Прогнозування міцності та ресурсу роботи конструкцій плавучості підводних апаратів
Методи розрахунку обсягів пошкоджень блоків плавучості глибоководних технічних засобів при підводній експлуатації. Результати експериментального визначення впливу складу та структури матеріалу на гідростатичну міцність і водопоглинення блоків плавучості.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.10.2013 |
| Размер файла | 41,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
26
Размещено на http://www.allbest.ru/
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ
імені адмірала Макарова
УДК 629.58:629.5.015.4
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
ПРОГНОЗУВАННЯ МІЦНОСТІ ТА РЕСУРСУ РОБОТИ КОНСТРУКЦІЙ ПЛАВУЧОСТІ ПІДВОДНИХ АПАРАТІВ
Копійка Сергій Васильович
Спеціальність 05. 08. 03 - Конструювання та будування суден
Миколаїв - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному університеті кораблебудування (НУК) імені адмірала Макарова Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник - кандидат технічних наук, професор
Бурдун Євген Тимофійович,
Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, завідувач кафедри “Конструювання та виготовлення виробів з композиційних матеріалів”
Офіційні опоненти:
- доктор технічних наук, професор
Кочанов Юрій Петрович, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, професор кафедри будівельної механіки корабля;
- доктор технічних наук, професор
Кравцов Віктор Іванович, Український морський інститут (м. Севастополь), професор кафедри експлуатації суднових енергетичних установок.
Захист відбудеться 13.10.2008 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д38.060.01 Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м. Миколаїв, проспект Героїв Сталінграда, 9, ауд. 360.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: м. Миколаїв, проспект Героїв Сталінграда, 9.
Автореферат розісланий 12.09.2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
доктор технічних наук, професор М.І. Радченко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Розширення областей використання глибоководних технічних засобів викликало підвищений попит на блоки та системи плавучості з боку вітчизняних та закордонних (Росія, США, Франція, Норвегія, Китай) організацій, що експлуатують підводну техніку. Вирішення питань підвищення якості, надійності блоків плавучості, встановлення обґрунтованих коефіцієнтів запасу міцності та ресурсу роботи блоків плавучості дозволить значно підвищити конкурентоздатність українського глибоководного оснащення та вивести Україну в склад основних світових розробників композиційних легковагомих матеріалів плавучості підводних технічних засобів.
Обґрунтування коефіцієнтів запасу міцності та ресурсу роботи блоків плавучості нерозривно пов'язане з прогнозуванням обсягу їх пошкоджень при впливі всіх факторів експлуатації в підводному режимі. На сьогоднішній день відсутні залежності параметрів та механізмів руйнування блоків плавучості від структури матеріалу та експлуатаційних факторів, що зумовлює актуальність розв'язання наукової прикладної задачі побудови методик прогнозування міцності та ресурсу роботи блоків плавучості.
Великий внесок у розвиток обраного напрямку внесли відомі вітчизняні та закордонні вчені: Гузь А.Н., Кубенко В.Д., Хорошун Л.П., Федонюк Н.Н., Спіро В.Е., Панфілов М.О., Телєгін В.А., Кржечковский П.Г., Бурдун Є.Т., Головченко Ю.Б. та інші, проте в їх роботах питання впливу геометричних та фізичних характеристик складових матеріалу на значення міцності при гідростатичному стисканні, водопоглинання та ресурс роботи блоків плавучості при експлуатації в підводному режимі не розглядалося. Також, не досліджувалися механізми появи ініційованого руйнування (імплозії) елементів блоку плавучості при експлуатації на глибині, фактори структури та складу матеріалу плавучості, що визначають гідростатичний тиск виникнення імплозії. Відсутність методів прогнозування параметрів міцності та ресурсу роботи конструкцій плавучості, що враховують динамічні ефекти при пошкодженні гідростатичним тиском та водопоглинанням, виключає можливість раціонального проектування та створення блоків плавучості з прогнозованими експлуатаційними характеристиками.
Таким чином, недостатньо висока ефективність використання блоків плавучості глибоководних технічних засобів викликана відсутністю надійних методик прогнозування гідростатичної міцності, водопоглинання та ресурсу роботи легковагомих матеріалів конструкцій плавучості, розробка яких неможлива без створення теоретичної бази проектування з урахуванням експериментально визначених параметрів складу та структури вихідних матеріалів.
Зв'язок роботи з науковими програмами. Дослідження в області глибоководних легковагових матеріалів є провідним, визнаним міжнародною спільнотою напрямком наукової та практичної діяльності НУК, який пов'язаний з виконанням міжнародних та національних програм, у яких приймає участь Україна: програми охорони водного середовища “WOSE” та “Black Sea”; програми порятунку Чорного моря та оздоровлення басейнів Дніпра і Дністра; “Загальнодержавна програма охорони та відтворення довкілля Азовського і Чорного морів на 2001 - 2010 рр.” та інші.
Наведені в представленій дисертації матеріали використані у науково-дослідних роботах (1995 - 2005 рр.), які виконувалися в університеті в рамках національних програм “Освоєння вуглеводневих ресурсів українського сектора Чорного та Азовського морів”, “Нафта і газ України до 2010 року”: НКИ - 2.1.Р.683 “Разработка нового композиционного легковесного материала плотностью 420…450 кг/м3 для глубоководной техники” (ДР № 019300034713); НКИ - 2.1.Пр.891 “Разработка системы автоматизированного моделирования процессов нелинейного деформирования и разрушения конструкций корабля и глубоководных аппаратов, находящихся под воздействием статических и ударных нагрузок с целью повышения их надёжности и долговечности” (ДР № 0193U024753); НКИ - 6.4.2.1047 “Разработка новых высокоэффективных композиционных материалов для глубоководной техники, а также бытовых материалов, созданных на основе волокнистых отходов растительного происхождения” (ДР № 0196U012378); УДМТУ-№1445 “Механіка деформування та руйнування композиційних матеріалів та конструкцій” (ДР № 0102U001018); НУК-№1501 “Дослідження напружено-деформованого стану і механізмів руйнування, розробка математичних моделей міцності і методик проектування оптимальних складів та структур нових композиційних матеріалів плавучості для експлуатації в умовах Світового океану” (ДР № 0103U001796). При проведенні досліджень за науковими темами автор дисертаційної роботи брав участь як виконавець.
Об'єктом дослідження є методи проектування блоків плавучості підводно-технічних систем і комплексів, підводних апаратів.
Предмет дослідження - методики розрахунку міцності та ресурсу роботи блоків плавучості підводних технічних засобів з урахуванням впливу складу, структури матеріалу, глибини та часу експлуатації на статичні та динамічні процеси руйнування компонентів при експлуатації.
