Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук. Пермь, Пермский национальный исследовательский
политехнический университет, 2013. - 16 с.
Специальность 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела
Научный руководитель: д. т. н., профессор Труфанов Н. А. Цель работы: разработка математической модели и на ее основе численное исследование трехмерного упругопластического деформирования контактного узла с антифрикционной прослойкой из полимерного материала, учитывающей трение на поверхности контакта и разные типы контактного состояния (прилипание, проскальзывание и отлипание), возникающие при эксплуатационных воздействиях в опорной части с шаровым сегментом
пролетных строений мостов. Научная новизна:
1. Для конструкции опорной части с шаровым сегментом впервые создана трехмерная численная модель деформирования контактного узла с антифрикционной прослойкой под действием вертикальных и горизонтальных эксплуатационных воздействий с учетом трения между сопрягаемыми деталями и всех типов контактного состояния.
2. Выполнен сравнительный анализ деформационного поведения в контактном узле антифрикционных прослоек из разных полимерных материалов и рекомендовано применение прослойки из модифицированного фторопласта, что обеспечивает более благоприятное распределение контактных параметров.
3. Для исследуемого контактного узла впервые установлены качественные и количественные закономерности изменения контактных параметров для разных материалов прослойки: характер распределения зон контактного состояния, распределения контактного давления и контактного касательного напряжения, величины смещения и расхождения контактных поверхностей. Во всех вариантах расчетов в зоне сцепления напряженное состояние полимерной прослойки близко к состоянию всестороннего упругого сжатия.
4. Установлено резкое падение контактных напряжений на контактной поверхности у края прослойки (до 10% общей площади) во всех постановках при действии только вертикальных эксплуатационных нагрузках, что соответствует снижению работоспособности части конструкции.
5. Выработаны рекомендации по рациональному конструктивному оформлению опорных частей с шаровым сегментом и проектированию экспериментальных установок по испытаниям конструкций опорных узлов. Практическая ценность.
Практическая значимость состоит в возможности применения математической модели и ее программной реализации для решения задач проектирования и отработки конструкций и материалов контактных узлов опорных частей с шаровым сегментом. Диссертационная работа связана с выполнением хоздоговорных работ в рамках совместной «Программы
заводских (приемочных) и сравнительных испытаний опытных образцов опорных частей с шаровым сегментом» ООО «АльфаТех», ФГБУН «Институт механики сплошных сред УрО РАН», ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». Результаты исследования используются в ООО «АльфаТех» при проектировании опорных частей с шаровым сегментом, а так же проектировании и построении экспериментальной установки по исследованию опорных узлов, что подтверждено прилагаемым к диссертации «Актом об использовании результатов исследования».
Специальность 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела
Научный руководитель: д. т. н., профессор Труфанов Н. А. Цель работы: разработка математической модели и на ее основе численное исследование трехмерного упругопластического деформирования контактного узла с антифрикционной прослойкой из полимерного материала, учитывающей трение на поверхности контакта и разные типы контактного состояния (прилипание, проскальзывание и отлипание), возникающие при эксплуатационных воздействиях в опорной части с шаровым сегментом
пролетных строений мостов. Научная новизна:
1. Для конструкции опорной части с шаровым сегментом впервые создана трехмерная численная модель деформирования контактного узла с антифрикционной прослойкой под действием вертикальных и горизонтальных эксплуатационных воздействий с учетом трения между сопрягаемыми деталями и всех типов контактного состояния.
2. Выполнен сравнительный анализ деформационного поведения в контактном узле антифрикционных прослоек из разных полимерных материалов и рекомендовано применение прослойки из модифицированного фторопласта, что обеспечивает более благоприятное распределение контактных параметров.
3. Для исследуемого контактного узла впервые установлены качественные и количественные закономерности изменения контактных параметров для разных материалов прослойки: характер распределения зон контактного состояния, распределения контактного давления и контактного касательного напряжения, величины смещения и расхождения контактных поверхностей. Во всех вариантах расчетов в зоне сцепления напряженное состояние полимерной прослойки близко к состоянию всестороннего упругого сжатия.
4. Установлено резкое падение контактных напряжений на контактной поверхности у края прослойки (до 10% общей площади) во всех постановках при действии только вертикальных эксплуатационных нагрузках, что соответствует снижению работоспособности части конструкции.
5. Выработаны рекомендации по рациональному конструктивному оформлению опорных частей с шаровым сегментом и проектированию экспериментальных установок по испытаниям конструкций опорных узлов. Практическая ценность.
Практическая значимость состоит в возможности применения математической модели и ее программной реализации для решения задач проектирования и отработки конструкций и материалов контактных узлов опорных частей с шаровым сегментом. Диссертационная работа связана с выполнением хоздоговорных работ в рамках совместной «Программы
заводских (приемочных) и сравнительных испытаний опытных образцов опорных частей с шаровым сегментом» ООО «АльфаТех», ФГБУН «Институт механики сплошных сред УрО РАН», ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». Результаты исследования используются в ООО «АльфаТех» при проектировании опорных частей с шаровым сегментом, а так же проектировании и построении экспериментальной установки по исследованию опорных узлов, что подтверждено прилагаемым к диссертации «Актом об использовании результатов исследования».