Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Деформации моделей противоударных устройств для защиты суставов

Деформации моделей противоударных устройств для защиты суставов

Оценка влияния масштабного фактора при моделировании противоударного устройства на основе сплава с эффектом памяти формы. Система уравнений упругопластической деформации моделей. Анализ результатов испытаний моделей торсионов в критериальной форме.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.07.2017
Размер файла 25,1 K
рефераты на заказ со скидкой

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.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

После обработки результатов экспериментов образцов на основе эквиатомного сплава с эффектом памяти формы получена система безразмерных комплексов, которые достаточно полно описывают упругопластические деформации, и показана принципиальная возможность переноса результатов эксперимента на реальные противоударные устройства.

Испытания проводились с целью получения данных для теоретических расчетов. Реализация моделирования осуществлена путем лабораторных исследований масштабных моделей.

Для получения результатов с учетом влияния масштабного фактора представим результаты испытаний моделей в виде соотношений между критериями подобия. За характерные величины можно принять: длина погонного участка, подверженного воздействию , радиус скручивания спиралей , величина внешнего погонного (на единицу длины) силового воздействия F, величина относительной линейной деформации экспериментальной модели противоударного устройства , величина относительной линейной деформации модели противоударного устройства в упругой зоне , интегральный предел прочности материалов модели противоударного устройства в зоне упругой деформации G, интегральный предел прочности материалов модели противоударного устройства в зоне упругопластической деформации Ф. В результате получим следующий список основных параметров:

(1)

Матрица размерностей, согласно теории подобия, имеет вид:

(2)

причем и в матрицу размерностей не включены.

Количество независимых безразмерных отношений параметров, связанных с этой матрицей, равно , где r - ранг матрицы (2).

Для составления системы безразмерных комплексов имеем матрицу решений:

(3)

Используя (3) и временно отброшенные и , представим систему безразмерных комплексов - критериев подобия в форме:

(4)

Инвариантность критериев подобия П1, П2, … , П5 для модели и натуры, равносильна требованию геометрического подобия объектов.

При этом П1 можно рассматривать как простейший закон подобия, аналогичный формулировке Кирпичева - Барба - Кика. Геометрические подобные и подобно нагруженные внешним погонным силовым воздействием F из одних тех же материалов получают одинаковые касательные напряжения и сдвиговые деформации, если величина внешнего погонного силового воздействия F пропорциональна радиусам спиралей.

Примем в качестве основного характерного размера радиус спиралей R и выразим длину погонного участка, подверженного воздействию экспериментального образца 1 и натуры 2 через основной:

(5)

Поэтому можно предположить, что:

(6)

Пользуясь (6), можно представить систему уравнений упругопластической деформации моделей в форме:

(7)

Вводя для геометрически подобных образцов 1 и 2 масштабы радиусов спиралей R0, величины относительной линейной деформации , интегральные пределы прочности материалов модели противоударного устройства в зонах упругой и упругопластической деформаций и :

(8)

ограничимся рассмотрением условия внешнего нагружения моделей, при котором остаются постоянными отношения приложенных внешних погонных силовых воздействий:

(9)

Пользуясь масштабами (8), условием простогонагружения торсионов (9), геометрическим подобием, можно придать уравнениям (7) окончательную форму в безразмерном виде:

(10)

при (11)

(12)

при (13)

В том случае, если масштабы (8) не являются произвольными, а выбраны таким образом, что:

(14)

одноименные уравнения (10) и (12), (11) и (13) тождественно совпадают. Соотношения (14) при этом позволяют по заданным характеристикам одного образца получить характеристики другого простым перерасчетом.

Действительно, согласно (8) и (14):

(15)

В соответствии с условиями подобия (4) обработка результатов испытаний моделей торсионов производилась в критериальной форме:

.

В экспериментах с моделями образцовпротивоударных устройств, выполненных на основе сплава с эффектом памяти формы варьировалось безразмерное отношение:

.

Остальные критерии подобия сохраняли постоянное значение: . По результатам нескольких опытов построено простое критериальное уравнение:

.

По мере уменьшения параметра П2 нелинейный эффект от пластического упрочнения вырождается.

Отмечено удовлетворительное совпадение критериев в заданной области деформирования. Несовпадения для модельных образцов составляют не более 15 %. Они могут быть объяснены различием нелинейности упрочнения при упругопластических деформациях в моделях на основе сплава с феноменальными свойствами. Нелинейность критериальной зависимости в данном случае является следствием особенного и случайного характера внешних сил, приложенных к моделям.

При испытании моделей изменение температуры нагрева образцов также может существенно влиять на механические свойства сплава с эффектом памяти формы. Выбор оптимальных управлений и параметров моделей проведен при варьировании таким образом, чтобы обеспечить изменчивость критериев подобия П2 и П5.

Обработка экспериментов в широком диапазоне температур проводилась в критериальной форме:

противоударный упругопластический деформация торсион

.

Таким образом, оценка влияния масштабного фактора при моделировании противоударного устройства на основе сплава с эффектом памяти формы обусловливает техническую возможность экстраполяции результатов экспериментальных исследований на иные объекты для формирования исходных данных математической модели динамики упругопластической деформации противоударных устройств при соблюдении условия подобия особенностей внешней нагрузки.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены