Теоретичні основи досліджень контактної взаємодії та пружно-пластичного деформування елементів машин військового та цивільного призначення
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Проблема, що вирішується та описана у статті, полягає у необхідності синтезу нових технічних рішень для елементів об’єктів військової техніки. Із цією метою розроблені та реалізовані наукові засади, удосконалені математичні та чисельні моделі для дослідження напружено-деформованого стану тіл із сучасних матеріалів в умовах контактної взаємодії та пружно-пластичного деформування. При цьому принциповою особливістю є застосування мікроструктурних моделей властивостей матеріалів у об’ємі та на поверхні. Крім того, на рівні макромасштабу розроблена більш загальна варіаційна постановка, яка враховує фізичну та структурну нелінійності. Це дає суттєво вищі можливості в обґрунтуванні більш досконалих технічних рішень елементів об’єктів військової техніки із тактико-технічними та технічними характеристиками на світовому рівні шляхом здійснення досліджень напружено-деформованого стану контактуючих тіл. З цією метою розроблено варіаційне формулювання на основі розвитку варіаційного принципу Калькера. Завдання формується для прирощення контактного тиску. Дискретизацію здійснено методом граничних елементів. Крім того, розроблено постановку на основі розвитку теорії варіаційних нерівностей. У цьому випадку завдання формується для прирощення переміщень точок контактуючих тіл. Відповідно, дискретизація здійснена методом скінченних елементів. На завершення здійснено узагальнення системи розв'язувальних рівнянь і нерівностей. У результаті поставлено в загальному вигляді завдання визначення напружено деформованого стану контактуючих тіл із урахуванням пружно-пластичного деформування. Ця постановка є основою для досліджень та обґрунтування проектних рішень елементів машин за критеріями міцності.
The problem that is solved and described in the article is the need to synthesize new technical solutions for the elements of military equipment. To this end, scientific principles have been developed and implemented, mathematical and numerical models for the study of the stress-strain state of bodies made of modern materials in the conditions of contact interaction and elastic-plastic deformation have been improved. A fundamental feature is the use of microstructural models of the properties of materials in volume and on the surface. In addition, at the macro-scale level, a more general variational statement has been developed that takes into account physical and structural nonlinearities. This gives significantly higher opportunities in substantiat ing better technical solutions of elements of military equipment with tactical and technical and technical characteristics at the world level by conduct ing studies of the stress-strain state of contacting bodies. A variational formulation based on a modified Kalker principle has been developed for this purpose. The problem is stated with respect to the increments of the contact pressure. The discretization is performed by means of the boundary ele ment method. Besides, another formulation via variational inequalities is developed. In this case the contact problem is stated for the displace ment increments of the surface points of the two bodies. Correspondingly, discretization is performed by means of the finite element method. The resolving system of equations and inequalities is ultimately derived in the general form. The analysis of the stress-strain state of the contacting bodies with account for their elasto-plastic deformations is hence performed in the most general form. This problem statement forms a basis for the analysis and justification of design solutions for machine elements by strength criteria.
The problem that is solved and described in the article is the need to synthesize new technical solutions for the elements of military equipment. To this end, scientific principles have been developed and implemented, mathematical and numerical models for the study of the stress-strain state of bodies made of modern materials in the conditions of contact interaction and elastic-plastic deformation have been improved. A fundamental feature is the use of microstructural models of the properties of materials in volume and on the surface. In addition, at the macro-scale level, a more general variational statement has been developed that takes into account physical and structural nonlinearities. This gives significantly higher opportunities in substantiat ing better technical solutions of elements of military equipment with tactical and technical and technical characteristics at the world level by conduct ing studies of the stress-strain state of contacting bodies. A variational formulation based on a modified Kalker principle has been developed for this purpose. The problem is stated with respect to the increments of the contact pressure. The discretization is performed by means of the boundary ele ment method. Besides, another formulation via variational inequalities is developed. In this case the contact problem is stated for the displace ment increments of the surface points of the two bodies. Correspondingly, discretization is performed by means of the finite element method. The resolving system of equations and inequalities is ultimately derived in the general form. The analysis of the stress-strain state of the contacting bodies with account for their elasto-plastic deformations is hence performed in the most general form. This problem statement forms a basis for the analysis and justification of design solutions for machine elements by strength criteria.
Опис
Ключові слова
машини військового призначення, машини цивільного призначення, напружено-деформований стан, контакт, тактико-технічні характеристики, military vehicles, civilian vehicles, stress-strain state, contact, tactical and technical characteristics
Бібліографічний опис
Теоретичні основи досліджень контактної взаємодії та пружно-пластичного деформування елементів машин військового та цивільного призначення / М. М. Ткачук, М. С. Саверська, С. В. Куценко, О. І. Зінченко, І. Є. Клочков, М. А. Ткачук, І. О. Волошина // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Машинознавство та САПР = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Engineering and CAD : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 1. – С. 139-147.