Метою наукового дослідження є підвищення ефективності використання конструкцій плавучості підводних апаратів шляхом призначення при проектуванні: обґрунтованого ресурсу роботи блоків плавучості; коефіцієнтів запасу міцності та плавучості підводного апарату; допустимої глибини занурення.
Основні задачі наукового дослідження:
- експериментальне встановлення видів пошкоджень структури композиційних матеріалів плавучості та дослідження рівня впливу факторів складу та структури матеріалу на ступінь пошкодження блоків плавучості при експлуатації на глибині;
- розробка фізичної моделі впливу руйнування окремих елементів матеріалу блоків плавучості на його експлуатаційні характеристики;
- експериментальне визначення характеристик матеріалів блоків плавучості, які залежать від складу та впливають на пошкоджуваність блоків плавучості в умовах глибоководної експлуатації;
- за допомогою статистичних експериментальних даних, на базі фізично обґрунтованої моделі взаємодії компонентів матеріалу плавучості побудова математичних моделей пошкодження матеріалів плавучості в залежності від гідростатичного тиску та часу експлуатації блоків плавучості;
- верифікація моделей пошкодження блоків плавучості при експлуатації на глибині за експериментально отриманими значеннями.
Методи дослідження. Дослідження проводились за допомогою комплексного методу, що полягає в послідовному використанні фізичного та математичного моделювання об'єктів дослідження, статистичних методів при експериментальних дослідженнях. Методами теорії пружності в лінійній постановці отримано аналітичне рішення, яке дає змогу визначити вплив факторів структури матеріалу на статичні та динамічні процеси, які супроводжують руйнування компонентів блоків плавучості при експлуатації на глибині. Експериментальними методами за допомогою спеціального обладнання визначені геометричні та механічні параметри компонентів структури матеріалу блоків плавучості. Статистичною обробкою результатів випробувань отримані обґрунтовані значення характеристик сферопластиків, які необхідні для побудови моделі пошкоджуваності блоків плавучості. Методами теорії ймовірності шляхом перетворень для функцій від статистично розподілених параметрів розроблено статистичну модель пошкоджуваності матеріалів плавучості гідростатичним тиском та водопоглинанням для описання поведінки конструкцій плавучості на глибині експлуатації.
Наукове положення, що виноситься на захист:
Момент появи ініційованого руйнування (імплозії) елементів структури блоку плавучості при експлуатації на глибині визначається коефіцієнтом динамічності напружень в сферичній ударній хвилі від руйнування підкріплюючої оболонки, який залежить від характеристик складу і структури матеріалу конструкцій плавучості, зокрема, для сферопластиків, отриманих просоченням в вакуумі коефіцієнт динамічності напружень становить 1,16…1,18.
Наукові результати, які автор захищає на додаток до наукового положення, та їх новизна:
1. Вперше розроблено модель прогнозування границі міцності блоку плавучості при гідростатичному стисканні за характеристиками складу матеріалу, яка базується на розв'язку задачі лінійної теорії пружності та дозволяє прогнозувати момент появи ініційованого руйнування (імплозії) елементів блоку плавучості при експлуатації на глибині.
2. Вперше побудовані фізично обґрунтовані моделі обсягу пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском, накопичення пошкоджень блоку плавучості водопоглинанням при експлуатації на глибині, які базуються на розв'язку задачі розповсюдження нестаціонарної сферичної динамічної хвилі в масиві з використанням статистичних розподілів характеристик компонентів матеріалу плавучості та дозволяють прогнозувати ресурс роботи і коефіцієнти запасу міцності блоків плавучості підводно-технічних систем і комплексів при експлуатації.
3. Вперше використано розв'язок задачі розповсюдження сферичної динамічної хвилі в масиві для побудови фізичної моделі руйнування гідростатичним тиском сферичних підкріплюючих оболонок в складі матеріалу плавучості та кількісного визначення коефіцієнта динамічності при пошкодженні блоку плавучості.
4. Вперше встановлено вплив факторів структури матеріалу на експлуатаційні характеристики блоку плавучості, базуючись на результатах статистичного аналізу результатів експериментальних досліджень.
5. Вперше розроблено методики розрахунку допустимої глибини занурення, коефіцієнту запасу міцності і ресурсу роботи конструкцій плавучості при експлуатації підводних апаратів;
6. Удосконалено методику розв'язку задачі розповсюдження сферичної динамічної хвилі в масиві, що дає можливість отримувати рішення в окремих варіантах постановки задачі на етапі повернення трансформи Лапласу до оригіналу при вивченні механізмів пошкодження блоків плавучості глибоководних технічних засобів в умовах експлуатації.
Обґрунтованість та достовірність результатів дослідження забезпечується використанням методів лінійної теорії пружності для побудови фізичної моделі руйнування компонентів матеріалу блоків плавучості, застосуванням статистичних методів обробки результатів експериментів з визначення механічних властивостей, параметрів структури матеріалів блоків плавучості, використанням методів теорії ймовірностей для модифікації розподілів випадкових величин. Аналіз працездатності статистичних моделей і достовірності отриманих результатів проводився методом верифікації за результатами модельних випробувань для блоків плавучості, які було проведено автором роботи.
Наукове значення мають наступні результати дослідження:
- закономірності впливу динамічності напружень на момент появи імплозії елементів блоку плавучості при експлуатації на глибині;
- залежність коефіцієнту динамічності напружень в сферичній ударній хвилі при руйнуванні підкріплюючої оболонки від складу та структури матеріалу конструкцій плавучості підводних апаратів;
- фізична модель пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском, яка враховує особливості розповсюдження нестаціонарної сферичної хвилі в матеріалі плавучості.
Практичну цінність мають:
- статистична модель пошкодження матеріалу блоків плавучості гідростатичним тиском, яка дозволяє за вихідними даними при проектуванні призначати коефіцієнт запасу гідростатичної міцності та розраховувати допустиму глибину занурення глибоководного обладнання;
- статистична модель пошкодження матеріалу блоків плавучості водопоглинанням та методика, які дозволяють за вихідними даними при проектуванні призначати коефіцієнт запасу плавучості, розраховувати допустиму глибину занурення глибоководного обладнання, розраховувати ресурс експлуатації глибоководного обладнання;
- результати експериментального дослідження властивостей матеріалу блоків плавучості, які дозволяють за фізико-механічними властивостями усвідомлено вибирати компоненти для виготовлення блоків плавучості глибоководних технічних засобів виходячи з умов та тривалості експлуатації;
- вдосконалена методика розв'язку задачі розповсюдження сферичної динамічної хвилі в масиві для вивчення механізмів пошкодження блоків плавучості глибоководних технічних засобів в умовах експлуатації.
