Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей тенденцией современного машиностроения является повышение динамической прочности при одновременном снижении материалоемкости. Существенные резервы в практической реализации этих тенденций заложены в использовании валов из тонкостенных- конструкций с рациональными элементами для повышения их изгибной и крутильной жесткости. Такие конструкции при динамических воздействиях характеризуются импульсной закономерностью изгибной и крутильной жесткости сечений по длине вала. К настоящему времени недостаточно развиты вопросы теории колебаний таких валов и методы расчета их на динамическую прочность.
Цель работы состоит в исследовании параметрических колебаний упругих валов с импульсной закономерностью изгибной жесткости и разработке методики их расчета на динамическую прочность.
Методика исследований включает в себя анализ систем уравнений в частных производных, описывающей параметрические колебания сечений упругого вала с импульсной закономерностью изгибной жесткости, решаемой методами операционного исчисления Лапласа и дальнейшего использования итерационных методов на ШМ-386 на базе методов Фурье и Бубнова - Галеркина; экспериментальные стендовые исследования напряженно-деформированного состояния упругих валов по уточнению рациональных параметров расположения армирующих элементов в виде колец и пластин на них при одновременном обеспечении условия минимального веса конструкции и ее высокой динамической прочности, с обработкой материалов исследований вероятносто-статистическими методами.
Научная новизна работы состоит в
- разработке обобщенной модели изгибно-крутильных колебаний
упругого вала с импульсной закономерностью изгибной жесткости сечений;
исследовании параметрических колебаний гибкого вала с армирующими деталями в виде колец и пластин при варьировании их количеством и шагом крепления по длине вала с целью обоснования рациональных параметров по динамической прочности при одновременном снижении веса конструкции;
разработке стенда для имитации динамического нагружения упругих валов в виде шпинделей с армирующими зубчатыми элементами в виде пластин и колец;
экспериментальной опробации результатов теоретических моделей по напряженно -деформированному состоянию упругих валов с параметрическим изменением изгибной жесткости сечений с учетом динамики технологического процесса; с обработкой материалов этих исследований методами математической статистики на ШМ-386.
ft n а к т u ч с с к а я ценность состоит в:
- разработанной методике расчета упругих валов с параметрическим
изменением изгибной жесткости на динамическую прочность, базирующаяся на
основании теоретико-экспериментальных исследований, которая отличается от
существующих методик учетом параметрических изменений изгибной
жесткости сечений упругого вала;
- разработанных конструкциях гибких валов с устройствами для гашения
колебаний в виде і идрофрикционного упругого вала (Патент РУз Ла 4016),
шпинделя хлопкоуборочного апрарата (Патент РУз № 4415), демпфирующей
опоры крутильных ударов для вала (Патент РУз № 4578),
Реализация па боты.
Предлагаемая методика расчета упругих валов с параметрическим изменением изгибной жесткости сечений на динамическую прочность передана для внедрения на Ташкентский тепловозоремонтный завод.
Созданную методику расчета упругих валов с параметрическим изменением изгибной жесткости на динамическую прочность можно широко использовать при проектировании новых конструкций гибких валов с пониженной металлоемкостью и увеличенными динамическими параметрами.
Гибкий вал испытан в лабораторных условиях на разработанном автором стенде.
Практическая реализация рекомендаций по выполненным исследованиям откроет резервы снижения массы валов в 1,2 +1,4 раза при одновременном повышении их динамической прочности.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на III Международном симпозиуме "Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред" (МАИ, Москва, февраль 1997 г.), II Республиканской научной конференции, "Моделирование сложных механических систем", посвященной 95-летию со дня рождения профессора М.Ф.Шульгина (ТашГУ, Ташкент, 26-28 сентября 1996г,), Международной конференции по актуальным проблемам теоретической и прикладной механики и математики - " 1САРТАММЛ97 " (СамГУ, Самарканд, 18-20 ноября 1997г.). Диссертационная работа в целом обсуждалась на: Обьединенном семинаре "Теория механизмов и машин хлопкового комплекса" в ИМиСС АН РУз (Ташкент, 1998г.), научном семинаре кафедры «Основы конструирования машин» ТИИЖТ (Ташкент, 1998г.) и научном семинаре кафедры «Сельхозмашиностроение» ТашГТУ (Ташкент 1998г.).
Публикации. <
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 Патента РУз. Работа выполнялась в лаборатории "Динамика машин" отдел. "Механики машин" Института механики и сейсмостойкости сооружений АН РУз в рамках программы фундаментальных исследований "З Ф" (1997,1998 гг).
Структура w обьем набиты
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 88 наименований, приложения, содержашего акт внедрения и распечатки программ для IBM -386, написанных на языке QBASIC.
