Разработка теоретических основ надежности конструкций сельскохозяйственной техники

• Автор: Мартьянов, Анатолий Петрович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 318 с. : ил.

1. Современное состояние надежности работы конструкций сельскохозяйственных машин

1.1. Актуальность проблемы

1.2. Классификация деталей, узлов и агрегатов сельскохозяйственных машин, подлежащих расчету на различные виды нагрузок для обеспечения их надежной работы

1.3. Состояние вопроса стабильности работы конструкций.

1.4. Цели и задачи исследований

2. Теоретические исследования параметров стабильного функционирования конструкций сельскохозяйственных машин

2.1. Сложное нагружение

2.1.1. Устойчивость стержней при сжатии с кручением.

2.1.2. Обоснование применимости статического метода и учет влияния способов закрепления концевых сечений на величину критических параметров стержней .

2.1.3. Учет упругих опор и защемлений при расчете.

2.1.4. Влияние начальных несовершенств на поведение систем

2.1.5. Прогибы и моменты сжатых, скрученных и изогнутых
стержней
2.1.6. Стержни переменного сечения по длине
2.2. Основы теории косого и пространственного изгиба элементов конструкций сельскохозяйственных машин
2.2.1.Основные уравнения существующей теории и их недостатки
2.2.2. Основные уравнения и закономерности предложенной теории .
2.2.3. Граничные условия и формы деформированной оси
2.2.4. О результатах решений некоторых задач
2.3. Устойчивость однопролетных стержней с жесткими и упругими опорами
2.3.1.Стержни постоянного сечения по длине с жесткими опорами
2.3.2. Устойчивость стержней с упругими опорами .
2.3.3. Применение вариационных методов к расчету стержней переменной жесткости
2.3.4. Устойчивость стержней, связанных с упругим основанием.
2.3.5. Внецентренное сжатие колонн с эксцентриситетом и устойчивость стержней с пространственной деформированной осью.
2.4. Устойчивость колонн ступенчатого изменения жесткости и нерегулярных рам
2.4.1. Сжатие колонн ступенчатого изменения жесткости .
2.4.2 Устойчивость нерегулярных статически определимых рам
2.4.3. Устойчивость статически неопределимых нерегулярных рам
2.4.4. Определение коэффициентов упругих защемлений и опираний стержневых систем
2.4.5. Устойчивость неразрезных балок
2.5. Распространение теории на колебания упругих систем в неглавных плоскостях изгиба и на устойчивость сжатоскрученных и тонкостенных стержней открытого профиля
2.5.1. Колебания систем с сосредоточенными массами .
2.5.2.Колебания систем с бесконечным числом степеней свободы.
2.5.3. Поперечные колебания балок на упругом основании.
2.5.4. О колебаниях и критических оборотах валов, имеющих различную жесткость в направлении главных осей сечения .
2.5.5. Устойчивость завитых и сжатоскрученных стержней
2.5.6. Устойчивость тонкостенных стержней открытого профиля.
2.6. Устойчивость плоских форм при изгибе с кручением
2.6.1. Общие уравнения плоских форм при изгибе с кручением и их упрощения .
2.6.2. Устойчивость плоских форм при чистом косом изгибе
2.6.3. Устойчивость плоских форм при сжатии с косым изгибом
2.6.4. Устойчивость плоских форм изгиба от действия поперечных нагрузок
3. Общая программа экспериментальных исследований, материалы и установки
3.1. Программа и цель экспериментальных исследований
3.2. Применяемые материалы
3.3. Экспериментальные установки
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
4.1. Испытания сжатых и скрученных стержней по первому и пятому разделам классификации сельскохозяйственных машин
4.2. Испытание рамы автомобильной платформы на прочность по второму разделу классификации
4.3. Испытание лопаток турбин компрессоров
4.4. Анализ.
5. Практическое применение изложенных методов расчета.
5.1. Примеры конкретного приложения теории к конструкциям сельскохозяйственных машин
5.2. Внедрения и их экономический эффект
Основные выводы.
Библиографический список
Приложения
Документы по внедрению
ВВЕДЕНИЕ


