71 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
71
УДК 531.66 : 004.42
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАРНЫХ СИСТЕМ
И КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
ДЛЯ ИХ РАЗРАБОТКИ И МОДЕРНИЗАЦИИ
И.А. ЖУКОВ, канд. техн. наук, доцент
(СибГИУ, г. Новокузнецк)
Жуков И.А.
– 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Сибирский государственный индустриальный университет,
e-mail:
tmmiok@yandex.ruПроведен анализ известных методов решения задач теории продольного удара
применительно к ударным системам технологического назначения, на основании которого
приводятся практические рекомендации по выбору методик, наиболее точно
соответствующих физическим особенностям рассматриваемых ударных систем. Анализ
практической
применимости
показал
возможность
использования
волновых
дифференциальных уравнений для изучения влияния форм бойков на форму и параметры
ударного импульса. На основе графоаналитического метода разработан численный метод
определения формы ударного импульса, генерируемого бойками со сложной геометрией. По
результатам исследований созданы компьютерные инструментальные средства для
проведения инженерных расчетов ударных.
Ключевые слова:
удар, боек, волновод, импульс, ударная система.
Введение
Изучение ударных процессов относится к числу наиболее актуальных проблем
механики [1], связанных с оценкой поведения конструкций в условиях воздействия
интенсивных импульсных нагрузок. К одним из первых работ в области теории удара можно
отнести исследования, выполненные еще в XVII веке Галилеем, Декартом, Гюйгенсом,
Ньютоном. В XX веке исследования проблем удара получили значительное развитие в
работах Тимошенко С.П., Бидермана В.Л., Гольдсмита В., Динника А.Н., Кильчевского Н.А.,
Кольского Г., Кошлякова Н.С., Пановко Я.Г. Продольные колебания технологически
необходимы при разрушении хрупких сред ударными воздействиями. В этом направлении
известны работы: Абраменкова Д.Э., Алабужева П.М., Александрова Е.В., Алимова О.Д.,
Андреева В.Д., Дворникова Л.Т., Еремьянца В.Э., Иванова К.И., Манжосова В.К., Мясникова
А.А., Саруева Л.А., Стихановского Б.Н., Тагаева Б.Т., Федотова Г.В., Шапошникова И.-И.Д.,
Юнгмейстера Д.А. и др. Середину 60-х годов прошлого века можно считать зарождением
целого научного направления по изучению продольных колебаний в машинах ударного
действия. Анализ публикационной активности показывает, что сегодня день исследования по
проблеме продольного удара практически не ведутся. Но практика создания
технологических ударных систем (рис. 1) свидетельствует о необходимости возрождения
исследований в этом направлении.
Для ударных систем, применяемых для разрушения хрупких сред, справедлива связь
между напряжениями
в стержне и предударной скоростью
0
V
:
aVE
/
/
0
, где
/
E a
– скорость распространения упругих волн деформации в стержне с плотностью