и взаимосвязанной системы дифференциальных уравнений термоупругости второго порядка в частных производных для компонент вектора перемещений.

Ключевые слова: компоненты вектора перемещений и тензора напряжений, термоупругое состояние тел неоднородной структуры, нестационарная теплопроводность, гипотеза неизменных нормалей, соотношения Дюгамеля-Неймана, температурный коэффициент линейного расширения, модуль Юнга материала и его модуль сдвига, коэффициенты Ляме и Пуассона.

UDC 621.382

Tsizh B. R.1,2, PhD, Professor, Varyvoda Yu. Yu.1, PhD,Associate Professor, Volos V. O .1, PhD, Associate Professor, Chokhan M. I.1, PhD, Associate Professor, Mahola Ya. Ya.1, bachelor, Gonchar F. M.3, PhD, Associate Professor

1 Lviv National University of Veterinary medicine and biotechnology S. Z. Gzhytsky,

Ukraine

2 Kazimierz Wielki University in Bydgoszcz, Poland 3 Lviv Polytechnic National University, Ukraine

KVAZISTATYCHNYY THERMOELASTICITY INHOMOGENOUS ELEMENTS MACHINES AND MECHANISMS IN MODERN FOOD TECHNOLOGY

There was suggested the investigation method of the influence of the presented non-stationary environment temperature conditions on the course of physical and mechanical processes in heterogeneous plate and cylinder structures of the working equipment, hardware tools and machinery of modern food production. Following this aim there was formulated a corresponding quasistatic problem of thermoelasticity for inhomogeneous and piecewise homogeneous structures and compound bodies or bodies in the form of basic matrices containing foreign (the through or non-through) inclusions of various shapes and species. These are new problems (mainly three-dimensional) of thermomechanics inhomogeneous structures. Therefore on output of the corresponding Dyugamelya — Neumann's relations there is taken into account that the whole complex of physical-mechanical, thermalphysical and geometric characteristics of the inhomogeneous structure bodies as a single unit (Lame's coefficients, Young's modulus and shear modulus, Poisson's ratio and the temperature coefficient of linear expansion) are functions of cylindrical coordinates. On the basis of additional hypotheses and assumptions the construction of such layered and composite environment models allows to consider the microstructure of the material and to determine the macroscopic parameters; that is, to solve problems of thermomechanics multicomponent media. Taking into account the hypothesis of immutable rules in the work there were derived examples for the components of the stress tensor and interconnection of differential equations system of second order thermoelasticity in partial derivatives for displacements vector components.

Key words: the components of the displacement vector and the stress tensor, thermoelastic state bodies inhomogeneous structure, unsteady heat conduction, hypothesis of immutable norms of relations Dyugamelya- Neumann , the temperature coefficient of linear expansion , Young's modulus of the material and its shear modulus , Lame and the Poisson's coefficient.

181

Вступ. Вщомо [3], що знання теплофiзичних, термопружних та фiзико-мехашчних характеристик матерiалiв необхiднi для розрахунюв стiйкостi i термомiцностi неоднорщних робочих вузлiв у технологiчному обладнанш та устаткуваннi машин i механiзмiв харчових виробництв.

Останнiм часом вггчизняш харчовi i переробнi пiдприeмства почали широко використовувати новi прогресивнi технологи, високопродуктивне обладнання, устаткування i передовий виробничий досвщ. Одним iз складових способiв скорочення прямих та непрямих величезних втрат (40 - 60%) сировини в ланцюзi «виробництво - загопвля - зберiгання - переробка-споживання» е технiчне переоснащення, реконструкцiя та розширення ддачих i будiвництво нових пщприемств на базi ресурсозберiгаючих технологш i технiки, вдосконалення управлiння технолопчними процесами та якiстю продукцп, освоенню сучасних безвiдходних технологiй переробки [4].

