Диссертация (1026016), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Одинцов О.А. в работе [104] разработалматематические модели, метод и программное обеспечение для расчетанапряженного состояния автомобильной радиальной шины в условияхстационарного качения в контактной постановке.1.4.Применениесетчатыхоболочеквизготовлениипневмоамортизаторов и муфтБлагодаря своим отличительным достоинствам: компактности притранспортировке, быстроте развертывания и малому весу, конструкции,изготовленные из сетчатых оболочек, находят широкое применение внародномхозяйстве.Сетчатаяоболочкаиспользуютсявкачествепневмоподъемников.
Такие конструкции обычно состоят из наполненныхгазом сетчатых оболочек. Задачи расчета пневматических амортизаторов иустройств для крепления грузов являются актуальными, в которыхнеобходим учет всех этих особенностей. Их работа, показана в [29] и [105],как правило, происходит при больших упругих деформациях и состоит издвух этапов.
На первом этапе оболочка нагружается до некоторого рабочегосостояния, на втором происходит контакт оболочки с конструкциейсущественно большей жесткости. В связи с этим, при решении необходиморассматривать два типа нелинейных задач: накачивание и контакт. В задаченакачивания,помимогеометрическойифизическойнелинейностей,возникает необходимость учета возможной конструктивной нелинейности,24обусловленной появлением заранее неизвестных складчатых областей.Решение контактной задачи требует использования нелинейного уравнениясостояния газа. Здесь так же существует нелинейность, связанная спостановкой граничных условий на заранее неизвестной области контакта[84].
Вследствие малости массы оболочки, скорости накачивания и частотывибрации грузов, инерционными силами в этих примерах можно пренебречь[29] и рассматривать квазистатическое нагружение.В машиностроении, пневматические муфты относятся к классуфрикционных муфт с дистанционным пневматическим управлением. Этимуфты подразделяют на шинно-пневматические (пневмокамера которыхучаствует в передаче крутящего момента) и пневмо-камерные (пневмокамеракоторых не участвует в передаче крутящего момента). К пневмокамернымотносят также и муфты типа «Pneumaflex», представляющие собойкомбинацию фрикционной и упругой муфт.
Шинно-пневматические муфтынашли широкое применение в буровых и судовых установках, экскаваторах,землеройных машинах, в кузнечно-прессовом оборудовании, конвейерах,шахтных подъемниках и т. д. Они позволяют регулировать величинупередаваемого крутящего момента путем изменения давления воздуха вбаллоне, допускают местное и дистанционное плавное включение ивыключение, компенсируют значительные смещения валов (радиальное до 3мм, угловое до 2 мм на 1 м длины вала, осевое до 15 мм при отключенной идо 1 мм при включенной муфте). Износ фрикционных поверхностей в этихмуфтах компенсируется автоматически, без какой-либо дополнительнойрегулировки.В.
С. Поляков, И. Д. Барбаш, О. А. Ряховский в справочнике [113],описали конструкции современных механических, пневматических муфт,широкоприменяемыхпневматическихмуфтв машиностроении.отечественногоиРассмотрены конструкциизарубежногопроизводства.Приведены сведения по новым прогрессивным конструкциям муфт.25В работе [30] Бидерман Т.В. разработала методики расчета напряженнодеформированного состояния резиновых торообразных упругих элементовмуфт (ТУЭМ) с выпуклой и вогнутой поверхностями; жесткостныххарактеристикТУЭМ;моментапотериустойчивостиТУЭМ;деформационной несущей способности ТУЭМ; ТУЭМ с меридиональнымразрезом.1.5.
Возможность применения сетчатых оболочекв устройствахуправляемой упругой деформации (УУД)Анализ тенденций развития современной электронной техники впромышленно развитых странах свидетельствует о непрерывном расширениимасштабов применения высоких вакуумных технологий и технологическогооборудования для их реализации. Одним из важнейших факторов,определяющих уровень и надёжность оборудования этого класса, является нетолько его способность формировать необходимые для соответствующихтехнологических процессов вакуумные условия,ноисохранятьихстабильными в течении технологического цикла.Аналогичные проблемы возникают при создании высоковакуумногооборудования в приборостроительной, авиационной и космической технике,в прецизионной металлургии для уникальных процессов атомной итермоядерной энергетики, ядерной физики, физики элементарных частиц идр.
вплоть до тонких химических и медицинских технологий.Сохранение «чистого» вакуума в процессе работы высоковакуумногоавтоматического оборудования с размещением в рабочих объёмах вакуумныхкамер различных функциональных систем и устройств для ориентации иперемещениявоздействия,изделийотносительноих транспортированияисточниковтехнологическогои межкамерногошлюзованиявмногомодульных системах и т.д.
является достаточно сложной комплекснойзадачей.26В то же время автоматизация сложных технологических процессовтребует размещения в рабочих объемах высоковакуумных камер рядамеханизмов, которые во многих случаях могут стать источниками генерации«загрязнений», так называемой привносимой дефектности вакуумной среды,в том числе наиболее опасным их видом — микрочастицами износа, приналичии в составе функциональных механизмов узлов внешнего тренияскольжения или качения (Рис. 1.3).Рис. 1.3. Характер износа зубьев шестерён в вакууме [3]:а) износ зубьев для тяжело нагруженных зубчатых пар;б) износ зубьев для мало нагруженных (приборных) зубчатых пар;Устранить генерацию микрочастиц износа трущихся пар возможнотолько в случае их полного исключения в конструкциях функциональныхмеханизмов.
Одной из таких возможностей является создание различныхисполнительных устройств и систем с использованием принципа УУД, прикоторой эффект функционирования механизмов создаётся в результатевнутреннего трения.Однимизпредназначенныхметодовдлядестабилизирующеесозданияработывлияниевбезфункциональныхвакуумеиснижениямеханизмов,воспринимающихнадежности,егоявляетсяиспользование для формирования усилий и перемещений приводовуправляемой упругой деформации, особенно — гарантирующих высокуюточность позиционирования.В работах [2-3] рассматриваются приводы УУД, основанные наприменении гибких оболочек, отделяющих «чистую» полость от полостиприводного устройства (Рис.
1.4).27Рис. 1.4. Виды приводных элементов с УУД:а) приводной элемент с постоянным радиусом кривизны центральной оси;б) прямолинейный приводной элемент в виде стержня или трубки;в, г, д, е) приводные элементы, центральная ось которых, изменяется поразличным законам;ж) многовитковый приводной элемент;и) приводной элемент незамкнутого контура прямолинейного перемещения;к, л) приводные элементы замкнутого контура, формирующие линейноеперемещение;В качестве гибких оболочек могут быть использованы трубкиразличной формы (витые, винтовые, некругового сечения, с некруговой осьюи т.п.), системы таких трубок, сильфоны с несимметричными гофрами исистемы таких сильфонов.В данной диссертационной работе предлагается расширить набор такихприводов сетчатыми оболочками. Сетчатые оболочки с неравновесной28исходной конфигурацией очень сильно деформируются при приложениивнутреннего давления, что и позволяет их использовать как приводы УУД.Выводы по главе 1:Наоснованиипроведенногоанализалитературыможносформулировать следующие выводы:1).
Несимметричная укладка нитей может значительно расширитьспектр применения сетчатых оболочек. В случае успеха исследованиявозможно возникновение нового научного направления.2). Исследования сетчатых оболочек с несимметричной укладкой нитейв литературе практически отсутствуют, хотя несимметричная укладка можетбыть вызвана различными причинами: специальная укладка нитей подразными углами; погрешность изготовления; изменение углов вследствиеприложения осевого крутящего момента; неодинаковое изменение углов впроцессе работы.3).
Несимметричная укладка нитей позволяет создавать устройствауправляемойупругойдеформации,альтернативныеустройствам, предназначенным для работысуществующимв условиях сверхчистоговакуума, основанным на однородных тонкостенных оболочках.4). Применение сетчатых оболочек с несимметричной укладкой нитейзначительно расширяет выбор форм и характеристик устройств, содержащихсетчатые оболочки.29ГЛАВА 2.
РАВНОВЕСНЫЕ КОНФИГУРАЦИЙ СЕТЧАТЫХОБОЛОЧЕК С НЕСИММЕТРИЧНОЙ УКЛАДКОЙ НИТЕЙВ данном разделе разработана методика расчета и построенияравновесных профилей сетчатых оболочек с различными углами укладкинитейлевогогеодезическийи правого семейств. Хотязаконукладкинитей,в основномпостроеннаяобсуждаетсяметодикаможетприменяться практически без изменений при любом законе укладки нитей.Методика сведена к численному интегрированию системы 2-х уравнений сначальными условиями. Приведены примеры построения равновесныхпрофилей сетчатых оболочек с несимметрично уложенными нитями приразличных значениях безразмерных параметров.2.1.Соотношение между мембранными силамиРис. 2.1.
Сетчатая оболочка вращения и действующие на нее нагрузкиРассмотрим оболочку вращения, образованную двумя семействаминитей с углами армирования +П, (-Л) и нагруженную давлением, осевойсилой и крутящим моментом (Рис. 2.1).30Как правило, наклон нитей левого и правого семейств одинаков [22],[26], [103], что обусловлено технологией непрерывной намотки. Однако еслидопустить возможность различного наклона нитей левого и правогосемейств, то это существенно расширит спектр равновесных конфигурацийсетчатых оболочек, изготовляемых намоткой. С точки зрения технологииизготовления для смены угла наклона нити на оправке в районе полюсногоотверстия достаточно предусмотреть выступы, за которые будет зацеплятьсянить при смене направления движения каретки (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
