Задачи и методы силового анализа

Задачи и методы силового анализа [c.65]

На базе развитой теории структуры советские ученые быстро развили и методы кинематического анализа механизмов. Каждому семейству, классу и виду механизмов, установленному разработанной классификацией, соответствовал свой метод кинематического и силового анализа. Кроме геометрического аппарата исследования, широкое применение получил аналитический аппарат, некоторые методы векторного и винтового исчисления и др. Можно утверждать, что к 50-м годам уже не встречалось никаких принципиальных трудностей в решении задач кинематического анализа плоских механизмов. Была создана стройная научная теория кинематического исследования, доступная самым широким кругам инженеров и конструкторов. На основе разработанных методов было произведено большое количество исследований кинематических свойств отдельных механизмов. Были выведены аналитические зависимости, характеризующие взаимосвязи между различными метрическими и кинематическими параметрами плоских и пространственных механизмов, разработаны графические и графо-аналитические приемы определения этих параметров, построены и рассчитаны графики, номограммы, атласы и таблицы. Все это позволило инженерам и конструкторам производить необходимый выбор того или иного механизма, с помощью которого можно было осуществить требуемое движение. [c.27]

В последнее десятилетие возрос интерес к теории пространственных механизмов и в том числе к их динамике, так как эти механизмы находят все большее применение, в частности, в задачах, связанных с внедрением роботов и манипуляторов, в задачах стыковки космических объектов. В этой области разработаны методы описания движения пространственных механизмов с несколькими степенями свободы, их силовой анализ, решены некоторые задачи уравновешивания и колебаний этих систем. [c.16]

Во второй части учебника изложены методы силового расчета механизмов, анализа динамики машинных агрегатов и некоторые вопросы динамического синтеза, к которым относится регулирование периодических колебаний вращения главного вала и задачи уравновешивания механизмов. [c.4]

Целевые механизмы. Задача курса — на основе изучения, анализа и систематизации методов и средств автоматизации рабочих и вспомогательных операций, принципов их унификации и т. д. научить студентов конструированию и расчету наиболее типовых механизмов и устройств (силовых головок, механизмов подачи материала, зажима, поворота, транспортирования, ориентации и др.). Здесь, чтобы не повторять материал традиционных конструкторских курсов, основное внимание должно уделяться расчету и конструированию механизмов холостых ходов с позиций их быстродействия, надежности в работе, универсальности и переналаживаемости. И снова, как в курсах по системам управления, вопросы выбора и обоснования тех или иных конструктивных решений должны решаться с позиций обеспечения высоких технико-экономических показателей автоматов и линий в целом — их производительности и экономической эффективности. [c.102]

Расчет оптимального ряда поворотно-делительных столов. Поворотно-делительные столы вместе с силовыми головками от-носятся к основным узлам АЛ. От пара-метров столов зависят возможность обработки деталей и сборки изделий разных размеров, число выполняемых переходов, точность обработки и производительность многопозиционных станков, из которых компонуют линии. Однако на практике нередки случаи несоответствия параметров имеющихся столов требуемым параметрам не обосновано число типоразмеров выпускаемых столов, недостаточны наибольшие диаметры, низкая точность деления и т. д. Поэтому при выборе параметров и конструкций поворотно-делительных столов необходимо решить следующие задачи разработать метод расчета оптимального ряда делительных столов провести анализ процессов обработки деталей и установить требования к основным параметрам столов рассчитать оптимальное число типоразмеров столов и значения их основного параметра провести исследования поворотных делительных столов раз-ных конструкций и выбрать рациональные для принятого ряда. [c.178]

Анализ нестационарных температурных полей и полей напряжений для рассмотренных переходных эксплуатационных режимов проводится отдельно для каждого из элементов оборудования первого контура АЭС. При этом используется полученная вьпие история его силового и температурного нагружения F(t), T t). Процессы деформирования элементов конструкций АЭУ, соответствующие этим воздействиям (исключая вибрационные), полагаются квазистатическими (время t играет роль параметра). Основные уравнения и методы решения подобных задач будут рассмотрены ниже. [c.94]

