Самарский областной совет 30 страница

Таким образом, рассматриваемая горизонтальная схема сборки отличается тем, что совмещение деталей осуществляется силой тяжести втулки и не требует дополнительных сборочных усилий, при этом силы взаимодействия в точках контакта не превышают силы тяжести, что исключает заклинивание деталей и повреждение совмещаемых поверхностей.

Моделирование движения твердого тела с полостью, заполненной вязкой жидкостью, относительно неподвижной точки

Ахмадуллин И.И., научный руководитель доц. Алексеев А.В.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

В работе осуществляется математическое моделирование движения тяжёлого твердого тела со сферической полостью, целиком заполненной вязкой жидкостью, относительно неподвижной точки. Влияние жидкости, находящейся в полости твердого тела, показано на графиках зависимостей параметров движения от времени, полученные для твердого тела с жидкостью и без нее. Для случая движения тяжёлого твердого тела относительно неподвижной точки, когда центр масс совпадает с началом отсчета связанной системы координат, и тело является динамически симметричным, получены аналитические зависимости методами Пуанкаре и Ван-дер-Поля. Зависимости проекций угловой скорости и координат единичного вектора вертикали на оси были представлены в работе и сравниваются с численным решением. Делаются общие выводы о влиянии жидкостного возмущения, а также сравниваются различные методы моделирования.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕГРАВИТАЦИОННЫХ

ПАРАМЕТРОВ ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ

ДВИЖЕНИЯ КОРОТКОПЕРИОДИЧЕСКИХ КОМЕТ

Павлихин В.В., научный руководитель доц. Заусаев А.А.

(Самарский государственный технический университет)

В работе учет негравитационных сил при вычислении эволюции короткопериодических комет выполняется согласно методике, предложенной Б.Д. Марсденом, при этом изменение негравитационных параметров ведет к изменению суммарного ускорения в уравнениях движения. Для автоматизации подбора параметров применена идея, заложенная в методе покоординатного спуска. А именно: задается начальное значение параметров и выполняется численное интегрирование модифицированным методом Эверхарта назад от даты последнего прохождения кометы через перигелий до более ранней даты прохождения через перигелий, на которую необходимо определить значения негравитационных параметров. Проверяется значение средней аномалии, которое в точке перигелия должно быть равно 0 или 360 градусам. При отклонении полученного значения на величину, большую заданной, производится изменение негравитационных параметров с заданным шагом как в меньшую, так и в большую стороны, и численное интегрирование выполняется снова. Изменение параметров продолжается до тех пор, пока значение отклонения средней аномалии от 0 или 360 градусов уменьшается. После достижения минимального отклонения величина шага уменьшается в десять раз и алгоритм выполняется повторно. С применением указанной методики получены значения негравитационных параметров для пяти короткопериодических комет.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НОСОВОЙ ЧАСТИ
НЕСУЩЕГО КОРПУСА САМОЛЁТА

Лукьянов О. Е., научный руководитель проф. Шахов В. Г.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

Проведено исследование влияния геометрических характеристик носовой части фюзеляжа самолёта транспортной категории на её аэродинамические характеристики (АХ), выведены аппроксимационные зависимости. Рассматривается эллиптическая на виде в плане носовая часть фюзеляжа удлинением lн.ч = 1,5, эквивалентным диаметром миделя dэ = 7125 мм и соотношением высоты к ширине поперечного сечения в форме эллипса .

На основе подготовленной геометрической параметрической модели носовой части фюзеляжа самолёта была создана конечно-элементная модель для проведения расчёта её АХ, реализованного в пакете STAR CCM+, базирующимся на численном решении систем уравнений Навье-Стокса.

Установлены зависимости производной коэффициента нормальной силы по углу атаки, производной продольного момента по углу атаки, положения аэродинамического фокуса по углу атаки и величины коэффициента продольной силы при нулевой подъёмной силе от величины при постоянном числе Маха М = 0,2 и постоянном числе Рейнольдса Re = 3×107. Выяснено, что несущие свойства «сплюснутой» носовой части фюзеляжа самолёта с величиной в два раза возрастают, и сопротивление при нулевой подъёмной силе увеличивается на 8% по сравнению с носовой частью фюзеляжа, круглого поперечного сечения.

СИЛА, ВОЗНИКАЮЩАЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВИХРЕВОЙ НИТИ
ОКОЛО КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА

Адякова Е.А., Маърупова А.М., научный руководитель доц. Гумеров В.Г.

