Отчет ИВМ СО РАН за 2007 год

Программы РАН

• Президиум РАН
• Отделение математических наук
• Отделение физических наук
• Отделение наук о Земле

Отделение наук о Земле

Программа № 7.3 «Техногенное преобразование недр Земли: развитие теоретических основ эффективного использования и сохранения георесурсов»

Исполнитель от ИВМ СО РАН: к.т.н., доц. С. В. Доронин

Выполнена оценка напряженно-деформированного состояния ряда деталей машин ударного действия. Разработаны твердотельные модели деталей с учетом всех геометрических особенностей. Выполнен конечно-элементный анализ этих моделей при воздействии ударного импульса длительностью 4·10^-5 с, усилие 100 т. Рассматривалось напряженное состояние в середине и конце времени действия ударного импульса. Установлены зоны максимальных напряжений, локализованные в области приложения нагрузки и конструктивных концентраторов напряжений.

Рис. 39. Зависимость максимальных напряжений в коронке 180 в конце ударного импульса от его длительности

Исследовано влияние длительности импульса ударного воздействия при усилии 100 т на напряженно-деформированное состояние (рис. 39). Все зависимости нелинейны, максимальные напряжения резко возрастают с уменьшением длительности импульса.

Исследованы особенности распределения полей напряжений и деформаций в инструменте и разрушаемой породе при их взаимодействии при различных расположениях и форме инденторов. Выполнен сравнительный анализ эффективности расположения и формы инденторов.

Оценка ресурса деталей машин при ударно-циклическом нагружении представляет собой весьма сложную задачу, своеобразие которой заключается в том, что при ударе возникают волны деформации, которые могут существенно скорректировать сопротивление усталости материала деталей. Для оценки ресурса использован следующий подход. На протяжении действия ударного импульса оценивается напряжение в зонах потенциально опасных по инициированию усталостной трещины, в результате чего получается нерегулярный процесс изменения напряжений в опасных сечениях деталей (рис. 40). Этот процесс можно рассматривать как блок нагружения и применять к нему известные методы схематизации процессов нагружения, в результате чего устанавливаются эквивалентные значения амплитуд регулярного процесса нагружения, для которого оценка ресурса не представляет принципиальных и методических затруднений.

Рис. 40. Изменение максимальных напряжений в коронке в течение длительности ударного импульса

(Отдел машиноведения)