КОНТАКТНА ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ ІЗ ПОВЕРХНЯМИ БЛИЗЬКОЇ ФОРМИ

Автор(и)

  • Mykola Mykolayovych Tkachuk доктор технічних наук, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", старший науковий співробітник кафедри інформаційних технологій та систем колісних і гусеничних машин імені О.О. Морозова; м. Харків
  • Andrey Grabovskiy кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», старший науковий співробітник кафедри «Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин», м. Харків
  • Mykola Anatolayovych Tkachuk доктор технічних наук, професор, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», завідуючий кафедри «Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин», м. Харків
  • Pavel Kalinin кандидат технічних наук (PhD in Eng. S.), доцент, Національна академія Національної гвардії України, доцент кафедри інженерної механіки; м. Харків
  • Olga Ishchenko кандидат технічних наук (PhD in Eng. S.), ст. викладач кафедри вищої математики та фізики, Таврійський Державний агротехнологічний університет, м. Мелітополь
  • Yuliia Chala cтудентка гр. МІТ87Б(ТМ), Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»; м Харків
  • Denys Kyslytsia cтудент гр. МІТ-219м, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»; м Харків

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0775.2020.2.14

Ключові слова:

прес-форма, напружено-деформований стан, контактна взаємодія, міцність, жорсткість, параметрична модель, метод скінченних елементів

Анотація

У роботі досліджена контактна взаємодія тіл із поверхнями близької форми. Розглянуті випадки тіл із контактуючими поверхнями, зазор між якими є функцією двох координат. На прикладі напівматриць прес-форм установлені закономірності розподілу контактного тиску. Ураховано вплив відхилення геометричної форми контактуючих поверхонь від номінальної, а також властивостей проміжного шару на розподіл контактного тиску. Також досліджено контакт тіл, поверхні яких у номінальному стані уздовж однієї лінії співпадають. На прикладі роликів досліджено вплив збурень форми зазору між цими тілами уздовж ліній співпадіння. Продемонстровано вплив такого збурення на розподіл контактного тиску. Також досліджено вплив збурення кута схрещування між роликами та властивостей проміжного шару на розподіл контактного тиску.  Установлено, що технічні характеристики вузлів та виробів, у які включені контактуючі тіла із близькою формою поверхонь, визначаються не номінальними формами цих поверхонь, а формами у актуальному (деформованому під дією системи експлуатаційних сил) стані.

Посилання

Tkachuk M. M. Mikromexanichni modeli ta metody` oserednennya vlasty`vostej materialiv merezhevoyi struktury` ta promizhny`x shariv kontaktuyuchy`x til: dy`s. … doktora texnichny`x nauk: 05.03.20/ Tkachuk Mykola Mykolajovych.– Kharkiv, 2020.– 464 p

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

Mehanika kontaktnyih vzaimodeystviy. Pod redaktsiey Vorovicha I.I., Aleksandrova V. M. M.: Fizmatlit, 2001. 671 р.

Argatov I. I., Dmitriev N. N. Osnovy teorii uprugogo diskretnogo kontakta. Ucheb. posobie. SPb.: Politehnika, 2003. - 233 р.: il.

Kravchuk A.S. Metod variatsionnyih neravenstv v kontaktnyih zadachah. Mehanika kontaktnyih vzaemodeystviy. 2001, рр. 93–115.

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

Slobodyan B.S., [...], Martynyak R.M. Modelyuvannya kontaktnoYi vzaEmodIYi perIodichno teksturovanih tIl z urahuvannyam friktsIynogo prokovzuvannya. Mat. met. ta fIz.-meh. polya. 2014, 57(2).

Kozachok O. P., B. S. Slobodyan, R. M. Martynyak Interaction of two elastic bodies in the presence of periodically located gaps filled with a real gas. J. Math. Sci. 2017. Vol. 222. № 2. P. 131–142.

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

Zhao J., E. Vollebregt, C. Oosterlee Extending the BEM for elastic contact problems beyond the half-space approach. Mathematical Modelling and Analysis. 2016,21 (1), pp. 119-141.

Tkachuk N. N. Kontaktnoe vzaimodeystvie slozhnoprofilnyih elementov mashinostroitelnyih konstruktsiy s kinematicheski sopryazhennyimi poverhnostyami. Kharkov: FOP Panov A.N., 2017. 188 p.

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), рр. 34–41.

Popov, V. L., Pohrt, R., & Li, Q. Strength of adhesive contacts: Influence of contact geometry and material gradients. Friction. (2017). No 5(3), pp. 308-325. DOI: 10.1007/s40544-017-0177-3

Li Q., Popov V. L. Adhesive force of flat indenters with brush structure. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2018, vol. 16 (1), рр. 1-8.

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

Ciavarella M., Papangelo A. A modified form of Pastewka–Robbins criterion for adhesion. The Journal of Adhesion, 2018, v. 94 (2), pp. 155-165.

Papangelo A., Hoffmann N., Ciavarella M. Load-separation curves for the contact of self-affine rough surfaces. Scientific reports, 2017, 7 (1), 6900.

Tkachuk M. M., Grabovskiy A., Tkachuk M. A., Saverska M., Hrechka I.. A semi-analytical method for analys of contact interaction between structural elements along aligned surfaces. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2020, no 1/7 (103), pp. 16-25. DOI: 0.15587/1729-4061.2020.193985.

Tkachuk M. M., Grabovs`ky`j A. V., Tkachuk M. A., Savers`ka M. S. Rozraxunkovo-ekspery`mental`ne doslidzhennya vply`vu profilyu i zhorstkosti promizhnogo sharu na rozpodil kontaktnogo ty`sku mizh skladnoprofil`ny`my` tilamy`. Mexanika ta mashy`nobuduvannya. 2019, no 1, pp. 36–50.

Tkachuk M. M., Grabovs`ky`j A. V., Tkachuk M. A., Voloshy`na I. O., Andrusenko A. V. Metody`, modeli ta rezul`taty` doslidzhen` ko-ntaktnoyi vzayemodiyi skladnoprofil`ny`x til iz uraxuvannyam za-lezhnosti xaraktery`sty`k materialu promizhny`x shariv vid istoriyi navantazhennya. Visny`k NTU «KhPI». Seriya: Mashy`noznavstvo ta SAPR, 2020, no 1, pp. 119–142.

Zienkiewicz O.C., TaylorR.L., Zhu J.Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Butterworth-Heinemann, 2013. 756 Р. ISBN: 1856176339.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-05