Параметров воздействия

и углов, макро- и микроотклонений формы); кинематических (скоростей, ускорений, частот, параметров вибрационных процессов); силовых и энергетических (усилий, давлений, мощностей); тепловых (температур и теплофизи-ческих констант); технологических (параметров обрабатываемости резанием). \

1. Расчет параметров вибрационных машин............. 152

4. Выбор параметров вибрационных устройств и расчет электромагнитов, предназначенных для возбуждения вибрации ..... 264

3. Расчет параметров вибрационных и ударно-вибрационных машин 331 Список литературы........................... 335

4. Расчет и выбор параметров вибрационных формовочных машин 382 Список литературы........................... 384

Принципы действия, конструктивные схемы, диапазоны параметров, рекомендации по выбору принципиальных схем и установлению основных параметров вибрационных машин, а также вопросы автоматизации ударно-вибрационных и резонансных машин рассмотрены в четвертой части

1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН

Задачи расчета параметров вибрационных машин довольно разнообразны. Большая часть их специфична: она определена особенностями технологического процесса, выполняемого машиной, видом используемого вибропривода, конструктивными особенностями машины. Некоторые из этих задач представлены в последующих главах о вибровозбудителях различного принципа действия и вибрационных машинах разного назначения. Другая значительная часть задач, требующих рассмотрения вибрационной машины как колеблющейся системы, может быть решена путем непосредственного использования методик расчета и формул, приведенных в томах

4. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ И УДАРНО-ВИБРАЦИОННЫХ

Ниже приведена инженерная методика расчета параметров вибрационных и ударно-вибрационных машин для погружения, которая находится в соответствии с результатами теоретического исследования процесса погружения свай при чисто-пластическом механизме сопротивления грунта и содержит необходимые коррективы по упругим характеристикам грунта. Влияние упругости грунта учитывается в методике расчета параметров вибрационных и ударно-вибрационных погружа-телей при определении минимальных перемещений погружаемого элемента за цикл.

Комплексная система эксплуатационного контроля оборудования складывается из проверок фактического состояния металла, контроля технологии изготовления, монтажа, ремонта, параметров воздействия разных факторов в процессе эксплуатации, предполагает высочайший уровень контроля качества монтажных и сварочных работ.

Систематические исследования в области усталостного разрушения образцов позволили разработать стандарты на проведение испытаний материалов. Цель этих стандартов очевидна — унифицировать получаемые результаты оценки свойства материала сопротивляться росту усталостных трещин. Но в условиях эксплуатации эти свойства не могут быть реализованы. Этот тезис может показаться спорным и звучит несколько парадоксально, если иметь в виду огромное количество воздушных судов, обеспечивающих безопасные перевозки пассажиров. Однако возникающие усталостные трещины в условиях эксплуатации распространяются при одновременном отличии от тестовых условий, оговоренных стандартом, по геометрии элемента конструкции (толщина и ширина), состоянию (состав) окружающей среды, частоте нагружения, температуре, направлению и количеству действующих сил, наконец, не известны эффекты взаимного влияния на рост трещин одновременно изменяющихся нескольких параметров воздействия на материал.

при возникновении усталостного разрушения необходимо сопоставить результаты расчета напряженности конструкции, осуществленные применительно к моделируемым условиям нормальной эксплуатации. При анализе процесса разрушения с реализованной напряженностью должна быть установлена напряженность конструкции и длительность процесса роста трещины для неизвестных условий нагружения с одновременной оценкой влияния неизвестных, хотя и предполагаемых параметров воздействия. В этом случае восстанавливаемая последовательность развития разрушения из анализа излома может опираться на те же критерии, что используются при моделировании трещин, поскольку расчетом могли быть не учтены факторы, ускоряющие процесс усталостного разрушения в эксплуатационных условиях. Однако сами условия нагружения могли не соответствовать расчетному режиму, что необходимо установить из анализа процесса разрушения. Вполне естественно в такой неоднозначной ситуации разрушения использовать в качестве свойства материала сопротивляться росту трещин не величину того или иного параметра, а последовательность протекания процессов, присущих материалу под циклической нагрузкой независимо от условий внешнего воздействия.

При соблюдении условий подобия в изменении температурно-скоростных условий нагруже-ния материала зависимости объема пластической деформации от жесткости напряженного состояния смещаются эквидистантно (подобное самим себе — (Д,); переменно) с сохранением неизменной величины показателя степени и0. Это означает, что могут быть введены представления о тестовом (стандартный) опыте, в котором определяются вид зависимости (1.4) и коэффициент пропорциональности (Av)0. На основании зависимости (1.4) влияние на напряженное состояние материала параметров внешнего воздействия, а следовательно, на объем пластически деформируемого материала может быть оценено через безразмерный коэффициент, являющийся коэффициентом (функционал) или константой подобия при варьировании одного из внешних параметров воздействия. В общем случае многопараметрического воздействия, отличающегося от тестовых условий, величина (Лу), может быть представлена в виде функции от варьируемых одновременно нескольких параметров

пространения усталостной трещины при такой неопределенности представляет собой независимую оценку последовательности реализованных механизмов разрушения материала в данном элементе конструкции при любых неизвестных условиях внешнего воздействия. Имеется реализованная последовательность механизмов роста трещины, и на ее основе необходимо сделать переход к возможным вариантам вида, числа или количества параметров внешнего воздействия, а также требуется оценка величин параметров воздействия для выделения из их совокупности доминирующего параметра, который сыграл решающую роль в развитии усталостной трещины. В такой постановке проблемы получения информации из анализа излома элемента конструкции для качественной и количественной оценки процесса распространения усталостной трещины решается сразу несколько задач, позволяющих оценить:

Применительно к решению обратной задачи анализа поверхностей разрушения-изломов, с целью восстановления величин и числа параметров воздействия при анализе уже реализованного процесса роста трещины рассматриваемые диаграммы (карты) иллюстрируют представление об эквивалентности реализуемых процессов разрушения в широком диапазоне сочетания условий внешнего воздействия на материал. Все возможные варианты разрушения по телу или по границам зерен на предложенных картах функционально связаны с относительной температурой Т'/ Тт, относительным напряжением а / Е и скоростью приложения нагрузки или скоростью деформации, где Тпл — температура плавления материала. Существование значительных по размеру областей с неизменным видом разрушения, в которых все три параметра

Диаграммы наиболее приближены к оценке поведения материала в предполагаемых условиях нагружения (сочетание параметров воздействия). Вместе с тем, как было указано выше, в качестве параметра, влияющего на процесс разрушения, необходимо рассматривать жесткость напряженного состояния (одно-, двух- или трехосно), используя эквивалентное напряжение, или условия раскрытия берегов трещины, включающие в себя информацию о многоосном внешнем воздействии при ведущей роли одного из видов раскрытия берегов трещины. Только за счет многоосного воздействия можно существенно изменить границы

Диаграммы Эшби показывают наличие областей, определяемых интервалами изменения тех или иных параметров внешнего воздействия, в которых излом имеет неизменную и однородную структуру, — процесс разрушения материала в этих областях является автомодельным и самоподобным. Один и тот же рельеф излома, как было указано выше, может быть реализован при широкой вариации величин, одновременно воздействующих на материал факторов. Следовательно, анализируя рельеф излома, нельзя по его параметрам дать оценку того или иного фактора воздействия по уровню или величине — разное сочетание параметров воздействия приводит к реализации подобного механизма разрушения. В связи с этим рассматриваемый металл представляется как некоторая открытая система, которая в процессе распространения в ней трещины осуществляет непрерывный обмен энергией с окружающей средой, при этом происходит тот или иной механизм разрушения, присущий данному материалу при многопараметрическом внешнем воздействии.

Указанный принцип означает, что в процессе эволюции состояния материала последовательно реализуемые механизмы распространения трещины характеризуют его свойство сопротивляться внешней нагрузке. Один и тот же механизм развития трещины может действовать при разной комбинации параметров воздействия и уровне их величин. Условия внешнего нагружения не меняют свойств материала, а позволяют ему реализовать либо всю последовательность возможных механизмов разрушения, присущих данному материалу, или препятствуют этому, что приводит к действию лишь часть из возможных механизмов разрушения.

Все сказанное выше позволяет ввести представление об эквивалентном размере зоны пластической деформации, который определяется для разных условий нагружения через эквивалентный уровень предела текучести материала, представленный во второй главе книги соотношением (2.22). Будем рассматривать возможную совокупность параметров воздействия на материал относительно их фиксированных величин Х0 в условиях тестового опыта. Тогда можно записать общее выражение для размера зоны пластической деформации для любого фиксированного значения КИН в виде

Распространение усталостных трещин реализуется одновременно во всех зонах вдоль ее фронта, которые в средней части фронта и у его границ наиболее принципиально отличны друг от друга по напряженному состоянию материала, как это было показано в главе 3. Влияние внешних параметров воздействия на рост трещин по этой причине различается в этих зонах разрушаемого материала. Одна из зон прилегает к поверхности, где разрушение материала происходит в условиях сочетания продольного сдвига и отрыва (III + I), а другая находится в срединной части материала, где при разрушении доминирует нормальное раскрытие берегов трещины.