Введение к работе
Актуальность темы
Деформационные характеристики нестандартизированных резин в значительной степени определяются характеристиками каучуков и входящими в состав наполнителями, зависят от длительности и температуры вулканизации.
Динамические процессы в стержне из подобного материала нетривиальны. Примерами конструкций из таких материалов могут быть специальные амортизаторы (типа автофинишеров). Амплитудно-частотные характеристики систем при больших упругих деформациях следует определять с учетом внутреннего сопротивления материала образца. Одним из важнейших параметров, определяющих динамические характеристики системы, является частота свободных колебаний, которая зависит от коэффициента жесткости элемента упругой связи. Коэффициент жесткости - это функция, определяемая деформационной характеристикой материала, которая при больших деформациях, как правило, нелинейна. Следовательно, предварительно необходимо определить логарифмический декремент колебания, коэффициент демпфирования, коэффициент жесткости стержня из нестандартизированного материала. Данные параметры можно определить только на основе экспериментальных данных. Таким образом, определение характеристик стержней с большими упругими деформациями из нестандартизированного материала, является актуальной задачей.
Цель работы: разработать методику расчета статических и динамических задач механики стержней с большими упругими деформациями из нестандартизированного материала.
Задачи
-
Построить математическую модель, позволяющую определять прочностные и амплитудно-частотные характеристики стержней из нестандартизированного материала, допускающего большие упругие деформации;
-
Спроектировать аппаратно-программный комплекс для экспериментального исследования характеристик стержней из нестандартизированного материала, допускающего большие упругие деформации;
-
Разработать методику исследования механики стержней, выполнить апробацию математической модели.
Предмет исследования. Статические и динамические задачи расчета стержней с большими упругими деформациями из нестандартизированного материала.
Объект исследования. Математические модели, учитывающие особенности поведения стержней из нестандартизированного материала, допускающего большие упругие деформации (десятки и сотни процентов) в задачах статики и динамики; методика определения механических характеристик материала и конструкций.
Научная новизна работы
-
Построена математическая модель механики стержней с большими упругими деформациями из нестандартизированного материала.
-
Спроектирован аппаратно-программный комплекс по исследованию характеристик стержней из нестандартизированного материала, допускающего большие упругие деформации.
-
Для стержней из нестандартизированного материала разработаны:
- методика расчета напряженно-деформированного состояния произволь-
ного стержня по данным модельного эксперимента; - методика определения амплитудно-частотных характеристик.
Практическая значимость
Разработана методика исследования характеристик стержней из нестандартизи-рованных материалов, допускающих большие упругие деформации. По данной методике, используя данные тестового (модельного) эксперимента, для любой стержневой конструкции с одной степенью свободы расчетным путем можно определить напряженно-деформированное состояние и амплитудно-частотные характеристики.
Для исследования характеристик стержней с большими деформациями из не-стандартизированного материала разработан и реализован аппаратно-программный комплекс.
Апробация работы
Основные результаты диссертации были изложены автором в докладах на:
Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока». Комсомольск-на-Амуре, 2007;
XXXV Дальневосточной Математической Школе-Семинаре имени академика Е.В. Золотова. Владивосток, 2010;
Международной научно-технической конференции «Электротехнические комплексы и системы». Комсомольск-на-Амуре, 2010;
Международной научно-технической конференции «Математическое, вычислительное и информационное обеспечение технологических процессов и систем». Комсомольск-на-Амуре, 2010.
Публикации и личный вклад автора. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе пять статей в ведущих рецензируемых журналах [1-5], а также ряд статей в сборниках, трудах конференций, прочих журналах [6-12]. Получены три свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ [13-15].
В настоящей работе представлены результаты, полученные автором самостоятельно. Автором разработаны математические модели, алгоритмы и методики решения, аппаратно-программный комплекс для исследования механики стержней с большими деформациями из нестандартизированных материалов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы (119 наименований) и двух приложений. Объем основного содержания - 122 страницы, в том числе 55 рисунков, два приложения на пяти страницах.
Автор выражает искреннюю благодарность к.т.н., доценту А.Н.Петровой за ценные консультации по существующим методам расчета и дружеское участие.
