Определение границ изменения внешних параметров, усложняющих расчет подвески сельскохозяйственной техники

  • Никита Алексеевич Пеньков Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина https://orcid.org/0000-0002-4644-3814
  • Сергей Юрьевич Жачкин Воронежский государственный технический университет https://orcid.org/0000-0002-1844-5011
  • Анатолий Иванович Завражнов Мичуринский государственный аграрный университет
Ключевые слова: главные компоненты тензора напряжений, деформации, эпюры, внешние параметры воздействия, прочность

Аннотация

Введение. В статье рассматривается проблема расчета прочности вала привода колес сельскохозяйственной техники. Учитываются условия прочности как наибольшего крутящего момента, так и величины относительных деформаций вала.
Цель статьи. Определение границ внешних воздействий на элемент конструкции, обусловленных распределенным весом автотракторной техники, при которых необходимо построение не только эпюр моментов и деформаций, но и определение экстремальных значений на каждом участке, где изменение показателя прочности конструкции нелинейно.
Материалы и методы. При расчетах использованы основные положения механики сплошных сред, теории машин и механизмов, а также основы проектирования в машиностроении. Центральное внимание уделено влиянию внешних факторов воздействия на характер распределения внутренних усилий в вале.
Результаты исследования. Полученная область изменения параметров P-q позволяет определять необходимость более детального расчета прочностных показателей рассматриваемой детали. Это связано с появлением экстремальных областей вне границ отдельных участков рассмотрения работы вала. Результаты представлены в виде двумерного графика соотношения внешних воздействий, при которых указанный эффект имеет место.
Обсуждение и заключение. В сравнении с типовыми расчетами, регламентированными нормативными документами, предлагаемый алгоритм на предварительном этапе позволяет определить случаи, когда нелинейные области изменения изгибающего момента требуют дополнительных исследований. Использование представляемого алгоритма позволяет, не прибегая к трудоемким численным методам расчета прочностных показателей вала привода колес, как, например, методу конечных элементов, получать более детальную картину о характере распределения внутренних усилий и деформаций в изучаемой детали.

Биографии авторов

Никита Алексеевич Пеньков, Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина

доктор технических наук, начальник лаборатории – заместитель начальника 1 ОНИ НИЦ (ОиИТ) Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (394064, Российская Федерация, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, д. 54А), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4644-3814myth_np_nikit@mail.ru

Сергей Юрьевич Жачкин, Воронежский государственный технический университет

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры автома-
тизированного оборудования машиностроительного производства Воронежского государственно-
го технического университета (394026, Российская Федерация, г. Воронеж, Московский проспект,
д. 14), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1844-5011, zhach@list.ru

Анатолий Иванович Завражнов, Мичуринский государственный аграрный университет

доктор технических наук, профессор, академик РАН, ведущий научный сотрудник Мичуринского государственного аграрного университета (393760, Российская Федерация, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101), snikishin24@bk.ru

Литература

1. The Impact of the Strengthening Phase Filler on the Properties of Composite Dispersion-Strengthened Galvanic Coatings / S. Yu. Zhachkin [et al.] // Engeneering Computations. 2018. Vol. 35, no. 8 (2). P. 3245–3251.

2. Управление внутренними напряжениями в гальванических композитных покрытиях на основе железа / С. Ю. Жачкин [и др.] // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 129. С. 183–188.

3. Астахов М. В. Износостойкость композиционных хромовых покрытий, полученных методом гальваноконтактного осаждения // Известия вузов. Машиностроение : сб. науч. тр. М., 2004.

4. Жачкин С. Ю., Трифонов Г. И. Оценка физико-механических параметров покрытий плазменного напыления после восстановления детали трения авиационной промышленности // ВКС. Теория и практика. 2019. № 11. С. 77–84. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-fiziko-mehanicheskih-parametrov-pokrytiy-plazmennogo-napyleniya-posle-vosstanovleniya-detali-treniya-aviatsionnoy/viewer (дата обращения: 11.02.2023).

5. Zhachkin S. Yu., Penkov N. A., Krasnova M. A. The Technical Definition of Permanent Dispersion- Strengthened Composite Multilayer Galvanic Coatings // Australian Journal of Education and Science. 2018. Vol. XI, no. 1 (21). Pp. 238–253.