(Самарский государственный архитектурно-строительный университет)

Рассматривается движение внезапно появившейся вихревой нити около кругового цилиндра. Обычно непроницаемость поверхности несжимаемой невязкой жидкостью обеспечивается добавлением к комплексному потенциалу внешнего вихря потенциала инверсионного вихря. Кроме того, по теореме об окружности вводится и потенциал центрального вихря. Однако многие исследователи в своих расчетах потенциал центрального вихря не учитывают. Поэтому возникает вопрос о том, описывает ли такой потенциал реальное движение вихревой нити или она находится в неподвижной точке.

В работе расчеты скорости вихря проводятся методом дискретных источников-стоков, а также с применением комплексного потенциала с центральным вихрем и без него. Метод дискретных источников-стоков также обеспечивает непроницаемость в контрольных точках поверхности цилиндра. Результаты расчетов показывают, что вихревая нить перемещается около цилиндра по круговой траектории. Скорости вихревой нити, полученные через комплексный потенциал с центральным вихрем и методом дискретных источников-стоков, совпадают. Таким образом, реальное движение вихревой нити описывается комплексным потенциалом, содержащим и потенциал центрального вихря. Зависимости суммарной силы, действующей на цилиндр, выводятся как интегрированием давления на поверхности в неустановившемся потоке, так и импульсным способом.

РАСЧЕТ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЕ
СО СКОЛЬЖЕНИЕМ ПОТОКА НА ПОВЕРХНОСТИ

ПУТЕМ СВЕДЕНИЯ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ К ЗАДАЧЕ КОШИ

Пыльнов Д.Д., научный руководитель проф. Шахов В.Г.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

В работе представлен один из способов решения задачи Блазиуса с модифицированными граничными условиями. Способ основан на сведении краевой задачи пограничного слоя к задаче Коши. Два параметра такого преобразования связаны с граничными условиями исходной задачи. Их выбор можно произвести так, что будут определены все три начальных условия и дифференциальное уравнение интегрируемое по всей области течения, например, методом Рунге-Кутта. Эти параметры находятся из удовлетворения граничного условия на внешней границе пограничного слоя. Свободные параметры могут задаваться произвольно, что не изменит окончательного результата.

Полученные результаты хорошо сочетаются с аппроксимационной формулой И. Глассмана.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕДЛЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ЦИЛИНДРА В ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ СО СКОЛЬЖЕНИЕМ НА СТЕНКЕ

Купчангина Е.А., научный руководитель доц. Поляков К.А.

(Самарский государственный университет)

Работа посвящена исследованию распределения скорости в пристенном слое при движении цилиндра в вязкой несжимаемой жидкости при наличии скольжения жидкости на стенке. Подобные задачи возникают при исследовании движения жидкости в трубопроводах с управляющей или иной аппаратурой, которая в силу технологических особенностей течения может быть покрыта слоем масляной пленки. В полной постановке задача является сопряженной, поскольку нужно решать гидродинамическую задачу движения пленки с аэродинамической задачей течения основной жидкости. В данной работе для упрощения пленка моделируется заданной скоростью скольжения обтекающей среды по стенке цилиндра. Такой подход может рассматриваться, как некоторое приближение к реальной картине обтекания и может быть использован для получения качественных оценок параметров течения. В работе представлено аналитическое решение поставленной задачи для случая малых чисел Рейнольдса без учета конвективной производной скорости. Показана зависимость поля скорости от величины скольжения на стенке.

РАСЧЁТ КРИТИЧЕСКОГО ЧИСЛА МАХА

ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ТИПА «ЧЕЧЕВИЦА»

Иванова К.С., научный руководитель доц. Фролов В.А.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

Представлен расчёт критического числа Маха течения около аэродинамического профиля типа «чечевица». Расчёт выполнен тремя способами: по кривой Христиановича, по инженерной формуле и по методу Бураго.

Для вычисления критического числа Маха течения около аэродинамического профиля типа «чечевица» написана вычислительная программа на Фортране, позволяющая найти распределение скоростей, коэффициента давления несжимаемого потока и распределение скоростей сжимаемого потока на поверхности профиля данного типа. Распределения скоростей рассчитаны для профилей с относительной толщиной в диапазоне от нуля (бесконечно тонкая плоская пластина) до единицы (круговой цилиндр).

