DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0775.2019.7.19

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ КОНТАКТНОЇ ВЗАЄМОДІЇ КУЛЬКОВОГО ПОРШНЯ РАДІАЛЬНОЇ ГІДРОПЕРЕДАЧІ З ПРОФІЛЬОВАНОЮ БІГОВОЮ ДОРІЖКОЮ

Mykola Tkachuk, Andrey Grabovskiy, Mykola Tkachuk, Oleksandr Khlan, Mariia Saverska, Ganna Tkachuk

Анотація


Експериментальні дослідження взаємодії кулькового поршня радіальної гідропередачі із біговою доріжкою здійснювалися з використанням методу контактних відбитків, орієнтованого на технологію із застосуванням чутливих до контактного тиску плівок. Результати дослідження контактної взаємодії кулькового поршня радіальної гідрооб'ємної передачі із її статорним кільцем (із біговою доріжкою складного поперечного профілю) однозначно свідчать про справедливість чисельно визначених тенденцій зміни картини розподілу контактного тиску при варіюванні форми бігової доріжки та властивостей проміжного шару. При цьому прослідковується збіжність як форми областей контакту та розподілів контактного тиску, так і характеру їх збурення при зміні тих чи інших чинників. При зміні радіуса поперечного перерізу бігової доріжки від значення, меншого за радіус поршня, до більшого відбувається поступовий перехід від двох краплевидних контактних плям до однієї гантелевидної, а надалі – до еліпсовидної. Контактний тиск при цьому змінює свій розподіл, знижуючи максимум на периферії та поступово змінюючи розташування  максимуму на центральне. При цьому у геометричному центрі можливого контакту спочатку (зі зростанням критичної сили) контактний тиск  нульовий, потім  зростає, набуваючи локального мінімуму, а врешті – глобального максимуму (за певних параметрів геометричної форми та рівня навантаження).


Ключові слова


напружено-деформований стан, контактна взаємодія, кінематично генерована поверхня, радіальна гідропередача, контактний тиск

Повний текст:

PDF

Посилання


Johnson, K. L. Contact Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press, 1987. 464 р.

Hertz H. Über die Berührung fester elastischer Körper. J. Reine Angew. Math. 1881. Vol. 92. Р. 156–171.

Signorini A. Sopra akune questioni di elastostatica // Atti della Societa Italiana per il Progresso delle Scienze. 1933. Р. 513–533.

Горячева И. Г. Контакт упругих тел в условиях трения качения при наличии промежуточного слоя // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения, 2016. № 4 (64). С. 24-28.

Панасюк В.В., Теплий М.Й. Деякі контактні задачі теорії пружності. Київ: Наукова думка, 1975. 196 с.

Подгорный А.Н., Гонтаровский П.П., Киркач Б.Н. Задачи контактного взаимодействия элементов конструкций / ред. В.Л. Рвачев. Киев: Наукова думка, 1989. 229 с.

Развитие теории контактных задач в СССР / Под ред. Л. А. Галина. Москва: Наука, 1976. 493 с.

Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. Москва, Ленинград: Гостех–издат, 1949. 272 с.

Gladwell G.M.L. Contact problems in the classical theory of elasticity. Alphen an den Rijn: Sijthog and Noordhoff. 1980. 717 р.

Угрімов С., Шупіков О. Динамічна контактна задача для двох смуг // Машинознавство. 2003. № 4. С. 13–17.

Пожарский Д. А. Пространственные контактные задачи для упругих тел сложной геометрии // Механика контактных взаимодействий. Москва: Физматлит, 2001. С. 181–198.

Гузь А.Н., Зозуля В.В. Упругие динамические односторонние контактные задачи для тел с трещинами // Прикладная механика. 2002. №8. С. 3–45.

Рвачев В.Л., Проценко B.C. Контактные задачи теории упругости для неклассических областей. Киев: Наукова думка, 1977. 235 с.

Александров В.М. Асимптотические методы в контактных задачах теории упругости // Прикладная математика и механика. 1968. Т. 32, вып. 4. С. 672–683.

Стеклов В.А. О равновесии упругих тел вращения // Сообщения Харьк. мат. об-ва. Сер. 2. 1982. Т. 3. №4–5. С. 172–251.

Уфлянд Я.С. Метод парных уравнений в задачах математической физики. Ленинград: Наука, 1977. 220 с.

Zienkiewicz, O. C., Taylor R. L., Zhu J. Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. 7th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann. 2013. 756 p.

Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. Москва: Мир, 1987. 328 с.

Signorini A. Questioni di elasticitanon linearizzata о semilinearizzat e semilinearizzata // Rendiconti di Matematica e delle sue Applicazioni. 1959. T. 18. № 1–2. P. 95–139.