В пособии изложены основы метода конечных элементов в перемещениях применительно к линейным задачам. Метод можно рассматривать как мощное современное средство прочностного расчета авиационных конструкций. В практике конструкторских бюро он используется на всех этапах создания летательного аппарата, начиная с проработки и выбора силовой схемы изделия и кончая анализом результатов испытаний. С его помощью выполняются расчеты как общей, так и местной прочности, устойчивости силовых элементов, колебаний кон-, струкции, температурных полей он же помогает оценить влияние на прочность изделия различных производственных отклонений. [c.386]

Пока трудно сказать, насколько полно методами математического анализа удастся решить поставленную задачу, так как количество силовых линий электромагнитного поля накладной катушки, сцепленных с металлом, зависит от большого числа трудно учитываемых факторов диаметра и высоты катушки, зазора между катушкой и металлом, электропроводности и магнитной проницаемости контролируемого материала, формы де-370 [c.370]

Оценку обширной информации, получаемой непосредственно при изучении эксплуатационных нагрузок, целесообразно выполнять с помощью статистического анализа, благодаря которому решаются самые различные задачи, возникающие при расчетах оборудования на прочность и долговечность. Решению подобных задач как в отечественной, так и в зарубежной литературе уделяется все больше внимания. Однако для применения статистических методов, соответствующих вероятностному характеру механических свойств материалов деталей и внешних силовых воздействий на механизмы, необходима специальная аппаратура для обеспечения регистрации уровней нагружения и для обработки изучаемых величин. Кроме того, при описании нестационарной нагруженности деталей методами статистики в ряде случаев получают выражения, требующие в дальнейшем трудоемких и длительных расчетов. Эти обстоятельства во многом сдерживают применение вероятностных методов при расчете деталей металлургических машин и кранов на прочность. [c.397]

В этой книге будет показано преимущественно применение метода составления и совместного решения приближенных уравнений равновесия и пластичности для анализа силового режима ряда процессов обработки металла давлением. Этот метод является наиболее простым и наглядным. Он позволяет находить непосредственным интегрированием уравнения, выражающие распределение напряжений на контактной поверхности, и получать уравнения зависимости удельных усилий от различных факторов, играющих роль в том или ином технологическом процессе. В известной мере этот метод пригоден и для решения простейших задач по формоизменению, например по нахождению разделов течения. Приемлемость получаемых решений подтверждается расчетами, проведенными с использованием других методов, например метода линий скольжения. Однако метод совместного решения приближенных уравнений равновесия и пластичности принципиально не пригоден для получения распределения напряжений по объему деформируемого тела. Кроме того, есть некоторые задачи, которые этим методом разрешить [c.232]

Следовательно, для совершения установившихся виражей с у = 45 60° тронется установившаяся перегрузка, равная 1,4 — 2. Ее нужно было обеспечить несущими свойствами крыла и тягой силовой установки. Потребовались методы выбора параметров и сравнительного анализа аэропланов различного назначения, оценка совершенства самолета как летательного аппарата, предназначенного для выполнения определенной задачи. [c.368]

Разложение механизма на структурные группы необходимо для решения задач кинематического и силового анализа, т. к., в соответствии с принципом Ассура, данный метод обеспечивает статическую определимость схем плоских механизмов [1]. [c.29]

