Виброизоляция агрегатов машин с использованием рукавных амортизаторов растяжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат наук Онуфриенко Александр Васильевич

• Онуфриенко Александр Васильевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Онуфриенко Александр Васильевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Системы виброизоляции на основе резинокордных элементов

1.1. Классификация пневматических элементов с резинокордными оболочками

1.2. Резинокордные оболочки рукавного типа

1.3. Анализ работ по механике сетчатых оболочек

1.4. Результаты и выводы

2. Статические модели расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения

2.1. Упрощенная статическая модель расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения

2.1.1. Определение нагрузочной характеристики РАР

2.1.2. Определение разрушающей нагрузки

2.2. Статическая модель резинокордной оболочки в составе рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжения корда и резины

2.2.1. Механические характеристики нитей корда

2.2.2. Алгоритм численного решения статической математической модели напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжения корда и резины

2.3. Результаты и выводы

3. Динамическая модель математическая модель РКО в составе РАР

3.1. Расчет динамических параметров РАР в приближенной постановке

3.2. Расчет динамических параметров РКО в составе РАР с учетом деформации корда и резины

3.2.1. Алгоритм расчета динамических параметров РКО в составе РАР с учетом растяжения корда и резины

3.3. Результаты и выводы

4. Экспериментальное исследование РКО в составе РАР

4.1. Экспериментальное исследование статического напряженно-деформированного состояния РКО

4.1.1. Методика определения распорного усилия РКО в осевом направлении

4.1.2. Проведение испытаний по определению распорного усилия РКО в осевом направлении

4.1.3. Результаты испытаний по определению распорного усилия в осевом направлении

4.1.4. Методика определения статической нагрузочной характеристики РКО в осевом направлении

4.1.5. Проведение испытаний по определению статической нагрузочной характеристики РКО в осевом направлении

4.1.6. Результаты испытаний по определению статической нагрузочной характеристики в осевом направлении

4.1.7. Сравнительный анализ экспериментальных данных с результатами математического моделирования статического напряженно-деформированного состояния РКО в составе РАР

4.1.7.1. Расчет эксплуатационных параметров РАР на основе РКО на основе упрощенной модели напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения

4.1.7.2. Расчет в соответствии со статической моделью резинокордной оболочки в составе рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжения корда и резины

4.1.7.3. Сравнение результатов моделирования с полученными экспериментальными данными

4.2. Экспериментальное исследование динамического напряженно-деформированного состояния РКО

4.2.1. Методика определения динамической жесткости РКО в осевом направлении

4.2.2. Проведение испытаний по определению динамической жесткости РКО в осевом направлении

4.2.3. Результаты испытаний по определению динамической жесткости РКО в осевом направлении

4.2.4. Сравнительный анализ экспериментальных данных с результатами математического моделирования динамической жесткости РКО в составе РАР

4.3. Результаты и выводы

5. Разработка и использование инженерной методики расчет параметров РКО в составе РАР в системе виброизоляции

5.1. Инженерная методика выбора конструктивных параметров РКО в составе РАР

5.2. Описание инерционного грохота ГИСЛ-62

5.3. Модернизация конструкции системы виброизоляции

5.4. Расчет параметров РКО в составе РАР как элемента системы виброизоляции

5.5. Предложения по модернизации конструкции РКО в составе РАР

5.6. Заключение и выводы

Основные результаты и общие выводы

Список литературы

Приложение 1. Расчет эксплуатационных параметров РАР на основе РКО

Приложение 2. Численное решение статической математической модели напряженно-деформированного состояния резинокордного амортизатора растяжения с учетом растяжения корда и резины

Приложение 3 Акт внедрения результатов исследования

Приложение 4 Патенты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Виброизоляция агрегатов машин с использованием рукавных амортизаторов растяжения»

Введение

Актуальность работы. Вибрация является неотъемлемой частью большинства технологических процессов. Повышение требований к производительности, форсированию мощностей, нагрузок и других рабочих характеристик в большинстве случаев приводит к увеличению интенсивности и расширению спектра вибрационных полей. Повышение вибрационных нагрузок приводит к снижению несущей способности деталей, узлов и агрегатов инициации и интенсификации роста трещины, накоплению усталостных разрушений.

Вибрация [44, 55, 57] приводит к индуцированию шума, являющегося важным экологическим показателем среды обитания человека. Вибрация оказывает и непосредственное влияние на человека, снижая его функциональные возможности и работоспособность. В условиях вибрации нарушается острота зрения и светоощущения, ухудшается координация движений, меняется реакция и пороги чувствительности, ослабевает память, повышаются энергетические затраты. Длительное действие вибрации может привести к ухудшению самочувствия и поражению отдельных систем организма: сердечно-сосудистой, нервной, кровеносной, вестибулярного аппарата и других, изменению мышечных и костных тканей. Поэтому особое значение приобретают методы и средства уменьшения вибрации. Совокупность таких методов и средств принято называть виброзащитой.

Следовательно, актуальной технической задачей является проектирование новых эффективных устройств виброзащиты и виброгашения [106, 117].

На сегодняшний день используется различные виды виброгасителей. В соответствии с ГОСТ 26568-85 [45] по конструктивному признаку выделяют следующие динамические виброгасители:

• пружинные;

• катковые;

• маятниковые;

• эксцентриковые;

• гидравлические;

• пневматические.

Существенными недостатками пружинных, катковых, маятниковых и эксцентриковых виброгасителей являются значительный вес и габаритные размеры при сравнительно малой энергоемкости, высокая вибропроводимость, передача высокочастотных колебаний. Опыт эксплуатации подобных виброизоляторов показывает, что они зачастую не обеспечивают эффективную защиту амортизируемого объекта от динамических воздействий в широком спектре частот, что ведет к преждевременному выходу объекта из эксплуатации. Жесткость этих виброизоляторов, необходимая для получения низкой собственной частоты системы, достигается лишь за счет значительного увеличения их веса и габаритных размеров.

Теории виброзащитных систем посвящено значительное количество исследований. Работы [14, 23, 24, 52-54, 56, 102, 111-116] базируются на линейной теории колебаний, которая основана на приложении методов классической теории малых колебаний к исследованию виброзащитных систем. Линейная теория, разработанная как для простейших систем с одной степенью свободы, так и для общего случая колебаний твердого тела на упругом подвесе, рассматривает упругий виброизолятор как фильтр низких частот. Задача защиты объекта от вибрации при этом сводится к выбору таких параметров системы виброзащиты, при которых ее собственная частота оказалась бы значительно ниже частоты содержащихся в спектре внешнего воздействия. В настоящее время методы линейной теории широко применяются при проектировании систем виброзащиты различных объектов.

Однако линейная теория оказалась непригодной для объяснения ряда явлений, возникающих в виброзащитных системах, - нелинейных эффектов.

Было установлено, что возникновение нелинейных эффектов, которые часто приводят к резкому ухудшению качества виброзащитной системы, является не случайным конструктивным недостатком системы, а неизбежным следствием увеличения интенсивности вибрационных воздействий на амортизируемый объект. Тенденция широкого применения виброизоляторов с нелинейными характеристиками также во многом способствовала развитию нелинейной теории виброзащитных систем, основные положения которой нашли отражение в работах [52, 58, 118].

Пневматические виброизоляторы на основе резинокордных оболочек широко применяют в системах амортизации на автомобильном и железнодорожном транспорте, в системах ударовиброзащиты судового оборудования и радиоэлектронной аппаратуры, строительстве, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Однако, несмотря на достаточно широкое применение этих виброизоляторов, механизм работы резинокордной оболочки, находящейся под внутренним давлением газа, изучен недостаточно и отсутствуют теоретические предпосылки, которые могли бы быть положены в основу создания методики оценки динамических виброзащитных свойств систем на основе пневматических виброизоляторов.

Целесообразность и актуальность проведения таких исследований не вызывает сомнений, поскольку в настоящее время наблюдается тенденция расширения области применения пневматических виброизоляторов.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методики проектирования рукавных амортизаторов растяжения (РАР) на основе резинокордных оболочек (РКО) с целью виброизоляции агрегатов машин. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи исследования:

1) Разработать упрощенную статическую модель расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения для оценки эксплуатационных параметров РАР;

2) Разработать статическую модель рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжимости корда и резины с целью уточнения конструктивных параметров РКО в составе РАР;

3) Разработать динамическую математическую модель резинокордной оболочки по теории сетчатых оболочек вращения с учётом растяжимости нитей корда и резины;

4) Провести экспериментальные исследования статических и динамических параметров РКО в составе РАР с целью верификации полученных математических моделей;

5) Сформулировать практические рекомендации по выбору конструктивных параметров резинокордной оболочки и инженерную методику расчёта основных динамических параметров РКО в составе РАР.

Объектом исследования является резинокордная оболочка рукавного типа в составе рукавного амортизатора растяжения.

Предметом исследования являются геометрические и силовые характеристики пневматической резинокордной оболочки как силового элемента рукавного амортизатора растяжения.

В первой главе рассматриваются конструкции пневматических амортизаторов с резинокордными оболочками, математические модели, описывающие напряженно деформированное состояние резинокордных оболочек.

В разд. 1.1 приведена классификация пневматических амортизаторов с резинокордными оболочками, выполнен обзор и сравнительный анализ типовых конструкций амортизаторов с резинокордными оболочками.

В разд. 1.2 дано описание предлагаемого конструктивного решения рукавного амортизатора растяжения (РАР). Отмечены преимущества конструкции РАР, а также имеющиеся проблемные вопросы, главным из

которых является вопрос расчета запаса прочности при динамическом воздействии в составе системы амортизации.

Разд. 1.3 содержит обзор существующих математических моделей, применяемых для описания напряженно-деформированного состояния резинокордных оболочек.

