Введение к работе
Актуальность темы. Современные пути развития техники, повышения производительности и экономичности подъемно- транспортных машин, требуют решения ряда задач техники, связанных с повышением эффективности использования ленточных конвейеров и механики деформируемых тел.
Среди них одним из важных является определение критической нагрузки, соответствующей моменту наступления возможности раздвоения, решения задачи упругого равновесия. Когда система имеет несколько возможных положений упругого равновесия, то обычно они не все бывают устойчивыми, следовательно, не все они являются равновероятными. Отсюда ясно, что надо не только отыскать форму упругого равновесия, но и выяснить их устойчивость.
Начальные напряжения гибких устройств в структуре рассматриваемых конструкций создаются искусственно с целью обеспечения их работоспособности. Как правило, искусственные начальные напряжения, находясь в статическом нагруженном состоянии в процессе работы конструкции переходят в динамическое состояние, что способствует появлению в гибких устройствах конструкций сложных волновых явлений в результате действия на них '.повременных циклических нагрузок. В связи с этим исследования взаимовлияния статических полей начальных напряжений и возмущенного состояния упругих устройств конструкции во время ее эксплуатации представляет большой практический интерес.
Во многих прикладных задачах механики-упруго-пластические деформации материала такие, что оба компонента конечны. Такие ситуации выпадают из рассмотрения классической теорий пластичности, в копрой либо предлагают деформации бесконечно малыми, либо в случае больших деформаций используют модель жестко- пластического тела; где полностью принебрегают упругими деформациями. Поэтому нужна обобщённая теория с учетом конечных упругих и пластических деформаций.
Цель работы .заключается в исследовании устойчивости и колебании деформируемых систем с привлечением нелинейной теории упругости и распространением результатов исследований на расчет конвейерных лент с физически или геометрически нелинейными свойствами с последующей выдачей рекомендации по улучшению характеристики указанных систем.
Научная новизна работы состоит в применении основных положений и соотношений нелинейной механики деформируемого твердого тела к динамическим задачам по расчету конвейерных лент.
Предложены разные модели конвейерной ленты: изот:>ропной, анизотропной, геометрически и физически нелинейной среды, теоретич-ки определены формы и величины критических нагрузок упругого равновесия на основании этих моделей.
Проведен сравнительный анализ результатов исследований по предложенным моделям.
Установлено, что до возникновения в отдельных устройствах рассмариваемых конструкций нелинейных колебаний в них появляются различного вида волны, существенно влияющие на их работоспособность.
Определены скорости волн в конвейерной ленте с учетом тензора начального' напряжения.
Получены основные уравнения движения для нелинейной упруго-пластической среды, обобщенные на случай учета конечных упругих и пластических деформаций.
Достоверность научных результатов обеспечивается
корректностью поставленных задач и выбором строгой динамической и математической модели, полученной путем использования законов механики машин и деформируемого твердого тела;
совпадением теоретических результатов с известными теоретическими экспериментальными результатами других исследователей.
" Практическая значимость работы заключается в том, что в ней разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния конвейерных лент, получены простые аналитические формулы цля вычисления критических сил, зависящих от свойств рассматриваемой модели, при которых конвейерная лента потеряет устойчивость.
В работе предложена методика динамического расчета отдельных элементов конструкции с физически и геометрически нелинейными характеристиками. Она является наглядной, достаточно точной и. реализуемой на ЭВМ.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при проектировании и расчетах соответствутецих конструкций в машиностроении, строительстве и других отраслях инженерной практики, где расчетная схема содержит в себе гибкие упругие элементы, из физически нелинейного материала, а также при расчетах на прочность отдельных машин с учетом начальных напряжений. Предложенная методика внедрена на комбинате "Ачполиметалл" при расчете и совершенствовании конструкций конвейеров.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-методическом совете по подъемно-транспортным машинам стран СНГ. (Одесса 1У92г.), на Межрегиональной научно-технической конференции "Механизация и автоматизация строительства" (Бишкек,1991г) на научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых Каз ПТИ (Алмати 1990г.) и ежегодных семинарах кафедрьі П. Т, М, КазПТИ).
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка использованной литературы из 104 наименований. Содержит 130 страниц машинного текста, 6 таблиц и 10 рисунков.