Дюво Г., Лионс Ж.–Л. Неравенства в механике и физике. Москва: Наука, 1980. 383 с.

Kikuchi N., Oden J.T. Contact Problems in Elasticity: A study of variational inequalities and finite element methods // SIAM Studies in Applied and Numerical Mathematics, Philadelphia. 1986. Vol. 8. Р. 156–161.

Кравчук А.С. К задаче Герца для линейно– и нелинейно–упругих тел конечных размеров // Прикладная математика и механика. 1977. Том 41. С. 329–337.

Львов Г.И. Вариационная постановка контактной задачи для линейно упругих и физически нелинейных пологих оболочек / // Прикладная математика и механика. 1982. Т. 46, вып. 5. С. 841–846.

Kalker J.J. Variational principles of contact elastostatics. J. Inst. Math. and Appl. 1977. Vol. 20.. 199–221.

Wriggers P. Computational Contact Mechanics / P. Wriggers.– Berlin-Heidelberg: Springer–Verlag, 2006. – 518 p.

Simo J.C., Wriggers P., Taylor R.L. A perturbed Lagrangian formulation for the finite element solution of contact problems // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1985. Vol. 50. P. 163–180.

Wohlmuth B.I. A mortar finite element method using dual spaces for the lagrange multiplier // SIAM Journal of Numerical Analysis. 2000. Vol. 38. P. 989–1012.

Fischer K.A., Wriggers P. Mortar based frictional contact formulation for higher order interpolations using the moving friction cone // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2006. Р. 641–656.

Аргатов И.И., Дмитриев Н.Н. Основы теории упругого дискретного контакта. Санкт-Петербург: Политехника, 2003. 233 с.

Tkachuk M. A Numerical Method for Axisymmetric Adhesive Contact Based on Kalker’s Variational Principle // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. No 3/7(93). P. 34–41.

Tkachuk M.M., Skripchenko N., Tkachuk M.A., Grabovskiy A. Numerical Methods for Contact Analysis of Complex-Shaped Bodies with Account for Non-Linear Interface Layers // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. No 5/7(95). P. 22–31.

Скрипченко Н.Б. Контактное взаимодействие сложнопрофильных деталей машиностроительных конструкций с учетом локальной податливости поверхностного слоя: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.02.09 – Динаміка та міцність машин . Харьков, 2016. 20 с.

Ткачук М.М. Аналіз контактної взаємодії складнопрофільних елементів машинобудівних конструкцій з кінематично спряженими поверхнями. Дис. кандидата технічних наук: 05.02.09. Харків, 2011. 203 с.

Ткачук Н.Н., Скрипченко Н.Б., Ткачук Н.А., Мухин Д.С. Анализ контактного взаимодействия гладких и шероховатых тел методом граничных элементов // Вісник НТУ «ХПІ». Харків, НТУ «ХПІ». 2013. № 41. С. 133–142.

Ткачук Н.Н., Мовшович И.Я., Ткачук Н.А., Скрипченко Н.Б., Литвиненко А.В. Анализ контактного взаимодействия гладких и шероховатых тел методом граничных элементов: модели и разрешающие соотношения. 1. Постановка задачи. 2. Кинематическая модель контакта гладких тел // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. Москва, ООО «Тисо Принт». 2014. № 3. С. 3–10.

Ткачук Н.Н. , Мовшович И.Я., Ткачук Н.А., Скрипченко Н.Б., Литвиненко А.В. Анализ контактного взаимодействия гладких и шероховатых тел методом граничных элементов: модели и разрешающие соотношения. 3. Прямой и вариационный методы решения задачи негерцевского нормального контакта гладких тел. 4. Модель контакта шероховатых тел // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. Москва, ООО «Тисо Принт». 2014. № 4. С. 3–8.

Ткачук Н.Н., Скрипченко Н.Б., Ткачук Н.А. Контакт сложнопрофильных тел: связанная задача анализа напряженно-деформированного состояния и геометрического синтеза // Вісник НТУ «ХПІ». Харків, НТУ «ХПІ». 2014 №14 (1057). С. 155–169.

Ткачук Н.Н., Львов Г.И., Грабовский А.В., Скрипченко Н.Б. Контактное взаимодействие элементов машин с нелинейно упругим промежуточным слоем // Вісник НТУ «ХПІ». Харків, НТУ «ХПІ». 2018. № 33 (1309). С. 43–63.

Dal H., Kaliske M. A micro-continuum-mechanical material model for failure of rubberlike materials: Application to ageing-induced fracturing. // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2009. No. 57(8). Р. 1340–1356.


Пристатейна бібліографія ГОСТ






ISSN 2079-0775. Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ».