ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….6
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ УДАРНЫХ СИСТЕМ
СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ……………………………...……...…13
1.1 Удар, ударные системы и их принцип действия…………………….………13
1.2 История развития математических основ теории удара…………………….14
1.3 Обоснование зависимости производительности ударных систем от формы
бойка…………………………………………………………………..……………17
1.4 Теоретические основы исследования продольных колебаний в
соударяющихся телах……………………………………………………………..20
1.5 Постановка задач анализа и синтеза форм бойков. Обоснование
актуальности задач………………………………………………………………..23
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ
ФОРМИРОВАНИЯ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА В СТЕРЖНЕ ПРИ УДАРЕ ПО
НЕМУ БОЙКОМ СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ……..…………….27
2.1 Математическая модель многоступенчатого бойка…………………………27
2.2 Учет внутренних полостей. Приведенная форма бойка…………………….31
2.3 Математическое описание процесса продольного соударения стержней
сложной геометрической формы…………………………………………………34
2.3.1 Цилиндрический боек……………………………………………………34
2.3.2 Ступенчатый боек………………………………………………………..40
2.4 Численный метод определения формы ударного импульса в зависимости от
формы бойка……………………………………………………………………….45
2.5 Численно-аналитический метод синтеза геометрии бойка в зависимости от
формы первой волны ударного импульса………………………………………..54
2.6 Сравнение моделей продольного удара………………………...…………...57
2.7 Сравнение авторского алгоритма численного метода расчета ударного
импульса с аналогичными алгоритмами…………………………………………62
2.8 Выводы по разделу…………………………………………………………….64
3
3. КОМПЛЕКС ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ, РАЗРАБОТАННЫХ ДЛЯ
АНАЛИЗА ГЕОМЕТРИИ БОЙКОВ УДАРНЫХ СИСТЕМ……………………….66
3.1 Комплекс программ для аналитического определения ударного импульса от
ударников различной геометрической формы…………………………………..66
3.1.1 Описания программного обеспечения выбранного для моделирования
и анализа ударников……………………………………………………………66
3.1.2 Реализация на практике алгоритмов численного моделирования
бойков, выполненных в форме тела вращения плоской кривой вокруг
геометрической оси ударника…………………………………………………70
3.1.3 Метод моделирования ударников «произвольной» формы и способ
формирования приведенного бойка…………………………………………..75
3.1.4 Реализация на практике алгоритма численного метода расчета
ударного импульса и его основных характеристик………………………….77
3.2 Комплекс программ, предназначенных для анализа бойков сложной
геометрической формы……………………………………………………………79
3.2.1 Общий подход к созданию комплекса программ………………………..79
3.2.2 Расчетная программа «Ударный импульс 2.0»…………………………..80
3.2.3 Расчетная программа «Удар многоступенчатым бойком»...……………82
3.2.4Расчетная программа «Удар бойком сложной геометрической формы».83
3.3 Сравнительный анализ теоретических результатов расчета ударных
импульсов, генерируемых бойками различных форм…………………………..84
3.3.1 Удар бойком, выполненным в виде тела вращения простой линии
вокруг геометрической оси ударника.………………………………………..85
3.3.1.1 Цилиндрический боек постоянного сечения (классическая задача
теории удара)………………………………………………………………..85
3.3.1.2 Конический боек равнопеременного сечения…………………….86
3.3.1.3 Полукатеноидальный боек переменного сечения.………………..89
3.3.2 Удар бойком, выполненным в виде тела вращения составной линии
вокруг геометрической оси ударника……………………………………….92
3.3.2.1 Боек отбойного пневматического молотка………………………..92
4
3.3.2.2 Модернизация бойка отбойного пневматического молотка……..94
3.3.3 Удар бойком, выполненным в виде тела сложной геометрической
формы.…………………………………………………………………………..96
3.3.3.1 Сложный боек пневматического отбойного молотка.……………96
3.3.3.2 Ударник погружного пневмоударника ИГД СОРАН…………….99
3.4 Сравнение комплекса программ с известными аналогами………………..101
3.5 Выводы по разделу…………...………………………………………………103
4. СИНТЕЗ ГЕОМЕТРИИ БОЙКОВ ДЛЯ УДАРНЫХ УЗЛОВ МАШИН В
ЗАВИСИМОСТИ ОТ СВОЙСТВ РАЗРУШАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ………………104
4.1 Постановка задачи синтеза и определение путей ее решения…………….104
4.2 Оптимальный ударный импульс и его характеристики…………………...105
4.3 Определение функции, задающей рост амплитуды впервой волне
оптимального ударного импульса по физико-механическим свойствам
разрушаемого объекта……………………………………………………………106
4.4 Решение задачи синтезирования геометрии по форме первой волны
падающего ударного импульса………………………………………………….109
4.5 Описание программного обеспечения, выбранного для синтеза геометрии
бойка………………………………………………………………………………112
4.6 Описание расчетного модуля для синтеза геометрических параметров
ударных узлов машин по физико-механическим свойствам разрушаемых
объектов..…………………………………………………………………………115
4.7 Пример синтезирования бойка по физико-механическим свойствам породы
гранит……………………………………………………………………………..116
4.8 Практическая реализация синтезируемых бойков, как части ударного узла
машины……………………………………………………………………………119
4.9 Выводы по разделу………………………………………………………………123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………124
Список литературы..…………………………………………………………............126
Список опубликованных работ по теме диссертации…………………………….142
ПРИЛОЖЕНИЕ А.…………………………………………………………………..145
5
ПРИЛОЖЕНИЕ Б……………………………………………………………………153
ПРИЛОЖЕНИЕ В……………………………………………………………………162
ПРИЛОЖЕНИЕ Г……………………………………………………………………166
ПРИЛОЖЕНИЕ Д..…………………………………………………………………..185