Для дослщження складних багаторiвневих систем у харчових виробництвах , таких, як технолопчна лiнiя, цех, тдприемство, об'еднання використовуеться системний пщхщ у встановленнi показникiв сировини, варiантiв И обробки, послiдовностi технологiчних операцш, який обов'язково включае якiснi математичш моделi таких систем [2].

Методи дослщження. Застосування методу трьохвимiрного представлення термопружних характеристик для неоднорщних елемеш!в робочих вузлiв у мехашзмах i машинах у виглядi кусково - однорщних функцiй цилiндричних координат iз збереженням гiпотези незмiнних нормалей (як для випадку узагальненого плоского напруженого стану), приводить до «автоматичного» виконання умов щеального теплового та мехашчного контакпв на межi спряження чужорiдних елеменив. Встановлено достовiрнiсть отриманих результатiв для просторових структур у 1х основних часткових випадках: одновимiрних та двовимiрних задачах i квазiстатичних задачах термопружносп для тiл iз наскрiзними i не наскрiзними чужорiдними включеннями [5]. Запропоновано методи роздшення взаемозв'язаних систем диференщальних рiвнянь термопружностi пiсля застосування штегральних перетворень: (безмежнi iнтегральнi перетворення Фур'е для пластинчастих структур, перетворення Ханкеля першого та другого роду по радiальнiй координатi, Меллiна - по кутовш координатi та безмежного штегрального перетворення Лапласа по часу). Таким чином взаемозв'язана система диференщальних рiвнянь (в оригшалах) переходить у систему взаемозв'язаних алгебрашних рiвнянь (у полi зображень). Пiсля роздiлення останньо! та застосування обернених перетворень, а також використання таблиць для отримання оригiналiв за допомогою спецфункцiй [6], записано вирази шуканих функцiй для компонент вектора перемщень та тензора напружень.

Результати дослщжень. Застосування методу представлення фiзико -мехашчних характеристик у виглядi узагальнених комплексiв цилшдричних координат дозволяе шукати розв'язання задач термопружносп для всього неоднорiдного тща як единого цiлого. Отримано сшввщношення мiж деформацiями i перемiщеннями, що вщнесеш до просторових цилiндричних координат. Запропоновано використання гшотези незмiнних нормалей для трьохвимiрних

182

неоднорщних структур. Виведено взаемозв'язану систему диференщальних рiвнянь термопружносп другого порядку в операторному виглядi через компоненти перемщень iз врахуванням об'емно! деформацп, коефiцieнтiв Ляме, модуля Юнга та Пуассона, температурних коефiцieнтiв лшшного розширення окремих компонент, коефiцieнтiв теплопровщносп, питомих теплоемностей та густини джерел тепла. Записано вигляд сшввщношень Дюгамеля-Неймана для трьохвимiрного випадку початкових i граничних умов через задання вщомих функцiй часу, температур зовнiшнього середовища з окремих частин поверхонь неоднорщних тiл; а також коефiцiентiв тепловiддачi з цих поверхонь у випадку нестащонарно! теплопровiдностi або ж у заданш компонент вектора перемiщень, (чи тензора напружень) на межах складових неоднорiдного тiла при дослiдженнi його термопружного стану.

Багато неоднорщних вузлiв у механiзмах i машинах харчових виробництв представляють собою неоднорщш пластинчастi i цилiндричнi структури, що працюють у робочих термо-пружних умовах, якi можна дослiджувати методами квазютатично! задачi термопружностi [7]. Для цього виведено рiвняння i сшввщношення тако! задачi для неоднорiдних пластинчатих i шаруватих структур iз представленням у просторових цилiндричних координатах ушх фiзико-механiчних характеристик р(т,ф,^). Для цього припускаемо, що початкова !х температура дорiвнюе ^0 ,а компонента напруження огг е малою у порiвняннi з компонентами агг, офф , оТф . Використовуючи спiввiдношення Дюгамеля-Неймана для неоднорщних твердих тiл [8] та вiдомi залежностi мiж деформацiями i перемщеннями, одержимо:

агг = 2у.егг + Хе — рв,

а^ = + Хе — рв,

агг = 2^е22 + Хе — рв,

Де егг, е^у, е22, еГ(р = е(рг, еГ2 = е2Г - компоненти тензора деформацп . Самi

ж спiввiдношення мiж деформащями i перемiщеннями, що вiднесенi до

цилiндричних координат, мають вигляд [1]:

= ди =1 (ду + \ = дш = = 1 Г1 (ди — \ + 1

егг = Ц;'е<Р<Р = г\^ + и)' егг =-^'ег<р = е<рг = — ^ + Л .

е =е =1(2^ + 21) е =е =1(дЛ + ^) [

гг гг ЛдгдЕУ' ^ 1>г 2 Кдггдф) I

Тут агг, а^, агг, аг<р = агг = агг, а2<р = а(рг - компоненти тензора

напружень, е = ^ + ^ + и) + = + 2ц), в = Ь — Ь0 - прирiст температури

тiла, а1 (г, ф, г) - температурний коефщент лiнiйного розширення, ^ - початкова температура, при якш напруження в тш вiдсутнi. Коефiцiенти Ляме Х(г,ф,г),у.(г,ф,г) яю у випадку iзотропного неоднородного тiла являються функцiями координат, виражаються через модуль Юнга Е(г,ф,г), коефщент Пуассона У(г, ф, г) i модуль зсуву С (г, ф, г) наступним чином [9]:

УЕ Е

Л= (1 + Р)(1 — 2Р)^= С = 2(1+ р)

Самi ж рiвняння без врахування масових сил запишуться [10]:

dtp

Тодi i3 третього piвняння (1) знaxодимо:

dw _ (3X+2ß)at9 _ X д— X+2¡í

dw

дЛ1— + 1(д-Ш+аг\ + дЛ——_0

dr r \ dtp r— ) d— -

>

[r + ) + dr\

Х+2(л Lr\d<p

(3)

(4)

Поставивши вираз — у пepшi два piвняння (1) i приеднавши до ниx четверте

piвняння, представимо компоненти тензора напруження огг, о^^,

Я+2 ßrKdtp J Х+2ц z

or(p у виглядi:

4(Я+д)д du Я+2д dr X+2¡j.r\dtp

^ _ 4(Я+д)д 1 dv + VP ~ X+2¡i г dtp X+2ßdr

2Яд du + 4(Я+д)д и

Я+2 fí

^rtp ß

1/ди \ dv _г\дю ) дг.

X+2¡i 2¡i(3X+2¡i)

Х+2ц

at0,

(5)

Вpaxовyючи гiпотeзy нeзмiнниx нормалей [5] :

и _ ип _ —

dw(r,q>) дг

V _ Vn _

1з piвнянь (5) знaxодимо:

— dtù(r,tp) dtp '

(б)

агг _

A(X+ß)ß fdu0 + X 1 di?(A + 2Xß u0 A(X+ß)ßz\d2w + X / 1 d2w + 1 ЗиЛ! 2ß(3X+2ß) X+2ß V dr 2(X+ß)rdtp) Я+2ßr X+2ß Idr2 2X+ß\r2 dtp2 rdr/J

4(X + ß)ß /1 dVp X+2ß \r dtp

du(

X+2ß A(X+ß)ß u0

X+2ß 4(X+ß)ß

2X+ß\r2 dtp2

[1 d2w 1 dw r^ otp^ r or

d w

2(X+ß) dr J X+2ß r X+2ß lr2 dtp2 r dr 2(X+ß) dr-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

[1 /du0 ^ \ + dv^ 2 — ( a2w rVdm V°) dr rVdrdtp rdrji

X+2ß 2ß(3X+2ß) X+2ß

ate,

(7) ate>-

rf r'ír\dtp "J ' dr ~r\drdtp

Пiдстaвивши вираз для напружень (1) у piвняния piвновaги (3) i прийнявши до уваги сшввщношення (2) ,пpиxодимо до piвнянь в пepeмiщeнняx:

