Разработка компьютерных моделей и программ для расчета и прогнозирования механических состояний трибофатической системы противорежущий брус/нож/прижим/основание/болты режущего барабана в динамической постановке : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / руководитель работы М. А. Журавков

Abstract

Объектом исследования является многоэлементная трибофатическая система противорежущий брус/нож/прижим/основание/болты, являющаяся одним из наиболее ответственных узлов режущего барабана комбайна КВК 800 производства ПО «ГОМСЕЛЬМАШ». В данной системе реализуется как динамическое ударное контактное взаимодействие с трением между ее различными элементами, так и динамический неконтактный изгиб ножа. Цель работы – разработка механико-математических моделей, позволяющих описать динамическое напряженно-деформированное состояние, состояние повреждаемости и контактное взаимодействие упругих и вязкоупругих элементов системы противорежущий брус/нож/прижим/основание/болты. Основными методами исследований являются: методы трибофатики, механики деформируемого твердого тела, а также вычислительные методы. В результате проведенной работы сформулирована постановка динамической контактной задачи для системы противорежущий брус/нож/прижим/основание/болты. Построена система разрешающих уравнений, описывающая взаимодействие и механические состояния элементов данной многоэлементной трибофатической системы. На основе методов граничных и конечных элементов разработаны методики расчета напряженно- деформированного состояния в областях динамического контакта системы. Разработана методика расчета состояний повреждаемости высокопрочного чугуна с шаровидным графитом марки ВЧТГ в условиях динамического нагружения. Данная методика основана на модели деформированного твердого тела с опасным объемом. Создано семь программ для гранично-элементного и конечно-элементного моделирования напряженно-деформированного состояния и состояния объемной повреждаемости, использованные при решении ряда модельных задач и анализе системы брус/нож/прижим/основание/болты режущего барабана/зеленая масса. Проведено компьютерное моделирование данной системы при ее ударном нагружении в условиях резания зеленой массы с учетом волновых эффектов. Сделан сравнительный анализ плоского и трехмерного напряженного состояния элементов системы, а также состояния их объемной повреждаемости в условиях ударного нагружения при резании ножом зеленой массы. Проанализирован ряд важнейших факторов, влияющих на работоспособность системы: материалы ножа и бруса, ширина зазора между ними, предельные напряжения, различные моменты времени в процессе нагружения.