В конце главы (разд. 1.4) сформулированы выводы, поставлены задачи дальнейшего экспериментального и теоретического исследования.

Во второй главе приводится разработка упрощенной статической модели расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения (разд. 2.1), статической модели рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжения корда и резины (разд. 2.2) и вытекающие из них выводы (разд. 2.3).

Третья глава посвящена разработке динамической математической модели резинокордной оболочки в приближенной постановке (разд. 3.1), а также расчет динамических параметров РКО в составе РАР с учетом деформации корда и резины (разд. 3.2), а также вытекающие из них выводы (разд. 3.3).

Четвёртая глава посвящена верификации полученных математических моделей через сравнение с результатами экспериментальных исследований статического (разд. 4.1) и динамического (разд. 4.2) нагружения РКО. Приводится описание экспериментальных установок, методика проведения экспериментального исследования, результаты экспериментальных исследований и сравнение результатов моделирования с полученными экспериментальными данными. Выводы по главе формулируются в разд. 4.3.

В пятой главе предложена инженерная методика и проделан расчет оптимальных параметров РКО на примере системы виброизоляции грохота инерционного ГИСЛ62ВЧ.

В разд. 5.1 сформулирована инженерная методика выбора конструктивных параметров РКО в составе РАР (разд. 5.1), в разделах 5.2 и 5.3

приведены описания конструкции грохота ГИСЛ-62 и предложение по модернизации конструкции системы виброизоляции, в разделе 5.4 проведен предварительный анализ оптимальных конструктивных параметров РКО с целью его применения в качестве виброизолятора грохота инерционного ГИСЛ62ВЧ при нагружении гармонически изменяющейся силой. В разд. 5.5. приведены предложения по модернизации конструкции РКО.

В разд. 5.6 сформулированы основные выводы по главе. В приложение вынесены код программы численного моделирования, сведения об использовании материалов работы и патенты на изобретения, разработанные в рамках диссертационной работы. Методы исследования. В работе использованы методы:

- положения и допущения теории резинокордных оболочек;

- численное интегрирование систем нелинейных дифференциальных уравнений;

- современные подходы экспериментальной механики к проведению и обработке результатов испытаний.

Численные алгоритмы решения системы нелинейных уравнений и обработка результатов испытаний реализованы в среде MathWorks МАТЬАВ. Научная новизна:

• Разработана статическая математическая модель РКО в составе РАР в осевом направлении по теории сетчатых оболочек вращения с учётом растяжимости нитей корда и деформации резины;

• Разработана динамическая математическая модель РКО в составе РАР в осевом направлении по теории сетчатых оболочек вращения с учётом растяжимости нитей корда и деформации резины.

• Предложена инженерная методика расчёта основных конструктивных РКО как несущего элемента РАР.

Достоверность полученных результатов обеспечивается строгим и обоснованным применением методов и общепринятых допущений теории

резинокордных оболочек, адекватным использованием прикладного программного обеспечения, аналитических и численных методов анализа; подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными.

Практическая значимость работы заключается во внедрении результатов исследований на ФГУП "ФНПЦ "Прогресс" при опытно-конструкторской разработке и совершенствовании выпускаемых РКО.

Апробация работы. Основные положения представлены на заседании научно-технического совета ФГУП "ФНПЦ "Прогресс" (12.04.2018); на международной конференции "Динамика систем, механизмов и машин", ОмГТУ, 2014 г.; на XXIV всероссийской конференции "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности", г. Омск, 04.06.2015; на V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Защита от повышенного шума и вибрации» Санкт-Петербург, 1820 марта 2015 г.; на 6-ой международной научно-технической конференции "Техника и технология нефтехимического и нефтегазового дела", г. Омск, 2530.04.2016.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 3 в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертационных работ, 3 патента на изобретения.

Личный вклад автора. Постановка задач исследования (совместно с научным руководителем), разработка статической и динамической математической модели, методики проведения экспериментальных исследований, проведение численных расчётов и экспериментальных исследований, обработка и анализ результатов.

Положения, выносимые на защиту: • Аналитические зависимости, описывающие напряженно-

деформированное состояние РКО в составе РАР;

• Статическая математическая модель РКО в составе РАР с учетом растяжения нитей корда и слоев резины;

• Динамическая математическая модель РКО в составе РАР в осевом направлении;

• Методика расчета динамических процессов РКО в составе РАР;

• Инженерная методика выбора конструктивных параметров РКО в составе РАР.

1. Системы виброизоляции на основе резинокордных элементов

1.1. Классификация пневматических элементов с резинокордными оболочками

Одной из основных задач современной техники является создание эффективных средств защиты от вибрации, ударных воздействий и шума.

Несмотря на существование амортизаторов различных конструкций, все они по тем или иным свойствам не удовлетворяют требованиям виброзащиты и сейсмозащиты отдельных видов оборудования.

Наиболее перспективными виброзвукоизоляторами в настоящее время являются пневматические упругие элементы с резинокордными оболочками. По сравнению с другими видами упругих элементов они обладают рядом преимуществ, основными из которых являются [14]:

• практически полная изоляция подрессоренной и неподрессоренной масс в широком диапазоне частот возбуждающих колебаний;

• широкий диапазон грузоподъёмности (от нескольких килограмм до сотен тон);

• простота регулирования грузоподъёмности и жёсткости пневмоэлемента без изменения его конструкции (изменяя давление воздуха внутри пневмоэлемента);

• возможность изменения жесткостных параметров за счёт изменения профиля направляющих арматур, объёма системы пневмоэлемента и конструктивных параметров резинокордной оболочки;

• возможность обеспечения постоянства прогиба упругого пневмоэлемента при изменении на него нагрузки;

• возможность сохранения практически постоянной собственной частоты колебаний при изменении статической нагрузки;

• возможность совмещения в одном пневмоэлементе функций упругого элемента и демпфера;

• большой срок службы;

• небольшие габаритные размеры и масса.

Существующие пневматические элементы с резинокордными оболочками имеют частоту собственных колебаний, как правило, в пределах 0.3 - 5 Гц, что значительно ниже частоты собственных колебаний многих других видов современных упругих элементов.

Учитывая, что для всех величин деформирования изоляция колебаний выполняется при отношении возбуждающей частоты к собственной у = находим, что существующие пневматические элементы могут быть использованы для виброизоляции, начиная с частот от 0.4 Гц и выше.

Вертикальные жесткостные характеристики указанных пневмоэлементов зависят от давления и объёма сжатого газа, профиля направляющих арматур, исходного положения элемента, геометрических параметров кордного каркаса, его слойности, свойств применяемых кордов и резин.

Пневматические упругие элементы с резинокордными оболочками позволяют регулировать не только вертикальные, но поперечные жесткостные характеристики прежде всего за счёт изменения угла корда, типа корда, слойности каркаса, типа резины, профиля направляющих арматур и внутреннего давления.

Пневматические упругие элементы с резинокордными оболочками, установленные в конструкциях и машинах, обеспечивают последним различные качества и работают по-разному. Нагрузки на них могут быть осевые, поперечные, сложные, различные по величине, характеру и времени действия. Это предопределило большое разнообразие пневматических элементов с резинокордными оболочками.

Наиболее простым является пневматических элемент с однополостной резинокордной оболочкой, расположенной между плоскими арматурами

(фланцами). За счёт изменения формы арматур и резинокордной оболочки можно получить различные типы пневматических упругих элементов. Все их условно можно разделить на баллонные, диафрагменные, рукавные, подушечные, тороидальные и комбинированные в зависимости от типа применяемой резинокордной оболочки.

Классификация пневматических амортизаторов с резинокордными оболочками [8] указана на рис. 1.1.

Резинокордные оболочки баллонного типа РКО баллонного типа имеют длительную историю практического применения. Известны патенты [67, 85, 86, 87, 92-94] в которых реализованы конструктивные решения РКО и систем на их основе.

РКО баллонного типа [70, 71] представляют собой одно-, двух-, или трехсекционные баллоны (рис. 1.2 (а, б)), имеющие в плане торообразную форму с одним или двумя стягивающими кольцами и двумя фланцами на краях РКО. Стягивающие кольца служат для ликвидации продольного изгиба и для контроля рабочего хода оболочки. Фланцы обеспечивают связь вибрирующего элемента со стационарной опорой. РКО этого типа требуют дополнительных объёмов. При этом частота собственных колебаний может быть снижена только до 80 - 75 кол/мин. Необходимость использования дополнительного объём, в случае РКО баллонного типа, увеличивает металлоёмкость и расход воздуха при регулировании высоты подрессориваемого объекта, что приводит к загрузке компрессора. РКО баллонного типа практически не воспринимают боковых усилий. Преимуществом РКО баллонного типа является простота её конструкции, высокая надёжность, больший в сравнении с другими типами РКО срок службы, а также не требует высокой точности при установке.

РКО баллонного типа получили широкое распространение и используются в амортизирующих подвесках в автомобилестроении. Почти каждая оболочка проектируется под требования конкретного автомобиля.

Пневматические

элементы с резинокордными оболочками

Рис. 1 .1. Классификация пневматических амортизаторов с резинокордными оболочками

На рис. 1.2. (б, в) приведены серийно выпускаемые на ФГУП «ФНПЦ «Прогресс» РКО баллонного типа для различных транспортных средств.

а)

в)

б)

г)

Рис. 1.2. Оболочка резинокордная баллонного типа

а) Конструкция одногофрового РКО баллонного типа:

1- резина, 2- слои корда, 3- кольцо бортовое проволочное, 4,5- фланцы прижимные;

б) а) Конструкция двухгофрового РКО баллонного типа:

1 - резина, 2 - слои корда, 3 - кольцо бортовое проволочное, 4,5 - фланцы прижимные, 6 - стяжное кольцо;

в) Пневмобаллон модели Н-698 тип 220-350 предназначен для амортизации кузова грузового автомобиля «VOLVO FMX 8x4 TRIDEM»;

г) Пневмобаллон модели И-02 тип 300-200 предназначен для пневморессор автобуса «ЛиАЗ-677».

Резинокордные оболочки подушечного типа

РКО подушечного типа так же получили широкое распространение для подрессоривания различных транспортных средств, в качестве пневматических домкратов, пневмозаглушек. Известны [86, 90, 95] и широко применяются [68, 71, 96, 101] различные варианты конструкций РКО подушечного типа.

В общем случае РКО подушечного типа (рис. 1.3. (а)) состоит из резины, кордного каркаса и металлических пластин крепления, связанных с каркасом через резиновые прослойки. Пластины привулканизированы к резине на некотором участке. Внутренняя полость оболочки заполняется сжатым воздухом

А

4 5

б) в)

Рис. 1.3. Оболочка резинокордная подушечного типа а) Конструкция РКО подушечного типа: 1-покровная резина, 2-резиновый гермослой, 3- слои корда, 4- вентиль, 5- металлоарматура;

б) РКО подушечного типа; в) Пневмодомкрат ПД-4.

Преимуществом уделённых пневмобаллонов является небольшая ширина, что облегчает их установку вместо листовых рессор. В этом случае нагрузки распределяются более равномерно. Однако этот тип подвески имеет сравнительно большую жесткость и высокую частоту колебаний, для снижения которых требуются дополнительные емкости.

Резинокордные оболочки диафрагменного типа

Схема оболочки представлена на рис. 1.4. Этот тип оболочек не требует дополнительного объема, что снижает вес подвески и уменьшает расход воздуха. Однако резинокордный элемент имеет меньший срок службы, а сам элемент требует большей точности при установке.

б)

Рис. 1.4. Оболочка резинокордная диафрагменного типа

а) Конструкция РКО диафрагменного типа: 1 -резина, 2 - слои корда, 3 - кольцо бортовое, 4,5,6 - фланцы прижимные, 7- основание б) Оболочка резинокордная диафрагменного типа 650-240 модели Н-578

Преимуществом изделий, использующих РКО диафрагменного типа является резко выраженная нелинейная характеристика, что позволяется отказаться от гасителей колебаний.

1.2. Резинокордные оболочки рукавного типа

Оболочки такого типа (рис. 1.5) рассчитаны на небольшие нагрузки и впервые применялись в США в подвесках легковых автомобилей совместно со стальными рессорами. В настоящее время рукавные оболочки применяют как самостоятельные упругие элементы автобусов и грузовиков.

« j

б)

Рис. 1.5. Оболочка резинокордная рукавного типа а) Конструкция РКО рукавного типа: 1- резина, 2- каркас кордный, 3- кольцо

бортовое, 4,5- фланцы прижимные; б) РКО рукавного типа Firestone W01M587548

Малая разница между площадью поперечного сечения и эффективной площадью оболочки позволяет нагружать РКО значительно больше при относительно малых размерах резинокордных оболочек по диаметру. Преимущества РКО рукавного типа - небольшие габариты по диаметру. Недостатки РКО рукавного типа - рассчитаны на небольшие нагрузки и имеют не большой срок службы

Рукавный амортизатор растяжения

Учитывая недостатки наиболее перспективных систем амортизации на основе диафрагменных и рукавных (известных конструкций) резинокордных оболочек, встал вопрос о создании и исследовании нового типа рукавных амортизаторов не имеющие в своей конструкции недостатков известных конструкций систем амортизации.

Исследуемый рукавный амортизатор растяжения (РАР) является принципиально новым элементом системы амортизации [81-83, 97, 98, 119]. Отличительными особенностями амортизатора являются:

• характер его работы на растяжение;

• отсутствие направляющих арматур;

• несущее усилие в большей степени зависит от геометрии силового каркаса;

• значительное влияние на характеристики амортизатора конструктивных параметров резиновых слоев.

Эти отличия РАР от известных резинокордных пневматических амортизаторов определяют специфичность расчетов его параметров и характеристик.

Разрабатываемый рукавный амортизатор растяжения представляет собой представляет собой армированный рукав, закрытый по торцам фланцами и находящийся по внутренним избыточным давлением сжатого газа (рис. 1.6).

Принцип действия амортизатора основан на стремлении армированного рукава под действием внутреннего давления занимать положение, при котором достигается максимальный объем, что соответствует расположению

армированных нитей корда под углом 54044' к продольной оси рукава (рис. 1.7), т.н. «шинной» геометрией, разработанная В.Л. Бидерманом и Б.Л. Бухиным. Преимуществом таких оболочек является отсутствие распорных усилий и сохранение формы оболочки под действием внутреннего давления.

При изготовлении рукава этот угол должен составлять около 15- 500. Поэтому при подаче в рукав сжатого газа он стремится увеличить свой диаметр и укоротиться по длине.

В случае отклонения угла закроя от равновесного под действием внутреннего давления в резинокордной оболочке возникает распорное усилие, достигающее значительных значений, зависящих от геометрических параметров оболочки, физико-механических характеристик применяемых материалов и технологии изготовления оболочки (рис. 1.7). Амортизатор начинает работать как пружина растяжения.

Рис. 1.6. Рукавный амортизатор растяжения 1-герметизирующий слой (герметизирующая камера); 2- силовой каркас; 3-покровный (защитный) слой резины

Использование РАР позволит создать системы амортизации, обладающие рядом преимуществ по сравнению с существующими пневматическими системами амортизации с перекатывающейся резинокордной оболочкой диафрагменного и рукавного типа.

а) б) в) г)

Рис. 1.7. Резинокордная оболочка

а) резинокордная оболочка без нагрузки;

б) резинокордная оболочка с углом закроя корда <54,5° под действием внутреннего давления;

в) резинокордная оболочка с углом закроя корда 54,5 под действием внутреннего давления;

г) резинокордная оболочка с углом закроя корда >54,5° под действием внутреннего давления

К преимуществам можно отнести:

• компактность и простата конструкции;

• высокие виброизолирующие свойства благодаря отсутствию металлического контакта между строительными конструкциями и амортизируемым объектом;

• большие запасы по перемещениям за пределами расчетных ходов амортизации;

• возможность электроизоляции амортизируемого объекта от строительного сооружения за счет токонепроводимости РАР;

• возможность перегиба РАРа при монтаже и эксплуатации;

• значительно меньший вес, приходящийся на единицу амортизируемой массы.

1.3. Анализ работ по механике сетчатых оболочек

Резинокордные оболочки конструктивно относят к композиционным материалам [105] в которых эластомер выполняет роль матрицы, кордный каркас - наполнителя. Большой вклад в развитие теории оболочек и разработку методов расчёта резинокордных оболочек внесли В.И. Алексеев [6], С.А. Алексеев [7-13], П.П. Артемьев [17], Л.И. Балабух [18], А.Е. Белкин [19-22], В.Л. Бидерман [25-36], Б.Л. Бухин [38-40], В.В. Васильев [41-43], А.С. Григорьев [49-51], И.А. Трибельский [110], В.И. Усюкин [111-116] и многие другие отечественные и зарубежные учёные.

Основной задачей расчета композитных оболочек является определение рациональной схемы армирования. Под рациональной схемой армирования подразумевается конструкция, в которой направления армирования совпадают с линиями главных напряжений или напряжения вдоль линий армирования постоянны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Онуфриенко Александр Васильевич, 2018 год

- -

в Упрощенная модель □ Модель с учетом растяжения корда и резины Эксперимент 1 1 1 1

2.5

1.5

0.5

-50

-40

-30

-20

-10 0 10 Ход РАР. мм

20

30

40

50

б)

Рис. 4.19. Расчетная статическая нагрузочная характеристика РКО с уголком

закроя корда 40°

а) Давление во внутренней полости 1.3 МПа; б) Давление во внутренней

полости 0.65 МПа

Анализ приеденных результатов показывает, что для упрощенной математической модели отклонения лежат в пределах 20%, для модели с учетом растяжимости корда и резины - отклонения не превышают 4%

4.2. Экспериментальное исследование динамического напряженно-деформированного состояния РКО

4.2.1. Методика определения динамической жесткости РКО в осевом направлении

Целью проведения исследований динамического напряженно-деформированного состояния является определение осевой динамической жесткости.

В соответствии с [48, 49] входной динамической жесткостью (входной жесткостью) называется частотно-зависимое отношение комплексной силы F1 в точке на входной стороне виброизолятора к комплексному перемещению u1 этой же точке, когда к выходной стороне виброизолятора приложена затормаживающая сила

к = F

- и,

Переходная динамическая жесткость (переходная жесткость) (dynamic transfer stiffness) - частотно-зависимое отношение комплексной затормаживающей силы F2 к комплексному перемещению u1 на входной стороне виброизолятора:

_ F2

к21 - U1

Испытания проводятся в соответствии с [47]. На рис 4.20 представлена трехмерная модель испытательного стенда.

Рис. 4.20. Трехмерная модель испытательного стенда для определения осевой

динамической жесткости

Два образца патрубков, собранные через полую (с проходным диаметром, соответствующим Ду рукава) проставку, устанавливались горизонтально, противоположные фланцы жестко закреплялись на опоре стенда. Характеристики определяются только для патрубка, установленного на датчиках силы, второй патрубок используется как вспомогательный для создания симметричной схемы в целях исключения поворотных движений входного фланца испытуемого образца. Кроме того, такая схема и применение полой проставки исключает изменение суммарного объема внутренней полости при перемещении входного фланца (исключает движущийся поршень на входе рукава).

В тракт измерения силы входят четыре акселерометра типа 4384 и усилитель заряда типа 2635 фирмы «Брюль и Къер» (Дания). Тракт измерения силы представлена восемью трехкомпонентными датчиками силы 9067 (9068) и двумя усилителями заряда типа 5017 фирмы «Кистлер» (Швецария), а также сумматором напряжения.

Тракт возбуждение состоит из встроенного в спектроанализатор 2034 генератор, усилителя мощности А438 (РКОВБКА) и специальными электродинамическими вибраторами РЯОББКА 20Ш20/0.

Обработка сигналов проводилась двухканальным спектральным анализатором 2034 фирмы «Брюль и Къер». Хранение и обработка результатов испытаний проводилась на персональном компьютере.

4.2.2. Проведение испытаний по определению динамической жесткости РКО в осевом направлении

Испытания проводились на оболочке Н-652 с углом закроя корда 40°. Параметры оболочки приведены в табл. 4.5. На рис. 4.21. приведена фотография пары РКО на испытательном стенде. Испытания проводились в соответствии с принятой методикой на материально-технической базе ФГУП «ФНПЦ «Прогресс».

Испытания проводились поочерёдно для каждой оболочки Н-652 из пары, установленных на стенде.

Давление при проведении испытаний 1 МПа. Диапазон частот 0-100 Гц.

Рис. 4.21. Пара РКО Н-652 на динамическом испытательном стенде

4.2.3. Результаты испытаний по определению динамической жесткости РКО в осевом направлении На рис. 4.22. представлены результаты испытаний РКО Н-652.

2000001 1800001 1600001

| 800001 а 600001 400001 200001

} /

/ /

/ /

Г —

-Передаточная динамическая жёсткосп»(с исключёнными диапазонами) Входная динамическая жесткость [с исключёнными диапазонами)

Рис. 4.22 Передаточная и входная динамическая жесткость РКО Н-652

4.2.4. Сравнительный анализ экспериментальных данных с результатами математического моделирования динамической жесткости РКО в составе РАР

Расчет динамической осевой жесткости РКО представляет собой ресурсоемкий расчет динамических параметров на разных частотах возмущающего воздействия. При расчете в качестве конструктивных параметров выбираются параметры РКО модели Н-652 с углом закроя корда 40°, приведенные в табл. 4.5.

Параметры нагружения эквивалентны параметрам экспериментального исследования.

Моделирование показывает совпадение характера зависимости динамической осевой жесткости с отклонением от полученных экспериментальных данных, не более 5%. Отклонение амплитуды колебаний не превышает 8%.

4.3. Результаты и выводы

Полученные результаты экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1) Разработанная статическая модель рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжимости корда и резины позволяет с отклонением до 4% по силовым и до 2% по геометрическим характеристикам по отношению экспериментальным данным получить данные напряженно-деформированного РКО в составе РАР. Существенным недостатком данной модели является значительных затрат вычислительных ресурсов и времени.

2) Предложенная динамическая математическая модель резинокордной оболочки по теории сетчатых оболочек вращения с учётом растяжимости нитей корда и резины позволяет смоделировать динамические процессы РАР с отклонением до 5% по силовым и до 8% по геометрическим характеристикам, но ресурсоемка по отношению к вычислительным ресурсам и времени.

3) Проведенные экспериментальные исследования статических и динамических параметров РКО в составе РАР подтверждают адекватность предложенных математических моделей. Предложенные методики проведения испытаний внедрены в производственный процесс ФГУП «ФНПЦ «Прогресс».

5. Разработка и использование инженерной методики расчет параметров РКО в составе РАР в системе виброизоляции

Полученный математический аппарат позволяет провести достоверное моделирование статических и динамических параметров напряженно-деформированного состояния резинокордной оболочки в составе рукавного амортизатора растяжения. Но полные математические модели требуют значительных затрат вычислительных ресурсов. С целью оптимизации затрат времени и вычислительных ресурсов в инженерную методику выбора конструктивных параметров РКО в составе РАР необходимо включать упрощенные модели.

В качестве практического применения разработанной методики в данном разделе приведен расчет конструктивных параметров РКО в составе РАР для инерционного грохота ГИСЛ-62.

5.1. Инженерная методика выбора конструктивных параметров РКО в составе РАР

Для расчет конструктивных параметров РКО в составе РАР предлагается следующая методика:

1) Расчет и оптимизация конструктивных параметров РКО в составе РАР на основании упрощенной статическую модель расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения.

2) Уточнение конструктивных параметров РКО в составе РАР на основании статической модели рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжимости корда и резины.

3) Определение динамических параметров РАР в приближенной постановке.

4) Расчет динамических параметров РКО в составе РАР с учетом деформации корда и резины с целью уточнения амортизирующих и виброизолирующих характеристик амортизатора.

5.2. Описание инерционного грохота ГИСЛ-62

Грохот инерционный самобалансный ГИСЛ62 [84] предназначен для грохочения сыпучих материалов с обычной массой насыпного груза до 1,4 т/м3 при угле наклона просеивающей поверхности (0 - 25°) на операциях обезвоживания, обезшламливания, мокрого и сухого (с поверхностной влагой материала не более 5%) грохочения каменных углей, антрацитов и горючих сланцев крупностью кусков питания не более 300x300x600 мм, а также отмыва суспензии от продуктов их обогащения.

Оборудование изготавливается в опорном или подвесном исполнении с приводом через гибкую муфту для условий УХЛ4 по ГОСТ 15150-69.

Машина для грохочения включает в себя: короб; вибратор; опоры; установки верхних и нижних сит; ограждения вращающихся частей; электродвигатели вибратора; устройство брызгальное (опционально). Технические характеристики грохота ГИСЛ-62 приведены в табл. 5.1.

На рис. 5.1 и 5.2 приведены общий вид и фотографии грохота ГИСЛ-62.

Данный грохот и его вариант производятся в России и странах ближнего зарубежья на предприятиях ООО «Луганский машиностроительный завод имени А. Я. Пархоменко», ООО «Машзавод ПРОМВИС», ЗАО «Спецтехномаш», ООО «Завод горно-обогатительного оборудования «Прогресс» и другими производителями.

Потребителями являются горнодобывающие и горно-обогатительные предприятия ООО ГОФ «Анжерская», ЗАО «Угольная компания «Разрез «Степной», ОАО «Разрез Сереульский», в подразделениях ПАО «Алроса».

Таблица 5.1

Технические характеристики инерционного виброгорохота ГИСЛ-62

Наименование параметра Величина

Производительность, м3/ч зависит от типа материала и условий грохочения

Размеры просеивающих поверхностей

ширина, мм 2000

длина верхнего яруса, мм 5700

длина внижнего яруса, мм 5400

Площадь просеивающей поверхности

2 верхнего яруса, м2 11

нижнего яруса, м2 10,8

Количество ярусов 2

просеивающих поверхностей

Типы сменных просеивающих поверхностей

стальные штампованные сита размеры и тип ячеек определяются

• проволочные сетки заказчиком

• шпальтовые сита

• фасонные колосники

• полиуретановые и

резиновые панели

Габаритные размеры колеблющейся части грохота, мм

длина, мм 5700

ширина, мм 2700

высота, мм 2550

Кинематические параметры

частота собственных колебаний 12,25

грохот, не более, с-1

амплитуда колебаний , мм 4,5.-7,5

Электродвигатели

мощность, кВт 2x15

число оборотов одного 750

двигателя, об/мин

Эксплуатационные характеристики

максимальный угол наклона, ° 25

полная масса грохота 8800 кг

составляет

максимальное значение 1300 Н

возмущающей силы на одну

опору грохота

А

Рис. 5.1. Общий вид инерционного грохота ГИСЛ-62

Рис. 5.2. Фотографии инерционного грохота ГИСЛ-62

В конструкции грохота используются виброопоры пружинного типа. Кроме представленного на рис. 5.1 варианта установки виброопор может быть реализован вариант вывешивания агрегата (рис. 5.3)

Рис. 5.3. Вывешивание агрегата ГИСЛ-62

По имеющимся данными [82] частота собственных колебаний пружинной опоры грохота составляет 1.8 Гц.

Следовательно, при частоте вынужденных колебаний грохота 16 Гц коэффициент передачи нагрузки в вертикальном направлении составит:

1 1

Ку1 = -^т—- =-5-= 0.013

к2-1 /1б\2 „

Входная динамическая жесткость пружинного амортизатора [48]:

F1 1300Н Н

fe11 = — = —-= 260 000 -

u1 5мм м

Переходная (передаточная) динамическая жесткость:

F2 1300Н Н

1 = — =---= 20 000 000 -

1,1 м1 0.013 • 5мм м

Полученные параметры пружинного виброизолятора носят приближенный характер и могут быть использованы только для оценки эффективности замены системы амортизации.

5.3. Модернизация конструкции системы виброизоляции

На рис. 5.4 показан общий вид предлагаемой схемы модернизированной системы виброизоляции с использованием рукавных амортизаторов растяжения на базе резинокордной оболочки. В связи с конструктивными характеристиками проектируемой системы виброизоляции за основу взять вариант с вывешиванием агрегата на виброопорах, приведенный на рис. 5.3.

В предлагаемой конструкции агрегат вывешивается на системе амортизации состоящей из РАР на основе РКО под внутренним давлением, обеспечивающим грузоподъемность, соответствующую весу агрегата. В процессе работы виброгрохота ГИСЛ-62 динамическая нагрузка гасится при передаче через РАР на опоры. Задачей РАР является снижение силовой нагрузки на рамную конструкцию при сохранении требуемой амплитуды колебаний грохота.

Рис. 5.4. Общий вид модернизированной системы виброизоляции инерционного грохота ГИСЛ-62 на основе РАР

Подбор оптимальных параметров РКО на основе которой создается РАР позволит решить поставленную техническую задачу.

5.4. Расчет параметров РКО в составе РАР как элемента системы виброизоляции

Основными конструктивными параметрами РКО, которые могут быть определены с помощью предлагаемой методики являются: го - радиус проходного сечения РКО; Но - рабочая длина РКО;

Оо, Ео, ¡1о, О1, Е1, Ц1 - модуль сдвига, модуль Юнга, коэффициент Пуассона для герметизирующего и покровного слоев резины;

Но, Н} - толщины герметизирующего и покровного слоев резины Nтах - максимальное усилие нити корда; во - начальный угол закроя корда; п - количество слоев корда; tо - начальный шаг корда. Оптимизация конструкции с использованием такого числа параметров затруднительна. Для упрощения расчетов зададимся следующими технологическими параметрами:

Материал герметизирующего и покровного слоев резина Ео= Е}=10МПа; Оо= О}=3.6 МПа; цо=^}=0.49.

Материал корда: Русар -75 Ытах=735 Н, 1.3 мм.

Технологические размеры РКО, обусловленные сборочной оснасткой т требованиями к габаритам системы виброизоляции: го=50 мм; Но = 840 мм.

Таким образом с целью оптимизации проводится анализ следующих параметров в следующих заданных диапазонах: Но=Н1=2 - 10 мм; п = 2-6;

во = 39 - 55°.

После модернизации системы виброизоляции для расчета зададимся следующими параметрами нагружения [82]:

Нагрузка на один элемент РКО 22000 Н

Максимальное значение возмущающей силы 1300 Н

Частота возмущающей силы 16 Гц

Рабочая амплитуда колебаний 0,5 см

Максимальная амплитуда колебаний 2,5 см

Проведем расчет несущей способности РКО на основе упрощенной модели расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора. Расчетный диапазон углов закроя: 39-55°. Для уточнения расчетной несущей способности проведем расчет при отклонении 0 и 2,5 см. Результаты расчета распорного усилия приведены на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Распорное усилие РКО на основе упрощенной модели расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора

Полученный расчет позволяет ограничить выбор угла раскроя корда в диапазоне 39-43 градуса

Для уточенного диапазона проведем расчет динамических параметров РАР в приближенной постановке. На рис. 5.6-5.10 приведены результаты расчета.

39 39.5 40 +0.5 41 41.5 42 42.5 43

Угол закроя корда, градусы

Рис. 5.6. Зависимость давления, обеспечивающего требуемую нагрузку без учёта вытяжки корда от угла закроя корда

39 39.5 40 40.5 41 41.5 42 42.5 43

Угол закроя корда, градусы

Рис. 5.7. Зависимость максимальной нагрузки на нить корда от угла закроя

корда

39 39.5 40 40.5 41 41.5 42 42.5 43

Угол закроя корда, градусы

Рис. 5.8. Зависимость коэффициента запаса от угла закроя корда

ЗЭ 39.5 40 4 0 5 41 41 5 42 42 5 43

Угол закроя корда, градусы

Рис. 5.9. Зависимость статической жесткость от угла закроя корда

39 39.5 40 40.5 41 41.5 42 42.5 43

Угол закроя корда, градусы

Рис. 5.10. Зависимость собственной частоты колебаний от угла закроя корда

Оптимальный угол закроя в результате приближенных расчетов принимается равным 40 градусам исходя из условия минимальной собственной частоты колебаний. Для РКО с этими конструктивными параметрами проведены расчеты в разделе 4.

5.5. Предложения по модернизации конструкции РКО в составе РАР

Внесение изменений в конструкцию РКО приводит к существенному росту распорного усилия РКО, что в свою очередь приводит к предъявлению новых требований к прочности бортовой заделки РКО. Для обеспечения силового замыкания были предложены следующие конструктивные решения, защищенные патентами на изобретения Российской Федерации [88, 89, 91]:

- Гибкий армированный рукав (Патент RU2327076C1);

- Гибкий армированный рукав (Патент RU2338951C1);

- Устройство крепления арматуры оболочек вращения (Патент RU2534260C1).

Копии патентов приведены в Приложении 4.

Гибкий армированный рукав (Патент ЯШ327076С1) [88].

Изобретение относится к конструкции резинотехнических изделий, в частности к гибким армированным рукавам высокого давления, и предназначено для использования в системах корабельных трубопроводов. В гибком армированном рукаве, содержащем фланец, бортовое кольцо/бортовые кольца, покровный и герметизирующие слои резины, армирующие силовые слои корда, фланец выполнен с цилиндрическим выступом, на котором по окружности расположены зубцы в виде одного или нескольких рядов гребенок, с полостью для укладки герметизирующего слоя резины, а в зоне фланца размещены полосы обрезиненного корда, закроенные под углом 0°. Изобретение позволяет повысить прочность крепления силового каркаса, прочность связи резинокордного массива с металлом фланца в процессе эксплуатации, герметичность рукава и соответственно эксплуатационную надежность гидравлической системы трубопроводов.

На рис. 5.11 представлен общий вид предлагаемого конструктивного решения. Устройство крепления рукава содержит фланец 1 с цилиндрическим выступом 2, имеющим по окружности гребенки, состоящие из зубцов 3, покровного 4 и герметизирующего 5 слоев резины, армирующих силовых слоев 6, бортовых колец 7, резиновой прослойки 8 и обрезиненного корда 9.

Гибкий армированный рукав работает следующим образом.

При подаче рабочей среды под давлением внутрь рукава силовой каркас оболочки удерживается зубцами гребенки 3 и привулканизованным к фланцу резинокордным массивом, состоящим из кромок силового каркаса 6, резиновой прослойки 8 и обрезиненного корда 9, а также слоями обрезиненного корда бортовых колец 7.

Рис. 5.11. Гибкий армированный рукав (Патент RU2327076C1) Фиг. 1. - продольный разрез рукава высокого давления в зоне крепления каркаса. Фиг.2 - поперечный разрез рукава по плоскости А-А

фиг.1.

Применение в конструкции полос обрезиненного корда 9, закроенного под углом 0°, расположенных в зоне фланца над герметизирующим слоем и силовыми слоями каркаса, позволяет повысить прочность связи резинокордного массива с металлом за счет уменьшения сдвиговых

деформаций герметизирующего слоя 5 и силовых слоев корда 6. Выполненная на цилиндрическом участке фланца полость для укладки герметизирующего слоя позволяет сделать толщину герметизирующего слоя одинаковой по всей длине рукава и тем самым повысить его герметичность. В зоне гребенок зубцы 3 прокалывают кромки между нитями обрезиненного корда, создавая эффект «обтекания» кордом зубца и тем самым предотвращая механическое повреждение нити.

Технический результат - повышение прочности крепления силового каркаса, прочности связи резинокордного массива с металлом фланца в процессе эксплуатации, герметичности рукава и соответственно эксплуатационной надежности гидравлической системы трубопроводов.

Гибкий армированный рукав (Патент КШ338951С1) [89].

Изобретение относится к конструкции резинотехнических изделий, в частности к гибким армированным рукавам высокого давления, и может быть использовано в системах трубопроводов.

Технический результат - повышение герметичности рукава и соответственно эксплуатационной надежности системы трубопроводов.

Для достижения указанного технического результата предлагаемый гибкий армированный рукав, содержащий одно или несколько бортовых колец, покровный и герметизирующий слои резины, армирующие силовые слои корда, накидной и ответный фланцы, отличается тем, что на торце герметизирующего слоя расположено манжетное уплотнение, а ответный и накидной фланцы выполнены фигурными с выступами, геометрия которых при обжиме борта фиксирует манжетное уплотнение, кромки силовых слоев корда и покровного слоя резины на бортовом/-ых/ кольце/-ах/. Усилие обжатия борта при таком решении незначительно, вследствие этого отсутствуют дополнительные напряжения на резиновый массив в зоне борта и манжетного уплотнения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на рис.

5.12.

Фиг. 3

Рис. 5.12. Гибкий армированный рукав (Патент КШ338951С1)

Фиг.1 - гибкий армированный рукав до монтажа ответного фланца; Фиг.2 - разрез концевой части рукава, ответный фланец выполнен с углом и носиком; Фиг.3 - разрез концевой части рукава, ответный фланец выполнен

без угла и носика.

Гибкий армированный рукав состоит из ответного фланца 1, покровного 2 и герметизирующего 3 слоев резины, армирующих силовых слоев 4, бортового кольца 5, накидного фланца 6 и манжетного уплотнения 7.

Гибкий армированный рукав работает следующим образом.

При обжатом фланцами 1, 6 борте между манжетным уплотнением 7 и ответным фланцем 1 существуют определенные контактные напряжения. При повышении давления в полости рукава эти контактные напряжения увеличиваются, а манжетное уплотнение 7 на торце герметизирующего слоя 3 и заданная форма ответного фланца 1 не позволяют разгерметизировать фланцевое соединение. Для повышения надежности соединения, контактирующие поверхности манжетного уплотнения 7 и ответного фланца 1 могут быть соединены через клеевую прослойку.

Ответный фланец 1 концевой части гибкого армированного рукава в зоне расположения манжетного уплотнения 7 может быть выполнен по форме прямым без угла и носика или с углом и носиком. Форма ответного фланца с углом и носиком более предпочтительна, т.к. при движении рабочей среды по трубопроводу носик предотвращает образование завихрений жидкости в зоне манжетного уплотнения. А форма ответного фланца с углом позволяет дополнительно увеличить контактные напряжения между манжетным уплотнением 7 и ответным фланцем 1 при радиальном сдвиге манжетного уплотнения, вызванного действием давления.

Технический результат - повышение герметичности рукава и соответственно эксплуатационной надежности системы трубопроводов.

Имеющийся опыт изготовления гибких армированных рукавов подтверждает заявленную высокую эксплуатационную надежность гибких армир ованных рукав ов.

Устройство крепления арматуры оболочек вращения (Патент Яи2534260С1).

Изобретение относится к конструкции резинотехнических изделий в различных отраслях промышленности и может быть использовано при изготовлении оболочек вращения, работающих под давлением.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанных недостатков, повышение надежности крепления армирующего материала и упрощение конструкции.

Технический результат достигается тем, что внутренняя поверхность выступов выполнена смежной с боковой поверхностью кольцевой проточки фланца, в которой размещено бортовое кольцо, при этом выступы фланца имеют внутренний угол со стороны бортового кольца и число выступов составляет не более 8.

Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на рис.

5.13.

Устройство крепления арматуры оболочек вращения содержит фланец 1 с выступающей конической или цилиндрической частью 7, выступами 2 и кольцевой проточкой 3, слои резины 4 и армирующего материала 5, бортовое кольцо 6 (Рис. 5.7, фиг.1).

Устройство крепления арматуры оболочек вращения работает следующим образом.

При подаче рабочей среды давление внутри оболочки вращения стремится вытянуть бортовое кольцо 6 из кольцевой проточки 3 с некоторым усилием. Вытягивающее усилие прижимает бортовое кольцо 6 к выступам 2 фланца 1. Бортовое кольцо 6 размещено в кольцевой проточке 3, при этом внутренняя поверхность выступов 2 выполнена смежной с боковой поверхностью кольцевой проточки 3, что снижает нагрузку на выступы 2 и повышает надежность устройства крепления.

Фиг. 3

Рис. 5.13. Устройство крепления арматуры оболочек вращения (Патент RU2534260C1) Фиг.1 - продольный разрез оболочки вращения в зоне крепления армирующего материала; Фиг.2 - разрез фланца; Фиг.3 - изометрическая проекция фланца;

Угол а выступов 2 фланца 1 (Рис. 5.7, фиг.2) направляет вытягивающее усилие на прижатие бортового кольца 6 к поверхности кольцевой проточки 3, что способствует повышению надежности устройства крепления арматуры

оболочки вращения. Малое число выступов 2 фланца 1 (не более восьми) сокращает число мест разрежения армирующего материала 5, что повышает надежность его крепления и упрощает изготовление фланца 1.

Надежное крепление бортового кольца 6 выступами 2 позволяет выполнить выступающую часть 7 фланца 1 конической либо цилиндрической и сократить ее ширину (Рис. 5.7, фиг.3) до ширины, превышающей ширину кольцевой проточки фланца не более чем в два раза, что упрощает конструкцию.

Таким образом, предлагаемое устройство крепления арматуры оболочек вращения обеспечивает надежность крепления армирующего материала и упрощает конструкцию устройства.

5.6. Заключение и выводы

В данном разделе сформулирована инженерная методика расчета конструктивных параметров резинокордной оболочки рукавного амортизатора растяжения на примере системы виброизоляции грохота инерционного ГИСЛ-62ВЧ.

Использование РКО в качестве силового элемента РАР приводит к увеличению значения распорного значения. Для обеспечения силового замыкания и герметичности предложены конструктивные решения соединения бортовой заделки РКО. Предложения защищены патентами на изобретения Российской Федерации

Основные результаты и общие выводы

Анализ научно-технической литературы показал, что конструкция рукавного амортизатора растяжения на основе резинокордной оболочки является перспективной для создания систем амортизации и виброизоляции. Однако сложность математического моделирования статических и динамических процессов, протекающих в резинокордной оболочке является проблемой в вопросе расчета оптимальных конструктивных параметров РАР. При этом результаты моделирования и экспериментального исследования показали возможность эффективного использования РАР в качестве элемента системы амортизации и виброизоляции агрегатов машин.

В процессе решения поставленных задач расчётно-экспериментального исследования получены следующие основные результаты и общие выводы:

1) Разработана упрощенная статическая модель расчета напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения для оценки эксплуатационных параметров РАР. Результаты моделирования на основе упрощенной модели могут быть использованы с целью оптимизации конструктивных параметров РКО в качестве приближения сверху для расчета статической нагрузочной характеристики РАР. Отклонение от экспериментальных значений составляет до 20%.

2) Разработанная статическая модель рукавного амортизатора растяжения с учетом растяжимости корда и резины позволяет с отклонением до 4% по силовым и до 2% по геометрическим характеристикам по отношению экспериментальным данным получить данные напряженно-деформированного РКО в составе РАР. Существенным недостатком данной модели является значительных затрат вычислительных ресурсов и времени.

3) Предложенная динамическая математическая модель резинокордной оболочки по теории сетчатых оболочек вращения с учётом растяжимости нитей корда и резины позволяет смоделировать

динамические процессы РАР с отклонением до 5% по силовым и до 8% по геометрическим характеристикам, но ресурсоемка по отношению к вычислительным ресурсам и времени.

4) Проведенные экспериментальные исследования статических и динамических параметров РКО в составе РАР подтверждают адекватность предложенных математических моделей. Предложенные методики проведения испытаний внедрены в производственный процесс ФГУП «ФНПЦ «Прогресс».

5) Предложена инженерная методика расчёта основных конструктивных параметров РКО в составе РАР включающая как упрощенные, так и точные модели. В процессе проведения расчета были сформированы и предложены конструктивные решения, направленные на повышение надежности РКО и расширение эксплуатационных характеристик РАР. На предложенные конструктивные решения получены патенты.

Список литературы

1. Brewer H.K. Tire Stress and Deformation from Composite Theory // Tire Science and Technology. TSTCA. 1973. Vol. 1, №.1. P. 47-76.

2. Denost J.P. New design concept for filament - wound pressure vessels with unequal polar openings // AIAA. 1982. №1067. P. l-7

3. Jones R. M. Mechanics of Composite Materials. 2nd edition. Philadelphia: Taylor&Francis, 1999. 519 p.

4. Rotta J. Zur Statik des Luftreifens // Archive of Applied Mechanics (Ingenieur Archiv). January 1949. Vol. 17, №1-2. P. 129-141.

5. Аверко-Антонович Ю.О., Омельченко Р.Я., Охотна Н.А., Эбич Ю.Р. Технология резиновых изделии. М: Химия, 1991. 351 с.

6. Алексеев В.И. Развитие мягкооболочечных конструкций для решения вопросов безопасности мореплавания // Проектирование и расчет конструкций из мягких оболочек. Владивосток: ДВГМА, 1994. С. 34-43.

7. Алексеев С.А. Задачи статики и динамики мягких оболочек // Тр. VI Всесоюзная конференция по теории пластин и оболочек, Баку. М.: Наука, 1966. С. 28-37.

8. Алексеев С.А. К теории мягких оболочек вращения // Расчет пространственных конструкций. М.: Госстройиздат, 1955. Вып. 8. С. 309-322.

9. Алексеев С.А. Основы общей теори мягких оболочек // Расчет пространственных конструкций. М.: Стройиздат, 1967. Вып. 11. С. 31-52.

10. Алексеев С.А. Основы теории мягких осесимметричных оболочек // Расчет пространственных конструкций. М.: Стройиздат, 1965. Вып.10. С. 5-8.

11. Алексеев С.А. Расчет подушечных емкостей // Статика и динамика гибких систем. М.: Наука, 1987. С. 34-43.

12. Алексеев С.А. Об измерении упругих постоянных тонких пленок и тканей // Изв. АН СССР. МТТ, 1968. №5. С. 129-133.

13. Алексеев С.А. Одноосные мягкие оболочки // Изв. АН СССР. МТТ. 1971. №6. С. 89-97.

14. Алексеев С.Н. и др. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1970.-248 с.

15. Андрейкова Л.Н. Изменение механических свойств сверхпрочных арамидных кордных нитей РУСАР-200 под действием нагрузки и температуры/ Л.Н. Андрейкова, Е.С. Аникин, А.В. Онуфриенко, Т.С. Чеснокова, А.А. Горбатюк // Каучук и резина. - 2011. - №2 - С. 28-30.

16. Андрейкова Л.Н. Изменение свойств высокомодульного арамидного корда в процессе пропитывания/ Л.Н. Андрейкова, Е.С. Аникин, С. Я. Ходакова, Т.С. Чеснокова, А.В. Онуфриенко // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2012. - № 1. - С. 28-30.

17. Артемьев П.П., Новокрещенов И.А., Кальварский Л.М. Трюмные мягкие пневмооболочки // Тр. 7-ой Дальневосточной конференции по мягким оболочкам. Владивосток. 1983. С. 54-56.

18. Балабух Л.И., Усюкин В.И. Приближенная теория мягких оболочек вращения // Тр. XIII Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин. Р-н-Д. 1971. С. 230-235.

19. Белкин А.Е. Расчет деформаций в беговой части легковой радиальной шины с учетом межслойных сдвигов в брекере // Изв. вузов. Машиностроение. 1990. №3. С. 6-11.

20. Белкин А.Е. Расчет шин радиальной конструкции как трехслойных ортотропных оболочек вращения // Расчеты на прочность. Вып. 30. М.: Машиностроение, 1989. С. 40-47.

21. Белкин А.Е., Нарская Н.Л. Динамический контакт шины как вязкоупругой оболочки с опорной поверхностью при стационарном качении // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1997. №1. С. 62-73.

22. Белкин А.Е., Уляшкин А.В. Приближенное решение контактной задачи об обжатии шины на плоскую или цилиндрическую опорную поверхность // Изв. вузов. Машиностроение, 1993. №10-12. С. 14-21.

23. Белякова В.В. Вездеходные транспортно-технологические машины // Под общей редакцией В.В. Белякова. Н. Новгород: Изд - во. ТАЛАМ, 2004. 960с.

24. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах - Л.: Судостроение, 1965 - 560 с.

25. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций / В. Л. Бидерман. - М., «Машиностроение», 1977. - 488 с.

26. Бидерман В.Л. Автомобильные шины / В.Л. Бидерман, Р.Л Гуслицер, С.П. Захаров. - Москва: Госхимиздат, 1963. — 384 с.

27. Бидерман В.Л. Вопросы расчета резиновых деталей // Расчеты на прочность. М.: ГНТИ, 1958. Вып. 3. С. 40-87.

28. Бидерман В.Л. Дифференциальные уравнения деформаций резинокордных оболочек вращения // Расчеты на прочность в машиностроении: Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана / Под ред. Г.А. Николаева. М: Маш-гиз, 1958. С. 119-146.

29. Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977. 488 с.

30. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Равновесие резинокордной цилиндрической оболочки // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение.1960.№6. С.115-165

31. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Расчет безмоментных сетчатых оболочек // Труды VI Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластинок. М.: Наука, 1966. С. 948-953.

32. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Уравнение равновесия безмоментной сетчатой оболочки // Инженерн. ж. МТТ. 1966. №1. С. 84-89.

33. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Уравнения равновесия безмоментной сетчатой оболочки // Изв. АН СССР. Механика твердого тела». 1966. №1. С. 81-89.

34. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Энергетический метод расчета резинокордных оболочек вращения // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение. 1959. №6. С. 76-83.

35. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л., Николаев И.К. Расчет равновесной конфигурации резинокордной оболочки вращения на ЭВМ // Каучук и резина. 1966. №5. С. 33-35.

36. Бидерман В.Л., Лихарев К. К., Макушин В.М., Малинин Н. Н., Пономарев С. Д., Феодосьев В.И. Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 2. М: Машгиз, 1958. 884 с.

37. Брызгалин Г.И. К рациональному проектированию анизотропных плоских тел со слабым связующим // Изв. АН СССР, Механика твёрдого тела. 1969. С. 123-131.

38. Бухин Б.Л. Расчет равновесной конфигурации пневматической шины с учетом удлинения нитей корда // Каучук и резина. 1963. №10. С. 35-38.

39. Бухин Б.Л., Гильдман И.М. Симметричная деформация безмоментной сетчатой оболочки вращения // Каучук и резина.1969. №11.С. 36-39.

40. Бухин Б. Л. Введение в механику пневматических шин / Б. Л. Бухин. -М.: Химия, 1988. - 224 с.

41. Васильев В.В., Бунаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов.М.:Машиностроение,1976. 144с.

42. Васильев В.В., Елпатьевский А.Н. Оптимальная форма оболочки вращения, изготовленной из стеклопластика методом непрерывной намотки // Прочность и устойчивость тонкостенных авиационных конструкций. М.: Машиностроение, 1971. С. 220-227.

43. Васильев В.В., Миткевич А.Б., Протасов В.Д. Оптимальное проектирование баллонов давления в форме оболочек вращения, образованных из КМ методом намотки. М.: ВИМИ, 1981. 65с.

44. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.). — М.: Машиностроение, 1981. — Т. 6. Защита от вибрации и ударов /Под ред. К. В. Фролова. 1981, - 456 с.

45. ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация. - Введ. 1987-01-01.— М.: Изд-во стандартов, 1985.— 13 с.

46. ГОСТ 31368.3-2008. Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 3. Косвенный метод определения динамической жесткости упругих опор для поступательной вибрации. - Введ. 2009-30-09.— М.: Стандартинформ, 2009. 33 с.

47. ГОСТ Р 55177-2012 Вибрация. Измерения виброакустических характеристик упругих вставок с жидкостью в лабораторных условиях. Общие принципы измерений. - Введ. 2012-12-01.— М.: Стандартинформ, 2011. 20 с.

48. ГОСТ Р ИСО 10846-5-2010 Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 5. Метод входной частотной характеристики для определения переходной динамической жесткости упругих опор в области низких частот для поступательной вибрации. - Введ. 2011-12-01.— М.: Стандартинформ, 2011. 28 с.

49. Григорьев А. С. Напряженное состояние бозмоментных оболочек при больших деформациях // ПММ. 1957. Т. 21. Вып. 6. С. 827-832.

50. Григорьев А.С. О теории и задачах равновесия оболочек при больших деформациях // Изв. АН СССР. МТТ. 1970. №1. С. 163-168.

51. Григорьев А.С. Равновесие безмоментной оболочки вращения при больших деформациях // ПММ. 1961. Т. 15. Вып. 6. С. 1083-1090.

52. Елисеев C.B. Структурная теория виброзащитных систем -Новосибирск: Наука, 1978. - 220 с.

53. Елпатьевский А.Н., Васильев В.В. Прочность цилиндрических оболочек из армированных материалов. М.: Машиностроение, 1972. 168 с.

54. Зиккел И. Равнопрочные сосуды давления // Ракетная техника и космонавтика. 1962. №6. С. 120-122.

55. Ильинский B.C. Защита аппаратов от динамических воздействий - М.: Энергия, 1970.-246 с.

56. Иориш Ю.И. Виброметрия - М.: Машиностроение, 1963 - 716 с.

57. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах.- Л.: Судпром из, 1961.-356 с.

58. Коловский М.З. Нелинейная теория виброзащитных систем - М.: Наука, 1966. - 317 с.

59. Комков М.А. Равнонапряженная торовая оболочка, изготовленная методом намотки из однонаправленного стеклопластика // Применение пластмасс в машиностроении. 1978. №17. С. 75-83.

60. Корнеев С. А. Расчет резинокордного амортизатора растяжения / С. А. Корнеев [и др.] // Численные методы решения задач теории упругости и пластичности. Матер. XXIV Всерос. конф. (Омск, 2-4 июня 2015 г.) - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2015. - С. 100-105.

61. Корнеев С. А. Расчёт резинокордного патрубка по теории сетчатых оболочек вращения с растяжимыми нитями/ С.А. Корнеев [и др.] // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно- космической и авиационной техники: матер. VII Всерос. науч. конф. ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. - С. 71-76.

62. Корнеев С. А. Учёт влияния растяжимости нитей корда на расчётные параметры резинокордных оболочек / С.А. Корнеев [и др.] // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2012. - № 3. - С. 69-76.

63. Корнеев С. А., Трибельский М. И. Расчетная модель сетчатой оболочки вращения для резинокордного патрубка / С. А. Корнеев, М. И. Трибельский // Омский научный вестник. - 2012. - № 1 (107). -С. 101-109.

64. Корнеев С.А. Расчет резинокордного амортизатора растяжения/ С.А. Корнеев Г.С. Русских, А.В. Онуфриенко, Е.Ю. Глазкова //Материалы XXIV

Всероссийской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности», г. Омск. 02-04 июня 2015 г. - С. 95 - 100.

65. Королев В. И. Упруго-пластические деформаци оболочек. М.: Машиностроение, 1971. 304 с.

66. Королёв В.И. Слоистые анизотропные пластинки и оболочки из армированных пластмасс. М.: Машиностроение, 1965. 272 с.

67. Крикунов В.А. Актуальность разработки пневматических систем вторичного подрессоривания для большегрузных специальных автомобилей и транспортно-технологических комплексов / А.В. Крикунов, А.Б. Черненко // Проблемы современной науки и образования - 2016. - № 32(79). - С. 36-39

68. Кулагин В.Д. О существовании форм сетчатых оболочек вращения, загруженных нормальным давлением и осевыми силами // Сообщения ДВВИМУ по судовым мягким оболочкам, 1972. Вып, 19. С. 52-61.

69. Кулагин В.Д., Крамской Л.М. Расчет замкнутых сетчатых оболочек под постоянным внутренним давлением // Сообщения ЛМО ДВВИМУ, 1971. Вып. 14. С. 60-65.

70. Лепетов В.А. Расчёты и конструирование резиновых изделий Издание 2

71. Лепетов, В.А. Расчёты и конструирование резиновых изделий / В.А. Лепетов, Л.Н. Юрцев. - 3-е изд. - Ленинград: «Химия», 1987. - 408 с.

72. Маркетос И. Оптимальный тороидальный сосуд, работающий под давлением, образуемый волокнами, навитыми вдоль геодезических линий // Ракетная техника и космонавтика, 1963. №8. С. 223-226.

73. Миткевич А.Б., Протасов В.Д. Форма равнопрочного по сдвигу днища баллона давления при негеодезической намотке // Механика композитных материалов. 1988. №2. С. 344-346.

74. Миткевич А.Б., Протасов В.Д., Осинин C.B. Проектирование равнонапряженных оболочек давления из композитных материалов в конечном деформированном состоянии // Механика композитных материалов. 1987. №3. С. 545-547.

75. Миткевич М.А. Исследование вопросов формообразования и нелинейного деформирования торообразных сетчатых оболочек при осесимметричном нагружении: Диссертация... канд. техн. наук. М.: Московский физико-технический институт. 2005. 159 с.

76. Образцов И.Ф., Васильев В.В. Оптимальная структура и прочность слоистых композитов при плоском напряжённом состоянии // Разрушение композитных материалов: Труды Первого Советско-американского симпозиума. Рига, 1979. С. 142-148.

77. Образцов И.Ф., Васильев В.В., Бунаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1977. 144 с.

78. Оден Д. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976. 464 с.

79. Одинцов О.А. Разработка метода решения нелинейных контактных задач стационарного качения автомобильной шины: Диссертация. канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008. 162 с.

80. Онуфриенко А. В. Дополнительная составляющая осевого усилия патрубка с резинокордной оболочкой/ А.В. Онуфриенко, Е.С. Аникин, А.В. Зубарев, В.А. Щепетков // Динамика систем, механизмов и машин. - 2014. - № 1. - С. 131-135.

81. Онуфриенко А. В. Использование цилиндрического резинокордного патрубка в качестве резинокордного амортизатора растяжения/ Г.С. Русских, // Материалы 6-й международной научно-технической конференции. «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», Омск, 25-30 апреля 2016 г. - С. 73-74.

