Забезпечення світового рівня тактико-технічних характеристик бойових броньованих машин шляхом обґрунтування проєктно-технологічних рішень елементів механізмів заряджання: базові підходи та моделі

Abstract

Робота спрямована на забезпечення високих тактико-технічних характеристик вітчизняних бойових броньованих машин шляхом підвищення контактної міцності найбільш відповідальних та навантажених елементів механізмів заряджання. Це викликано тим, що в силу умов ведення бойових дій у сучасних умовах різко зростають навантаження на ці елементи бойових броньованих машин. У таких умовах традиційні методики розрахунків контактної міцності цих елементів за умовними напруженнями із поправочними коефіцієнтами незастосовні. Тому у ході досліджень здійснено удосконалення моделей контактної взаємодії на основі розвитку теорії варіаційних нерівностей. У цю модель привносяться як варійовані та шукані модифікації форми робочих поверхонь контактуючих елементів бойових броньованих машин та властивості матеріалів поверхневих шарів. Здійснено пошук прогресивних проєктно-технологічних рішень цих елементів. Завдяки цьому можливе створення механізмів заряджання нового покоління, які дають можливість зростання калібру снарядів озброєння та темпу здійснення стрільби із перспективного штатного озброєння. Такі прогресивні рішення дають можливість забезпечити тактико-технічні характеристики вітчизняних перспективних бойових броньованих машин на світовому рівні. Установлені закономірності впливу варійованих параметрів (геометричної форми та властивостей поверхневих шарів) на контактну міцність елементів механізмів заряджання бойових броньованих машин. Зокрема, виявлено суттєву несиметрію області контактної взаємодії роликів із приводними «зірочками». Цей ефект викликаний загальним деформуванням, у першу чергу, – роликів. При цьому область контакту зміщується до периферії робочої поверхні. Відповідно, модифікація цієї робочої поверхні (формування «бочки») позитивно впливає на навантажувальну здатність контактуючих елементів. Рівні контактного тиску та еквівалентних напружень за Мізесом знижуються.

The work is aimed at ensuring high tactical and technical characteristics of domestic armored combat vehicles by increasing the contact strength of the most critical and loaded elements of the charging mechanisms. This is due to the fact that due to the conditions of combat operations in modern conditions, the load on these elements of armored combat vehicles is sharply increasing. In such conditions, traditional methods for calculating the contact strength of these elements by conditional stresses with correction factors are not applicable. Therefore, in the course of research, we improved the models of contact interaction based on the development of the theory of variational inequalities. This model includes both variable and sought-after modifications of the shape of the working surfaces of the contacting elements of armored combat vehicles and the properties of the materials of the surface layers. A search for progressive design and technological solutions for these elements has been carried out. This makes it possible to develop a new generation of charging mechanisms that allow for an increase in the caliber of weapon projectiles and the rate of fire from advanced standard weapons. Such advanced solutions make it possible to ensure the tactical and technical characteristics of domestic advanced armored combat vehicles at the world level. The regularities of the influence of the varied parameters (geometric shape and properties of surface layers) on the contact strength of the elements of the charging mechanisms of armored combat vehicles are established. In particular, a significant asymmetry of the area of contact interaction between rollers and drive sprockets was found. This effect is caused by the general deformation, first of all, of the rollers. In this case, the contact area is shifted to the periphery of the working surface. Accordingly, the modification of this working surface (the formation of a “barrel”) has a positive effect on the load capacity of the contacting elements. The levels of contact pressure and equivalent Mises stresses decrease.