Все лекции (825160), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

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.“Метод Герца.

Анализ ударного нагружения КШМ.”Метод основан на предположении, что области контакта соударяемыхтел упругие, а сами тела твердые.Метод Герца применим со следующими допущениями:1. Масса соударяющихся тел твердая и сосредоточена в одной точке.2. Область контакта представляется в виде упругого элемента, жесткостькоторого равна жесткости соударяемого тела.3. Применим принцип суперпозиции.“Ударные нагрузки одномассовой системы.”Модель:Допущения схемы:1) Потерями на трение пренебрегаем.2) Принимаем жесткость примем постоянной.3) Пренебрегаем весом системы.Расчетная схема:Для решения задачи воспользуемся уравнением теории колебаний:m*x'' = - c*xm*x'' + c*x = 0x'' + (c/m)*x = 0c/m=ω2x''+ ω2*x = 0ω-частота свободных незатухающих колебаний системы:x = С1*sin(ωt) + С2*cos(ωt)С1 = a*cosαС2 = a*sinαa- амплитуда колебанийα- начальная фаза колебанийx = a*cosα*sin(ωt) + a*sinα*cos(ωt)x = a*sin(ωt+α)T=(2*π)/ωС2/С1=tgαα=arctg(С2/С1)cos2α + sin2α = 1(С2/a)2 + (С2/a)2 = 122a = c1 + c2В начальный момент времени: t=0, x=x0,V=V0x = C1*sin(ωt) + C2*cos(ωt)x0 = C2x'= C1*ω*cos(ωt)+ C2*ω*sin(ωt)C1=V0/ω2 V0 2a =  + x0α=arctg (x0/V0)*ωесли t=0, x-x0 = 0, V=V0, α=0, ρ= V0/ωx = (V0/ω)* sin(ωt)xmax = V0/ωtун = T/4 = π/2*ωtуд= π/ω =cmc=(f/l)*EX MAX = V0m El fFmax = c* xmaxFMAX = X MAX  C = V0CMAX =tУД =m E  flFMAXm E= V0ff lm д=f EВывод:Сравним полученные результаты с результатами комбинированного метода.Все параметры соответствуют параметрам, полученным методом Герца,кроме времени удара.

Время удара по методу Герца в 1,75 раза больше, чемвремя удара по комбинированному методу. Это связано с тем, что по методуГерца масса сосредоточена в точке, а в комбинированном методе массараспределена по объему. По методу Герца схема более инерционная иреальное время удара несколько меньше.“Ударные нагрузки двухмассовых систем.”Модель:Расчетная схема:m2-масса шаботаm1-масса подвижных частей молотаCа- жесткость амортизатораCп- жесткость поковкиCп=dP/dS=constДопущения:1.

Жесткость поковки постоянна2. Жесткость системы постояннаСm=dP/dSу=constSy- упругая деформацияСm-жесткость машиныС = ( Сm* Сn)/ (Сm *Сn)- общая жесткость системыДля упрощения допущений:Амортизаторы не оказывают воздействий на массу шабота, а силу отамортизаторов заменяем дополнительной (удвоенной) массой шабота.Результаты экспериментальных исследований доказывают состоятельностьданной гипотезы.Для масс m1 и m2:{m1*x1'' + C * (x1-x2) = 0{ 2*m2* x2'' – C * ( x1-x2) = 0x1''- x2'' +C*(1/m1+1/2*m2) * (x1-x2) = 0m*=(2* m1* m2)/( m1+2*m2)x1 - x2 = x- относительное движение масс.x1''- x2'' = x''x'' + C*x/ m* = 0“Классический метод Ньютона исследования ударныхнагрузок.”При расчете ударных нагрузок классический метод Ньютонаприменяется исключительно при энергетических исследованиях.Объясняется это тем, что он не позволяет провести анализ процессовпроисходящих внутри тел исследуемой системы.В Ньютоновском методе тела абсолютно твердые и, следовательно,полное отсутствие упругой составляющей и все точки при ударе движутся содинаковой скоростью.При составлении модели принимаются допущения:1) Удар центральный.2) Силы замыкаются внутри системы.Формулировка задачи: получение максимального КПД удара.Определяем, при каких условиях КПД удара будет максимальным, т.е.

прикаких условиях эффективная энергия наиболее полно будет расходоваться надеформирование.T0m v22AäT0KâV2' − V1'КВ – коэффициент восстановленияКв = 1 при абсолютно упругом удареКв = 0 при абсолютно пластичном удареV2 − V12Tkm1 V1'2+2m2 V2'- Энергия после удара2V1 = V0; V2 = 0;AäT0 − TkV2' − V1'm1 V0V2'V2'TkT0m1 V1' + m2 V2'Kâ V0 + V1'm1 V1' + m2 Kâ V2 + m2 V1'm1 − m2 Kâm1 + m2(m1 1 + Kâ)m1 + m22TkT01−Kâ V0m1 V0V1'T0 − Tkym1 V1'2 V0 V02+m2 V2'2m2  m1 (1 + Kâ) m1 − m2 Kâ 22 V0 +  V02m1 + m22m1 + m22m122m1 V02 m + K 2 m  1â 2 m +m 12  m + K 2 m  1â 2Tk T0 m +m 12 y1−TkT0ym2m1 + m2  1 − Kâ2КПД удара определяется конструктивнымипараметрами технологического процесса.Кв = 0.15..0.3Кв = 0.5Кв = 0.75..0.8- для осадки и ковки- для окончательной штамповки- для холодного ударапараметрамимолотаиm2/m1Кв=00.30.510.50.450.3750.830.750.62100.9010.830.67150.940.850.71200.950.910.75Анализ графика говорит о следующем:1) КПД удара до соотношения m2/m1 растет быстро;m2/m1 {от 10 до 20 } – медленноm2/m1 > 20 – не изменяется2) С Уменьшением Кв КПД увеличивается3) Для больших значений КПД необходимо строить молотысоотношением масс 10…20.с.

Характеристики

Список файлов лекций