Выявлены зависимости критического числа Маха от относительной толщины профиля, произведены сравнения полученных результатов. Сравнения показали хорошее согласование трёх методов расчёта. Можно отметить метод Бураго как метод, дающий наиболее точные результаты.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕДЛЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ШАРА
В ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ СО СКОЛЬЖЕНИЕМ НА СТЕНКЕ

Белова О.Н. научный руководитель доц. Поляков К.А.

(Самарский государственный университет)

Работа посвящена исследованию движения шара в вязкой несжимаемой жидкости при малых числах Рейнольдса. Несмотря на достаточную изученность данная задача остается актуальной ввиду широкой востребованности моделей обтекания тел в авиации, космонавтике, водном транспорте и т.д. В классической постановке при решении задач для медленных течений считается, что возмущения, вызванные телом, передаются в жидкости на бесконечное расстояние. На практике же известно, что имеет смысл рассматривать только небольшой возмущенный слой жидкости вблизи тела, где величина скорости изменяется от значения на стенке до 98% от скорости набегающего потока. В данной работе для известных уравнений безинерционного течения вязкой жидкости были сформулированы новые граничные условия, ограничивающие распространение возмущений на конечное расстояние от поверхности шара. С использованием новых граничных условий было получено распределение скорости в некотором слое жидкости вблизи шара.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОФИЛЯ
С КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ УПРУГОЙ ПЛАСТИНОЙ НА ЗАДНЕЙ КРОМКЕ

Хоробрых М.А., научный руководитель доц. Фролов В.А.

(Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П.Королева)

Выполнено экспериментальное и расчётное исследование аэродинамических характеристик крыла с колеблющейся пластиной на задней кромке.

Экспериментальное исследование проведено в аэродинамической трубе Т-3 СГАУ. Колебания упругой пластины производились при одинаковой частоте, упругие свойства пластины изменялись за счёт выбора материала пластины, геометрия которой оставалась неизменной во время проведения экспериментов. Угол атаки профиля с колеблющейся пластиной изменялся в диапазоне от -4 до 18 градусов. В процессе проведения опытов аэродинамические силы измерялись с помощью внутримодельных тензовесов. Получены зависимости аэродинамических коэффициентов подъёмной силы, лобового сопротивления и качества от угла атаки.

Математическое моделирование обтекания крыла с колеблющейся упругой пластиной на задней кромке проведено в вычислительных пакетах SolidWorks и Comsol Multiphysics. Расчётным путем получены зависимости аэродинамических коэффициентов подъёмной силы, лобового сопротивления и аэродинамического качества от угла атаки. Выполнено сравнение полученных расчётных и экспериментальных данных. Выявлено, что колебания более гибкой пластины на задней кромке крыла приводит к уменьшению коэффициента аэродинамического лобового сопротивления во всём исследуемом диапазоне углов атаки и небольшому увеличению аэродинамического качества при малых углах атаки.

ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ТОПЛИВА РАКЕТЫ НОСИТЕЛЯ

Рогачев Д.С., научный руководитель проф. Клюев Н.И.

(Самарский государственный университет)

Система, контролирующая синхронное опорожнение топливных баков определяет эффективность работы ракеты носителя. Гарантированный остаток горючего должен быть как можно меньшим. Задачей системы является достоверное определение уровня жидкости в баке при расходовании топлива. Для этой цели в баке установлен вертикальный цилиндрический канал с емкостными датчиками уровня внутри канала. Как только жидкость доходит до датчика происходит срабатывание и сигнал поступает в систему, регулирующую расход топлива. В задаче рассматривается течение жидкости в цилиндрическом канале датчика уровня.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Пятилетова К.П., научный руководитель Белов А.Н.

(Самарский государственный технический университет)

Работа пневмосистем циклического действия, по существу представляет собой последовательную смену фиксированных положений выходных звеньев исполнительных механизмов. При этом их крайние, а при необходимости также и промежуточные положения отслеживаются элементами информационной подсистемы. Информация о состоянии исполнительных механизмов обрабатывается элементами логико-вычислительной подсистемы, на выходе которой формируется управляющий сигнал на выполнение очередного рабочего шага. Под шагом понимают процесс смены одного опрашиваемого положения исполнительного механизма на другое.

Под замкнутым циклом понимают такую последовательность шагов, после выполнения которой, система возвращается в исходное (предпусковое) состояние.

Для проектирования принципиальной схемы управления воспользуемся методом составления логических уравнений по вербальному представлению технологического процесса.

Функциональная структура системы в логических символах, построенная на базе полученных логических уравнений, является итогом этапа логического проектирования.

Полученные логические уравнения можно непосредственно транслировать в принципиальную пневматическую схему, используя известные способы реализации логических функций в системах пневмоавтоматики.

Проектирование механической части токосъемного механизма высокоскоростного подвижного состава

Герасимов М.А., научный руководитель доц. Свечников А.А.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Проведен патентный поиск по устройствам подъема токосъемного механизма по патентным базам данных Российской Федерации. По итогам патентного поиска выбрана структурная схема подъемного механизма токоприемника высокоскоростного подвижного состава.

При выборе проектирования структурной схемы пантографа был учтен тот факт, что при отклонении размеров звеньев от номинальных за счет допусков при изготовлении, а также перекосов основания пантографа при монтаже на крыше, в обычных конструкциях пантографов сильно возрастает трение. Поэтому трудно бывает выдерживать заданную разницу давлений на контактный провод при подъеме и опускании пантографа. Чтобы облегчить изготовление и эксплуатацию пантографа он сконструирован таким образом, чтобы отклонения в размерах не вызывали увеличения трения. Этому условию удовлетворяет механизмы без избыточных связей.

Проведен кинематический анализ полученной структурной схемы в программе SolidWorks Motion 2013. Построена 3D модель подъемного механизма токосъемного устройства и проведен прочностной расчет его основных элементов средствами SolidWorks Simulation.

ОЦЕНКА ПРЕИМУЩЕСТВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНОЙ ИНФУЗИОННОЙ ОСНАСТКИ

Лукьянов О. Е., научный руководитель Куркин Е. И.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

На основе трехмерной геометрической модели автоклавной оснастки для производства крупноразмерных агрегатов авиационных конструкций из композиционных материалов методом инфузии разработана конечно-элементная модель для исследования напряжённо-деформированного состояния под действием собственного веса, как в условиях комнатной температуры, так и в условиях нагрева до температуры 200°С. Создание модели и ее прочностной расчет осуществлен в пакете ANSYS Workbench 15.0. Исследованы следующие случаи нагружения: установка на полу на все опоры; установка на полу на три опоры; транспортировка оснастки при подвесе её на траверсе на стропах за четыре точки; транспортировка оснастки при подвесе на траверсе на стропах при провисании одной стропы.

Проведено сравнение напряженно деформированного состояния оснастки, изготовленной из стали и из композиционных материалов при различных условиях ее эксплуатации. При изготовлении основы оснастки из композиционных материалов коэффициент температурного расширения близок к свойствам материала формуемого изделия. В этом случае температурные деформации конструкции уменьшаются более чем в пять раз по сравнению с аналогичной конструкцией, выполненной из конструкционной стали, что позволяет удовлетворять требованиям точности изготовления изделий.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ
НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Мучкаев Д.О., Чепурной Д.А., научный руководитель доц. Лукьянова А.Н.

(Самарский государственный технический университет)

Работа выполнена методом конечных элементов, реализованным в программе ANSYS. Точное построение эвольвенты зуба цилиндрической зубчатой передачи выполнено на основе расчетных данных толщины зуба по окружности произвольного радиуса. Данный подход позволил определить координаты точек эвольвенты боковой поверхности зуба шестерни, построить её сплайн, затем дуги окружностей вершины и впадины зуба, галтель ножки зуба. Посредством команд моделирования препроцессора ANSYS достаточно быстро строится поверхность половинки зуба, затем она зеркально отображается и копируется по числу зубьев. Аналогично стоится зубчатое колесо. Полученные модели шестерни и колеса в зацеплении зубчатой передачи используются для прочностного анализа конструкции.

Геометрическая модель зубчатой передачи, созданная в ANSYS, импортируется в модуль Workbench. Проводится статический анализ напряженно-деформированного состояния зубьев цилиндрической передачи, изготовленных из конструкционной стали с модулем упругости 2·10⁵ МПа и коэффициентом поперечной деформации 0,3. Первоначально определены поверхности контакта зубьев. Затем выполнена разбивка на конечные элементы оптимального размера. Приложен крутящий момент к шестерне. Результаты решения задачи, позволили наглядно определить локализацию и величину максимальных эквивалентных напряжений, которые сравниваются с допускаемыми значениями. Выполненная работа позволила дать заключение о прочности зубчатой передачи на этапе её проектирования.

