Автореферат (1026015), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

22. Схема нагруженияВнешний момент, приложенный к баллону, учитывался в полной потенциальной энерупругого элемента муфтыгии системы как дополнительная нагрузка  U ij  p  Vcone  Vijk   M .(27)i, ji , j ,kПрямая минимизация функционала (27) позволила найти упругую характеристику одного из пневмобаллонов, а затем и всей муфты. При минимизации, угол  входит в число свободно варьируемых параметров вместе с координатами узлов.дачи внутреннего давленияВ пятой главе на основании разработанных в предыдущих главах диссертации методик рассчитано напряженно-деформированное состояние резинокордной оболочки движителя (эластичного шнека) транспортного средства (ТС)12высокой проходимости для передвижения по снегу.

Оболочку эласто – винтового движителя предлагается изготовить резинокордной с направлениями нитей корда ±54,7º. Оболочка имеет сигарообразную форму: длина l=6.5м, радиусR = 0.6м. Давление в оболочке p=0.01МПаРис. 23. Оболочка движителя, деформированнаяроликами генератора волнРис. 24. ТС с эластовинтовым движителемОсесимметричное напряженно – деформированное состояние резинокордной оболочки было рассчитано по методике, описанной в третьей главе. Врезультате были найдены форма меридиана оболочки (Рис.

25) и натяжения нитей корда (Рис. 26, количество нитей =1000).Рис. 25. Профиль оболочки в исходном состоянииРис. 26.Натяжения нитейПри движении по грунту (снегу) оболочкаэласто–винтового движителя кроме внутреннегодавления нагружена также распределенной нагрузкой со стороны грунта (Рис. 27). Вследствиебольшой относительной длины практически всяоболочка за исключением краевых участков находится в плоском деформированном состоянии.Рис.

27. Нагрузка от грунта Для расчета напряженно-деформированного состояния в средней части оболочки движителяиспользовались уравнения механики абсолютно гибких стержней (28) с граничными условиями (29):dxdyd p  q(28) x  0   0,  0   0, x  s2 max   R, (29) cos  , sin  ,ds2ds2ds2T2где x,y – декартовы координаты точки; s2 – длина дуги в окружном направлении; q - давление грунта (снега);  - угол наклона касательной к горизонтали;13обозначения p и T2 имеют такой же смысл, как и выше. Распределение давленияснега аппроксимировано законом квадратной параболы (Рис.

27).Максимальное давление снега принято равным qmax=0,008МПа, а глубинапогружения 0.7R. Для таких данных итерации сходятся при окружном усилииT2 = 0,435pR = 2610Н/м. Соответствующая форма оболочки показана на Рис. 28.Другие расчеты показывают, чтоесли внутреннее давление в оболочкезаметно больше (например, в 2 раза),чем давление снега, то профиль сечения оболочки практически не искажается, т. е. его можно принимать круговым.Для исследования взаимодействия резинокордной оболочки эласто Рис. 28. Форма деформированноговинтового движителя с колесами гепоперечного сечения оболочкинератора волн рассматривалась задачао нагружении сетчатой оболочки вращения неосесимметричной нагрузкой, которая описывается дифференциальными уравнениями в частных производныхпо координатам s и .

Все искомые величины в задаче раскладывались в тригонометрические ряды по координате . С учетом того, что исходный угол укладки нитей равен 54,7º, уравнения для одной гармоники приведены к следуюdy Fy  gщему виду:ds(30) 0 k R 0F 2 3k p 2 0 02kR2R0000000000000kR3k 2 p3kp5kp(4  k 2 ) p2kR2R000  u( k )  s0   0 0  0 v( k )  s0  2  w s   0 pR 2  , y  s0    ( k ) 0  , g  ,RqFu ( k )  s0  1(k)2  Fv ( k )  s0    Rq2( k ) R  F s Rq3( k )  w( k ) 0 0 0 где F - матрица коэффициентов системы дифференциальных уравнений, полученная в диссертации Сорокина Ф.Д.; y - вектор состояния, компоненты которого имеют следующий смысл: y1, y2, y3 - осевое, окружное и радиальное перемещения (коэффициенты разложения); y4, y5, y6 - приращения внутренних силосевой, окружной и радиальной (коэффициенты разложения); g - нагрузочныйвектор; k - номер гармоники тригонометрического ряда.14Нагрузка от колеса генератора волн принималась распределенной по параболическому закону на интервале -0<<0 и также раскладывалась в тригонометрический ряд.

Краевая задача для каждой гармоники решалась аналитическим методом. Характеристическое уравнение системы (30) имеет вид:(31)8k 4  8k 6  (4k 2  4k 4 ) 2  (12  2k 2 ) 4   6  0Рис. 29. Форма деформированной оболочки при наличии одной пары колесгенератора волнРис. 30. Форма деформированнойоболочки при наличии несколько парколес генератора волнДля каждой гармоники это уравнение дает 6 корней. Из условия затухания на краях выбирались только 3 корня с отрицательной действительной частью. Комбинируя эти решения, мы получаем перемещения и внутренние силы.Для параметров R=0.6м, p=0.01МПа, q0=0.3МПа (максимальное давлениесо стороны колеса), b=100мм (ширина колеса) получена форма деформированной оболочки при наличии одной пары колес генератора волн (Рис. 29).

Суммирование решений от каждого колеса позволяет найти форму волны (Рис. 30)и другие величины, характеризующие напряженно - деформированное состояние оболочки движителя.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1). Получено полное описание в виде системы дифференциальных и алгебраических уравнений напряженно – деформированного состояния СОВНРНпри осесимметричных нагрузках.

Разработаны способы учета растяжимостинитей и расчета угла закручивания. Показано, что несимметричная укладка может увеличивать прочность оболочки.2). На основе предложенных в диссертации аналитических соотношенийразработана и реализована методика построения равновесных конфигурацийдля СОВНРН, получаемых несимметричной геодезической намоткой. Показано, что натяжение нитей каждого семейства в таких оболочках постоянно подлине нити, но различно для того и другого семейства.3).

На основе СОВНРН предложены приспособления для преобразованиядавления: 1 - в крутящий момент или угол закручивания, 2 - в изгибающий мо15мент или поперечный поворот. Такие приспособления могут применяться вконструкциях захватов роботов, приводах и других устройствах управляемойупругой деформации.4). Прямая минимизация функционалов различного вида позволила проконтролировать результаты, полученные интегрированием дифференциальныхуравнений и получить новые решения неосесимметричных задач (задачи оконфигурации захвата робота и построении упругой характеристики пневмобаллонной муфты).5). Рассчитано напряженно-деформированное состояние резинокордной оболочки движителя транспортного средства высокой проходимости, предназначенного для работы в условиях крайнего Севера.6). Практическая ценность диссертации подтверждена актом об использовании в учебном процессе кафедры основы конструирования и детали машинФГБОУ ВПО МГТУ им.

Н.Э. Баумана и актом внедрения в практику проектирования ООО «СЕГУЛА». Кроме того, в настоящее время результаты используются при разработке конструкции эласто – винтового движителя транспортного средства высокой проходимости.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИОПУБЛИКОВАНЫ В НАУЧНЫХ РАБОТАХ1. Чан Ки Ан Равновесная конфигурация сетчатой оболочки с несимметричнойукладкой нитей по геодезическим линиям // Изв. вузов. Машиностроение. 2011.№12.

С. 23-26 (0,3 п.л.).2. Расчёт сетчатой оболочки шинной геометрии с несимметричной укладкойнитей в случае нерастяжимых нитей корда / Чан Ки Ан [и др.] // Изв. вузов.Машиностроение. 2012. №3. С. 6-10 (0,32 п.л./ 0,16 п.л.).3. О возможности применения сетчатых оболочек с несимметрично уложенными нитями в качестве приводов управляемой упругой деформации / Чан Ки Ан[и др.] // Изв. вузов. Машиностроение. 2013. №10. С. 3-8 (0,38 п.л./ 0,19 п.л.).4. Транспортное средство высокой проходимости с эласто-винтовым движителем / Чан Ки Ан [и др.] // Изв.

вузов. Машиностроение. 2014. №5. С. 38-43(0,38п.л./ 0,09 п.л.).5. Расчёт сетчатых оболочек с несимметрично уложенными нитями / Чан Ки Ан[и др.] // Проблемы механики современных машин: Материалы V международной конференции. Улан-Удэ. 2012. Т.3. С.101–103. (0,19 п.л./ 0,09 п.л.).16.

Характеристики

Список файлов диссертации