С учетом этого перейдем к рассмотрению различных вариантов граничных условий. Задача 1. Шарнирно опертый по концам стержень. Для этой задачи рассмотрим несколько вариантов граничных условий. С i сс i . Четвертое условие приведет к зависимости 1. В ПЛОСКОСТИ X. С i. Последним условием описывается форма в плоскости . О, v v 0 при 2 1. Повторяет результат 1. Вариант 4. С2 i 0. К трем граничным условиям 1. О или v 0 при 2 0. Они не изменят результат. Особенностью этой задачи является то, что форма упругой линии в двух плоскостях будет полуволной синусоиды, поэтому граничные условия 1. Вариант 5. С2 Сз2 2 2 Л i2. С1Сз, С2С0,
С,Сз,С2С4,С1С4С2Сз . С i. Подобные рассуждения можно провести с решениями 1. Задача 2. Консольный стержень рис. Начало отсчета поместим на свободном концевом сечении. С С i . Покажем для этой задачи несколько вариантов граничных условий. Вариант 1. При 2 1. В такой постановке сразу можно принять 0. С , v V i i . УУ. Отсюда следует
Заметим, что выполнение третьего граничного условия не является обязательным. На конечный результат оно не влияет. Вариант 2. О при I. Уравнение 1. ТХ. Вариант 3. Л1. Возможны и другие варианты, связанные с ориентацией прогиба свободного конца. В этих задачах мы вели расчеты с учетом кинематических величин. Решения получим одинаковые и через статические величины. Покажем это. Для уравнений 1. Задача 3. Остановимся на стержне с одним заделанным, другим шарнирно опертым концевыми сечениями. Выбираем начало отсчета в шарнире. В существующей постановке для уравнений 1. Данное уравнение в зависимости от соотношений параметров Р и К в некоторых случаях отрицает наличие смежных форм равновесия и не выдает правильного результата. КЛР 4А
0. Решение велось в основном, охватывая статическую сторону, не охватывая геометрическую прогибы и углы поворота. Нетрудно заметить, что эти условия всегда будут удовлетворяться, так как они получаются непосредственным интегрированием уравнений моментов. В указанных задачах необходим переход от форм в плоскостях к одной форме, а в пространстве через полное перемещение или полный момент. А2 й
где л коэффициент приведения длины. Полученные зависимости не учитывают влияния напряжений от кручения. Упругие опоры и защемления играют существенную роль в расчетной инженерной практике, так как осуществление идеально жестких шарниров или защемлений весьма затруднительно. Небольшая же податливость защемлений или сопротивления шарниров изменяют критическую длину по сравнению с идеальными условиями. Реактивные моменты в этих защемлениях будем считать пропорциональными углам поворота концов стержней во всех направлениях. Плоские формы равновесия названных стержней рассмотрены во многих работах. Рассмотрим теперь пространственные. Упругие защемления I. Один конец стержня упруго защемлен, второй свободен рис. К 0. Эти уравнения будем считать фундаментальными. Последние слагаемые правых частей уравнений 1. К на две составляющие в плоскостях, одна из которых идет в направлении касательной к искривившейся оси стержня, а другая перпендикулярно ей. Первая вызывает скручивающие напряжения в стержне, а вторая искривление оси стержня. Первая составляющая в уравнения не входит. Рисунок 3. Арпур где р и2 v2 при г , 1. С С О, С С 0 С с с р о,
откуда следует С Сз 0. С i Л2. В частных случаях легко получить из зависимостей 1. II. Верхний конец стержня шарнирно оперт, нижний упруго заделан рис. За счет появления в верхней опоре стержня горизонтальной реакции линия действия сжимающей силы принимает в момент выпучивания стержня наклонное положение. Угол отклонения сжимающей силы
от вертикали можно считать равным . V. 1. О при г 0. Используя условия 1. С2 Сч. С2 i . Вычислив ри р у и подставив их значения в уравнение 1. М . Л 0. С учетом обозначений 1. III. Верхний конец стержня может свободно смещаться, но не может поворачиваться, нижний конец упруго заделан рис. V 0 при г О, ур Ар при 2 1, 1. Вычислив р и рн подставив их значения в последнее граничное условие 1. С бп 2У 4С Л2рсои2М
,
4С Л2зп. У
А
, 1

4соз Аг. После элементарных преобразований уравнение 1.