Проектирование тягового привода подвижного состава

Филимонов А.С., научный руководитель доц. Свечников А.А.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Проведен патентный поиск по схемам подвешивания тяговых приводов локомотивов по патентным базам данных Российской Федерации. По итогам патентного поиска выбрана структурная схема тягового привода подвижного состава.

В настоящее время в пассажирских локомотивах в связи с ростом скоростей имеется необходимость уменьшения неподрессоренного веса. Опорно-осевое подвешивание тягового двигателя является непригодным для реализации скоростей более 200 км/ч. Сделана попытка разработать тяговый привод с креплением двигателя только к раме тележки и передачей вращения на ось колесной пары через шарнирный механизм. Этот механизм должен передавать момент вокруг колеса и оставлять свободными остальные подвижности.

Построена 3D модель тягового привода и проведен прочностной расчет его основных элементов средствами SolidWorks Simulation.

АНАЛИЗ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОМ УПРОЧНЕНИИ ГАЛТЕЛИ ВАЛА

Загорцев С.В., Муканаев Р.Р., научный руководитель доц. Фокин В.Г.

(Самарский государственный технический университет)

Галтели в местах изменения диаметра вала являются концентраторами напряжений и наиболее уязвимы с точки зрения усталостной прочности. Один из методов упрочнения таких опасных зон термопластическое упрочнение (ТПУ). При этой технологической операции создаются полезные сжимающие остаточные напряжения в поверхностных слоях детали путём быстрого охлаждения её водяным душем после предварительного нагрева.

С помощью компьютерного моделирования методом конечных элементов (МКЭ) сначала рассматривается процесс быстрого охлаждения предварительно нагретого двухступенчатого вала с галтелью под интенсивным водяным душем. При этом решается соответствующая осесимметричная нестационарная задача теплопроводности с конвективным теплоотводом на поверхности. Определяются температурные поля в разные моменты времени охлаждения детали. Полученные поля температуры используются далее для решения (МКЭ) осесимметричных деформационных задач, в результате чего определяются остаточные напряжения в зоне галтели. Остаточные напряжения образуются вследствие пластического деформирования поверхностных слоёв детали из-за больших градиентов температуры. Представлены результаты расчётов температурных полей и напряжений, возникающих в процессе термопластического упрочнения двухступенчатого вала с галтелью. Составлена компьютерная программа расчёта температур и напряжений в галтели вала, которая позволяет исследовать влияние различных геометрических и физических факторов.

ПОСТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ТРЁХМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНОЙ ИНФУЗИОННОЙ ОСНАСТКИ

Зинина О.В., Садыкова В.О., научный руководитель Куркин Е.И.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

Конструкторская геометрическая модель автоклавной оснастки, используемой на производстве при горячей формовке крупноразмерных агрегатов авиационных конструкций, преобразована к виду поверхностной геометрической модели, являющейся основой для конечно-элементного анализа напряжённо-деформированного состояния оснастки.

С помощью CAD-модуля ANSYS DesignModeler устранены технологические зазоры в конструкторской модели автоклавной оснастки, упрощена или удалена геометрия крепёжных элементов, не влияющих на жёсткостные и прочностные характеристики модели. Регулярная зона конструкции автоклавной оснастки описана с помощью поверхностной геометрии. Ряд объектов сложной формы представлены объемными телами. Проведенное преобразование геометрической модели позволило после импорта в ANSYS Mechanical создать конечно-элементную модель для оценки различных случаев нагружения.

Установлено, что поверхностная геометрическая модель оснастки хорошо подходит для создания конечно-элементной модели оболочечными элементами. Сочетание оболочечных элементов в регулярной зоне с объёмными твердотельными элементами в местах несущего крепежа сложной геометрии позволило эффективно моделировать напряжено-деформированное состояние крупноразмерных оснасток, подбирая необходимую толщину их стенок, и учитывать возможность изготовления оснасток из композиционных материалов для минимизации температурных деформаций.

КОМПЛЕКС SIMULIA ABAQUS ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА

Эргашев Б.Р., научный руководитель доц. Степанова Л.В.

(Самарский государственный университет)

Представлены конечно-элементные решения краевых задач механики деформируемого твердого тела, полученные с помощью пользовательских процедур UMAT и VuMAT многофункционального расчетного комплекса SIMULIA Abaqus. С помощью указанных процедур в определяющие соотношения линейной теории упругости инкорпорирован скалярный параметр поврежденности, описывающий процесс накопления рассеянных повреждений в деформируемом теле. С помощью модифицированных таким образом определяющих уравнений закона Гука получены решения задач о всестороннем и одноосном растяжении пластины с центральным круговым отверстием. Найдены зоны активного накопления повреждений вблизи отверстия. Развитый подход применен к более сложным задачам о всестороннем и об одноосном растяжении пластины с круговым отверстием в условиях установившейся ползучести. Численно определен коэффициент концентрации напряжений в пластине со степенным законом теории установившейся ползучести. На основе конечно-элементного анализа получена приближенная формула для коэффициента концентрации напряжений как функции показателя нелинейности материала. Выполнено компьютерное имитационное моделирование процесса циклического нагружения пластины с концентраторами напряжений с учетом накопления повреждений. Проанализирована эволюция процесса накопления повреждений в условиях неупругого моделирования.

ПРОТИВОСКОЛЬЗЯЩИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБУВИ "АНТИЛЁД"
ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПО СКОЛЬЗКИМ ПОВЕРХНОСТЯМ

Марков А.С., научный руководитель проф. Ибатуллин И.Д.

(Самарский государственный технический университет)

Описаны новые технические решения, предоставляющие возможность простой и быстрой установки шипов, обеспечивающих увеличение сцепления обуви со скользкой поверхностью. Рассчитаны и апробированы конструкции типа «шип – заклепка» и «шип – скоба». Исследованы следующие разделы: форма, длина, диаметр вытягивающей оси, форма, площадь и толщина вытягивающей головки, оптимальные толщины стенки заклепки, расширение в материале обуви при различных условиях, глубина посадочной впадины в обуви для закрепления шипа.

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА В КОНСТРУКЦИИ КРЫЛЬЧАТКИ

Хоробрых М.А., научный руководитель проф. Тарасов Ю.Л.

(Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королёва)

Выполнено экспериментальное и расчетное исследование возможности применения полимерных композиционных материалов в конструкции осевых вентиляторов. Внесено изменение в контур лопатки с целью снижения шумовых характеристик и увеличению аэродинамических.

В конструкции крыльчатки применили такие полимерные композиционные материалы, как углепластик, стеклопластик и базальтопластик. Упруго-прочностные характеристики этих материалов определили экспериментальным методом на универсальной сервогидравлической машине. Провели испытания на растяжение, сжатие, сдвиг. Образцы для испытаний изготавливались методом вакуумной пропитки.

Полученные характеристики материалов применили для прочностного расчета крыльчатки в программном комплексе SolidWorks и Ansys. В программных пакетах исследовали наиболее нагруженное место вентилятора, это стык лопасти с корпусом. В результате получили необходимый запас прочности.

МЕТОД КВАЗИЛИНЕАРИЗАЦИИ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧАХ
МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА

Жаббаров Р.М., научный руководитель доц. Степанова Л.В.

(Самарский государственный университет)

Получено аналитическое решение задачи определения напряженно-деформированного состояния в бесконечном нелинейно упругом пространстве со сферической полостью при одноосном растяжении. Решение получено с помощью метода квазилинеаризации, посредством которого нелинейная задача сводится к бесконечной системе линейных задач, анализ которых производился с помощью систем компьютерной алгебры. Метод квазилинеаризации апробирован на задаче об установившейся ползучести вращающегося диска. Выполнена серия конечно-элементных расчетов в программном комплексе Simulia Abaqus для численного нахождения напряженно-деформированного состояния вблизи сферической полости при одноосном растяжении нелинейно упругого тела. Вычислен коэффициент концентрации напряжений для различных значений показателя нелинейности материала. Проведено сравнение полученного аналитического решения задачи с результатами конечно-элементного расчета. Сравнение показало хорошее соответствие аналитического и численного решения. Развитый метод применен к решению задачи об одноосном растяжении пространства со сферической полостью в условиях ползучести. Получена приближенная оценка для коэффициента концентрации напряжений как функции от показателя ползучести. Полученное аналитическое решение может быть использовано для решения обратной задачи идентификации параметров сферической полости при одноосном растяжении нелинейно упругого пространства.