Определение предельной величины касательной силы на траке методом конечных элементов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5/2019

Опираясь на результаты прошлых лет, были выбраны и подобраны оптимальные концентрации неизоцианатных уретанов, концентрация которых изменялась от 3 до 7 г/см3. В качестве растворителя применяли воду.

Известно, что температура сваривания является одним из основных показателей структурирования дермы. В результате обработки полуфабриката одежной кожи из шкур овчины синтезированными неизоцианатами уретанами температура сваривания увеличилась на 5-9 0С.

Так же в рамках работы были проведены исследования гигроскопичности и влагоотдачи, как основных гигиенических свойств кожи. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Исследуемые гигиенические показатели одежных кож из шкур овчины

Исследуемые гигиенические показатели: Опытные образцы кожи одежной из шкур овчины, обработанные растворами: Контрольный образец

УГ УФО УГД

Гигроскопичность, % 16% 17% 27% 11%

Влагоотдача, % 16% 17% 26% 9,6%

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности использования данных химических продуктов в технологическом процессе структурирования кожи из шкур овчины, позволяющих полностью исключить токсичные соединения хрома из технологии додубливания дермы, повышая при этом основные потребительские свойства.

Список использованной литературы:

1. Калукова М.Н. Неизоцианатные уретаны как структурирующие агенты при отделки кожи / М.Н. Калукова, А.Р. Гарифуллина, В.А. Сысоев, В.И. Калуков // Вестник Казанского Технологического университета. -2017. -№ 19.-С.64-67.

2. Калукова М.Н. Мономерные гидроксилсодержащие соединения как сопутствующие рационализаторы процесса структурирования кожи / М.Н.Калукова, В.А. Сысоев, В.И. Калуков // Научное обеспечение технического и технологического прогресса: сб. статей Международной научно-практической конференции, 15марта, г.Оренбург.- Уфа: АЭТЕРНА, 2018.- С.48-51

© Калукова М.Н., Гарифуллина А.Р., Сысоев В.А., 2019

УДК 629.11.01

И.В. Козлов

студент 3 курса МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана

г. Мытищи, РФ E-mail: [email protected] Д.И. Рогачев

студент 3 курса МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана

г. Мытищи, РФ E-mail: [email protected]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ КАСАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ НА ТРАКЕ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Аннотация

В данной статье рассмотрен способ определения касательной силы действующей на трак методом конечных элементов, а также рассмотрена зависимость вырыва трака из почвы от его длины.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5/2019

Ключевые слова:

Трак, гусеничная лента, движитель, почва, грунт, касательная сила, метод конечных элементов,

системы САПР, ANSYS.

Введение

Россия является самой большой страной в мире со множеством природных труднодоступных зон, поэтому для передвижения по ее просторам используется самая разнообразная техника, в том числе и на гусеничном ходу. Но для того чтобы спроектировать гусеничный движитель необходимо учитывать множество параметров в каждой составляющей данного агрегата. Основным элементом гусеничной ленты является трак - так называемое звено. Как парило данные звенья имеют грунтозацепы, которые в свою очередь создают силы, сопротивляющиеся сдвигу. Это позволяет довольно эффективно передвигаться по сыпучим поверхностям и противостоять бездорожью. Поэтому очень важной задачей конструкторов является выполнение прочностного расчета трака, а также изучение его взаимодействия с грунтом.

Цель работы

Целью исследования является определение наиболее нагруженных зон трака; исследование вертикальной силы, возникающей в грунте; определение общего отклика среды. Для исследования использовался метод конечных элементов по причине его мультизадачности, возможности его применения для контактирующих элементов из разных материалов, а также высокой точности измерений. В качестве основного программного инструмента проведения расчетов был выбран комплекс ANSYS Workbench 19.2.

Геометрическая модель

В качестве исследуемого объекта был взят отдельный элемент гусеничной ленты с геометрическими параметрами, приведенными на рис. 1.

Моделирование конструкции трака выполнялось при помощи прикладного пакета САПР SolidWorks, впоследствии созданная модель была интегрирована в ANSYS Workbench 19.2.

