Исследование динамики трикотажных игл с учетом внешних диссипативных сил

• Автор: Томилин, Антон Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Постановка задачи моделирования
1.1. Расчетная схема
1.2. Модель волновой динамики отсека с учетом внешнего трения
1.3. Определение кинематических и динамических параметров в стыке
Глава 2. Алгоритмы и основные расчетные соотношения
2.1. Разностная схема
2.2. Разностные соотношения для отсека
2.3. Соотношения на характеристиках
2.4. Разностные соотношения для стыка
2.5. Разностные соотношения для границы
2.6. Соотношения для расчета диссипативных нагрузок
2.7. Моделирование удара пятки о наклонный клин
Глава 3. Результаты и рекомендации
3.1. Оценка численной методики моделирования
3.2. Амортизаторы в конструкции иглы и их влияние на напряжения в крючке
3.3. Моделирование ударно-волновых процессов в серийных трикотажных иглах
Заключение
Список литературы

Введение.
Реальная производительность трикотажной машины существенно снижается из-за простоев, которые в
значительной степени обусловлены необходимостью замены пришедших в негодность элементов петлеобразующей
системы. Наиболее часто из строя выходят иглы.
Происходит разрушение крючков, пяток и язычков. Таким образом, производительность трикотажной машины, равно как и скорость ее работы, ограничена в основном прочностью вяжущих игл. Поэтому задача повышения их долговечности приобретает ключевое значение.
В процессе работы пятка трикотажной иглы
многократно сталкивается с замковыми клиньями.
Нагрузки, возникающие в результате этих ударов,
приводят к разрушению игл и появлению дефектов на
рабочих поверхностях клиньев. В работе [12] было
показано, что из-за недостатков замковой системы происходит до 40% поломок игл. Поэтому проблеме взаимодействия клина с пяткой посвящено множество работ.
Так, Г.Цирульников на основе аналитического исследования показал, что одним из факторов, ограничивающих скорость трикотажной машины, является ударный характер взаимодействия в паре игла-клин [147]. Был проведен анализ и оценка усилий в игле при ее вертикальном движении. Отмечалось, что повышение скорости работы
возможно до тех пор, пока скорость удара по пятке со
стороны клина не достигнет некоторой предельной

величины, приводящей к разрушению пятки. Для предотвращения ударов предлагалось использовать специальные безударные замки. Однако, как показывают результаты работы [114], даже в случае использования замков, специально спроектированных для ослабления ударных нагрузок в петлеобразующей системе, не удается исключить возникновения в игле значительных напряжений, обусловленных инерционными нагрузками.
Вопросы ударного взаимодействия в паре игла-клин были также рассмотрены в работах И.С.Мильченко [83,84]. Для получения аналитического решения использовалась гипотеза о переходе кинетической энергии иглы в потенциальную энергию упругих деформаций на основе контактной теории Герца [173]. И.С.Мильченко установил, что оптимальному процессу переработки пряжи и наилучшим условиям работы соответствуют разные углы кулирования -увеличение угла до некоторой степени способствует улучшению условий переработки пряжи, но одновременно ухудшает условия работы иглы. Было показано, что аналогичный эффект наблюдается и при увеличении окружной скорости.
Наряду с этим проводились исследования, имевшие целью прояснить причины износа направляющих граней замковых клиньев, проявляющегося в образовании цепочки мелких выбоин и засечек. Э.Соловейчик [132] и
А.Шихманов [149] независимо друг от друга, выдвинули гипотезу о том, что появления подобных дефектов обусловлено скачкообразным движением иглы. Э.Соловейчик предположил, что в силу отсутствия в трикотажной машине

шероховатых поверхностей, к числу которых относятся поверхности игл и стенок игольного паза. Удобство и простота закона Кулона являются основными причинами, по которым он до сих пор применяется в прикладной механике.
Влияние сухого трения на динамику упругих волн возмущений в стержне произвольного поперечного сечения остается до настоящего момента малоизученной задачей. Исследование эффектов, порождаемых наличием трения, ограничивается в основном задачами ударного погружения стержней в грунт, к числу которых относится, например, забивка свай. Эта задача впервые была рассмотрена в работах [28,175,170] на основе теории Сен-Венана. В работе [187] решение было получено с помощью метода характеристик, а в [159] изучение влияния трения на волновые процессы, порожденные ударом, проводилось на специальной экспериментальной установке. Численно и графоаналитически рассматривались продольные колебания в стержнях с учетом сил сухого трения, действующих на боковой поверхности [169]. Аналогичные исследования проводились в работах [92-94]. Рассматривались также вопросы демпфирования сухим трением динамических нагрузок в волокнистом композите [97] и воздействия ударных волн на подземный трубопровод в грунте [98] . При помощи метода характеристик была решена задача о распространении продольных волн в полубесконечном вязкоупругом стержне с внешним трением [136].
Теория распространения продольных волн возмущений в стержне с внешним Кулоновым трением подробно изложена в