Вісник № 02. Динаміка і міцність машин
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Кинетика напряженного и теплового состояния длинномерных сопрягаемых деталей при сборке с натягом(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Щепкин, Александр Витальевич; Андреев, Арнольд ГеоргиевичДля сборки деталей с натягом, представляющих собой тела вращения, а также для бандажирования широко применяется тепловой метод, имеющий ряд преимуществ по сравнению с прессовой сборкой: обеспечивает большую прочность соединений, исключает повреждение сопрягаемых поверхностей, снижает количество брака, обеспечивает возможность автоматизации процесса сборки, допускает возможность разборки без повреждения сопрягаемых поверхностей. Автофретирование или бандажирование применяется в тех случаях, когда максимальные напряжения соизмеримы с пределом прочности материала детали, для увеличения рабочего давления при той же толщине стенки или уменьшения толщину стенки при том же давлении. В работе описан алгоритм для исследования кинетики напряженного и теплового состояния длинномерных сопрягаемых деталей при сборке с термоздействием, который заключается в попеременном решении нестационарной температурной задачи и вычислении напряженно-деформированного состояния и взаимном использовании получаемых данных. Созданная имитационная модель предназначена для исследования сборки длинномерных конструкций, имеющих соединения с натягом и подвергающихся при эксплуатации импульсной нагрузке, обеспечивает выполнение технологических и прочностных требований к конструкции. Описано решение тестовой задачи. Проведено исследование процесса сборки длинномерной конструкции с упрочняющими кожухами. Рассчитана зависимость точности посадки от локального охлаждения кожухов и вели-чины прижимающей силы. Результаты приводятся в форме таблиц и рисунков. Выполненные исследования позволяют проследить влияние параметров соединения на его прочность, наметить рациональные пути его упрочнения.Документ Вплив нелінійної складової в’язкого опору на тривалість вільних коливань осцилятора(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ольшанський, Василь Павлович; Ольшанський, Станіслав ВасильовичРозглянуто вільні коливання лінійно пружного осцилятора зі степенево нелінійним в’язким опором. Вираз сили опору в рівнянні руху складається з двох доданків. Перший доданок пропорційний швидкості руху, а другий – степеню швидкості. Дослідження проведено методом енергетичного балансу. Реалізовано два варіанти вказаного методу. Перший пов’язаний зі складанням і розв’язанням диференціального рівняння обвiдної графіка коливального процесу. В другому варіанті методу розрахунок спадної послідовності амплітуд розмахів зведено до рекурентного співвідношення, яке, при довільному додатному показнику нелінійності, доводиться розв’язувати чисельним методом. В роботі задіяно ітераційний метод Ньютона. Встановлено випадки нелінійності, коли рекурентне співвідношення має замкнені аналітичні розв’язки та побудовано їх. Доведено, що коли показник нелінійності більший нуля, але менший одиниці, то вільні коливання осцилятора обмежені в часі та зводяться до скінченної кількості розмахів, тобто осцилятор з в’язким опором має таку властивість, як і осцилятор з сухим тертям. Оскільки розрахункові формули одержані без розв’язування нелінійного диференціального рівняння руху осцилятора, проведено порівняння чисельних результатів, до яких вони призводять, з результатами чисельного комп’ютерного інтегрування задачі Коші. Отримано їх задовільну узгодженість і встановлено, що використання рекурентних співвідношень дає вищу точність, ніж використання виразу для обвiдної графіка вільних коливань. Показано що із виведених формул, як окремі випадки, випливають одержані раніше залежності для розрахунку амплітуд вільних коливань осцилятора при спільній дії сил сухого і лінійного в’язкого тертя. Дослідження супроводжується прикладами розрахунків і порівняльним аналізом отриманих чисельних результатів.Документ До розрахунку вільних коливань дисипативного осцилятора з нелінійною пружністю(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ольшанський, Василь ПавловичВикладено наближений спосіб обчислення амплітуд вільних затухаючих коливань осцилятора, що має у виразі пружної характеристики нелінійний степеневий доданок, при дії сили лінійного в’язкого опору. Метод не потребує побудови розв’язку нелінійного диференціального рівняння руху і ґрунтується на відомому положенні по те, що обвідна графіка вільних затухаючих коливань дисипативного осцилятора Дуффінга наближено описується експоненціальною функцією, такою як і в лінійного осцилятора. Виходячи з цього положення, розрахунок амплітуд затухаючих коливань осцилятора зі степеневою нелінійністю в виразі пружності, де є також лінійний доданок, зведено до рекурентних співвідношень. У випадку жорсткої силової характеристики в співвідношення входить двохзначна функція Ламберта від’ємного аргументу, де використана її перша гілка. Для м’якої силової характеристики рекурентне співвідношення має функцію Ламберта додатного аргументу, яка однозначна. З метою спрощення числової реалізації одержаних аналітичних розв’язків, рекомендовано використовувати відомі таблиці цієї спеціальної функції, а в випадку малих за модулем значень аргументу – запропоновану апроксимацію її елементарними функціями. Щоб надати інформацію про фактичні похибки запропонованого способу розрахунку, розглянуто приклади, де проведено порівняння результатів, до яких він призводить, з результатами числового комп’ютерного інтегрування диференціального рівняння руху осцилятора, для випадків квадратичної та кубічної нелінійностей. Задовільна узгодженість результатів порівняння підтвердила придатність використання запропонованого способу в інженерних розрахунках.