Рисунок 1- Общий вид конструкции трака и его геометрические параметры

Исследование проводилось для шести моделей трака с разными значениями длины L, приведенными в табл. 1.

Таблица 1

Геометрические параметры трака

Параметр Длина L, мм Ширина b, мм Высота h, мм Толщина с, мм

Значение 50,100,150,200, 250,300 300 40 8

Модели материалов

Физико-механические свойства грунта заданы моделью Mohr-Coulomb, применяемой для сыпучих материалов. Трак изготовлен из конструкционной стали. Характеристики модели грунтового основания и трака приведены в табл.2.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5/2019

Характеристики материалов Таблица 2

Наименование параметра Значение параметра

Сталь Грунт

Плотность, кг/м3 7850 1300

Модуль Юнга, МПа 21011 1107

Коэффициент Пуассона V 0,3 0,25

Угол внутреннего трения ф, ° - 21,8

Удельное сцепление с, кПа - 1105

Угол дилатации 0, ° - 0

Условия нагружения

При проведении статического расчета в качестве нагружения моделей задано ускорение свободного падения, действующие на оба тела системы. Нижняя поверхность грунтового основания жестко закреплена. Коэффициент трения между поверхностями {¿=0,25. К каждому траку приложена сосредоточенная масса разного значения и сосредоточенная сила F=1500Н. Схема нагружения представлена на рис.2.

Рисунок 2 - Схема нагружения системы

Результаты исследования

с) Л)

Рисунок 3 - Полная деформация для траков: а) L=300 мм, Ь) L=150 мм,

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5/2019

с) L=50 мм d) Трак L=50 мм без приложения сосредоточенной массы.

Рисунок 3 демонстрирует вырыв трака при отсутствии воздействия на него сосредоточенной массы т.

Рисунок 4 - Касательные напряжения а) L=300 мм, Ь) L=150 мм.

Рисунок 5 - Нормальные напряжения а) L=300 мм, Ь) L=150 мм.

Выводы:

В результате выполненной работы по моделированию системы «трак-грунт» выявлена зависимость величины сосредоточенной массы от длины трака. С уменьшением длины звена масса необходимая для уравновешивания трака увеличивается, что демонстрирует рис. 6.

140 120 100 £ 30 Е so та и Л 40 20 п

1____

< 1 J

0 5 3D 15 20 25 30 35 Длина L, см

Рисунок 6 - Зависимость сосредоточенной массы от длины трака.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X

№ 5/2019

о

О 5 1J0 15 20 25 30 35

Длина L, см

Рисунок 7 - Зависимость коэффициента сцепления k от длины L.

На основе полученных графиков можно сделать вывод, что траки длиной L менее 130 мм являются не эффективными, так требуют большего нагружения.

В дальнейшем данная работа заключается в верификации полученных результатов, сравнении с подобными исследованиями на основе грунта по модели Drucker-Prager, а также в проведении аналогичных расчетов в других комплексах вычислительных программ схожего направления. Список использованной литературы:

1. Определяющие законы механики грунтов. Под ред. В. Н. Николаевского (ред. серии А.Ю. Ишлинский, Г.Г. Черный). // М.: Мир, 1975. - 231 С.

2. Алябьев, А.Ф. Влияние шага грунтозацепов на тяговые свойства гусеничного движителя / А.Ф. Алябьев, В.Е. Клубничкин, Е Е. Клубничкин, А.А. Котов // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева - 2019. - № 1 (124) - С. 138-145

© Козлов И.В., Рогачев Д.И., 2019

УДК 656.629

Я.В. Косяк

ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, г. Санкт-Петербург, РФ E-mail: [email protected] О.О. Данилов ООО " БМБА", Капитан, г. Санкт-Петербург, РФ E-mail: [email protected] В.В. Каретников

докт. техн. наук, доцент, ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова

г. Санкт-Петербург, РФ E-mail: [email protected]

О НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДОВ

НА КАНАЛАХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Аннотация

В данной статье рассмотрен вопрос необходимости разработки системы управления движением