Графо-аналітичні дослідження формозміни деформованих тонкостінних контурів

Abstract

Підвищення рівнів експлуатаційної надійності технічних засобів сучасного виробництва передбачає, зокрема, оптимізацію деформаційних параметрів окремих вузлів цих засобів. Основною деформаційно-експлуатаційною особливістю таких конструкцій, як еластичні оболонки пневматичної периферії рушіїв мобільної техніки, так і окремих ланок довголанкових вантажних ланцюгів є стохастична зміна їх форми при контакті з деформованим ними середовищем. Підставою для оптимізації показників експлуатаційної надійності роботи деформованих тонкостінних контурів таких конструкцій в умовах силового навантаження є визначення співвідношень їх геометричних параметрів, за яких в процесі деформування під дією навантаження не відбувається трансформації їх початкової форми від «складчастого» (позамежного) стану до «безскладчастого» стану тороїдальних поверхонь, які доцільно описувати за допомогою сімейства овалів Кассіні. На підставі встановлених закономірностей зміни конфігурації меридіана м’яких еластичних оболонкових і плоских замкнених конструкцій, які деформовані зовнішніми навантаженнями, відокремлено три основних умови використання модельних типових контурів овалів Кассіні, як графо-аналітичних моделей еластичних оболонок пневматичної периферії рушіїв мобільної техніки та окремих ланок довголанкових вантажних ланцюгів. Цими умовами графо-аналітичного моделювання є: замкненість та безперервність кривизни тороїдальної поверхні; узагальненість початкової форми поверхонь тороїдальних контурів; приведення змінюваних геометричних форм контурів до єдиного узагальненого рівняння. Результати наведених графо-аналітичних досліджень дозволяють визначити проектні конструкційно-геометричні параметри шин рушіїв мобільних засобів та окремих ланок вантажних ланцюгів з підвищеними експлуатаційними показниками надійності їх роботи.

Increasing the levels of operational reliability of technical means of modern production involves, in particular, the optimization of the deformation parameters of individual components of these tools. The main deformation-operational feature of such structures as elastic shells of the pneumatic periphery of mobile vehicles, and individual links of long-link cargo chains is a stochastic change of their shape in contact with the deformed environment. The basis for the optimization of the operational reliability of deformed thin-walled circuits of such structures under power load is to determine the ratios of their geometric parameters, in which the process of deformation under load does not transform their initial shape from «folded» (out-of-bounds) state to «foldless» state toroidal surfaces, which should be described using the Cassini family of ovals. Based on the established regularities of changing the configuration of the meridian of soft elastic shell and flat closed structures, which are deformed by external loads, three main conditions of using model typical contours of Cassini ovals as graph-analytical models of elastic shells of pneumatic mobile periphery chains. These conditions of graph-analytical modelling include: closedness and continuity of the curvature of the toroidal surface; generalization of the initial shape of the surfaces of toroidal contours; reduction of variable geometric shapes of contours to a single generalized equation. The results of the given grapho-analytical researches allow to define design structural and geometrical parameters of tires of engines of mobile means and separate links of cargo chains with the increased operational indicators of reliability of their work.

Повышение уровня эксплуатационной надежности технических средств современного производства предусматривает, в частности, оптимизацию деформационных параметров отдельных узлов этих средств. Основной деформационно-эксплуатационной особенностью таких конструкций, как эластичные оболочки пневматической периферии двигателей мобильной техники, так и отдельных звеньев довголанкових грузовых цепей является стохастическое изменение их формы при контакте с деформированной ими средой. Основанием для оптимизации показателей эксплуатационной надежности работы деформированных тонкостенных контуров таких конструкций в условиях силовой нагрузки является определение соотношения их геометрических параметров, при которых в процессе деформирования под действием нагрузки не происходит трансформации их начальной формы от «складчатого» (запредельного) состояния к «безскладчатому» состоянию тороидальных поверхностей, целесообразно описывать с помощью семейства овалов Кассини. На основании установленных закономерностей изменения конфигурации меридиана мягких эластичных оболочковых и плоских замкнутых конструкций, деформированные внешними нагрузками, выделены три основных условия использования модельных типовых контуров овалов Кассини, как графо-аналитических моделей эластичных оболочек пневматической периферии двигателей мобильной техники и отдельных звеньев довголанковых грузовых цепей. Этими условиями графо-аналитического моделирования являются: замкнутость и непрерывность кривизны тороидальной поверхности; обобщенность начальной формы поверхностей тороидальных контуров приведения изменяемых геометрических форм контуров к единому обобщенному уравнению. Результаты приведенных графо-аналитических исследований позволяют определить проектные конструкционно-геометрические параметры шин двигателей мобильных средств и отдельных звеньев грузовых цепей с повышенными эксплуатационными показателями надежности их работы.