Документ Лідія Василівна Курпа – видатний вчений-математик і педагог (До ювілею з дня народження)(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Морачковська, Ірина Олегівна; Тимченко, Галина МиколаївнаУ статті міститься нарис про видатного вченого – математика та механіка, доктора технічних наук, професора Лідію Василівну Курпу. Наведено коротку біографію, описано педагогічні здібності, що виявились в її діяльності. Надано коротке викла-дення основних наукових результатів, що їх отримано Л. В. Курпою у різних розділах математики та механіки: методи теорії R-функцій, розв’язання початково-крайових задач теорії коливань, теорії пластин та оболонок. Наведено деякі науково-методичні праці, розроблені нею для студентів та викладачів на кафедрі прикладної математики Національного технічного університету«ХПІ».Документ Аналіз залишкової міцності корпусу відцентрового насосу великої потужності з урахуванням ефекту корозійного зношення його елементів під час тривалої експлуатації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Ларін, Олексій Олександрович; Потопальська, Ксенія Євгенівна; Четверікова, Анастасія ДмитрівнаУ даній статті була проведено дослідження для визначення залишкової міцності відцентрового насосу, що працює в понад проектний термін експлуатації в лінії насосів енергоблока АЕС. Оцінка статичної міцності проводилась для основного екс-плуатаційного режиму роботи насоса(при нормальних умовах експлуатації).Проведено розрахунки для отримання параметрів НДС з яких визначено вплив рівню стоншення стінки корпусу насоса на виникаючі еквівалентні напруження, з використанням розроблених розрахункових тривимірних СЕ-моделей, які враховують фактичну геометрію деталей насоса і прогноз її можливої зміни на період продовженого ресурсу. Відповідні дослідження проведено в рамках чисельного комп’ютерного моделювання на основі методу скінченних елементів з використанням сучасних програмних комплексів.Документ Моделирование и анализ колебаний корпуса турбины 500 мВт вблизи основной моды вертикальных колебаний(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Красников, Сергей ВасильевичПроведено моделирование системы турбоагрегат-фундамент-основание с паротурбинной установкой мощностью 500 МВт. Для исследования выбрана система с паровой турбиной, которая содержит несколько типовых корпусов. Построены геометрические и расчетные модели. Проведены расчеты вынужденных колебаний наиболее гибких корпусов паровой турбины в диапазоне частот близких к основной моде, которая характеризуется максимальными вертикальными колебаниями. Расчеты и моделирование выполнено методом конечных элементов. Определены места наибольших амплитуд колебаний на внешних стенках корпусов паровой турбины. По результатам расчетов определены причины повышенных вибраций.Документ Simple shear: eigenvectors of Сauchy-Green tensors rotate against each other(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Itskov, Mikhail; Larin, Oleksiy OleksandrovychSimple shear represents a somewhat complex case of deformation although it is very good studied. In this paper, we discuss a new aspect of simple shear which has not been observed before. Rotations of the eigenvectors of the right and left Cauchy-Green tensors with increasing amount of shear under the kinematically defined simple shear are theoretically studied. An analysis has been done within a framework of the nonlineartheory of elasticity. Mathematical processor Maple is used for the calculations and animation of the results. Phenomena of mutually opposite rotations of the eigenvectors of the right and left Cauchy-Green tensors is fond that can be important for anisotropic and in particular fibre-reinforced materials. We studied rotations of principal strain directions under the kinematically defined simple shear. Accordingly, eigenvectors of the right and left Cauchy-Green tensors rotate against each other with the increasing amount of shear. Interestingly, the eigenvectors of brotate in the same direction as line elements of the material while the eigenvectors of Cin the opposite direction. For example, this can be important for anisotropic and in particular fiber rein-forced materials. In this case, the direction of the maximal stretch will rotate with respect to reinforcement directions.