Влияние затянутых соединений в контактных системах деталей на технологические возможности тяжелых кривошипных прессов

• Автор: Жилин, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.05, 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 158 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение: общая характеристика работы
1. Анализ современного состояния теории и практики расчетов затянутых соединений деталей прессов
1.1. Основные типы и простейшие модели затянутых соединений
1.2. Аналитические методы расчетов затянутых соединений
в конструкциях прессов
1.3. Численные методы анализа напряженно-деформированных состояний
1.4. Численные методы моделирования контактных систем
1.5. Выводы из обзора литературы
2. Основы дискретного моделирования трехмерных контактных
систем упругих тел в статических состояниях
2.1. Идентификация исследуемых систем; общая постановка задачи
и основы методологии решения
2.2. Метод контактных сил и переносных перемещений для систем любого конечного числа гладких тел
2.2.1. Алгоритм моделирования базисной системы двух тел
2.2.2. Обобщение метода: алгоритм моделирования контактной системы любого конечного числа гладких тел
2.2.3. Обеспечение эффективности алгоритмов реализации
метода контактных сил и переносных перемещений
2.3. Метод контактных сил и переносных перемещений для фрикционных систем любого конечного числа тел
2.3.1. Алгоритм моделирования фрикционной системы двух тел
в трехмерном напряженном состоянии
2.3.2. Алгоритм метода для двумерной контактной системы
любого конечного числа тел с кулоновским трением

2.3.3. Алгоритм метода для трехмерных фрикционных систем
любого конечного числа упругих тел
2.4. Развитие и структура программного комплекса МАКС
применительно к классу многотельных контактных систем с затянутыми соединениями
3. Анализ работоспособности и рационализация затянутого
соединения деталей составной станины пресса усилием 80 МН
3.1. Специфика конструкции и постановка задачи исследования
3.2. Моделирование подсистемы деталей составной станины, корпуса подшипника и клина яри различных вариантах предварительной затяжки
3.2.1. Конструктивная и конечноэлементная модели подсистемы
3.2.2. Основы построения математической модели
исследуемого затянутого соединения
3.2.3. Введение в математическую модель требуемого
усилия затяжки
3.2.4. Результаты моделирования исследуемой подсистемы
деталей в состоянии затяжки
3.3. Моделирование и анализ единой контактной системы деталей
пресса при технологическом нагружении
3.3.1. Конструктивная и конечноэлементная модели единой контактной системы
3.3.2. Введение технологического нагружения контактной системы
3.3.3. Анализ состояний затянутого соединения подсистемы «втулка, корпус подшипника, клин» по результатам моделирования единой контактной системы деталей пресса
3.4. Анализ влияния и обоснование выбора оптимального значения коэффициента затяжки
3.5. Приближенная оптимизация силовой схемы и конфигурации
деталей пресса путем введения двухэтапной затяжки

4. Анализ эффективности вариантов фрикционных затянутых соединений ступицы муфты и эксцентрикового вала
4.1. Варианты соединения ступицы и вала; общая постановка
задачи исследования
4.2. Моделирование фрикционной подсистемы соединения ступицы
и вала путем запрессовки конической втулки
4.2.1. Конструктивная модель подсистемы
4.2.2. Конечноэлементная модель подсистемы
4.2.3. Результаты моделирования системы
4.3. Моделирование подсистемы профильного соединения ступицы
и призматической концевой части вала
4.3.1. Конструктивная и конечноэлементная модели подсистемы
4.3.2. Результаты моделирования исследуемой подсистемы деталей
4.4. Моделирование подсистемы соединения ступицы и вала клиновыми шпонками
4.4.1. Конструктивная и конечноэлементная модели подсистемы
4.4.2. Результаты моделирования системы
4.5. Сравнительный анализ работоспособности вариантов исследованных затянутых соединений
5. Исследование единой системы деталей пресса усилием 125 МН
и штампового блока с анализом влияния затянутых соединений
5.1. Постановка задачи трехмерного моделирования единой системы деталей пресса и штампового блока
5.2. Построение конечноэлементных моделей, введение
начальных зазоров и выбор схем нагружения
5.3. Определение величины натягов, эквивалентных усилиям
затяжки деталей исследуемой системы
5.4. Экспериментальная оценка уровня достоверности результатов численного моделирования

ния машин обработки давлением как стратегическую задачу рассмотрели Ю.М.Соломенцев, Ю.А.Максин, Б.М.Позднеев, А.Ф.Колчин в статье /47/.
Сущность конструкторско-технологического проектирования заключается в создании машин, в которых достигается оптимальное сочетание, с одной стороны, прочности, долговечности и экономичности конструкций деталей, и с другой, требуемого уровня реализуемых технологий, обеспечивающих заданное качество выпускаемых изделий. В таком взаимосвязанном подходе относительный приоритет принадлежит технологии, являющейся первичным фактором и целью создания технологической машины.
В современной механике разработано и успешно применяется в тяжелом прессостроении теоретическое и программное обеспечение, необходимое для поддержания конструкторско-технологического проектирования. Научные основы и принципиальные возможности этого обеспечения определяются методом контактных сил и переносных перемещений /28, 29, 32, 35/, реализованном в проблемно-ориентированном программном комплексе МАКС /47/. Краткое описание комплекса приведено выше во введении к данной работе.
Более подробная информация о постановке идентифицированного класса задач, для решения которых предназначен МАКС, об используемых математических моделях дискретной механики и алгоритмах исследования много-тельных контактных, в том числе, фрикционных пространственных систем содержится в разд. 2 настоящей диссертации.
1.5. Выводы из обзора литературы
Приведенный анализ опубликованных работ по математическому моделированию затянутых соединений деталей машин, позволяет утверждать, что:
конструкторы металлообрабатывающих станков, как и машиностроители широкого профиля, осознают и по возможности пытаются решать важную общетехническую проблему расчета и проектирования затянутых соединений деталей в различных подсистемах, широко применяемых в конструкциях технологических машин;