. Х+а де и 2 dv , 2 да ди , 1 йд /1 du , dv ,

Аи + ~я---2_-T- + —rT + —Jt[-7r + 7l---) +

or rz rz д(р ^ or or г(л д(р \r д(р or г/

Л

■ д<р д (

+ 1 Зд /до) + ЗиЛ + ¡лд— \дг дг)

едХ 1 d(ß9)

¡i дг ¡i дг

. А+д de V 2 ди . 2 du du . 1 ди /1 du . dv v\ ,

hv + ---¿_-7Г + —Г7Г + —7Г\-7Г + 71---1 +

rfi д(р rÁ rÁ д(р ^дг дг гцдфУгдф дг г/ + 2 + a^/l dv + и\ + 1 d\i /dv + 1 + е дХ _ 1 d(ß9 г ¡л д(р \г д(р r J ¡л д— \д— г д<р/ rf¿ д(р rfi д(р

. , Х+иде , Iduído) , ди\ , 1 duídv , 1 даЛ ,

^ д— ^дг \дг д—/ rfi д(р \д— гд<р/

+ 2 d\i дсо + е дХ _ 1 d(ß9) _ о (хд— д— ¡лд— ¡л д— '

е А_ -—(г—} + 1 д2 + д2

г дг V дг/ г2 д<р2 д—2

>

(8)

J

Якщо фiзико-мexaнiчнi xapaктepистики - фyнкцiï однiеï координати r, замють piвиянь тeплопpовiдностi неоднорщного тiлa у цилiндpичниx кооpдинaтax [9], отримаемо:

"........(9)

(10)

iA

г дг

1 д

г2 dtp \ dtp

Та замють системи piвнянь (8) буде

('■•■Sï+K^S''''1-'*'

д /д 9t\ + 1 d t + d t _ ср £_ w

rXt dr\ t dr) r2 dtp2 d—2 Xt Xt

д^ + Л+ц де _ и _ 2 ду + 2 ди + е дХ _ 1 д(@в) _ ^ "

д дг г2 г2 д(р ^дг дг ^дг д дг '

. , Я+д де V , 2 ди , 1 ди ди , ду v\ й Зt „

+ ---^ + + — *---)_—т-_ 0,

гд д(р г^ г^ д(р гр дг \г д(р дг г/ гд д(р

(11)

. , Я+дде , \dufdw , ди\ ПдЬ „

Дw + — — + ~\ — + —) _ -— _ 0,

д дъ рдг \дг дъ/ дог

Тут складовi спiввiдношення (9) Х(г,ф,г) с(г,ф,г) р(г,ф,г) - коефiцieнти теплопровiдностi, питома теплоемнють i густина тiла вiдповiдно, ф, г, т)-густина джерела тепла, тобто кшьюсть тепла, яка виробляеться в одиницi об'ема за одиницю часу джерелами, крапкою зверху позначено диференщювання за часом т.

Накшець, у випадку одновимiрноl задачi буде [1]:

(12)

. , Я+д д /ди , и\ и , 1 (ди , и\ дХ 1 д(Пв) „ /1 ->\

Ди +---— ( — + -) —7 + " ( ^ + " ) =----(13)

д дг \дг г/ г^ д \ог г/ дг р дг

Спiввiдношення Дюгамеля-Неймана в цьому випадку записуеться таким чином :

_ ^^ + ^ С^^ + _ У (14)

Для повного формулювання задачi, крiм диференцiальних рiвнянь (8), (9), необхiдно вказати початковi i граничнi умови [5]. Початкова умова визначаеться заданням закону розподшу температури всерединi тiла в початковий момент часу, тобто:

^г, ф, г, т) _ Ь0(г, ф, г) при т =0. (15)

Гранична умова може бути задана одшею iз наступних основних граничних умов [9] :

1 .Гранична умова першого роду, яка полягае у заданш розподiлу температури по поверхнi тша в будь-який момент часу, тобто т) _ £с(/,т) де точка р належить поверхш 8, що обмежуе тiло,tс (р,т)-задана функцiя.

