Ю. Ф. Филиппова





Скачать 73.13 Kb.
НазваниеЮ. Ф. Филиппова
Дата публикации09.06.2015
Размер73.13 Kb.
ТипАнализ
100-bal.ru > Право > Анализ
АНАЛИЗ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И МАШИННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Ю.Ф. Филиппова



Филиппова Ю.Ф. 2014

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук
660049, г. Красноярск


В настоящее время силовые конструкции стержневого типа широко распространены в технике и подробно изучены с позиций механики деформируемого твердого тела.

Развитие техники и технологий приводят к усложнению конструктивных схем объектов, в том числе содержащих стержневые системы (СС). При этом возникает опасность недопонимания и неучета системных эффектов взаимодействия стержневых элементов (СЭ), несмотря на то, что оценка характера деформирования каждого отдельного элемента не вызывает затруднений.

Эта опасность возникает чаще всего в перспективных технических системах и машинных комплексах, содержащих в своем составе принципиально новые конструктивные формы, опыт конструирования которых незначителен или вовсе отсутствует. Рассмотрим в качестве примеров следующие конструктивные формы.

  1. силовая ферма космического телескопа [пат. № 2417389], отличающаяся тем, что в ней диагональные, продольные и поперечные стержни выполнены составными, соединенными между собой биметаллическим кольцом, при этом в местах соединения с биметаллическим кольцом в стержнях выполнены продольные прорези на длину краевого эффекта.

  2. мачта [пат. №2359096 РФ], отличающаяся тем, что в пустотелом стволе размещены заполненные воздухом или газом легче воздуха герметичные тела, и еще тем, что герметичные тела соединены между собой эластичной перемычкой.

  3. трехгранная решетчатая конструкция [пат. № 2378469 РФ], отличающаяся тем, что пояса выполнены из двутавров, распорки из тавров, при этом распорки полкой тавра наложены на обушок полки двутавра, а торцом уперты в его стенку, раскосы, выполненные, из уголка, концами прикреплены к полкам тавра.

  4. развертываемый крупногабаритный рефлектор космического аппарата [пат. № 2350519 РФ], отличающийся тем, что силовой каркас образован из шарнирно соединенных с основанием прямолинейных спиц, выполненных в виде сетчатых стержневых конструкций с закрепленными на их концах консолями.

  5. стойка опорная [пат. № 2471947 РФ], отличающаяся тем, что пояса выполнены из уголка, грани скреплены между собой с помощью расположенных на внешней стороне поясов крепежных пластин, а скрепленные между собой пояса смежных граней образуют составной пояс, и одна часть крепежной пластины приварена к поясу одной из состыкованных смежных граней к внешней плоскости полки пояса, а другая часть скреплена через отверстия с помощью болтового соединения со второй стыкуемой смежной гранью.

Анализ указанных и других конструктивных форм показывает, что условия силового взаимодействия элементов таких СС неочевидны и возникает необходимость в постановке исследовательских задач по изучению механики поведения СЭ в нетрадиционных конфигурациях технических объектов.

Практический подход, учитывающий как классические методы определения максимумов усилий в элементах оборудования, так и возможности современных методов численного моделирования, укрупненно сводится к следующим шагам.

1. Рассматривается механическая система, состоящая из N взаимосвязанных элементов СС. Тогда ei (i= 1,N) – i-й элемент этой системы.

2. Далее составляется матрица размерности N×K (K – число расчетных положений технического объекта), содержащая значения рассматриваемого силового фактора F (усилий, моментов, напряжений…) в каждом СЭ для каждого расчетного положения (табл.).

Расчетные значения силовых факторов

Расчетное положение

Элементы механической системы

1

2

3







N

1

F11

F12

F13







F1N

2

F21

F22

F23 = Fk3max







F2N

3

F31

F32 = Fk2max

F33







F3N

4

F41

F42

F43







F4N

5

F51

F52

F53







F5N

6

F61 = Fk1max

F62

F63







F6N

















K

FK1

FK2

FK3







FKN

В рамках исследовательского проекта рассмотрим применение этого подхода на примере конкретного технического объекта [1].Объектом анализа является инновационная продукция верхнего рабочего оборудования конструкции карьерного экскаватора. Была поставлена задача для каждого элемента системы поиск максимума силового фактора в диапазоне значений рассмотренных расчетных положений и определение, таким образом, расчетных положений, комбинация нагрузок в которых должна рассматриваться как один из расчетных случаев нагружения (в рассматриваемом условном примере это расчетные положения 2, 3 и 6 в табл.).

Была разработана упрощенная конечно-элементная модель основных элементов конструкции рабочего оборудования верхнего строения и определено конечное множество конфигураций модели с учетом кинематики экскаватора (рис. 1). Модель представлена СЭ высокой жесткости и предназначена только для исследования распределения усилий в элементах оборудования в течение цикла копания.



Рис. 1. Стержневая модель.

1 – стержень, соответствующий стреле; 2 – стержень, соответствующий толкателю напора; 3 – стержень, соответствующий правой части рамы платформы поворотной и стойки; 4 – стержень, соответствующий левой части платформы поворотной; 5 – стержень, соответствующий толкателю подъема

Конфигурация этой модели варьировалась в связи с переменной длиной стержней 2 (в связи с возможным выдвижением толкателя напора) и 5 (в связи с возможным выдвижением толкателя подъема). Возникающее при этом бесконечно большое количество положений рабочего оборудования дискретизировано следующим образом [2]. Рассмотрено пять последовательных положений, возникающих при втягивании толкателя напора (длина стержня 2 при этом принимает значения 7950, 7250, 6550, 5850, 5150 мм), и 22 положения, возникающие при выдвижении толкателя подъема (удлинение стержня 5 при этом принимает значения 0, 147, 294, 441, 588, 735, 882, 1029, 1176, 1323, 1470, 1617, 1764, 1911, 2058, 2205, 2352, 2499, 2646, 2793, 2940, 3040 мм). Таким образом, задача сводится к анализу распределения усилий в 110 расчетных конфигурациях рабочего оборудования.

Несколько соответствующих реакций вычислены и приведены ниже (рис. 2). Реакции представлены в форме графиков зависимостей усилий в стержнях от удлинения Δl стержня 5 (хода толкателя подъема) при пяти фиксированных значениях длины стержня 2 (толкателя напора).



Рис. 2. Зависимость осевого усилия в стержнях 1,2,3,4,5 от единичной горизонтальной нагрузки при первом положении толкателя напора (его длине 7950 мм)

Выводы:

  1. При проектировании/конструировании необходимо первостепенно определиться с подходящим к конкретному объекту расчетным случаем нагружения (из большого многообразия возможных исходных постановок задач выбрать наиболее опасные положения).

  2. Для выбранных положений (определившись) далее следует определить (найти) реакции от единичных нагрузок.

  3. Данный анализ силового взаимодействия элементов СС рабочего оборудования перспективных технических систем и машинных комплексов является универсальным и может быть использован при различных условиях эксплуатации конкретного объекта (стоит только единичные нагрузки изменить на реальные).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Исследование конструктивных решений и технологий проектирования экскаваторов КТМ: отчет о НИР / Доронин С.В. – Красноярск, 2010. – 259 с. – № ГР 01201152895. – Инв. № 02201156216.

  2. Доронин С.В., Москвичев В.В., Похабов Ю.П. Обоснование нагрузок для установления расчетных случаев нагружения карьерного экскаватора. // Вестник СибГАУ. 2010. № 6. С. 43-46.




Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Ю. Ф. Филиппова iconБюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Бурятская государственная...
Ю. Ф. Филиппова icon«Этология»
Фгоу впо «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconКоммуникационных кампаний
Фгоу впо «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconЛ. Ю. Дондокова Хрестоматия по этнологии
Фгоу впо «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconТема урока: «Вирусы»
Печатается по решению методического совета Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова
Ю. Ф. Филиппова iconМатериалы для классных часов филиппова Г. Г
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Кадыровская средняя общеобразовательная школа» Заинского муниципального района рт
Ю. Ф. Филиппова iconФилиппова Капиталина Ивановна Высшая категория
Ноосферно экологическое образование младших школьников в рамках интегрированного курса «Природа и человек»
Ю. Ф. Филиппова iconКлассный час технологическая карта Тема: «В гостях у «Светофорика»
Выполнили студентки 42 группы Грабина Я., Зеленкова Е., Лошманова К., Комиссарова О., Филиппова Э
Ю. Ф. Филиппова iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Эпизоотология и инфекционные болезни животных»
Фгбоу впо «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconМетодические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине «цитология,...
Фгоу впо «бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени в. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Организация государственного...
Фгбоу впо «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В. Р. Филиппова»
Ю. Ф. Филиппова iconПедагогические технологии в дополнительном образовании детей: теория и опыт
Филиппова Е. А. – директор цдют «Бибирево», Заслуженный учитель России, кандидат педагогических наук
Ю. Ф. Филиппова iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Выполнила студентка 42 группы Филиппова Э., руководитель практики Воробьева Т. А
Ю. Ф. Филиппова iconМетодические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Скотоводство»
Печатается по решению методического Совета фгоу впо бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова
Ю. Ф. Филиппова iconВирусология вирусология — раздел биологии, изучающий вирусы
Печатается по решению методического совета Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова
Ю. Ф. Филиппова iconМетодическое пособие подготовлено в соответствии с действующей программой...
Фгбоу впо «бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени в. Р. Филиппова»


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск