Математическое моделирование динамики вдавливания недеформируемых тел в сплошную среду из импульсно-тепловых машин

• Автор: Пенский, Олег Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 255 с. : ил.

Введение
Глава 1. Приближенные математические способы определения силы сопротивления фунта движению застреливаемого строительного элемента
1.1. Выбор наиболее точной формулы для расчета заглубления застреливаемых строительных элементов, исходя из артиллерийской практики

1.2. Математическая модель проникания строительного элемента

в глинистый фунт

1.3. Математический способ пределение силы сопротивления фунта без применения СНИП

1.4. Математическая оценка влияния случайных помех в фунте

на заглубление строительного элемента,

застреливаемого из артиллерийского орудия

1.5. Приближенный математический способ определения силы сопротивления фунта движению твердого тела

по величине заглубления этого тела

1.6. Математический способ изучения некоторых свойств фунта
при помощи артиллерийских снарядов
1.7 Классификация способов определения силы сопротивления
фунта движению застреливаемых строительных элементов Выводы по первой главе
Глава 2. Математическая модель импульсного вдавливания строительных элементов из откатных артиллерийских орудий
2.1. Некоторые специальные термины и допущения
2.2. Основное уравнение внутренней баллистики вдавливания
для откатных орудий
2.3. Уравнения предварительного, первого и второго периодов выстрела для откатных орудий
2.4. Исследование результатов численных экспериментов для смешанной баллистики и баллистики вдавливания откатного орудия
2.5. Математическая оценка влияния веса строительного
элемента на величину его заглубления
2.6. Пути увеличения коэффициента полезного действия откатной установки для застреливания строительных элементов в грунт
2.7. Верификация математической модели импульсного вдавливания на основе установки для застреливания анкеров и свай УЗАС
2.8. Математический расчет многоударного погружения строительных элементов в грунт из откатных орудий
2.9. Математическая модель орудия Русалка
Выводы по второй главе
Глава 3. Математические модели газодинамического орудия
сосуда с соплом
3.1. Термодинамическая модель заглубления для сосуда с соплом
3.2. Газодинамическая модель заглубления для сосуда с соплом
3.3. Расчетные схемы решения строительной основной задачи внутренней баллистики для газодинамической и
термодинамической моделей заглубления
3.4. Результаты численного эксперимента для внутрибаллистических характеристик
3.5. Верификация математических моделей сосуда с соплом
3.6. Основные конструктивные достоинства и недостатки
сосуда с соплом
Выводы по третьей главе
Глава 4. Математические модели газодинамического орудия первого типа
4.1. Принципиальная схема газодинамического орудия
первого типа
4.2. Вывод термодинамических уравнений, описывающих
процесс выстрела
4.3. Г азодинамическая модель погружения строительного
элемента в грунт
4.4. Решение строительной основной задачи внутренней баллистики газодинамического орудия первого типа
4.5. К оправданию некоторых допущений
газодинамической модели
4.6. Зависимости основных внутрибаллистических характеристик от параметров заряжания и конструктивных показателей, полученные на основе численного эксперимента
4.7. Возможное использование термодинамической теории для газодинамического орудия первого типа
4.8. Орудие Артиллерийский строительный
конструктор
Выводы по четвертой главе
Глава 5. Математические модели орудий с переменным объемом сосуда с соплом
5.1. Математическая модель частично безоткатного орудия
5.1.1. Математическая газодинамическая модель импульсного вдавливания
5.1.2. Математический эксперимент о целесообразности применения частично безоткатных орудий
в строительстве
5.2. Термодинамическая модель для газодинамического орудия
второго типа
5.2.1. Принципиальная схема газодинамического
орудия второго типа
5.2.2. Вывод термодинамических уравнений внутренней баллистики
5.2.3. Решение строительной основной задачи
внутренней баллистики
5.2.4. Анализ результатов численного эксперимента для газодинамического орудия второго типа
5.2.5. Энергетические характеристики газодинамического орудия второго типа
5.2.6. Математический расчет многоимпульсного погружения строительного элемента из газодинамического орудия второго тина
5.2.7.0 выборе свободного хода поршня
5.2.8. Основные выводы гю газодинамическому орудию
второго типа
Выводы по пятой главе
Глава 6. Комплекс программ V для решения строительной основной задачи внутренней баллистики
6.1. Функциональное назначение комплекса V
6.2. Программы третьего уровня
6.3. О целесообразности разработки комплекса программ V9 Выводы по шестой главе
Заключение
Библиографический список
риложение 1. Таблицы к разделу 3.4
Приложение 2. Таблицы к разделу 4.6
Приложение 3. Таблицы к разделу 4.7
Приложение 4. Акты о внедрениях
Приложение 5. Свидетельства о регистрации программ
Введение


В 2 приведена таблица способов пофужения строительных элементов В фунт. Таблица 2. Табл. Способ импульсного вдавливания строительных элементов позволяет проводить работы на глинистых и суглинистых грунтах текучей и текучепластической консистенции, слабых водонасыщенных грунтах. Основными преимуществами его являются передача значительных усилий и минимальное время погружения строительного элемента, что при равном времени на подготовительные работы увеличивает производительность. В.Н. Григорьевым отмечено, что под действием интенсивных динамических нагрузок в фунтах происходят процессы, аналогичные тем, которые происходят при статических нафузках. Однако у этих процессов имеются и различия, обусловленные динамическим характером нафузок. Они вызваны тем, что на процессы, протекающие в фунтах, влияют силы инерции и вязкости пород. Следовательно, не нужно стремиться к большой скорости пофужения, так как при большей скорости погружаемого тела большая часть энергии расходуется на разрушение грунта. Можно ожидать, что при импульсном вдавливании скорость движения строительного элемента в фунте будет меньше, чем при свободном застреливании, так как максимальная сила сопротивления грунта движению строительного элемента в этом случае будет меньше, чем при свободном застреливании. Это можно отнести к положительным качествам импульсного вдавливания. Для определения величины заглубления выстреливаемых анкеров используются формулы, применяемые в артиллерийской практике и полученные заново см. Однако, соотношения, предложенные в , пригодны только для гарпуннокитобойных пушек, а широко используемая березанская формула не учитывает всех особенностей фунта. В , , 0, 3, 4, 2, 3 предложена теория внутренней баллистики артиллерийских орудий. Но эта теория не рассматривает движение артиллерийского снаряда строительного элемента в грунте и канале ствола одновременно. В работе предложена формула определения величины заряда для свободного застреливания строительных элементов в грунт, позволяющая определить вес заряда в зависимости от необходимой величины заглубления. Однако для импульсного вдавливания, когда строительный элемент движется в стволе и грунте одновременно, такой формулы нет. Математические методы, описывающие процесс погружения свай, анкеров и т. В настоящее время для пофужения в фунт строительных элементов из откатных артиллерийских орудий используется способ свободного застреливания , 9. Поэтому целесообразно исследовать возможность применения способа импульсного вдавливания. Нет ясной картины по применению существующих видов боевых орудий для заглубления строительных элементов в фунт. Нет рекомендаций но переделке таких орудий в пушки, предназначенные для погружения анкеров и свай. Не разработаны новые принципиальные схемы специализированных только для этой цели артиллерийских машин. Недостаточно изучен вопрос о силе сопротивления фунта движению застреливаемых строительных элементов. Актуальными являются изучение и выдача рекомендаций по использованию способа импульсного вдавливания для заглубления строительных элементов в грунт, математическое описание динамики системы орудие строительный элемент грунт, оценка возможности применения принципиальных схем существующих боевых орудий для застреливания СЭ, разработка и оценка эффективности новых специализированных только для этой цели пороховых машин и описание основных задач, стоящих перед конструкторами и математиками, желающими заниматься вопросами погружения анкеров и свай в грунт при помощи артиллерийских орудий. Рассмотрим вопрос об определении силы сопротивления грунта движению застреливаемого строительного элемента. Прежде всего выберем формулу, наиболее точно определяющую величину проникания СЭ при свободном застреливании из артиллерийского орудия в грунт. Площадь миделевого сечения анкера варьировалась от до 5 см , угол раствора головной части анкера от до 0 градусов. Застреливания производилсь из гарпуннокитобойной пушки. Результаты экспериментов, приведенные в , 2, помещены в табл. V скорость вхождения анкера в грунт мс.