6. Zhachkin S. Yu., Penkov N. A., Krasnova M. A. Analytical Calculation of Elastic Modulus of Composite Electroplating Coatings // MATPR 10241. 2019. P. 2515–2517. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.172

7. Буренин А. А., Ковтанюк Л. В., Полоник М. В. Формирование одномерного поля остаточных напряжений в окрестности цилиндрического дефекта сплошности упругопластической среды // Прикладная математика и механика. 2003. Т. 67, № 2. С. 316–325. EDN: OOMUOZ

8. Определение напряжений в гальваническом композитном покрытии с учетом теории дислокаций / С. Ю. Жачкин [и др.] // ВКС. Теория и практика. 2020. № 13. С. 221–228. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-napryazheniy-v-galvanicheskom-kompozitnom-pokrytii-s-uchetomteorii-dislokatsiy/viewer (дата обращения: 11.02.2023).

9. Warier R. R., Sinha A., Sukumar S. Line-of-Sight Based Spacecraft Attitude and Position Tracking Control // European Journal of Control. 2016. Vol. 32. Pp. 43–53. https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2016.04.001

10. Ивлев Д. Д. О теории трещин квазихрупкого разрушения // Прикладная механика и техническая физика. 1967. № 6. С. 88–120. URL: https://www.sibran.ru/journals/issue.php?ID=158788&ARTICLE_ID=158977 (дата обращения: 11.02.2023).

11. Aleksandrov A. Yu., Aleksandrova E. B., Tikhonov A. A. Monoaxial Attitude Stabilization of a Rigid Body Under Vanishing Restoring Torque // Nonlinear Dynamics and Systems Theory. 2018. Vol. 18, no. 1. P. 12–21. https://doi.org/10.1007/s11071-018-4191-4

12. Zhachkin S. Yu., Penkov N. A., Krasnova M. N. Dispersion-Hardened Composite Coatings with Desired Physical and Mechanical Properties // Engineering Computations. 2017. Vol. 34, no. 8 (2). P. 2577–2586.

13. Zhachkin S. Yu., Penkov N. A., Krasnova M. N. To the Question of the Influence on Pressure of the Tool on the Processed Surface when Applying the Dispensable-Strengthened Composite Galvanic Coatings // MATPR 10241. 2019. P. 2512–2514.

14. Molodenkov A. V., Sapunkov Ya. G. Analitical Quasi-optimal Solution for the Problem on Turn Maneuver of an Arbitrary Solid with Arbitrary Boundary Conditions // Mechanics of Solids. 2019. Vol. 3. P. 474–485. https://doi.org/10.3103/S0025654419020110

15. Levskii M. V. Optimal Control of Kinetic Moment During the Spatial Rotation of a Rigit Body // Mechanics of Solids. 2019. Vol. 1. P. 92–111.

16. About Determing the Microhardness of Composite Coatings / S.Yu. Zhachkin [et al.] // Materials Science Forum. 2021. Vol. 1037. P. 486–493.

17. Jahromi B. H., Varizi A. Elasto-plastic Stresses in a Functionally Graded Rotating Disk // Journal of Engineering Materials and Technology. 2012. Vol. 134, no. 2. 021002. https://doi.org/10.1115/1.4006023

18. Chernoivanov V. I. Organization and Technology of Restoration Machine Parts. Moscow : GOSNITI, 2003.

19. Akulenko L. D. Sirotin A. N. Trigonometric Extremals in the Optimal Control Problem of the Reorientation of the axis of a Dynamically Symmetric Rotating Body // JAMM. 2011. Vol. 77, issue 3. P. 305–313.

20. Beaman J. J. Solid Freeform Fabrication: An Historical Perspective // The University of Texas. Austin, Texas. 2009. URL: https://repositories.lib.utexas.edu/bitstream/handle/2152/76265/2001-66-Beaman.pdf?sequence=2&isAllowed=y ( дата обращения: 11.02.2023).

21. Nejad M. Z., Rastgoo A., Hadi A. Exact Elasto-Plastic Analyses of Rotating Disks Made of Functionally Graded Materials // International journal of engineering science. 2014. Vol. 85. P. 47–57. https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2014.07.009
Опубликован
2023-06-30