Методология расчетов и инженерной оптимизации конструктивных и технологических параметров вулканизационного, прессового и червячного оборудования химической промышленности

• Автор: Кочетов, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 391 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1. Современное состояние проблемы расчета и оптимизации гладких и оребренных цилиндрических оболочек и плит элементов конструкций вулканизационного оборудования
1.1. Теоретические методы расчета гладких и оребренных цилиндрических оболочек и плит

1.2.Современное состояние проблемы оптимизации конструкций

1.3. Задачи исследования

ЕЛАВА 2. Расчет и оптимизация основных конструктивных параметров несущих элементов шинных вулканизаторов

2.1. Состояние вопроса

2.2.Постановка задачи и методы ее решения

2.3.Расчет основных конструктивных параметров камер вулканизаторов типа ВВ

2.3.1. Решение задачи изгиба для гладкой цилиндрической оболочки под действием локальной моментной нагрузки
2.3.2. Решение задачи изгиба короткой цилиндрической оболочки, подкрепленной ортогональной сеткой пересекающихся ребер жесткости
2.3.3. Расчет камер вулканизаторов типа ВВ методом конечных элементов (МКЭ)
2.3.4. Анализ результатов расчета НДС гладкой и оребрен-
ной камеры вулканизатора типа ВВ
2.3.5. Оптимизация конструктивных параметров для гладкой камеры ВВ. Дискретно-равнопрочный проект
2.3.6. Метод скользящего допуска (МСД). Оптимальное проектирование оребренной камеры вулканизатора ВВ

из условия минимальной массы
2.4.Расчет конструктивных параметров камер вулканизаторов
В ИМ и ФВГ
2.4.1. Расчет камеры вулканизатора как кольца без учета влияния жесткости зубьев
2.4.2. Расчет камер вулканизаторов ВПМ и ФВГ с учетом жесткости зубьев
2.4.3. Расчет камер вулканизаторов типа ВПМ и ФВГ как пространственной конструкции по МКЭ
2.4.4. Анализ полученных результатов
2.4.5. Оптимальное проектирование камер вулканизаторов
ВПМ и ФВГ
2.5.Расчет паровой камеры форматора-вулканизатора ФВ
2.5.1. Исследование НДС камеры форматора-вулканизатора

2.5.2. Расчет оптимальных конструктивных параметров паровой камеры форматора-вулканизатора ФВ
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Расчеты на прочность, жесткость и оптимизация конструктивных параметров силовых плит, гидроцилиндров и литьевых прессов
3.1.Состояние вопроса
3.2.Аналитическое решение задачи изгиба верхней неподвижной плиты пресса
3.2.1. Анализ теоретических результатов
3.3.Аналитическое решение задачи изгиба нижней силовой
плиты пресса
3.4.Расчет на прочность подвижной плиты пресса
3.5.Прочность и жесткость оребренных силовых плит

3.5.1. Анализ результатов
3.6.Аналитический метод расчета на прочность силового гидроцилиндра литьевого пресса ПЛВМ
3.7.Приближенный расчет рамы гидропрессов
3.8. Исследование НДС опорных плит пресса МКЭ
3.9.Расчет опорных плит пресса различной конфигурации

3.10. Расчет оребренных плит с помощью МКЭ
3.11. Исследование НДС силового гидроцилиндра пресса ПЛВМ по МКЭ
3.12. Расчет на прочность и жесткость литьевых прессов
типа ПЛВМ МКЭ
3.12.1. Анализ полученных результатов
3.13. Оптимизация конструктивных параметров деталей и узлов литьевых прессов различных конструкций
3.13.1. Оптимизация нижней силовой плиты
3.13.2. Оптимизация верхней оребренной силовой плиты
3.13.3. Оптимизация конструктивных параметров четырехколонного литьевого пресса ПЛВМ
3.13.4. Оптимизация конструктивных параметров
гидропресса рамного типа с усилием 2500кН
3.13.5. Оптимизация конструктивных параметров
челюстного пресса усилием 1 ОООкН
3.13.6. Сравнительный анализ прессов различных конструкций по результатам оптимизации и расчета по допускаемым напряжениям
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Расчет и оптимизация технологических и конструктивных параметров процесса, деталей и узлов основных рабочих

2.2. Постановка задачи и методы ее решения
Рассмотрим задачу изгиба и определения оптимальных геометрических параметров камер вулканизаторов различных типов, представляющих собой гладкие или оребренные короткие цилиндрические оболочки, края которых свободны или сопряжены со сферическими или плоскими днищами под действием различного вида локальных нагрузок.
Расчетные схемы элементов конструкций этих камер приводятся к моделям упругой тонкой пластины, сферической оболочки, цилиндрической оболочки и стержням постоянной или переменной толщины Ъ(х,у). Полагается, что толщину к(х,у) представляется возможным аппроксимировать кусочнопостоянным законом, разбивая элементы конструкций (пластины, оболочки, стержни) на N областей с толщинами к]=сопз1(/'=1, М).
Задача оптимального распределения массы материала конструкции из условия прочности, жесткости и геометрических ограничений состоит в определении таких параметров /г* = {/г,*,к],..которые минимизируют целевую функцию, характеризующую расход материала на конструкцию (массы материала)
где шах а'э (И) - максимальные эквивалентные напряжения в у-ой подконструк-ции (области), определяемой согласно энергетической теории прочности для заданного материала; [crjj- допускаемые значения напряжений; параметрами h} могут быть толщины оболочек и пластин, линейные размеры поперечных сече-

М(й‘) = £Му(й).
(2.1)
При этом должны выполняться ограничения по прочности шах а(Л (И) < [<т];;
по жесткости шах (И) < у;
геометрические параметры а] < < 1у,
(2.2)
(2.3)
(2.4)