Документ Схема алгоритму покрокового приведення двох матриць у формі шура до простого виду(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Грищенко, Володимир МиколайовичВажливого значення для сучасної техніки набувають питання динамічної поведінки машин та конструкцій. Зважаючи на тенденції сьогодення такі як нові інформаційні технології, трансформація проектно-конструкторських процесів; створення систем САПР (систем автоматизації проектних робіт), особливого значення набувають питання удосконалення методів рішення задач динаміки. Чисельне моделювання стало невід'ємною частиною дослідження самих складних процесів для самих складних фізичних моделей, а Finite Element Method став основним чисельним методом їх дослідження. Зазначені тенденції невідворотно будуть супроводжуватись значним ростом кількості параметрів визначення стану об'єктів. Зокрема, в динаміці машин значної кількості степенів вільності. Як наслідок, появу проблеми багатократного збільшення розмірів задачі. Рішення проблеми власних значень (EigenValue) може розглядатись як важлива компонента в побудові чисельно-аналітичних підходів, які альтернативні простим покроковим схемам інтегрування типу Рунге-Кутта в задачах великого розміру. Можна одержати певні переваги, якщо матриці лінійних перетворень попередньо привести до простих форм. Такий підхід широко застосовується в динаміці (модальний аналіз). В даній роботі запропонована схема алгоритму покрокового чисельного аналізу структури матриці K в проблемі (K,E) →(J,E) та схема побудови жорданового базису для загального випадку коренів характеристичного поліному (для дійсних та комплексних коренів, простих та кратних). В якості стартової форми прийнята стандартна проблема власних значень з матрицею К попередньо приведеною до форми Шура (матрицею блочно-трикутної форми). Схема супроводжується рішенням модельних прикладів.Документ Пошкоджуваність та руйнування циліндричних твелів ядерних реакторів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Бреславський, Дмитро Васильович; Сенько, Альона ВолодимирівнаСтаття містить опис методу та алгоритмів розрахунку двовимірних задач повзучості, яка супроводжується накопиченням прихованої пошкоджуваності, та руйнування, процес якого обумовлено зародженням та поширенням макроскопічного дефекту. В основі методу розв’язання задачі є комбінація методу скінченних елементів та методу прогнозу-корекції третього по-рядку для інтегрування за часом. В розрахунках застосовується скінченноелементний комплекс FEM Creep та комп’ютерна програма FEM Creepdamagefracture, яка реалізує процес змінювання сіток та граничних умов задачі згідно з перебігом процесу руйнування. Розглянуто модель твелу ядерного реактору атомних електричних станцій, яка включає паливо та оболонку, виконано моделювання накопичення пошкоджуваності та подальшого руйнування. Чисельними розрахунками встановлено час закінчення прихованого та повного руйнування, для різних моментів часу визначено форму дефекту.Документ Влияние тонкостенности на НДС профильных соединений с натягом(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Андреев, Арнольд Георгиевич; Ковалева, Валерия АндреевнаВ машинах и технологическом оборудовании для передачи значительных осевых сил и крутящих моментов находят широкое применение соединения деталей посадкой с натягом. Такие соединения позволяют передавать значительные осевые усилия и крутящие моменты. Посадки с натягом используются для соединения с валом различных конструктивных элементов вместо шпоночных, болтовых и сварных соединений. Они являются более экономичными и рациональными по сравнению, например, со шпоночными соединениями, также исчезает опасность возникновения значительной концентрации напряжения в местах шпоночных канавок. Прочность соединения в неподвижных посадках с натягом достигается за счет упругой, а иногда также пластической деформации соединяемых деталей, возникающей при технологическом процессе сборки. Прочность и относительная неподвижность таких соединений обеспечивается силами трения между сопрягаемыми деталями, обусловленного величиной натяга. Целью данной работы является оценка зависимости напряженно-деформированного состояния разных видов профильных соединений с натягом. Были исследованы соединения круглых втулок с отверстиями круглой, эллиптической и шестигранной формы с валами соответствующей формы. На основе ПК ANSYS были получены результаты, представленные в виде таблиц и графиков для суммарных перемещений, контактных давлений и эквивалентных напряжений. Показана зависимость напряженно-деформированного состояния профильных соединений указанных типов от фактора тонкостенности. Практическое значение полученных результатов состоит в оценке прочности соединений с натягом, имеющих различную форму вала, и пригодности их для использования.Документ Задачі нестаціонарної теплопроводності електропровідних тіл у електромагнітному полі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Альтенбах, Хольм; Науменко, Костянтин; Лавінський, Денис Володимирович; Конкін, Валерій МиколайовичУ статті розглядається аналіз нестаціонарного температурного поля, яке виникає у циліндричному тілі при його індукційному нагріванні за допомогою зовнішнього спірального багатовиткового індуктора. Представлені результати аналітичного розв’язання за допомогою методу перетворення за Лапласом та чисельного розв’язання методом скінчених елементів.