Реалізація та впровадження наукових розробок. Сформульовані в роботі рекомендації до складу та структури матеріалів блоків плавучості використані при виготовленні моделей та дослідженні властивостей матеріалів під час виконання науково-дослідних робіт 2002 - 2005 рр. Отримані в роботі математичні моделі використовувалися при виготовленні блоків плавучості для експозиції НУК, яка отримала золоту медаль Всеукраїнського конкурсу - виставки “Кращий товар року України 2006” у номінації “Суднобудування”.
Отримані в роботі методи проектування складу та структури матеріалів плавучості використані при виробництві блоків плавучості глибоководних технічних комплексів “Агент”, ”Арго-Буй”.
Результати наукових розробок використовуються при викладанні дисциплін: “Теорія і практика експерименту”, “Функціональні композиційні матеріали”, “Проектування та конструювання виробів з композиційних матеріалів”, “Механіка та міцність конструкцій з композиційних матеріалів” студентам напряму 1001 - “Авіація та космонавтика”.
Результати досліджень, які викладені в роботі, можуть бути використані при проектуванні та експлуатації підводно-технічних систем і комплексів, на підприємствах, що виготовляють блоки плавучості.
Конкретна особиста участь автора в одержанні наведених у дисертації наукових та практичних результатів полягає: у встановленні закономірності впливу динамічності напружень на момент появи імплозії елементів блоку плавучості при експлуатації на глибині та встановленні залежності коефіцієнту динамічності напружень в сферичній ударній хвилі при руйнуванні підкріплюючої оболонки від складу та структури матеріалу конструкцій плавучості; розробці фізичної та статистичних моделей пошкодження матеріалу блоків плавучості; проведенні експериментальних досліджень матеріалів блоків плавучості з метою отримання статистичних вихідних даних при моделюванні та для верифікації статистичних моделей.
Апробація роботи Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на конференціях: 23 - 26 міжнародні конференції-виставки “Композиционные материалы в промышленности” (Ялта, 2003 - 2006); міжнародний науково-практичний симпозіум “Проблеми суднобудування: стан, ідеї, рішення” (Миколаїв, 1997); міжнародна конференція “Кораблебудування: освіта, наука, виробництво” (Миколаїв, 24-25 вересня 2002); международная научно-техническая конференция “Безопасность мореплавания и её обеспечение при проектировании и постройке судов (БМС-2004)” (Николаев, 2004); всесоюзная научно-техническая конференция “Композиционные материалы в конструкциях глубоководной техники” (Николаев, 1991); научно-техническая конференция “Молодёжь и судостроение. Достижения на рубеже тысячелетий” (Николаев, 1999); обласна наукова конференція присвячена вшануванню пам'яті адмірала С.Й. Макарова та художника В.В. Верещагина (до 100-річчя трагічної загибелі) (Миколаїв, 2004); науково-технічні конференції професорсько-викладацького складу УДМТУ, НУК (Миколаїв, 1998 - 2008).
Публікації. Основні результати досліджень, що увійшли до дисертації, викладені у друкованих працях: 4 статті в фахових виданнях, 1 стаття в міжнародному збірнику (з них - 2 статті є одноосібними), 2 звіти з НДР, 7 доповідей та тез конференцій (в тому числі 6 міжнародних).
Структура й обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, додатку та списку літератури. Загальний обсяг роботи 232 стор., серед яких 149 стор. основного машинописного тексту, 22 рисунки, 23 таблиці, 10 стор. списку літературних джерел з 91 найменування і 83 стор. додатку.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі: обґрунтовано вибір і актуальність теми дисертації; визначено мету, задачі та методологічні основи досліджень; показано наукову новизну і практичне значення роботи; викладено основні положення, що подані до захисту.
У першому розділі проведено критичний аналіз стану проблем теоретичного та експериментального дослідження експлуатаційних характеристик блоків плавучості глибоководних технічних засобів, моделювання процесів пошкодження матеріалу блоків плавучості в експлуатаційних умовах, прогнозування значень пошкодження матеріалів плавучості гідростатичним тиском та водопоглинанням в часі. Наведено стислий огляд літературних джерел з напрямку тематики дисертаційної роботи, обґрунтована доцільність побудови фізичних та математичних моделей руйнування та пошкодження блоків плавучості, визначені цілі та задачі дисертаційної роботи.
Другий розділ дисертації присвячено аналізу та експериментальному дослідженню факторів впливу на перебіг процесів та обсяги пошкодження матеріалу блоків плавучості при експлуатації під водою в умовах гідростатичного стискання.
Один з двох основних компонентів матеріалу блоку плавучості є реактопластичний сполучник, який, як всі полімери, здатен до деструкції (деполімеризації) та зміни в часі механічних характеристик, що може вплинути на експлуатаційні властивості всього композиту в цілому. Для визначення ступеня впливу старіння сполучника на зміну властивостей матеріалу блоку плавучості проведено експеримент з прискореного термічного старіння композитів різного складу. Для зменшення матеріальних витрат при дослідженні використовувалося планування, побудоване на основі рандомізованого латинського квадрату 3 рангу. Факторами з трьома рівнями варіювання в експерименті приймалися: тип смоли сполучника, тип твердника з режимом термостатування, наявність та кількість стабілізатора в складі сполучника. При виконанні прискореного термічного старіння зразки матеріалів були витримані при температурах штучного старіння: 20, 30, 55, 90, 125 оС, з часовими рівнями старіння: 50, 200, 500 годин. За результатами випробувань зразків побудовані графіки зміни механічних характеристик сполучника, отримані часові інтервали 90% стабільності механічних характеристик. Для сполучників, які використовуються для виробництва блоків плавучості, термін стабільності становить (11,5 … 311,0) х 103 годин - 1,3 …35,5 років. Цього терміну досить для того, щоб при оцінюванні пошкодження блоків плавучості не враховувати деструкцію сполучника. Також, за результатами дослідження зроблено висновки про перспективність використання при виробництві блоків плавучості сполучників гарячого твердіння.
З метою дослідження перебігу процесів руйнування блоків плавучості зростаючим гідростатичним тиском проведені випробування моделей блоків плавучості, виготовлених зі сферопластика різного складу. Випробування моделей проводились в гідростатичній камері навантаженням тиском, що змінювався від 0 до 150 МПа. Протягом навантаження, виконувалося спостереження за процесами пошкодження матеріалу методом акустичної емісії з використанням приладу АФ-15. Приклад графіків залежності інтенсивності руйнувань від гідростатичного тиску для моделей одного зі складів сферопластика представлено на рис.1.
На графіках виділяється значення гідростатичного тиску, при якому відбувається різке зростання інтенсивності руйнування. Цей момент відповідає границі міцності матеріалу при гідростатичному стисканні (гідростатичній міцності). При аналізі результатів випробування моделей блоків плавучості виділено два основних механізми пошкодження дією гідростатичного тиску: 1) Незначне водопоглинання при навантаженні тиском до моменту втрати міцності. Втрата гідростатичної міцності відбувається миттєво, зі значним акустичним ефектом, значними руйнуваннями всього блоку плавучості (імплозія). 2) При навантаженні поступово у часі матеріал насичується водою. В районі значення тиску гідростатичної міцності спостерігається помітне збільшення інтенсивності пошкоджень але катастрофічного руйнування блоку плавучості та повної втрати працездатності не відбувається.
Статистична обробка результатів випробувань з використанням критеріїв Стьюдента і Фішера для порівняння значень математичного очікування та дисперсій вибірок показала значний вплив на обидва механізми пошкодження типу та характеристик легкого наповнювача сферопластика - мікросфер.
Так як експлуатація блоків плавучості пов'язана з тривалою дією гідростатичного тиску, проведені тривалі гідростатичні випробування моделей блоків плавучості зі сферопластика різного складу. При випробуваннях спостерігалася відмінність значення водопоглинання для різних моделей. Для підвищення контрастності зон локалізації пенетрації води моделі після випробувань піддавалися дії насиченого розчину перманганату калію. За рахунок дифузії на протязі трьох діб, фарбувальна речовина просочувалася вглиб матеріалу по каналах, які були утворені порожнинами від зруйнованих контактуючих з водою скляних сфер. Дослідження глибини проникнення фарбника проводилося послідовним механічним зняттям з поверхні кожної з моделей шарів матеріалу завтовшки 0,5 мм, вимірюванням розмірів поверхневих темних плям і фотографуванням отриманих поверхонь.
Локалізація пошкоджених ділянок моделі при тривалому водопоглинанні на базі 336 годин при гідростатичному тиску 78 МПа показана на рис. 2.
Як можна побачити, руйнування сферопластика в моделях відбувалося за рахунок проникнення води в порожнини, що утворилися при руйнуванні послідовно від поверхні скляних порожніх мікросфер. При тривалому водопоглинанні з'єднання розгалужених зон руйнування може призвести до появи глобальних макротріщин матеріалу і розтріскуванню блоку плавучості ще до досягнення критичної кількості поглинутої води.
У третьому розділі проведені теоретичні дослідження перехідних динамічних процесів у матеріалі блоку плавучості при випадковому руйнуванні сферичної підкріплюючої оболонки.
Розв'язується задача про розповсюдження динамічної хвилі від руйнування сферичної оболонки в ізотропному масиві при дії на границях блоку плавучості гідростатичного тиску. Геометричне представлення задачі в умовах центральної симетрії показано на рис.3.
Проведено аналіз впливу механічних властивостей компонентів та структури матеріалу блоку плавучості на динамічну складову напруженого стану (12). Математичний експеримент показав помітний вплив коефіцієнту Пуассона та відношення модулів об'ємного стискання скляної порожнистої сфери і матриці на тривалість нестаціонарного динамічного процесу та амплітуди динамічних напружень. Вплив коефіцієнта Пуассона на динамічні складові напруженого стану матеріалу блоку плавучості при руйнуванні підкріплюючої сферичної оболонки з відношенням жорстокості включення до жорсткості матеріалу = 2 показано на рис.4, 5.
Розв'язується задача про розповсюдження динамічної хвилі від руйнування сферичної оболонки в ізотропному масиві поблизу поверхні при дії на границях блоку плавучості гідростатичного тиску. Геометричне представлення задачі в умовах центральної симетрії відповідає показаному на рис.3.
На основі принципу суперпозиції, задача розділяється на дві частини. Перша частина розв'язку аналогічна (7)-(9), напруження , визначаються рівняннями (11).
Повернення (14) до оригіналу виконано згідно теоремі Рімана-Меліна, теоремі про лишки. Рівняння руху приймає вигляд (15):
Компоненти напруженого стану після (15)(2) мають вигляд (16):
Особливістю задачі є наявність поверхні поблизу зруйнованої сфери, що викликає появу відбитої хвилі. Нехтуючи втратами енергії пружної хвилі при відбитті від границі розподілу середовищ та дифракцією на поверхні, отримані компоненти напруженого стану у відношенні до гідростатичного тиску у хвилі, що відбита вільною поверхнею блоку плавучості:
Проведено аналіз впливу параметрів руйнування сфери на динамічну складову напруженого стану (17). При аналізі прийнято коефіцієнт Пуассона = 0.33, відношення жорстокості включення до жорсткості матеріалу = 2. Вплив відстані зруйнованої сфери до поверхні блока плавучості на радіальні напруження і тангенціальні напруження показано на рис.6.
У четвертому розділі проведені експериментальні дослідження механічних характеристик та параметрів структури матеріалу, які впливають на перебіг динамічних процесів пошкодження блоків плавучості.
Досліджено фракційний склад мікросфер матеріалу блоків плавучості. В дослідженні використовувались скляні мікросфери марок, що промислово випускаються: МСО (Росія, м. Новгород, НВО “Склопластик”), МСВП А9 груп 2,3,4 (Росія, м. Москва, ВНДІ СПВ). Виміряні за допомогою мікроскопа діаметри сферичних оболонок на базі значних вибірок були апроксимовані функціями щільності розподілу ймовірності, які за 2 критерієм згоди показали найкращу збіжність з експериментальними даними: розподіл Вейбула; розподіл Коші; гамма-розподіл; логістичний розподіл; логнормальний розподіл. При апроксимації отримані параметри a, b, с вказаних функцій. Осереднене значення діаметрів оболонок окремих марок мікросфер в складі матеріалу блоків плавучості представлено в таблиці 1.
Таблиця 1
Характеристики сферичних оболонок
|
Марка мікросфер |
МСВП А9-Гр2 |
МСВП А9-Гр3 |
МСВП А9-Гр4 |
МСО |
|
|
Середній діаметр оболонки, мкм |
39,1 |
33,2 |
55,7 |
38,1 |
|
|
Уявна густина оболонки, г/см3 |
0,274 |
0,304 |
0,330 |
0,284 |
|
|
Товщина оболонки, мкм |
0,856 |
0,90 |
1,456 |
0,859 |
Експериментально визначені значення коефіцієнту заповнення об'єму (КЗО) сферичними оболонками матеріалу блоків плавучості. При виконанні експерименту використано план MQ неповного третього порядку. Вигляд симплексу плану представлено на рис.7. В експерименті використані фактори: V1 - кількість в суміші мікросфер МСВП А9 Група2, (мас. ч.); V2 - кількість в суміші мікросфер МСВП А9 Група3 (мас. ч.); V3 - кількість в суміші мікросфер МСВП А9 Група4, (мас. ч.). Функція відклику - значення КЗО. В результаті статистичної та регресійної обробки результатів реалізації плану експерименту отримане адекватне рівняння регресії
Y=0,7296V1+0,6768V2+0,6717V3-0,0956V1V2-0,091V1V3+0,0202V2V3+0,37V1V2V3.
Значення КЗО для мікросфер становлять: для МСВП А9 Гр.2 - 0,73; для МСВП А9 Гр.3 - 0,677; МСВП А9 Гр.4 - 0,672.
Експериментально визначені фізичні характеристики сферичних оболонок матеріалів блоків плавучості. Способом просочення зваженої навіски мікросфер водою в мірній піпетці визначено загальний об'єм оболонок та розрахована уявна густина наповнювача матеріалу блоків плавучості. Товщину сферичних оболонок отримано за уявною густиною мікросфер з використанням залежності, де sf - уявна густина мікросфер, s - густина скла оболонки мікросфер, ds - середнє значення діаметрів мікросфер відповідної марки. Результати дослідження представлені в таблиці 1.
Для побудови математичної моделі пошкоджуваності блоків плавучості експериментально отримані механічні характеристики скла, з якого виготовлені мікросфери блоку плавучості. Так як розмір сферичних оболонок дуже малий для прямого визначення характеристик, проведено опосередковане дослідження. Оболонки мікросфер у вільній воді руйнувалися зростаючим гідростатичним тиском. За допомогою приладу акустичної емісії фіксувалася залежність інтенсивності руйнувань від тиску. Отримані гістограми апроксимувалися функціями розподілів ймовірності. Враховуючи можливість пошкодження сферичних оболонок від втрати міцності при стисканні та від втрати стійкості, для визначення механічних характеристик скла використано умови міцності та стійкості для тонких оболонок, які мають вигляд.
За результатами дослідження отримано:
- для скла мікросфер марки МСО Еs = 0,7 * 105 МПа, = 1350 МПа;
- для скла мікросфер марки МСВП Еs = 0,95 * 105 МПа, = 1650 МПа.
У п'ятому розділі побудовано математичні моделі пошкоджуваності блоків плавучості глибоководних технічних засобів під впливом гідростатичного тиску, базуючись на механічних характеристиках та параметрах структури матеріалу, які визначені експериментальним шляхом та фізичних моделях пошкоджень, які отримані в третьому розділі. Методами теорії пружності визначено напружений стан сферичної оболонки 2 при впливі на неї динамічного імпульсу (17) від руйнування сусідньої оболонки 1, як це показано на рис. 8. Використовувалися значення напружень на поверхні оболонки 2:
Диференціюванням функцій отримані tекстр, rекстр, при яких спостерігаються максимальні значення динамічних нормальних напружень. Коефіцієнти динамічності напружень при пошкодженні блоку плавучості приведені в таблиці 2.
Таблиця 2
Коефіцієнт динамічності напружень при ініційованому руйнуванні оболонки в складі сферопластика
|
Марка мікросфер |
МСО |
МСВП А9 Гр2 |
МСВП А9 Гр3 |
МСВП А9 Гр4 |
|
|
Оболонка 1 ряду (KD1) |
1,171 |
1,176 |
1,164 |
1,162 |
|
|
Оболонка 2 ряду (KD2) |
1,116 |
1,118 |
1,111 |
1,110 |
За допомогою методів теорії ймовірності отримана частота руйнувань мікросфер від гідростатичного тиску (як розподіл функції від випадкового аргументу):
Пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском на глибині експлуатації з урахуванням ініційованого руйнування мікросфер розраховується за формулою:, (18)
Порівняння прогнозу пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском моделлю (18) з експериментальними даними показано на рис. 9.
Модель дозволяє прогнозування допустимої глибини занурення блоку плавучості при якій спостерігаються процеси лавиноподібного пошкодження (імплозії). Умова виникнення лавиноподібного процесу руйнування мікросфер - розбіжність ряду моделі (18), яка утвориться при виконанні рівняння:. Прогнозування моделлю значення гідростатичної міцності блоку плавучості в порівнянні з експериментальними даними приведено в таблиці 3.
Таблиця 3
Значення гідростатичної міцності матеріалу блоків плавучості
|
Матеріал блоку плавучості |
Гідростатична міцність, МПа |
||
|
Експеримент (середнє) |
Модель (прогноз) |
||
|
МСВП Гр2, УП 3116 Б |
99 |
92,7 |
|
|
МСВП Гр3, УП 3116 Б |
108 |
101 |
|
|
МСВП Гр3, УП 3116 А |
103 |
100 |
|
|
МСВП Гр4, УП 3116 Б |
123 |
119 |
|
|
МСО, УП 3116 Б |
96 |
90,4 |
При побудові моделі пошкодження блоку плавучості водопоглинанням матеріал представлено як структуру на рис. 10.
Пошкодження поверхневого шару тиском р
Пошкодження поверхневого шару водопоглинанням під гідростатичним тиском р визначається залежністю
Пошкодження блоку плавучості водопоглинанням розраховується за формулою(19)
Результат прогнозування водопоглинання блоком плавучості з мікросферами МСВП групи 2, сполучником УП 3116 Б під дією гідростатичного тиску 78 МПа за моделлю (19) порівнюється з даними експерименту на рис. 11.
При побудові моделі пошкодження блоку плавучості водопоглинанням при циклічному навантаженні гідростатичним тиском з невеликою кількістю циклів, що відповідає порядку використання глибоководних технічних засобів і блоків плавучості в їх складі, застосований принцип лінійного підсумовування пошкоджень. Вид циклу навантаження представлено на рис.12.
Накопичення пошкоджень за один цикл навантаження визначено як:
Позначимо: v - швидкість навантаження; vc - швидкість розвантаження, v= / tн ; vc=/tc, де tн =t1 - час навантаження; tc=t3- t2 - час розвантаження. Для спрощення розрахунків покладено tн = tc а, відповідно v= vc.
Тоді процес водопоглинання сферопластиків в блоках плавучості глибоководних технічних засобів при гідростатичному тиску, що циклічно змінюється, можна описати так:
Формула (21) описує процес абсолютного водопоглинання блоком плавучості при дії гідростатичного тиску, що циклічно змінюється в часі, а формула (22) - процес поверхневого водопоглинання [кг/м2].
На базі отриманих в дослідженні моделей пошкоджуваності гідростатичним тиском та водопоглинанням при експлуатації конструкцій плавучості розроблені розрахункові методики визначення проектних параметрів: коефіцієнту запасу міцності, запасу плавучості, допустимої глибини занурення, ресурсу роботи блоків плавучості підводно-технічних систем і комплексів.
ВИСНОВКИ
1. В дисертаційній роботі узагальнені та набули подальшого розвитку методи розрахунку обсягу пошкоджень блоків плавучості при експлуатації та основних експлуатаційних параметрів конструкцій плавучості.
2. На базі статистичного аналізу результатів експериментальних досліджень встановлено вплив факторів складу і структури на експлуатаційні характеристики блоку плавучості. Обґрунтовано вплив механічних та геометричних характеристик легкого наповнювача на дисперсію значень водопоглинання та гідростатичної міцності. Експериментально визначена присутність динамічних процесів при пошкодженні блоків плавучості.
3. Удосконалено методику розв'язання задачі лінійної теорії пружності про розповсюдження сферичної нестаціонарної хвилі в масиві з урахуванням особливостей структури матеріалів блоків плавучості. Рішення задачі використано для побудови фізичної моделі руйнування гідростатичним тиском сферичних підкріплюючих оболонок в складі матеріалу плавучості та для визначення чисельного значення коефіцієнту динамічності при руйнуванні компонентів матеріалу конструкцій плавучості, зокрема, для сферопластиків, отриманих просоченням в вакуумі коефіцієнт динамічності напружень становить 1,16…1,18. Проведено аналіз впливу механічних характеристик складових матеріалу плавучості на динамічність процесів їх руйнування.
4. Удосконалені методи експериментального дослідження механічних властивостей компонентів матеріалу та експлуатаційних характеристик конструкцій плавучості. Результати експериментальних досліджень представлені у вигляді графіків та діаграм залежності вказаних характеристик від умов експлуатації. Проведений дисперсійний та регресійний аналіз результатів експериментів.
5. З використанням методів теорії ймовірності визначено частоту пошкоджуваності блоків плавучості під впливом гідростатичного тиску виходячи з розподілу за діаметрами сферичних підкріплюючих оболонок.
6. Розроблені фізично обґрунтовані моделі: обсягу пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском, накопичення пошкоджень блоку плавучості водопоглинанням при експлуатації на глибині, які базуються на розв'язку задачі розповсюдження нестаціонарної сферичної динамічної хвилі в масиві з використанням статистичних розподілів характеристик компонентів матеріалу плавучості.
7. Запропонована модель прогнозування границі міцності блоку плавучості при гідростатичному стисканні за характеристиками складу матеріалу, яка базується на розв'язку задачі лінійної теорії пружності.
8. Статистична модель пошкодження гідростатичним тиском прогнозує рівень гідростатичної міцності конструкцій плавучості за геометричними характеристиками сфер та механічними характеристиками сполучника.
9. Статистична модель пошкодження водопоглинанням за геометричними характеристиками сфер та механічними характеристиками сполучника прогнозує значення поверхневого водопоглинання матеріалів конструкцій плавучості в залежності від гідростатичного тиску та часу експлуатації.
10. Прогнозування моделями обсягу пошкоджень блоків плавучості узгоджується з результатами експериментальних досліджень автора дисертаційної роботи.
11. Методики, що розроблені на базі моделей використовуються при проектуванні та експлуатації глибоководного обладнання для розрахунку коефіцієнту запасу гідростатичної міцності, допустимої глибини занурення, коефіцієнту запасу плавучості, ресурсу роботи блоків плавучості.
12. Окрім проектування блоків плавучості підводних апаратів, отримані результати можуть бути використані для прогнозування міцності корпусних конструкцій глибоководної техніки, що мають форму сферичної оболонки та для прогнозування міцності та ресурсу роботи на глибині теплоізоляційних конструкцій підводних технічних засобів.
Основні результати дисертації опубліковано в наукових працях:
1. Копійка С.В. Вплив складу на стабільність механічних властивостей склопластиків / С. В. Копійка, А. В. Овчаренко, О. В. Сандул // Вісник Київського національного університету ім. Тараса Шевченка. Серія: Фізико-математичні науки. - 2003. - Випуск №5. - С. 60-65.
2. Копийка С. В. Экспериментальное исследование повреждаемости сферопластиков / С. В. Копийка, А. В. Жижко // Збірник наукових праць НУК. - Миколаїв, 2006.- № 3 (408). - С. 48-56.
3. Копійка С. В. Дослідження перехідних динамічних процесів у композиційному легковагомому матеріалі плавучості при випадковому руйнуванні сферичної підкріплювальної оболонки / С. В. Копийка // Збірник наукових праць НУК. - Миколаїв, 2006.- № 2 (407). - С. 49-59.
4. Бурдун, Е.Т. Статистическая модель разрушения сферопластика под действием гидростатического давления / Е.Т. Бурдун, Ю.Б. Головченко, С.В. Копийка // Збірник наукових праць НУК. - Миколаїв, 2007. - № 5 (416). - С. 71-77.
5. Копийка С.В. Исследование фракционного состава легковесного наполнителя сферопластиков / С.В. Копийка // Композиционные материалы: Международный научно-технический сборник ДГАУ - Днепропетровск, 2007. - Т.1, №1 - С.39-42.
6. Копійка С.В. Використання ВЧ електромагнітних коливань для отвердіння плоских однорідних конструкцій з епоксидного склопластику / С. В. Копійка // Кораблебудування: освіта, наука, виробництво : матеріали міжнародної конференції, (Миколаїв, 24-25 вересня 2002 р.) / УДМТУ. - Миколаїв : УДМТУ, 2002. - Т.2, - С. 110-111.
7. Бурдун, Е.Т. Влияние состава на стабильность механических свойств сферопластиков / Е.Т. Бурдун, С.В. Копийка // Безопасность мореплавания и её обеспечение при проектировании и постройке судов (БМС-2004) : материалы международной научно-технической конференции, (Николаев, 2004 г.) / НУК. - Николаев : НУК, 2004. - С. 90-92.
8. Бурдун, Е.Т. Элементы блоков плавучести из алюмокерамики / Е. Т. Бурдун, С. П. Гейко, С. В. Копийка, И. В. Харитонов // Композиционные материалы в конструкциях глубоководной техники : тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции, (Николаев, 1991 г.) / НКИ. - Николаев: НКИ, 1991. - С. 213-214.
9. Бурдун, Е.Т. Исследование переходных динамических процессов в композиционном легковесном материале плавучести при случайном разрушении сферической подкрепляющей оболочке / Е. Т. Бурдун, С. В. Копийка, О. Е. Астахов // Композиционные материалы в промышленности : материалы Двадцать пятой международной конференции и выставки, (Ялта, 30 мая-3 июня 2005 г) - Киев : УИЦ “Наука. Техника. Технология”, 2005. - С. 259-262.
10. Бурдун, Е.Т. Исследование механизмов разрушения сферопластиков / Е. Т. Бурдун, Г. В. Титов, С.В. Копийка // Композиционные материалы в промышленности : материалы Двадцать четвёртой международной конференции и выставки, (Ялта, 31 мая - 4 июня 2004 г.) - Киев : УИЦ “Наука. Техника. Технология”, 2004. - С. 113-115.
11. Бурдун, Е.Т. Повреждаемость сферопластиков при действии эксплуатационных нагрузок / Е. Т. Бурдун, Г. В. Титов, С. В. Копийка // Композиционные материалы в промышленности : материалы Двадцать третьей международной конференции и выставки, (Ялта, 2-6 июня 2003 г.) - Киев : УИЦ “Наука. Техника. Технология”, 2003. - С. 121-122.
12. Копийка С.В. Разработка статистической модели повреждаемости сферопластиков при действии статического гидростатического давления / С. В. Копийка, О. Е. Астахов, Г. В. Титов // Композиционные материалы в промышленности: материалы Двадцать шестой международной конференции и выставки, (Ялта, 29 мая - 2 июня 2006 г.) - Киев: УИЦ “Наука. Техника. Технология”, 2006. - С. 309-313.
Особистий внесок здобувача у наукових працях, які опубліковано в співавторстві: [1] - частина, що пов'язана з побудовою часової функції стабільності механічних властивостей полімерних композитів; [2] - виконано експериментальне дослідження водопоглинання сферопластиком при тривалому впливі гідростатичного тиску та висновки; [4] - частина, яка пов'язана з визначенням статистичних функції розподілу пошкоджуваності, аналіз та апробація результатів прогнозування моделі, [8] - виготовлення зразків матеріалу, проведення експерименту, випробувань; [9] - виділення основних впливових геометричних параметрів сферичних оболонок, [10] - розв'язання задачі, представлення та аналіз динамічної складової компонентів напруженого стану, [11] - проведення експерименту, аналіз результатів, формулювання висновків; [12] - експериментальна частина роботи, дисперсійний аналіз та апроксимація результатів експерименту, висновки; [13] - статистична модель пошкодження сферопластика водопоглинанням.
плавучість підводний міцність пошкодження
АННОТАЦИЯ
Копийка С.В. Прогнозирование прочности и ресурса работы конструкций плавучести подводных аппаратов. Рукопись диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.08.03. - “Конструирование и строительство судов”. Национальный университет кораблестроения имени адмирала С.О. Макарова, г. Николаев, 2008 г.
В диссертации путём статистического анализа результатов экспериментальных исследований моделей блоков плавучести выделены факторы состава и структуры, влияющие на процессы повреждаемости конструкций плавучести. Доказано присутствие динамических процессов при повреждаемости блоков плавучести при эксплуатации. Эмпирическим путём с использованием планирования эксперимента, дисперсионного и регрессионного анализа получены механические характеристики и параметры структуры материала блоков плавучести. В работе использовались: план MQ, план на базе латинского квадрата. Статистические гипотезы проверялись с использованием критериев Стьюдента и Фишера.
Решение задачи про распространение нестационарной сферической волны в постановке линейной теории упругости с учётом особенности структуры материала применяется для определения коэффициента динамичности при разрушениях компонентов блоков плавучести. Решение задачи с использованием статистически обоснованных механических характеристик материала путём использования методов теории вероятностей преобразовано в модели повреждаемости блоков плавучести гидростатическим давлением и водопоглощением при эксплуатации. Модели повреждаемости позволяют прогнозировать и анализировать процессы лавинообразного инициированного разрушения (имплозии) сферических оболочек лёгкого заполнителя блоков плавучести. Согласно моделям, коэффициент динамичности напряжений составляет 1,16…1,18 при разрушении материалов плавучести с коэффициентом заполнения объёма 0,67…0,73. Качество прогнозирования моделями объёма повреждений подтверждается согласованностью с результатами экспериментальных исследований моделей блоков плавучести различного состава и структуры.
Статистическая модель повреждаемости материала блоков плавучести гидростатическим давлением может быть использована для расчёта коэффициента запаса гидростатической прочности, допустимой глубины погружения глубоководного оборудования. Модель позволяет по геометрическим характеристикам сфер и механическим свойствам связующего прогнозировать уровень гидростатической прочности конструкций плавучести. Статистические модели повреждаемости блоков плавучести водопоглощением могут быть использованы для расчёта коэффициента запаса плавучести, допустимой глубины погружения оборудования и ресурса эксплуатации подводных технических средств.
АНОТАЦІЯ
Копійка С.В. Прогнозування міцності та ресурсу роботи конструкцій плавучості підводних апаратів. Рукопис дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.08.03. - "Конструювання і будівництво суден". Національний університет кораблебудування імені адмірала С.О. Макарова, м. Миколаїв, 2008 р.
В дисертації вдосконалені та набули подальшого розвитку основні методи розрахунку обсягів пошкоджень блоків плавучості глибоководних технічних засобів при підводній експлуатації. Шляхом статистичного аналізу результатів експериментів визначено вплив складу та структури матеріалу на гідростатичну міцність та водопоглинання блоків плавучості. Рішення задачі лінійної теорії пружності про розповсюдження нестаціонарної сферичної хвилі використовувалося для побудови фізичної моделі руйнування матеріалу плавучості під впливом гідростатичного тиску. Згідно фізичним моделям, коефіцієнт динамічності напружень становить 1,16…1,18 при руйнуванні матеріалів плавучості з коефіцієнтом наповнення об'єму 0,67…0,73. Отримані фізично обґрунтовані статистичні моделі пошкоджуваності гідростатичним тиском та водопоглинанням блоків плавучості з урахуванням механічних та геометричних характеристик складових. Результати передбачення моделями перевірені експериментальним шляхом. Запропоновані проектні методики розрахунку основних експлуатаційних характеристик блоків плавучості.
ANNOTATION
Kopiyka S.V. Forecasting the strength and the service life of deep-sea ship's buoyancy constructions. Manuscript of dissertation is for conferment of graduate degree of candidate of engineering sciences on speciality 05.08.03. - “Design and building of ships”. National university of shipbuilding named of the admiral S.O. Makarov, Nikolaev, 2008
The dissertation updates and further develops the basic methods of calculation of volume of buoyancy blocks damages of deep-sea hardware during exploitation. Effect of material's composition and structure on the strength under hydrostatic pressure and water absorption of buoyancy block was determined by the statistical analysis of results of experiments. The linear elasticity theory's problem solution on distribution of non-steady spherical wave is applied for constructing of physical model of buoyancy material's destruction under action of hydrostatical pressure. According to the physical model, the coefficient of dynamic of tensions is 1,16 - 1,18 for destruction of buoyancy materials with the coefficient of filling 0,67 - 0,73. The physically grounded statistical models of damaging of buoyancy blocks caused by acting the hydrostatical pressure and absorption of water was obtained taking into account the mechanical and geometrical properties of components. The results of forecasting of models were tested by experiment. Design methods for calculation of basic operational rating of blocks of buoyancy are offered.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Призначення, конструктивні особливості роботи талевих блоків типу УТБ-5-225. Умови роботи та причини виходу з ладу вузлів і деталей, порядок здавання в ремонт. Перевірочні розрахунки деталей талевого блока на міцність, зусиль розпресування деталей.
курсовая работа [666,5 K], добавлен 12.01.2012Розрахункові перерізи і навантаження. Розрахунок зведених навантажень, вибір опори колонного апарату на міцність та стійкість. Визначення товщини стінки, перевірка міцності корпуса, сполучення навантажень. Визначення періоду основного тону коливань.
курсовая работа [816,6 K], добавлен 19.04.2011Оцінка впливу шорсткості поверхні на міцність пресованих з'єднань деталі. Визначення залежності показників втомленої міцності заготовки від дії залишкових напружень. Деформаційний наклеп металу як ефективний спосіб підвищення зносостійкості матеріалу.
реферат [648,3 K], добавлен 08.06.2011Описи конструкцій фланцевих з’єднань, що застосовуються у хімічному машинобудуванні, рекомендації щодо розрахунку на міцність, жорсткість і герметичність. Розрахунки викладені на основі діючої у хімічному машинобудуванні нормативно-технічної документації.
учебное пособие [7,8 M], добавлен 24.05.2010Призначення, конструктивні особливості і принцип роботи талевих блоків УТБА-5-170. Порядок здавання обладнання в ремонт. Перевірочні розрахунки деталей талевого блока на міцність. Розрахунок зусиль розпресування і запресування деталей, технологія ремонту.
курсовая работа [536,7 K], добавлен 17.06.2014Аналіз умов експлуатації лопатки газотурбінного двигуна. Вимоги до матеріалу: склад, структура, термічна обробка, конструкційна міцність. Випробування механічних властивостей на циклічну втому, розтяг та згин, ударну в’язкість та твердість за Бринеллем.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 01.06.2016Визначення опору гум роздиранню. Залежність зміни міцності за механічного пошкодження поверхні від типу каучуку, властивостей та дозувань вихідних інгредієнтів та ступеню вулканізації. Визначення еластичності гум за відскоку. Випробування на стирання.
реферат [61,6 K], добавлен 19.02.2011Характеристика матеріалів для виготовлення сталевих зварних посудин та апаратів, вплив властивостей робочого середовища на їх вибір. Конструювання та розрахунки на статичну міцність основних елементів апаратів. Теоретичні основи зміцнення отворів.
учебное пособие [4,6 M], добавлен 23.05.2010Визначення основних показників роботи котлоагрегату та реконструктивних заходів, що забезпечують надійність і економічність його експлуатації при заданих умовах. Розрахунок конструктивних характеристик котла, водяного економайзера, топки й горіння палива.
курсовая работа [68,5 K], добавлен 17.11.2013Предмет і завдання опору матеріалів, науки про інженерні методи розрахунків на міцність, жорсткість, стійкість. Сили та деформації, реальне деформоване тіло та його модель, внутрішні сили. Поняття про основні конструктивні форми, розрахунок на міцність.
краткое изложение [3,9 M], добавлен 13.09.2009Перемішуючий пристрій, призначення і область застосування. Опис конструкції та можливі несправності при роботі пристрою. Вибір конструкції апарату та його розмірів. Розрахунок потужності та міцності перемішуючого пристрою. Розрахунок фланцевого з’єднання.
курсовая работа [503,1 K], добавлен 19.08.2012Аналіз шляхів удосконалення конструкцій та методів розрахунку створюваних машин. Особливості вибору електродвигуна і визначення головних параметрів його приводу. Методика розрахунку роликової ланцюгової та закритої циліндричної косозубої зубчатої передач.
контрольная работа [192,8 K], добавлен 05.12.2010Визначення геометричних та масових характеристик крана. Розрахунок канату, діаметрів барабана і блоків; потужності і вибір двигуна, редуктора, гальма і муфт механізму підйому. Перевірка правильності вибору електродвигуна на тривалість пуску і нагрівання.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.01.2014Аналіз геометричних параметрів ріжучої частини спіральних свердел з перехідними ріжучими крайками. Опис процесів формоутворення задніх поверхонь свердел різних конструкцій. Результати дослідження зусиль різання і шорсткості поверхні під час свердління.
реферат [78,6 K], добавлен 27.09.2010Характеристики виробу, матеріали та режими зварювання. Обгрунтування обраного способу зварювання мостових ортотропних плит. Розробка структури установки та конструкції основних її вузлів та пристроїв. Розробка електричної схеми установки та її блоків.
дипломная работа [241,0 K], добавлен 23.09.2012Характеристика основних положень термодинаміки. Аналіз термодинамічних процесів ідеального газу. Поняття, структура та призначення теплового насосу. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів. Методи термодинамічного аналізу енерго-технологічних систем.
учебное пособие [2,5 M], добавлен 28.11.2010Аналіз конструкцій існуючих водовідділювачів, їх будова, принцип роботи, продуктивність. Розрахунки балок, колон та фундаментів. Технологічний процес монтажу обладнання на місці експлуатації та його ремонту. Особливості вибору конструкційних матеріалів.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 01.03.2016Аналіз умов експлуатації, визначення параметрів проектованого обладнання. Порівняльний критичний аналіз серійних моделей з визначеними параметрами, вибір прототипу. Опис конструкції та будови. Розрахунок на міцність, довговічність, витривалість.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.12.2014Пристрої для стропування посудин та апаратів. Визначення розмірів підкладних листів під монтажні штуцери. Розрахунок обичайок і днищ від опорних навантажень. Конструкції з’єднань з фланцевими бобишками. Опори вертикальних та горизонтальних апаратів.
учебное пособие [10,8 M], добавлен 24.05.2010Аналіз особливостей конструкцій, експлуатації, працездатності торцевих фрез. Дослідження впливу косокутної геометрії різальних ножів фрез та режимів різання на характер фрезерування. Аналіз кінематики процесу фрезерування торцевими ступінчастими фрезами.
реферат [88,3 K], добавлен 10.08.2010
