Теоретичні основи забезпечення технічних характеристик військових та цивільних машин шляхом обґрунтування форми та властивостей матеріалів контактуючих елементів

Abstract

Елементи конструкцій сучасних машин військового та цивільного призначення зазвичай працюють в умовах високих контактних навантажень. При цьому на етапі їх створення дослідження міцності здійснюються із застосуванням традиційних моделей контакту тіл номінальної форми. Проте реальні елементи конструкцій мають відхилення від таких моделей, які зумовлені проєктно-технологічними чинниками: макровідхилення форми, шорсткість поверхонь, зміцнення тощо. Такі збурення номінальних параметрів чинять значний вплив на розподіл контактного тиску між елементами машин військового та цивільного призначення. Проте традиційні методи дослідження напружено-деформованого стану контактуючих тіл не дають можливість ураховувати такі чинники повною мірою, сукупно та вичерпно. Для усунення протиріччя, що склалося, запропоновано напіваналітичний метод, який базується на розвиткові варіаційних принципів та гранично-елементної дискретизації. Створювані моделі дають можливість ураховувати закономірності впливу збурень форми та властивостей поверхневих шарів контактуючих тіл на напружено-деформований стан. У результаті стає можливим обгрунтування сприятливих збурень за критеріями міцності. Такі моделі та методи пропонуються роботі, а на їх основі – здійснення досліджень елементів машин військового та цивільного призначення задля забезпечення світового рівня їх технічних і тактико-технічних характеристик.

Elements of constructions of modern military and civil vehicles usually work in conditions of high contact loads. Аt the stage of their creation, strength studies are carried out using traditional modelsof contact of bodies of nominal shape. Нowever, the real structural elements have deviations from such models, which are due to design and technological factors: macrodeviation of the shape, surface roughness, strengthening etc. Such perturbations of nominal parameters have a significant effect on the distribution of contact pressure between the elements of military and civilvehicles, however, traditional methods for studying the stress-strain state of contacting bodies do not makeit possible to take such factors intoaccount fully, collectively and exhaustively. To eliminate the existing contradiction, a semi-analytical method is proposed, which is based on the development of variational principles and boundary-element sampling. The created models make it possible to take into account the regularities of the influence of shape perturbations and properties of the surface layers of contacting bodies on the stress-strain state. As a result, it becomes possible to justify favorable perturbations by strength criteria. Such models and methods are offered to the work, and on their basis it’s proposed the implementation of research elements of military and civil vehicles for appointment to ensure world class the technical and tactically technical characteristics.