Динамическая контактная податливость заклепочных соединений в условиях предварительного смещения

• Автор: Перфильева, Анастасия Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ КОНТАКТНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
1.1 Предварительное смещение и сближение в контакте в статике
1.2 Контактные взаимодействия в условиях трения покоя в динамике
1.3 Выводы. Задачи исследования
ГЛАВА 2 КОНТАКТНАЯ ЗАДАЧА СБЛИЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ТРЕНИИ ПОКОЯ
2.1 Упругие сближения в диссипативном контакте
при статическом нагружении
2.2 Упругие сближения в диссипативном контакте
при динамическом нагружении
ГЛАВА 3 КОНТАКТНАЯ ЗАДАЧА ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В УСЛОВИЯХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ
3.1 Упругие касательные смещения в диссипативном контакте при статическом нагружении
3.2 Упругие касательные смещения в диссипативном контакте при динамическом нагружении
ГЛАВА 4 ЧИСЛЕННО - АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТА СОПРЯЖЕНИЙ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1 Основные характеристики заклепочных соединений
4.2 Инженерная методика расчета заклепочных швов на прочность

4.3 Инженерная методика расчета соединений с натягом
4.4 Динамические контактные перемещения и податливость шероховатого слоя в заклепочных соединениях в условиях трения покоя
4.5 Теоретические исследования контактных взаимодействий прочноплотных заклепочных соединений
4.5.1 Амплитудно-частотные характеристики механического контакта соединений
4.5.2 Контактная податливость заклепочного соединения с натягом
4.5.3 Потери механической энергии при затухающих колебаниях
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИСЛЕ-ДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО КОНТАКТА ТВЕРДЫХ ТЕЛ ДО ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ
5.1 Образцы и материалы для экспериментальных исследований контактных перемещений
5.2 Экспериментальная установка для исследований механического контакта в статике и динамике
5.3. Погрешности измерения исследуемых величин
5.4 Практическое применение уточненного метода расчета динамической контактной податливости соединений с натягом
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Основные проблемы современного машиностроения - повышение надежности и снижение металлоемкости машин. Оптимальное решение этих противоречивых проблем в условиях рыночной экономики можно найти в результате высокоточных проектировочных расчетах на этапе конструкторской разработки.
Практика эксплуатации машин и механизмов показывает, что такие параметры качества их работы как точность, виброустойчивость, производительность, надежность и долговечность в значительной степени определяются контактными процессами, протекающими в сочленениях сопрягаемых деталей, в частности статической и динамической контактной жесткостью.
Пренебрежение при конструировании машин контактной жесткостью стыка во многих случаях приводит: в цилиндрическом соединении с натягом к ошибке определения давления в сопряжении от 10-20 % при большом и до 40 % при малом натягах, также влечет за собой ошибку в определении силы трения в сопряжении, в расчетах резьбового соединения к ошибке в необходимой силе затяжки винта до 50 % и прочности винта до 30 %. В точных машинах (станках, роботах) отсутствие учета контактных перемещений как в статике, так и в динамике дает погрешность в оценке точности позиционирования рабочего органа машины до 70 % [41- 49,85, 90, 91]. Все это говорит об актуальности рассматриваемых вопросов.
Контактные перемещения составляют в среднем до 80 % от общих перемещений [116, 117], кроме того, они значительно изменяют частоты собственных и вынужденных колебаний сопрягаемых деталей машин, смягчают ударные нагрузки и оказывают существенное демпфирующее значение. Поэтому исследования контактного взаимодействия деталей и диссипации энергии необходимы особенно для точного приборостроения и прецизионно-

1. Шероховатость моделируется сферами, вершины которых распределены согласно детерминированной кривой опорной поверхности.
2. Ввиду того, что деформации в зоне контакта превышают на порядок общие деформации тел, последними можно пренебречь [78].
3. Массой выступов шероховатого слоя можно пренебречь, ввиду их малости, по сравнению с массой контактирующих тел.
4. Все касательные силы считаются лежащими в плоскости контактирования.
5. Диссипация энергии на площадках контакта представляется микротрением в зонах проскальзывания.
6. Трение в зонах проскальзывания не зависит от частоты нагружения.
7. Характерные времена протекания процессов деформирования на площадках контакта много больше периодов собственно колебаний твердых тел, то есть соотношение масс и жесткостей контактирующих поверхностей создают условия, при которых период волновых процессов в телах на порядок меньше периода исследуемых контактных колебаний.
8. Диссипация энергии не зависит от скорости деформирования.
2.1 Упругие сближения в диссипативном контакте при статическом нагружении
В соответствие с принятым допущением о соответствии статической и динамической кривой деформирования был осуществлен выбор статических моделей сближения в контакте.
Для рассмотрения контакта шероховатой сферы и плоскости за основу было взято решение A.A. Ланкова, так как в соответствии с принятой моделью материала, микровыступы поверхности представляются набором шаровых сегментов [70]: