Details

Parent Category: Геотехнічна механіка, 2018

Напружено-деформований стан гумових та гумовокордних віброізоляторів в умовах температурного та нелінійного деформування

Клименко М.І., Гребенюк С.М., Богуславська А.М., Гаценко А.В.

Автори:

Клименко М.І., канд. фізико-математичних наук, доцент (ЗНУ)

Гребенюк С.М., доктор технічних наук, завідувач кафедри (ЗНУ)

Богуславська А.М., аспірант (ЗНУ)

Гаценко А.В., аспірант (ЗНУ)

УДК 539.3

Мова: Українська

Анотація.

Визначено напружено-деформований стан різних конструктивних модифікацій віброізоляторів при осьовому статичному навантаженні і температурному впливі. Розглядаються два типи віброізоляторів – суцільний гумовий і гумокордний з композитною вставкою. Гума й матеріали на її основі мають ряд специфічних характеристик, через які класичні методи не можуть застосовуватися до їх розрахунку. Підходи до визначення напружено-деформованого стану засновані на модифікації методу скінченних елементів – моментною схемою кінцевого елемента, яка полягає в потрійній апроксимації полів переміщень, компонентів тензора деформацій і функції зміни об’єму. Ця модифікація дозволяє враховувати слабку стисливість гуми. Для гумокордного віброізолятора вирішені дві задачі. У першій – враховується геометрична нелінійність гумокорда при деформації. Система дозвільних рівнянь виходить на основі варіаційного принципу з використанням тензора нелінійних деформацій. Це завдання можна вирішити за допомогою ітераційного процесу з використанням методу Ньютона-Канторовича. У другій задачі напружений стан визначається з урахуванням реологічних характеристик гуми. Для опису механічної поведінки матеріалу використовується спадкова теорія Больцмана-Вольтерра з різницевим ядром Работнова. Вирішення цього завдання зводиться до ітераційного розв’язання системи рівнянь методом Ньютона-Канторовича. Завдання лінійної пружності та термопружності були вирішені при визначенні напружено-деформованого стану віброізолятора з композитною вставкою. При цьому глобальна матриця жорсткості формується для гумових і гумокордних матеріалів окремо через відмінності пружних постійних. У разі спільного впливу силового навантаження і температури компоненти тензора напружень визначаються з використанням закону термопружності Дюамеля-Неймана. Застосування варіаційного принципу зводить цю задачу до вирішення системи лінійних алгебраїчних рівнянь з правою частиною, що моделює вплив температури. Проаналізовано вплив силових і температурних факторів і зазначених характеристик на параметри деформування віброізолятора.

Ключові слова:

напружено-деформований стан, віброізолятор, гума, нелінійність, в’язкопружність, термопружність, метод кінцевих елементів.

Список літератури:

1. Лавендел, Э.Э. Расчет резинотехнических изделий / Э.Э. Лавендел. – М.: Машиностроение, 1976. – 232 с.

2. Дымников, С.И. Расчет резино-технических деталей при средних деформациях / С.И. Дымников // Механика полимеров. – 1968. – № 2. – С. 271-275.

3. Булат, А.Ф. Вибросейсмозащита машин и сооружений с помощью резиновых блоков / А.Ф. Булат, В.И. Дырда, Ю.И. Немчинов, Н.И. Лисица, Н.Н. Лисица, Н.В. Тымко // Геотехническая механика. – 2010. – Вып. 85. – С. 128-132.

4. Дырда, В.И. Применение b-метода для расчета резинометаллических вибросейсмоблоков / В.И. Дырда, Т.Е. Твердохлеб, Н.И. Лисица, Н.Н. Лисица // Геотехническая механика. – 2010. – Вып. 86. – С. 144-158.

5. Сухова, Н.А. К расчету резиновых амортизаторов, работающих на сжатие / Н.А. Сухова, В.Л. Бидерман // Расчеты на прочность. – 1962. – № 8. – С. 200-211.

6. Бидерман, В.Л. Расчет цилиндрических и прямоугольных длинных резиновых амортизаторов сжатия / В.Л. Бидерман, Н.А. Сухова // Расчеты на прочность. – 1968. – № 13. – С. 55-72.

7. Дырда, В.И. Аналитические и численные методы расчета резиновых деталей / В.И. Дырда, С.Н. Гребенюк, С.И. Гоменюк. – Днепропетровск-Запорожье: Запорожский национальный университет, 2012. – 370 с.

8. Киричевский, В.В. Метод конечных элементов в вычислительном комплексе «МIРЕЛА+» / В.В. Киричевский, Б.М. Дохняк, Ю.Г. Козуб, С.И. Гоменюк, Р.В. Киричевский, С.Н. Гребенюк. – К.: Наук. думка, 2005. – 416 с.

Про авторів

Клименко Михайло Іванович, кандидат фізико-математичних наук, доцент, кафедри фундаментальної математики Запорізького національного університету (ЗНУ), Запоріжжя, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. .

Гребенюк Сергій Миколайович, доктор технічних наук, завідувач кафедри фундаментальної математики Запорізького національного університету (ЗНУ), Запоріжжя, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. .

Богуславська Алла Михайлівна, аспірант Запорізького національного університету (ЗНУ), Запоріжжя, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. .

Гаценко Анастасія Вадимівна, аспірант Запорізького національного університету (ЗНУ), Запоріжжя, Україна, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. .