2.Гранична умова другого роду, яка полягае у заданш густини теплового по току для будь-яко! поверхш тша як функци часу, тобто:

Я,£(р,т^(р,т) (16)

де п - зовшшня нормаль до поверхш 8 в точщ р.

3.Гранична умова третього роду (закон Ньютона) або гранична умова конвективного теплообмшу, яка вимагае ,щоб потiк тепла через граничну поверхню був пропорцшний рiзницi температури поверхнi тiла i вiдомою температурою tс навколишнього середовища, тобто:

а3(п,5)[Ьс_ Ь(р,т)] (17)

де а^^)- коефiцiент тепловiддaчi з поверхш S.

Вiдмiтимо, що при визначенш мехaнiчного стану тiлa на його границ S можуть бути задаш вектор перемiщень

й=Й0(р,т) (18)

вектор напружень Q, тобтo:

Ог(рПг + <Уф(рП-(р + Q(p>f (19)

аг%пг + ^фъ^-ф + Qr■_}

де пг ,пф , пг -напрямш косинуси зовшшньо! нормат до гранично! поверхнi 5" тша; Qr, Q<p' Qz- компоненти заданих поверхневих сил в напрямах г,ф,2 вiдповiдно.

Крiм того, на деякш чaстинi 80 поверхнi 5" може бути заданий вектор перемщень, а на решт И чaстинi -вектор напружень.

Висновки. Отримано повне формулювання квазютатично! зaдaчi термопружностi для пластинчастих i цилiндричних неоднорiдних просторових структур, що моделюють робочi вузли машин i мехaнiзмiв сучасних харчових технологiй. 1з застосуванням додаткових гшотез, та спiввiдношень Дюгамеля-Неймана, записано взаемозв'язаш системи диференцiaльних рiвнянь термопружносп в перемщеннях i компонентах тензорiв напружень. Ц системи дають можливють враховувати вплив цiлого комплексу теплофiзичних, фiзико-мехaнiчних i термопружних характеристик на вивчення термопружного стану таких неоднорщних твердих тiл та одночасного дослщження виконання граничних i початкових умов поставлено! зaдaчi квaзiстaтично! термопружность Показано [11], що у сукупност з методами безмежних i сюнченних iнтегрaльних перетворень ( Фур'е, Ханкеля, Меллша, та Лапласа ) по вщповщних цилiндричних координатах i часу, допускаеться отримання розв'язкiв задач у полi зображень ( через системи алгебра!чних рiвнянь ), а по^м через обернений перехiд-повернення у поле оригiнaлiв. Сформульовано ряд часткових випадюв вiдповiдних одно- та двовимiрних задач.

Л^ература

1. Подстригач Я. С., Ломакин В. А., Коляно Ю. М. - Термоупругость тел. неоднородной структуры.М.,1984.

2. Панфилов В. А. Технологические линии пищевых производств/Теория технологического процесса.- М.: Агропромиздат,1993.-368 с.

3. В. Я. Плахотш, I. С. Тюршова, Г. П. Хомич. Теоретичн основи технологш харчових виробництв. Ки!в,2006,634 с.

4. Технология пищевых промзводств/ Л. П. Ковальская, И. С. Шуб, Г. М. Мелькина и др.; Под ред.Л. П. Ковальской - М.: Колос,1997.-752 с.

5. Подстригач Я. С. , Коляно Ю. М., Семерак М. М. Температурные поля и напряжения в элементах электровакуумных приборов.-Киев: Наук.думка,1981-342 с.

6. Снеддон И. Пореобразования Фурье-М.: Изд-во иностранной литературы,1985.- 668 с.

7. Стабников В. Н. Общая технология пищевых продуктов: Учебное пособие для вузов. В. Н.Стабников, Н. В. Остапчук-К.: Вища школа,1980.- 303 с.

8. Болотин В. В.. Новичков Ю. Н. Механика многослойных конструкций.-М.: Машиностроение , 1980.- 376 с.

9. Подстригач Я. С., Коляно Ю. М. Неустановившиеся температурные поля и напряжения в тонких пластинках. Киев, 1972.

10. Калыняк Н. И., Гладыш Р. В., Волос В. А., Каинский И. Е. // Проблемы прочности, 1990, № 10,с. 88-93.

11. Владимиров В. С. Обобщенные функции в математической физике -М.: Наука,1979.-320 с.

Стаття надшшла до редакцИ 11.09.2015

УДК 614.846.6

хШалько А. В., асистент, 2Сидорчук О. В., д.т.н., професор, хЧайковський Б. П., к.т.н., доцент ©

1Львгвський национальный университет ветеринарног медицины та б1отехнологт ¡м. С.З. Гжицького, м. Льв1в, Украгна

2Львгвський нацгональний аграрний университет, м. Дубляни

АНАЛ1З СТРАТЕГ1Й ТЕХН1ЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА РЕМОНТУ ПОЖЕЖНИХ МАШИН

У статтг висвтлено питання, ям стосуються обхрунтування стратеггй техничного обслуговування та ремонту пожежних машин, а також пер1одичност1 виконання ремонтно-обслуговуючих втручань. На гх основг розробленг: нормативи пер1одичност1 виконання ремонтно-обслуговуючих втручань; нормативи до ремонтного г межремонтного напрацювання; середньоргчнг коефщ1енти охоплення ремонтом машин г гх складових частин; нормативи трудомгсткостг ремонтгв машин г гх складових частин; нормативи обмтного фонду для обмтних пунктгв тощо.

Теоретичш засади оргатзацп проведення технгчного обслуговування г ремонту передбачають наступнг методи поточного ремонту: знеособлений г незнеособлений; агрегатний; метод ремонту тдприемством, яке використовуе машину, метод ремонту спецгалгзованим тдприемством.

Ключов1 слова: техтчне обслуговування, ремонт, техтчне обслуговування г ремонт, ресурс, пожежнг машини, система, стратеги, операцгг, методи, обслуговування, нормативи, втручання, поточний ремонт

УДК 614.846.6

хШалько А.В., асистент, 2Сидорчук О.В., д.т.н., професор, Чайковский Б. П., к.т.н., доцент 1Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого, г. Львов, Украина 2Львовский национальный аграрний университет, г. Дубляни, Украина

АНАЛИЗ СТРАТЕГИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

ПОЖАРНЫХ МАШИН

В статье освещены вопросы, которые касаются обоснования стратегий технического обслуживания и ремонта пожарнъгх машин, а также периодичности выполнения ремонтно-обслуживающих операций. На их основе разработаны: нормативы периодичности выполнения ремонтно-обслуживающих операций; нормативы до ремонтного и межремонтного наработки; среднегодовые коэффициенты охвата ремонтом машин и их составных частей; нормативы трудоемкости ремонтов машин и их составным частей; нормативы обменного фонда для обменных пунктов и тому подобное. Теоретические основы организации проведения технического обслуживания и ремонта предусматривают следующие методы текущего ремонта: обезличенный и незнеособлений; агрегатный метод ремонта предприятием, которое использует машину, метод ремонта специализированным предприятием.

Ключевые слова: техническое обслуживание, ремонт, техническое обслуживание и ремонт, ресурс, пожарные машины, система, стратегии, операции, методы, обслужывание, нормативы, вмешательство, текущий ремонт

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

© Шалько А. В., Сидорчук О. В., 'Чайковський Б. П., 2015

187

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.