Как следует из схемы, представленной на рис. В.1, информация о НДС является ключевой для анализа прочности и долговечности элементов конструкций. Поэтому правильность оценки работоспособности той или иной конструкции в первую очередь зависит от полноты информации о ее НДС. Аналитические методы позволяют определить НДС в основном только для тел простой формы и с несложным характером нагружения. При этом реологические уравнения деформирования материала используются в упрощенном виде [124, 195, 229]. Анализ НДС реальных конструкций со сложной геометрической формой, механической разнородностью, нагружаемых по сложному термо-силовому закону, возможен только при использовании численных методов, ориентированных на современные ЭВМ. Наибольшее распространение по решению задач о НДС элементов конструкций получили следующие численные методы метод конечных разностей (МКР) [136, 138], метод граничных элементов (МГЭ) [14, 297, 406, 407] и МКЭ [32, 34, 39, 55, 142, 154, 159, 160, 186, 187, 245]. МКР позволяет анализировать НДС конструкции при сложных нагружениях. Трудности применения МКР возникают при составлении конечно-разностных соотношений в многосвязных областях при произвольном расположении аппроксимирующих узлов. Поэтому для расчета НДС в конструкциях со сложной геометрией МКР малоприменим. В отличие от МКР МГЭ позволяет проводить анализ НДС в телах сложной формы, но, к сожалению, возможности МГЭ ограничиваются простой реологией деформирования материала (в основном упругостью) [14]. При решении МГЭ упругопластических задач вычисления становятся очень громоздкими и преимущество метода — снижение мерности задачи на единицу, — практически полностью нивелируется [14]. МКЭ лишен недостатков, присущих МКР и МГЭ он универсален по отношению к геометрии исследуемой области и реологии деформирования материала. Поэтому при создании универсальных методов расчета НДС, не ориентированных на конкретный класс конструкций или вид нагружения, МКЭ обладает несомненным преимуществом по отношению как к аналитическим, так и к альтернативным численным методам. [c.11]

Методы расчета крутильных колебаний силовых установок с линейными и нелинейными муфтами (в последнем случае — гра-фо-аналитические методы) рассмотрены в работе [107]. В работе [49 ] задача о вынужденных колебаниях систем с нелинейными муфтами решается по методу Б. Г. Галеркина [91] с использованием цепных дробей по В. П. Терских [107]. В указанных работах основное внимание уделено построению частотных характеристик систем и анализу этих характеристик, что используется для подбора опти мальных динамических параметров муфт. [c.211]

Наибольшее развитие получила теория механизмов и машин, которая длительное время занималась главным образом поиском методов кинематического и динамического анализа и синтеза многозвенных механизмов. Параллельно развивалась наука о резании металлов, основной задачей которой явились экспериментальные исследования силовых и стойкостных зависимостей при различных методах и условиях обработки. С ними было взаимосвязано развитие теорий прочности, сопротивления материалов и деталей машин. [c.26]

Изложены методы решения прикладных задач, возникающих при проектировании и анализе работоспособности конструкций в условиях интенсивных тепловых и силовых воздействий. Для решения задач используются современные физические представления о структуре конструкционных материалов и микромеханизме процессов их деформирования и разрушения в условиях повышенных температур. Приведены примеры решения прикладных задач с описанием алгоритмов и программ для ЭВМ. [c.4]

Анализ допущений приведен в работе [48], где задача решена для некоторых частных случаев с учетом конструкции крепления опорного рельса на раме и действительной жесткости системы. Изложенный ниже табличный метод расчета не находится в противоречии с работой [48], так как путем внесения соответствующих поправок, учитывающих характер силового воздействия, положения катка на круге и жесткость элементов, можно получить действительный характер распределения нагрузки. Кроме того, анализ существующих конструкций указывает на высокую 180 [c.180]

Для успешного решения задач проектирования новых механизмов и анализа существующих необходимо изучить основные методы структурного, кинематического и силового исследования механизмов, а также основы конструирования и расчета механизмов, их деталей и узлов, с учетом факторов, влияющих на их точность. [c.34]

При неясности в идентификации ветвей по симметрии, когда неизвестна точная модель силовых постоянных, задача все же может быть решена с помощью анализа многофононных-оптических спектров инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света. Иначе говоря, применение теоретико-групповых методов позволяет получить несколько возможных решений задачи, а затем наблюдение разрешенных оптических процессов в фононном спектре комбинационного рассеяния дает возможность найти энергию отдельных фононов соответствующей симметрии и, следовательно, отнести фононы к определенным- оптическим ветвям. [c.297]

В настоящей главе изучение движения простейшей модели снаряда в виде одномерного движения материальной точки обобщено на случай двух- и трехмерного движения. Отсюда естественно возникает проблема оптимизации траектории, которая оказывается тесно связанной с целым рядом смежных проблем. Простейшей задачей из этого круга проблем является задача определения оптимального управления, когда динамические характеристики снаряда заданы и требуется найти такую траекторию, которая оптимизирует некоторую заданную величину. Для случаев, когда поле сил зависит от скорости и координат снаряда, дана общая постановка задачи оптимизации траектории, а в случаях, когда силовое поле однородно или когда сила зависит от расстояния линейно, оказывается возможным получить решение в замкнутой форме. Это особенно важно в применении к баллистическим снарядам (нанример, снарядам дальнего радиуса действия класса земля — земля или носителям спутников), где расстояние, проходимое за время выгорания топлива, мало по сравнению с земным радиусом. Простой и в то же время почти оптимальной траекторией в этих случаях оказывается траектория гравитационного разворота при движении снаряда в плотной атмосфере и затем переход на траекторию, определяемую соотношением (2.6). Хотя точного решения уравнений движения по траектории гравитационного разворота не существует, все же можно построить ряд графиков, позволяющих во многих случаях подбирать требуемые значения параметров. Если ограничиться лишь получением решений, удовлетворяющих условию стационарности, то обычными методами вариационного исчисления можно исследовать те задачи оптимизации, в которых масса снаряда, программа скорости истечения и время выгорания, так же как и программа управления, являются варьируемыми функциями. Для того чтобы найти решения, являющиеся действительно максимальными или минимальными в определенном смысле, нужно проводить специальное исследование каждого отдельного случая, так как не всегда решение, удовлетворяющее требованию стационарности, является оптимальным, и наоборот. В тех задачах, где скорость истечения есть известная функция времени, как, например, это имеет место в жидкостных ракетных двигателях, из анализа следует лишь то, что оптимальной программой для М ( ) будет, как правило, программа импульсного сжигания топлива. Поэтому для получения практически интересных результатов необходимо проводить более глубокий анализ, с учетом таких факторов, как параметры двигателя, топливных баков и т. д., при одновременном учете характера траектории полета снаряда. Для выполнения такого рода анализа используется схема расчета, где анализ различных элементов Конструкции и групп уравнений (одной [c.63]

Кинематический и силовой анализ основного механизма. Он выполняется для ряда положений основного механизма с учетом неравномерности движения начального звена. В задачу силового анализа входит определение реакций во всех кгшематнческих парах и уравновешивающего момента (или уравновешн-вающен силы) на начальном звене. При необходимости расчет уравновешивающего момента (пли уравновешивающей силы) может быть проверен но методу И. Е. Жуковского. [c.199]

В этом разделе книги кратко изложены основные сведения из теориии механизмов. Рассмотрены структура и кинематические характеристики наиболее распространенных механизмов, приведены примеры их схем и изложены принципы структурного синтеза и анализа механизмов. Даны сведения о классификации механизмов, их узлов и деталей. Сформулированы задачи и рассмотрены методы кинематического и силового исследования и расчета механизмов, широко применяющихся в приборах, автоматических системах и машинах различного назначения. При ведены краткие сведения по основным вопросам динамики механизмов. [c.11]

В данной главе будет рассмотрено иное сингулярное решение— и только в этом отличие от предыдущей главы. С помощью этого решения тем же путем будет построен-еввершенно общий метод граничных элементов для анализа плоских задач линейной теории упругости. Сингулярное решение вытекает из рассмотрения задачи о сосредоточенной силовой линии в бесконечной упругой среде. [c.52]

