Введение к работе
Актуальность темы. Повышение технического уровня современных машин и механизмов требует применения принципиально новых механизмов со сложными законами движения рабочих органов. К таким механизмам относятся плоские рычакные механизмы высоких , классов (МВК), которые благодаря наличию изменяемых замкнутых шарнирно-рычакных контуров обладают широкими кинематическими и динамическими возможностями.
Перспективы применения МВК в конструкторской практике связаны с разработкой практических подходов к исследованию МВК, отвечающих требовашіям учета конструктивных особенностей и упругих характеристик материала звеньев МВК, т.к. существующие в настоящее время методы анализа и синтеза МВК не отвечают в полной мере этим требованиям. Настоящая-диссертационная работа посвящена разработке универсальных методов силового анализа и анализа колебаний в конструкциях МВК, учитывающих упругость их звеньев и пространственную топологию.
Цель раооты. Разработка методов кинетоупругостатического анализа.и кинетоупругого анализа колебаний в МВК пространственной топологии, ориентированных на эффективное использование ЭВМ, и их приложение к практическому проектированию конструкций на базе МВК. В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи:
разработка методов силового анализа МВК пространственной топологии;
разработка алгоритмов и программ силового расчета МВК про-странствешюп топологии и их применение к решению конкретных задач проектирования конструкций на базе МВК.
разработка методики кинетоупругого анализа колеблниЯ п МВК
пространственной топологии ;
разработка алгоритмов и программ кинетоупругого анализа колебании в МВК пространственной топологии.
разработка методики силового анализа пространственных МВК.
Научная новизна. Для проведения силового анализа МВК с учетом упругости звеньев и пространственной топологии был i3iv рвые применен метод конечных элементов (МКЭ) для стеркневых систем в форме метода перемещений, в силу его универсальности и удобства реализации на ЭВМ. Разработана методика конечно-элементного моделирования плоских МВК пространственной топологии и пространственных МВК. Предложены новые способы учета шарнирных соединений любых видов в МКЭ.
Практическая ценность и реализация работы. Разработанная методика силового расчета МВК пространственной топологии и созданная на ее основе программа были использованы для решения , научных и проектно-конструкторских задач, связанных с силовым анализом работы конструкций ВЩЦ-8 на базе механизма IV класса, грейфера на базе механизма Щ-го класса и подгребающего грейфера на базе механизма IV-ro класса.
Применение предлагаемых в настоящей работе методов, основанных на МКЭ для стержневых систем, позволило на этапе проектирования: во-первых, выявить слаоые места конструкций и предпринять шаги для повышения их надежности; во-вторых, снизить объем длительных и дорогих экспериментальных исследований.
Результаты работы внедрены в практику проектно-конструкторских работ ИММаш НАН РК, РНГОЩ "Машиностроение" ИА РК, НИИВІІ ИА РК, КазНТУ МО РК, АлИИТ МТ РК и в учебный процесс кафедры прикладной механики КазГНУ им.Аль-Фараби.
Связь темы диссертации с планами отраслей науки и производства, диссертационная работа выполнена в рамках темы "Разработка теории плоских и пространственных механизмов высоких классов со многими степенями свобода и создание на их основе прогрессивных манипуляционных устройств" в соответствии с Программой фундаментальных исследований НАН РК "Механика Земли и подземных сооружений, теория плоских и пространственных механизмов и манипуляционных устройств высоких классов".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работа докладывались и обсуждались на Международной конференции "Пространственные рычажные механизмы и механизмы высоких классов. (Теория и практика)", г.Алмати, 1994; на международной конференции "Проблемы механики и технологий", г.Бишкек, 1994; на заседании школы-семинара по математике и механике, посвященном 60-летию чл.-корр. НАН РК К^А.Касымова, г.Алмати, 27.10.95.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано печатных работ.
Структура и объем работы, диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, библиографического списка, включающего 4^ наименований, и ^ приложений. Основной текст изложен на страницах машинописного текста, поясняется рисунками и таблицами. Общий объем диссертации составляеТо^*"^страниц..