82. Онуфриенко А. В. Определение возможности и эффективности применения рукавного амортизатора растяжения типа РАР в качестве виброизолятора / А.В. Онуфриенко, Е.С. Аникин, А.А. Горбатюк // Сборник докладов V Всероссийской научно-практической конференции с

международным участием «Защита от повышенного шума и вибрации», Санкт-Петербург, 18-20 марта 2015 г. - С. 283-293

83. Онуфриенко А. В. Расчет резинокордного амортизатора растяжения/ Г.С. Русских, А.В. Онуфриенко, Е.Ю. Глазкова // Омский научный вестник. -2015. - №3 (143), С.90-94.

84. Паспорт «Грохот инерционный ГИСЛ62ВЧ» ГИСЛ62УП2-00.00.000ПС, Красноярск.

85. Пат. 1177142 США. Pneumatic-cushion structure / Herbert F Rudd Опубл. 28.03.1916.

86. Пат. 1758309 СССР Пневматический упругий элемент подушечного типа / Б.Ф. Погорелый и др. // Бюл. — 1992. — № 32.

87. Пат. 2056106 США. Pneumatic spring/ John W Kuhn Опубл. 29.09.1936.

88. Пат. 2327076 Российская Федерация, МПК F 16 L 11/08, F 16 L 33/22. Гибкий армированный рукав / Аникин Е.С., Онуфриенко А. В.; заявитель и ФГУП «НПП «Прогресс». - № 2006143508/06; заявл. 07.12.2006; опубл. 20.06.2008, Бюл. № 17.

89. Пат. 2338951 Российская Федерация, МПК F 16 L 11/08. Гибкий армированный рукав / Аникин Е.С., Онуфриенко А. В., Баранов В.А.; заявитель и ФГУП «НПП «Прогресс». - № 2007116501/06; заявл. 02.05.2007; опубл. 20.11.2008, Бюл. № 32.

90. Пат. 2384768 РФ Резинокордная оболочка / Е.С. Аникин и др. // Бюл. — 2009. — № 33.

91. Пат. 2534260 Российская Федерация, МПК F 16 L 33/22. Устройство крепления арматуры оболочек вращения/ Аникин Е.С., Зубарев А.В., Онуфриенко А. В., Клименьтев Е.В. Звонов А.О.; заявитель и ФГУП «НПП «Прогресс». - № 2013146270/06; заявл. 16.10.2013; опубл. 27.11.2014, Бюл. № 33.

92. Пат. 2603023 РФ Установка вибрационная для приготовления кормов / А.Ю. Марченко, Г.В. Серга // Бюл. — 2016. — № 32.

93. Пат. 2790650 США. Pneumatic load-responsive spring suspension for vehicles/ Antonio Boschi Опубл. 06.02.1956.

94. Пат. 2999681 США. Spring bellows for air spring systems/ Muller Josef Friedrich H Van Winsen Alfred G Zimmer Опубл. 12.09.1961.

95. Пат. 3169756 США. Pneumatic cushion/ Russell B Miller Опубл. 16.02.1965

96. Пат. 3294188США. Shock absorbing means for air cushion vehicles/ Derek J Hardy Опубл. 27.12.1966

97. Пиновский В.Л. Опрееление распорности резинокордныхнапорных рукавов с учетом влияния релаксационных процессов в резине / М.Л. Пиновский, В.Г. Цысс // М. Изд-во Каучук и резина 1994. № 1. С. 30 - 35

98. Пиновский, М.Л. Пневматические упругие элементы с резинокордными оболочками. Расчёт, конструирование, изготовление и эксплуатация / М.Л. Пиновский, Г.А. Колоколов. - Москва: ЦНИИТЭнефтехим, 1977. - 132 с.

99. Погорелов, А. В. Дифференциальная геометрия / А. В. Погорелов. М. : Наука, 1974. 176 с.

100. Попков В. И., Попков С. В. Колебания механизмов и конструкций. - СПб., «Сударыня», 2009. - 490 с.

101. Равкин Г.О. Пневматическая подвеска автомобиля. М., Машиздат, 1962 г., с.54

102. Ривлин Р., Пипкин А. Проектирование сосудов высокого давления, усиленных нерастяжимыми нитями // Труды американского общества инженеров-механиков. Серия ЕП прикладная механика.1963. №1. С. 123-129.

103. Росато Д.В., Граве К.С. Намотка стеклонитью. М.: Машиностроение, 1969. 310 с.

104. Сорокин Ф.Д. Расчеты сетчатых оболочек при больших перемещениях: Диссертация... канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1990. 159 с.

105. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2/Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А. Б. Геллера и др.—М.: Машиностроение, 1988.

- 584 е.: ил.

106. Суровцев Ю.А. Амортизация радиоэлектронной аппаратуры - М.: Сов. радио, 1974,- 176 с.

107. Ткань кордная капроновая. Технические условия. ГОСТ 24221 -94..

- Минск: Межгосударственный совет по стандартизации метрологии и сертификации, 1996. 16 с.

108. Трибельский М. И. Экспериментально-расчетное исследование резинокордного патрубка-задвижки. Автореф дис... канд. техн. наук: 01.02.06.

- Омск., 2013.

109. Трибельский М. И. Экспериментально-расчетное исследование резинокордного патрубка-задвижки. Дис. канд. техн. наук: 01.02.06. - Омск, 2013. - 164 с.

110. Трибельский, И. А. Расчётно-экспериментальные методы проектирования сложных резинокордных конструкций / И. А. Трибельский и др. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. 240 с.

111. Усюкин В.И. Деформация мембранных торовых оболочек // Тр. VI Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин (Баку 1966.) М.: Наука, 1966. С. 766-771.

112. Усюкин В.И. Об уравнениях теории больших деформаций мягких оболочек // Изв. АН СССР. МТТ. 1976. №1. С. 70-75.

113. Усюкин В.И. Расчет мембранных оболочек при малом параметре нагрузки методом прогонки // Труды VII Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластинок, Днепропетровск. М.:Наука, 1979. С. 582-587.

114. Усюкин В.И., Численный анализ мягких оболочек вращения с произвольной геометрией меридиана при несимметричной деформации // Тр. IX Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин (Ленинград 1973.). Л.: Судостроение, 1975. С. 92-93.

115. Усюкин В.И. Техническая теория мягких оболочек и ее применение для расчета пневматических конструкций // Пневматические строительные конструкции. М.: Стройиздат, 1983. С. 299-333.

116. Усюкин В.И., Терещенко В.А., Борсов Р.Г. Разностные методы решения двумерных задач статики мягких оболочек. Расчет пространственных конструкций. М.:Стройиздат, 1979. Вып. XVII. С. 69-84.

117. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем - М.: Машиностроение, 1980. - 276 с.

118. Фурунжиев Р.И. Проектирование оптимальных виброзащитных систем Минск: Высшая школа, 1971 - 286 с.

119. Цысс В.Г. Жесткостные характеристики резинокордных упругих элементов рукавного типа / В.Г. Цысс, М.Л. Пиновский // Каучук и резина - М. Изд-во Каучук и резина 1995. № 6. С. 39 - 43

120. Чан Ки Ан Равновесная конфигурация сетчатой оболочки с несимметричной укладкой нитей по геодезическим линиям // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2011. №12. С. 23-26

121. Чан Ки Ан Разработка методов расчета безмоментных сетчатых оболочек вращения с несимметрично уложенными нитями. Автореф дис... канд. техн. наук: 01.02.04. - Москва, 2015.

122. Чан Ки Ан Разработка методов расчета безмоментных сетчатых оболочек вращения с несимметрично уложенными нитями. Дис. канд. техн. наук: 01.02.04. - Москва, 2015. - 146 с.

123. Черных К.Ф, Шамина В.А. Расчет торообразных оболочек // Сб. "Исследования по упругости и пластичности". ЛГУ, 1963. №2. С. 63-69.

Приложение 1. Расчет эксплуатационных параметров РАР на основе РКО

Расчет эксплуатационных параметров РАР на основе РКО на основе упрощенной модели напряженно-деформированного состояния рукавного амортизатора растяжения Исходные данные:

Начальный угол наклона нити корда к образующей оболочки degs=52; % Углы [градусы]

alfa0=deg2rad(degs); % Перерасчет углов в [радианы] Начальная длина оболочки

H0=0.85; % Длина рабочей части РКО в [м]

Шаг нитей

t=0.00128; % [м]

Плотность нитей i0=1/t;

Количество слоев корда n1=2;

Диаметр необрезинненой нити корда dn=0.00098; % [м]

Ход оболочки

x=[0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05]; % [м]

Начальный радиус оболочки r0=0.05; % [м]

Начальная толщина резинокордного слоя h00=0.002; % [м]

Начальная толщина герметиизирующего слоя h10=0.005; % [м]

Начальная толщина покрывного слоя h20=0.005; % [м]

Начальное давление в полости p0=13*101325; % [Па]

Давление окружающей среды pa=101325; % [Па]

Показатель политропы n=1.4;

Модуль упругости резины резинокордного слоя G0=10*10A6; % [Па]

Модуль упругости резины герметезирующего слоя G1=10*10A6; % [Па]

Модуль упругости резины покровного слоя G2=10*10A6; % [Па]

Усилие нити на разрыв

Np=735; % [Н]

Ускорение свободного падения g=9.8; % [м/сЛ2]

Расчетные значения Расчет \р\

Delta0=0.5*h00+h10; gamma=pa./p0;

v=(pi.*r0.A2*H0)./(pi.*r0.A2*H0-2*pi.*r0*H0*Delta0);

b=(cos(alfa0)).A2;

y=1+x./H0;

ksi1=((3.*b.*y.A2-1)./(3.*b-1)).*((1+gamma).*(1./(1-v+v.*y.*((y.A2).*b-1)./(b-1))).An-gamma)j

Расчет \pl