CC BY
6Механика специальных систем
Поскольку параметры внешних сил входят в числитель передаточных функций системы, то параметры внешних силовых факторов оказывают влияние и на форму амплитудно-частотных характеристик, создавая основу для решения задач динамического синтеза.
Расширение набора настроечных параметров обеспечивает возможности новых направлений синтеза, в которых определенные условия накладываются одновременно на режимы динамического гашения по нескольким координатам виброзащитной системы. Такие ситуации можно рассматривать как проявление групповых или связанных режимов динамического гашения, а также как и одну из форм в подходах рационального конструирования виброзащитных систем.
При нескольких одновременно действующих факторах часть из них является внешними возмущениями, параметры которых могут быть заранее определены путем соответствующих измерений. Другие факторы могут быть сформированы искусственным пу-
тем, что требует разработки специальных средств формирования дополнительных сил, прикладываемых в соответствующих точках виброзащитной системы. Отметим, что предлагаемый подход в задачах виброзащиты и виброизоляции машин, оборудования и аппаратуры по сущности своей очень близок к тем направлениям изменения динамического состояния механических колебательных систем, которые связаны с уравновешиванием и балансировкой вращающихся объектов.
Библиографические ссылки
1. Елисеев С. В., Нерубенко Г. П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск : Наука, 1982.
2. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов / С. В. Елисеев [и др.]. Иркутск : Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2008.
A. P. Khomenko, S. V. Eliseev Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk Yu. N. Reznik Trans-Baikal State University, Russia, Chita
CONNECTION BETWEEN REGIMES OF DYNAMICAL ABSORBTION AND STRUCTURES OF EXTERNAL FORCE FACTORES
Influence of additional ties which can be introduce by combination of several external force factors are considered. Using of transfer functions for mechanical oscillation systems for estimation and change of statical and dynamical properties in tasks of vibroprotection are offered.
© Елисеев С. В., Хоменко А. П., Резник Ю. Н., 2011
УДК 531.3(575.2)(04)
В. Э. Еремьянц, А. А. Асанова Кыргызско-Российский Славянский университет, Кыргызская Республика, Бишкек
ВЛИЯНИЕ КОНТАКТНЫХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ВИБРОУДАРНОЙ ОЧИСТКИ ПЛАСТИН
С использованием математических методов моделирования проведена оценка влияния местных пластических деформаций в контакте инструмента с обрабатываемой пластиной на характеристики процесса её виброударной очистки.
Рассмотрена ударная система, состоящая из бойка ударной машины, наносящего удар по инструменту, опирающемуся на внешнюю поверхность пластины. Внутренняя поверхность пластины покрыта слоем шлака, толщина которого в процессе очистки изменяется от восьми толщин пластины до нуля.
Для анализа процесса виброударной очистки использовалась модель, описанная в работе [1]. В ней боек ударной машины представлялся в виде жесткого недеформируемого тела массой m с податливой сферической ударной поверхностью радиусом R-i. Инструмент моделировался упругим стержнем длиной L и диаметром d. Торец стержня, опирающийся на поверхность пластины, сферический с радиусом сферы R2.
Обрабатываемый объект, представляет собой стальную пластину толщиной 5ь на внутренней поверхности которой имеется слой отложений шлака толщиной 52. Принималось, что модуль упругости E1 коэффициент Пуассона ^ и плотность р! материалов бойка, инструмента и пластины одинаковые. Аналогичные характеристики для шлака обозначались через E2, д2 и р2. В модели пластина со слоем отложений приводилась к однослойной толщиной 5 = 51 + 52 в соответствии с методикой, описанной в работе [2]. Считалось, что размеры пластины в плане достаточно большие, и волны деформаций, отраженные от краев пластины, не оказывают влияния на первое взаимодействие инструмента с пластиной. Пластические
Решетневскце чтения
деформации в контакте инструмента с пластиной описывались моделью, предложенной в работе [3].
В ходе исследований определялись максимальные напряжения в инструменте машины и на поверхности пластины; коэффициенты передачи энергии бойка в инструмент и пластину п2; коэффициент перехода энергии бойка в энергию колебаний пластины п; напряжения на поверхности слоя отложений; глубина остаточной лунки на поверхности пластины при её упругопластических деформациях. Эти характеристики определяют долговечность инструмента, энергоемкость и производительность процесса очистки пластины, качество обрабатываемой поверхности после её очистки.
При моделировании принимались следующие исходные данные: да</8РЛМ> = 1 кг, ^1</8иВ> = 55 мм, d</I> = 28 мм, L <//>= 0,5 м, Л2</8Ш> = 55 мм, 51</8Ш> = 8 мм, р1</8ПВ> = 7 850 кг/м3,
E1 = 20,4-1 010 Па, Д!</8Ш>= 0,3, р</8Ш> = 2 050 кг/м3, E2 = 0,27 ■ 1010 Па, д2</8Ш> = 0,15. Твердость ударных поверхностей инструмента и бойка составляет 50-52 ИЯС. Твердость поверхности пластины -83-84 ЖВ. Скорость соударения бойка с инструментом - 3,5 м/с.
Результаты моделирования показали, что учет контактных пластических деформаций пластины приводит к снижению максимальных усилий в контакте инструмента с пластиной от 48,91 до 44,35 кН (на 10 %) при максимальной толщине слоя отложений и от 16,66 до 16,23 кН (менее 3 %) при отсутствии отложений на поверхности пластины. В последнем случае из-за значительной конструктивной податливости пластины местные контактные деформации малы и энергия, расходуемая на них, составляет всего 3,8 % от энергии бойка перед ударом. При 52, равном 881, эта часть энергии составляет 18 % от начальной энергии бойка.
Учет контактных пластических деформаций при максимальной толщине слоя отложений приводит к уменьшению коэффициента передачи энергии бойка в пластину п2 от 0,598 до 0,574 (на 4,2 %). При отсутствии отложений на поверхности пластины этот коэффициент уменьшается от 0,564 до 0,544 (на 3,7 %). Коэффициент перехода энергии бойка в энергию колебаний пластины п при упругопластических контактных деформациях по мере очистки пластины возрастает от 0,389 до 0,506. Это связано с большей кон-
структивной жесткостью пластины в начале её обработки и увеличением вследствие этого затрат энергии на пластические деформации.
В рассмотренных примерах максимальные напряжения сжатия в инструменте не зависят от толщины слоя отложений и вида деформаций в контакте инструмента с пластиной. Они определяются напряжениями в начальной волне, сформированной в инструменте при ударе по нему бойком и равны 71,1 МПа. Максимальные напряжения растяжения зависят от волны, отраженной в инструмент от пластины. По мере обработки пластины они изменяются от 32,2 до 48,4 МПа.
Напряжения на поверхности пластины достигают максимальной величины в конце обработки, когда толщина слоя шлака стремится к нулю. Их величина при упругих контактных деформациях пластины составляет 107,2 МПа, а при упругопластических -98,1 МПа, т. е. на 9,3 % меньше.
Напряжения на внешней поверхности слоя отложений наибольшие в начале обработки. При упругих контактных деформациях они составляют 1,46 МПа, при упругопластических - 1,60 МПа, т. е. на 9,6 % больше.
Приведенные данные позволяют сделать заключение, что для вычисления максимальных усилий, напряжений и коэффициента передачи энергии бойка в пластину с погрешностью, не превышающей 10 %, может быть использована упругая модель контактной характеристики.
Для расчета глубины и диаметра остаточного отпечатка на поверхности пластины, а также для определения коэффициента перехода энергии бойка в энергию колебаний пластины, равного отношению энергии колебаний пластины к кинетической энергии бойка перед ударом, необходимо пользоваться моделью, учитывающей упругопластические контактные деформации.
Библиографические ссылки
1. Еремьянц В. Э. Динамика ударных систем : учеб. пособие. В 2 ч. Бишкек : Изд-во КРСУ, 2011. Ч. 2.
2. Королев В. И. Упругопластические деформации оболочек. М. : Машиностроение, 1971.
3. Дрозд М. С., Матлин М. М., Сидякин Ю. И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М. : Машиностроение, 1986.
V. E. Eremjants, A. A. Asanova Kyrgyz-Russian Slavonic University, the Kyrgyz Republic, Bishkek
INFLUENCE OF CONTACT PLASTIC DEFORMATIONS ON CHARACTERISTICS OF PROCESS VIBRO PERCUSSIVE CLEARINGS OF PLATES
Estimation of influence of local plastic deformations in contact of the tool with treating plate on characteristics of its vibro percussive clearings was made with use of mathematical methods of modeling.
© EpeMM^ B. Э., AcaHOBa A. A., 2011
