Дослідження міцності елементів конструкції функціонально-транспортуючих мобільних засобів

Abstract

В даній роботі проведено аналіз конструктивних особливостей технологічних машин, які однією із своїх функцій мають транспортування води чи робочих рідин. Проблема, що часто виникає з такими транспортними засобами – це механічне руйнування резервуара. В проведеному дослідженні вибрано одну із груп таких машин, які транспортують циліндричні резервуари. Особливістю конструкції представлених баків є те, що вони обперті на опори у вигляді ложементів і притягнуті до них гнучкими бандажами. Щоб з’ясувати причину руйнування вказаних конструкцій, спочатку потрібно проаналізувати їх напружено-деформований стан. Цього можна досягнути лише в тому випадку, якщо є відомим навантаження на саму обичайку бака, тобто його циліндричну частину. За аналізом літературних джерел таке навантаження може бути розділеним на кілька складових: від тиску рідини на стінки резервуару, сюди може додаватися ще надлишковий тиск; від дії опор (контактний тиск); і аналогічно від затягування бандажів. Задача визначення напружено-деформованого стану бака технологічної машини є досить складною, її вирішення повинно бути поетапним. Тому в даній роботі розглядаються математичні моделі навантаження від затягування бандажів при закріплені бака до опор як локальна задача щодо визначення навантаження в цілому. Отримавши кінцеві вирази для контактного тиску бандажа на обичайку бака, а також вирази від інших складових навантаження, проводять процедуру розвинення даних функцій в тригонометричні ряди. Після чого отримані залежності інтегрують в загальну розрахункову модель для визначення напружено-деформованого стану обичайки бака технологічної машини. А в кінцевому результаті, це дозволить вибирати задовільний швидкісний режим транспортування даними машинами рідини, враховуючи динаміку процесу.

В данной работе проведен анализ конструктивных особенностей технологических машин, которые одной из своих функций имеют транспортировку воды или рабочих жидкостей. Проблема, которая часто возникает с такими транспортными средствами, – это механическое разрушение резервуара. В проведенном исследовании выбрана одна из групп таких машин, которые транспортируют цилиндрические резервуары. Особенностью конструкции представленных баков является то, что они установлены на опоры в виде ложементов и притянутые к ним гибкими бандажами. Чтобы выяснить причину разрушения указанных конструкций, сначала нужно проанализировать их напряженно-деформированное состояние. Этого можно достичь лишь в том случае, если является известной нагрузка на саму обечайку бака, то есть его цилиндрическую часть. За анализом литературных источников такая нагрузка может быть разделенной на несколько составляющих: от давления жидкости на стенки резервуара, сюда может добавляться еще избыточное давление; от действия опор (контактное давление); и аналогично от затягивания бандажей. Задача определения напряженно-деформированного состояния бака технологической машины достаточно сложна, ее решение должно быть поэтапным. Поэтому в данной работе рассматриваются математические модели нагрузки от затягивания бандажей при закрепленные бака к опорам как локальная задача относительно определения нагрузки в целом. Получив конечные выражения для контактного давления бандажа на обечайку бака, а также выражения, от других составляющих нагрузки, проводят процедуру развития данных функций в тригонометрические ряды. После чего полученные зависимости интегрируют в общую расчетную модель для определения напряженно-деформированного состояния обечайки бака технологической машины. А в конечном результате, это позволит выбирать удовлетворительный скоростной режим транспортировки данными машинами жидкости, учитывая динамику процесса.

There is made an analysis of constructive peculiarities of technological machines in current work. This machines have such a function as water or work liquids transporting. The problem which often happens with those transport devices is tank mechanical destruction. It is choosen one of machine groups which transports cylinder tanks in conducted research. The peculiarity of presented tanks construction is their leaning on supports, which look like beddings, and fixed with flexible bandages. We have to analyze the tense deformation state to find a reason of current constructions destruction. We can make calculations if loading on side wall of tank (cylinder part of tank) is known. According to literature sources analysis the loading on cylinder side wall of tank can be divided by several components: liquid pressure on tank sides, can be added redundant pressure; from support interaction (contact pressure); and from tightens of bandages. Task determination of tense deformation state is rather difficult and its solution should be step by step. That's why, in current work, mathematical models of loading of bandages tightening while tank fixing to supports are shown as a local task for loading determination at all. The procedure of function transforming to trigonometric series conducts after receiving end equations of contact pressure of bandages on cylinder side wall of tank and equations of other loading components. Then held equations integrate to general calculation model for determination of tense deformation state of cylinder side wall of tank of technological machine. In the end result it will allow us to choose speed mode of liquids transporting considering the process dynamics.