Вместо прежних неудовлетворительных методов расчета частот колебаний многоатомных молекул М. А. Ельяшевичем и Б. И. Степановым были разработаны общие методы расчета частот колебаний, учитывающие специфику строения молекул и позволяющие максимально упростить решение задачи и стандартизовать методику решения. При помощи этих методов удается рассчитывать колебания очень сложных молекул, насчитывающих десятки атомов, и определять системы силовых постоянных, реально характеризующие классы сходных молекул и позволяющие предсказывать колебательные спектры соединений, не изученных экспериментально. На основе этих расчетов Б. И. Степанов смог указать для таких сложных молекул, как молекулы парафиновых углеводородов, характерные частоты колебаний, по которым можно вести молекулярный спектральный анализ смесей подобных углеводородов. [c.7]

Ирвин [17] и Орован [18] сформулировали принципы силового подхода к решению задач для сплошных тел с трещинами. При деформировании твердого тела внешними силами отношение величины освобождающейся упругой энергии тела (ДИ7) к приращению поверхности разрыва перемещений (Д5) становится критерием распространения трещины О. Использование полуобратного метода Вестергарда при анализе напряженного состояния в вершине трещины приводит к разложениям следующего типа [c.25]

Предлагается методика численного анализа поведения произвольных тонкостенных оболочек вращения с большим показателем изменяемости геометрии (гофрированные, сильфонные, оболочки с начальньши неправильностями и т. д.), подверженных осесимметричному силовому и температурному нагружению при конечных смещениях. Явления ползучести и пластичности, возникающие при этом, моделируются системой дополнительных сил в уравнениях типа Рейснера. Для описания начальной и последующих геометрий оболочек и уравнений состояния используются онлайновые функции. Решение соответствующих нелинейных краевых задач теории оболочек осуществляется методом факторизации (разностной прогонки) для последовательных приближений. [c.184]

Анализ работоспособности и долговечности тенлонапряженных конструкций, материал которых проявляет неупругие свойства в условиях переменных температур, основан на информации об изменении параметров напряженно-деформированного состояния элементов конструкций в процессе их эксплуатации. Такая информация дает возможность определить изменение размеров и формы конструкции и сравнить его с допустимым, позволяет оценить степень поврежденности конструкционного материала на различных этапах его работы и может быть получена расчетным путем как результат решения задачи неупругого неизотермического деформирования конструкции при заданном режиме теплового и силового воздействия. Реальные возможности решения этой задачи связаны с использованием современных численных методов, реализуемых на ЭВМ. [c.257]

Эти трудности в-значительной мере были преодолены в силовом подходе, предложенном Ирвином в 1957 г. и в принципиальном отношении адекватном методу Гриффитса. Согласно силовому методу Ирвина, для решения вопроса о развитии треигин достаточно из чисто упругой (и, следовательно, линейной) задачи найти некоторые коэффициенты интенсивности напряжений на контуре трещины, вполне определяющие локальное распределение напряж-ений, смещений и деформаций вблизи. кромки Трещины дальнейший-анализ чосит чисто алгебраический характер. Поэтому это направление стали называть линейной механикой разрушения , хотя в случае развития устойчивых трещин соответствующие математические задачи [c.20]

Существенного успеха по сравнению с тем, что было достигнуто геометрическими методами, впервые добился Лежандр в мемуаре Исследования о прйтяжении однородных эллипсоидов , представленном Парижской академии в 1785 г. несомненно, работа была закончена на год или два года раньше. Лежандр справедливо указывает, что хотя Лагранж рассмотрел задачу о притяжении во всей общности, но фактически провести интегрирование ему удалось только в тех случа ях, которые были уже исследованы Маклоре-ном. Лежандр доказывает новую важную теорему если известна сила притяжения телом вращения любой внешней точки на продолжении оси тела, то она известна для любого положения внешней точки. Это позволяет ему обобщить теорему Маклорена о софокусных эллипсоидах вращения (обобщение теоремы на случаи трехосных софокусных эллипсоидов позже удалось Лапласу). Лежандр впервые вводит в этом мемуаре разложение в ряд по полиномам, названным его именем (по сферическим функциям), и здесь же впервые появляется силовая (или потенциальная) функция, но с указанием, что эта идея принадлежит Лапласу. По оценке Тодхантера, ни один мемуар в истории рассматриваемого вопроса не может соперничать с этим мемуаром Лежандра. В течение сорока лет средства анализа, даже в руках Даламбера, Лагранжа и Лапласа, не продвинули теорию притяжения эллипсоидов дальше того рубежа, на который вышла геометрия Маклорена.... Лежандр обобщил главный результат этой геометрии... Введение и применение круговых функций начинает новую эру в математической физике. [c.152]

Большое значение имеет анализ эксплуатационной надежности действующих автоматических линий для проектирования новых линий. На результатах такого анализа основываются все опытностатистические методы прогнозирования надежности проектируемых линий. Сравнение характеристик надежности механизмов одинакового целевого назначения дает возможность выбирать наиболее удачные конструктивные решения и принципиальные схемы, особенно для типовых механизмов рабочих и холостых ходов (силовых головок, транспортеров, механизмов зажима и фиксации, устройств управления, контроля, блокировки и т. д.). Сравнивая фактический уровень надежности с перспективными требованиями, можно определить пригодность и перспективность тех или иных решений. Сравнивая фактические характеристики с ожидаемыми, можно оценивать надежность применяемых методов прогнозирования надежности. Наконец, только эксплуатационные исследования надежности дают достоверные числовые значения показателей надежности, исходя из которых решаются такие задачи, как выбор числа позиций линии, структуры компоновки проектируемых линий, необходимого количества обслуживающих рабочих (наладчиков), системы эксплуатации инструмента и т. д. [c.95]

Вариационные методы, основанные на использовании при 1-ципа. мини.мальной энергии (мощности), применяют для определения силовых параметров, деформаций и температур. Для решения вариационных уравнений применительно к анализу технологических операций обработки давлением наиболее часто используют метод Ритца, впервые для решения технологнческм. задач примененный А. А. Поздесвым. Согласно этому методУ искомую функцию вариационного уравнения ищут в виде полинома, который тождественно удовлетворяет граничным условиям и позволяет с какой угодно наперед заданной точностью [c.28]

Одним из основных отличий задачи создания любого летательного аппарата от других средств передвижения является первоочередная необходимость экономии в весе конструкции летательного аппарата. Конструкторы первых самолетов уже имели в своем распоряжении достаточно мош,ные силовые установки и некоторые знания об аэродинамических проблемах подъема, управления самолетом и сопротивления воздуха однако их окончательной, но никоим образом не самой легкой задачей было создание конструкции летательного аппарата, которая была бы достаточно легка для того, чтобы самолет вместе с основной нагрузкой мог бы подняться с земли. На первых порах основная нагрузка состояла из рулевых поверхностей, сил отвой установки и горючего, минимального контрольного оборудования и пилота летательного аппарата. Много позднее суммарный вес конструкции и силовой установки был уменьшен до такой степени, что величина груза, коммерческого или военного, стала одним из важных параметров, который определял размеры, полный вес и назначение самолета. В настояш,ее время методы расчета и структурного анализа самолетов развились до такой степени, что нужно учитывать не только факторы безопасности, но и экономические факторы нужно решить, является ли экономически выгодным проделывать большую аналитическую работу и использовать тш,ательно разработанные и дорогие технологические методы производства или применить более прочные, яо дорогостояш ие материалы для того, чтобы увеличить вес полезной нагрузки или улучшить качество самолета за счет уменьшения веса конструкции. Комбинирование этих факторов позволяло поддерживать вес конструкции военных и коммерческих самолетов в пределах 25—30% от полного веса в течение почти двух десятилетий. Те же самые факторы помогали удерживать значение веса полезной нагрузки около 25% от полного веса (рис. 17.1). [c.562]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...