Лекции 13-14 (1249627)

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

Текст из файла

“УДАРНЫЕ НАГРУЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ КШМ.”Ударные нагружения в машине возникают во всех случаях,когда имеется относительная скорость движения деталей к моментуих соприкосновения и процесса перехода кинетической энергии впотенциальную энергию деформирования. Ударные процессысопровождаются возникновением нагрузок, в 10 и 1000 разпревышающих расчетные, в результате удара в детали возникаютвесьма сложные процессы и никакие количественные оценки непозволяют дать определение удара.Механическим ударом называется явление, возникающее пристолкновении двух или более тел и сопровождающееся полным иличастичным переходом кинетической энергии этих тел в их упругоедеформирование.В настоящее время для решения вопросов теории удараприменяются три приближенных метода расчета:1) Классический метод Ньютона, которы исходит изпредположения, что соударяющиеся тела являются абсолютнотвердыми и что имеет место быть равенство количествадвижения до и после удара.2) Метод Герца: подразумевает, что тела являются твердыми, аобласти контакта являются упругими.3) Комбинированный метод: сочетает статические решениятеории упругости для приконтактной зоны и метода плоскойволны для остальной части соударяющегося тел.4) Метод плоской волны Сен-Венана: предполагает, чтоповерхность контакта плоская и все точки на поверхностиконтакта обоих тел находятся в одинаковых условиях.

Такжескорости и напряжения в каждом сечении волны постоянны.“Комбинированный метод анализа ударного нагруженияКШМ.”Удар характеризуется:1) величиной силы удара;2) длительностью удара;3) распределением силы удара.Удар определяется:1) реакцией материала тела;2) формой тела.Ударная энергия не передается мгновенно всем частям тела.Следует различать фронт ударной волны, т.е.

границу междунапряженной и ненапряженной частями тела, и длину волны, т.е.расстояние, которое проходит фронт волны за время удара.Принимаем условие плоского продольного соударения двухизотропных тел.При исследовании ударного процесса применяют методсуперпозиции:1) волны (ударные) проходят одна сквозь другие без всякоговлияния друг на друга.2) направления и скорости волн векторно складываются.“Рассмотрим модель ударного нагружения упругого штока молотапоршня.”Рассматриваем распространение ударной волны по штоку.F - ударная сила от поршня к штоку, мгновенное нагружениеa – скорость фронта ударной волныа*tу – длина волныtу – время удараf – площадь поперечного сечения штока.du – деформация сжатого слояVdudt;du   EEdldu dl V    aV  adt dl EEV - скорость перемещения частиц в сжатом слоеДля сжатого слоя уравнение количества движения:dm V  F  dtdm    V  f  dl  f  dl   F a  F  dtE fdl 1 a 1dt E 2a 1EaEVEВыводы:1) Скорость перемещения частиц зависит от свойств материала, а именно:от модуля Юнга и плотности и от силы удара, которая характеризуетсянапряжением.2)Скорость распространения фронта ударной волны не зависит от силыудара, а зависит только от свойств материала.1-ый случай: Рассмотрим удар штока о бабу молота.Принимаем удар бойков, какабсолютно холодным, т.е.

бабавнезапно остановилась и еескорость равна 0.Допущения:1. Потерямиэнергиипренебрегаем.2. Принимаем, что удар штокапроисходит о абсолютножесткую плиту.3. Ударное нагружение отпоршня не учитываем.Получаеммодель:Перед ударом все сеченияштокаперемещаютсясоскоростью V0.При столкновении штока снеподвижной бабой, конец штокаостанавливается, а его остальнаячасть продолжает движение соскоростью V0.Напряжения, возникающие встержне, распространяются соскоростью звука:Рассмотрим состояние штокав промежутке времени t = l/4a .При распространении волны, сжатой от места контакта,каждое сечение штока в момент прохода фронта волнаостанавливается. волне сжатия направление скорости перемещениячастиц совпадает с направлением распространения волны.“Определение параметров ударного нагружения через параметрыштока.”Время удара состоит из: времени ударного нагружения и времениударной разгрузки.lmltH ( P)  aE fМаксимальная деформация штока:mlE fX MAX  V0  t H  V0lm E  V  Val fV – скорость перемещения частиц в штокеМаксимальная сила удара определяется с учетом жесткости штока:FMAX  X MAX  C FMAX  V0fmlm E  f E  V0 V0lE flm E  flFMAX    fСкорость перемещения частиц металла в штоке равнаскорости штока перед ударом.2-ой случай: Рассмотрим удар поршня о шток.Допущения:1) Потерями энергии пренебрегаем.2) Шток упирается в неподвижную плиту.3) Предполагается, что перед ударом шток неподвижен.4) площадь сечения поршня равна площади сечения штока.модель:ρ1 = ρ2E1 = E2f1 = f2 = fПозиция 3 - время ударногонагружения.tУH 2ll1X MAX  1  V0aaПозиция 4 – левый фронтволныотразилсяотакустической жесткости иударная волна 2  l1 пошлавправо.Позиция 7 – правый фронтударной волны достигаетконтакта штока с бабой(место контакта).Позиция 8 – происходитотражение фронта ударнойволны и наложение прямойволны на обратную.В месте контакта штока ибабынапряжениеувеличивается в 2 раза.Позиция 10 – два фронта ударной волны встретились.

Силы инапряжения векторно складываются.Позиция 13 – начало перемещения обоих фронтов ударной волнывлево.Позиция 14 – в зоне контакта поршня и штока возникает сила F инапряжение σ.Позиция 20 – поршень и шток находятся в исходном положении:перемещаются с начальной скоростью υ0.Позиция 21 – все сначала.Выводы:1) Интенсивность напряжений штока в месте контакта с бабойв 2 раза больше, чем интенсивность напряжений в месте контактапоршня и штока.2) Время ударного нагружения поршня со штоком и поршня сбабой зависит от длины поршня l1 и не зависит от длины штока l2.3) Суммарное время удара поршня со штоком: tУД 4l1a4) Время контакта поршня и штока с нагружением и безнагружения зависит, как от длины поршня, так и от длины штока.5) Время контакта поршня со штоком без ударного нагружения:Время контакта поршня со штоком с ударным нагружением:5) После контакта поршень перемещается в противоположномнаправлении с начальной скоростью υ0, а шток неподвижен.6) Удвоение напряжений в штоке делает это сечение наиболееопасным в системе молота.“Максимально допускаемая скорость удара.”Напряжения в штоке прямо пропорциональны скорости штокадо удара и зависит от материала штока:Если вместо напряженияпоставить показатель ударногонагружения σу, то можно определить допустимую скоростьсоударения штока и поршня.Для стали 40ХН: σу = 130 МПа, Е = 2*105 МПа,ρ = 7,9*103 кг/м3 , следовательно υдоп = 7,75 м/сВ реальных условиях часть энергии расходуется на упругопластическую деформацию поковки, что необходимо учитыватьпри проектировании молотов, поэтому:υmax доп = 7 м/сКомбинированный метод исследования ударного нагруженияпозволяет определить все параметры удара, такие как: время удара,деформацию соударения тел, скорость перемещения и т.д..

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций