DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0775.2019.1.09

РОЗРАХУНКОВО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ КОНТАКТНОЇ ВЗАЄМОДІЇ ЕЛЕМЕНТІВ УНІВЕРСАЛЬНО-ЗБІРНИХ ПРИСТОСУВАНЬ

Mykola Tkachuk, Andrey Grabovskiy, Maryna Bondarenko, Mariia Saverska, Mykola Tkachuk, Dmytro Teslia

Анотація


У виробництві широке застосування мають універсальні збірні пристосування. Ці пристосування визначають продуктивність та якість технологічних операцій на металорізальних верстатах. Для забезпечення міцності та жорсткості таких пристосувань здійснені чисельні та експериментальні дослідження складань із комплекту універсальних збірних пристосувань. Для моделювання мікромеханічних властивостей шару шорсткості між контактними елементами розміщені пружні прокладки. У ході досліджень установлені закономірності деформування пристосувань з урахуванням контактної взаємодії із базовими плитами. Для визначення розподілу контактного тиску застосовано чутливі до тиску плівки. Визначено умови, за яких здійснюється зміна умов деформування збірних пристосувань. Також визначено умови сполучення елементів пристосувань із базовою плитою.


Ключові слова


розрахунково-експериментальне дослідження; контактна взаємодія; універсальні збірні пристосування; контактний тиск; напружено-деформований стан

Повний текст:

PDF

Посилання


Artemov I. V., Barchan E. N., Glinin G. P., , Peklich M. M., Romenskij V. I., Tkachuk N. A. K voprosu ob integracii sistem avtomatizirovannogo proektirovanija, tehnologicheskoj podgotovki proizvodstva i upravlenija predprijatiem [On the question of the in-tegration of computer-aided design, technological preparation of production and enterprise management]. Vestnik NTU KhPI. Tem. vypusk „Mashinovedenie i SAPR”. 2005, no. 60, pp. 9-29.

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.

Тkachuk M. A Numerical Method for Axisymmetric Adhesive Contact Based on Kalker’s Variational Principle. Eastern-European Jour-nal of Enterprise Technologies. 2018, no 3/7(93), pp. 34–41.

Tkachuk M. M., Skripchenko N., Tkachuk M. A., Grabovskiy A. V. 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), pp. 22–31.

Atroshenko O., Tkachuk M., Martynenko O., Tkachuk M., Saverska M., Hrechka I., Khovansky S. The study of multicomponent loading effect on thin-walled structures with bolted connections. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019, no. 1/ 7 (97), pp. 15–25.

Krauch S., Starfild A. Metody granichnyh jelementov v mehanike tverdogo tela [Methods of boundary elements in solid mechanics]. Moscow, Mir, 1987. 328 p.

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

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

Argatov I. I., Dmitriev N. N. Osnovy teorii uprugogo diskretnogo kon-takta [Fundamentals of the theory of elastic discrete contact]. Sankt-Peterburg, Politehnika, 2003. 233 p.

Ciavarella M. Adhesive rough contacts near complete contact. Interna-tional Journal of Mechanical Sciences. 2015, Vоl. 104, pp. 104–111.

Ciavarella M., Murolo G., Demelio G., Barber JR. Elastic contact stiffness and contact resistance for the weierstrass profile. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2004, vol. 52(6), pp. 1247–1265.

Ciavarella M., Murolo G., Demelio G. On the elastic contact of rough surfaces: Numerical experiments and comparisons with recent theories. Wear. 2006, vol. 261, pp. 1102–1113.

Greenwood J. A., Tripp J. H. The elastic contact of rough spheres. Jour-nal of Applied Mechanics. 1967, vol. 34, pp. 153–159.

Pohrt R., Popov V. L. Contact mechanics of rough spheres: Crossover from fractal to hertzian behaviour. Advances in Tribology, 2013.

Pastewka L., Robbins M. O., Persson Bo NJ. Finite-size scaling in the interfacial stiffness of rough elastic contacts. Physical Review E Staff. 2013, vol. 87(6), pp. 062809.

Slobodyan B. S., [...],Martynyak R. M. Modeling of Contact Interaction of Periodically Textured Bodies with Regard for Frictional Slip. Journal of Mathematical Sciences. 2016, vol. 215(1), pp. 110–112.

Pastewka and Mark O Robbins. Contact area of rough spheres: Large scale simulations and simple scaling laws. Applied Physics Letters. 2016, vol. 108(22), pp. 221601.

Dzhonson K. Mehanika kontaktnogo vzaimodejstvija [Contact me-chanics]. Moscow, Mir. 1989. 510 p.

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

Hlavacek I., Haslinger J., Necas J. [and oth.]. Solution of Variational Inequalities in Mechanics. Berlin, New York, Springer–Verlag, 1988. 327 р.

Vollebregt E.A.H. 100-fold speed-up of the normal contact problem and other recent developments in "CONTACT". Proceedings of the 9th Inter-national Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Sys-tems. China. 2012, vol. 96, pp. 201–209.

Tkachuk N. N. Kontaktnoe vzaimodejstvie slozhnoprofil'nyh jelementov mashinostroitel'nyh konstrukcij s kinematicheski soprjazhennymi poverhnostjami : monografіja. 2-e izd., pererab. i dop. Khar'kov : FOP Panov A.N., 2019. 188 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Артемов И. В., Барчан Е. Н., Глинин Г. П., , Пеклич М. М., Роменский В. И., Ткачук Н. А. К вопросу об интеграции сис-тем автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и управления предприятием. Вест-ник НТУ ХПИ. Тем. выпуск „Машиноведение и САПР”. 2005. №60. С. 9-29.

2. 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.

3. Тkachuk 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), pp. 34–41.

4. Tkachuk M. M., Skripchenko N., Tkachuk M. A., Grabovskiy A. V. 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), pp. 22–31.

5. Atroshenko O., Tkachuk M., Martynenko O., Tkachuk M., Saverska M., Hrechka I., Khovansky S. The study of multicompo-nent loading effect on thin-walled structures with bolted connections. Eastern-European Journal of Enterprise Tech-nologies. 2019, no. 1/ 7 (97), pp. 15–25.

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

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

8. Simo J. C., Wriggers P. A., 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, pp.163–180.

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

10. Ciavarella M. Adhesive rough contacts near complete contact. Inter-national Journal of Mechanical Sciences. 2015. Vоl. 104. pp. 104–111.

11. Ciavarella M., Murolo G., Demelio G., Barber JR. Elastic contact stiffness and contact resistance for the weierstrass profile. Journal of the Mechan-ics and Physics of Solids. 2004, vol. 52(6), pp. 1247–1265.

12. Ciavarella M., Murolo G., Demelio G. On the elastic contact of rough surfaces: Numerical experiments and comparisons with recent theories. Wear. 2006, vol. 261, pp. 1102–1113.

13. Greenwood J. A., Tripp J. H. The elastic contact of rough spheres. Journal of Applied Mechanics. 1967, vol. 34, pp. 153–159.

14. Pohrt R., Popov V. L. Contact mechanics of rough spheres: Crossover from fractal to hertzian behaviour. Advances in Tribology, 2013.

15. Pastewka L., Robbins M. O., Persson Bo NJ. Finite-size scaling in the interfacial stiffness of rough elastic contacts. Physical Review E Staff. 2013, vol. 87(6), pp. 062809.

16. Slobodyan B. S., [...],Martynyak R. M. Modeling of Contact Interaction of Periodically Textured Bodies with Regard for Frictional Slip. Journal of Mathematical Sciences. 2016, vol. 215(1), pp. 110–112.

17. Pastewka and Mark O Robbins. Contact area of rough spheres: Large scale simulations and simple scaling laws. Applied Physics Letters. 2016, vol. 108(22), pp. 221601.

18. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир. 1989. 510 с.

19. Kalker J.J. Variational principles of contact elastostatics. J. Inst. Math. and Appl. 1977, vol. 20, pp. 199–221.

20. Hlavacek I., Haslinger J., Necas J. [and oth.]. Solution of Variational Inequalities in Mechanics. Berlin, New York: Springer–Verlag, 1988. 327 р.

21. Vollebregt E.A.H. 100-fold speed-up of the normal contact problem and other recent developments in "CONTACT". Proceedings of the 9th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems. China. 2012, vol. 96, pp. 201–209.

22. Ткачук Н. Н. Контактное взаимодействие сложнопрофильных элементов машиностроительных конструкций с кинематиче-ски сопряженными поверхностями : монографія. 2-е изд., перераб. и доп. Харьков : ФОП Панов А.Н., 2019. 188 с.





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