Теоретичні основи прогнозування надійності елементів машин з гумо-кордними композитами при відмовах, що викликані втомою

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми, яка полягає у створенні розрахункових методів визначення ресурсу машинобудівних елементів конструкцій з гумо-кордними композитами та їх складовими. У роботі запропоновано моделі накопичення втомної пошкоджуваності в матеріалах, що вивчаються, при їх циклічному деформуванні на скінченних рівнях деформацій в рамках теорії континуальної механіки пошкоджуваності, з урахуванням одночасного протікання процесів деградації їх властивостей внаслідок старіння. Встановлено характеристики пружності, міцності та опору втомі типових гумових матеріалів та гумо-кордних композитів, а також закономірності їх зміни внаслідок старіння на основі проведеного комплексу експериментальних досліджень. Сформульовано підхід до створення ієрархічної системи розрахункових скінчено-елементних моделей різного масштабу розгляду гумо-кордних композиційних елементів машин. Запропоновано СЕ моделі автомобільних пневматичних шин, багатошарових амортизаційних прокладок, гумо-кордних тороїдальних компенсаторних муфт, що враховують особливості їх тривимірної багатошарової конструкції, криволінійну ортотропію механічних властивостей. Із використанням розроблених моделей досліджено особливості формування функціонально-експлуатаційних характеристик зазначених елементів машинобудівних конструкцій, а також проведено прогнозування їх надійності.