doi: 10.52899/24141437_2025_01_5
УДК: 629.12:539.433

Экспериментальное определение центра кручения открытых тонкостенных профилей

Андреев А. Н., Николаев Д. А.
Язык статьи: русский

Аннотация

Актуальность. В отечественном машиностроении вопросы импортозамещения весьма актуальны. В последнее время при оптимизации конструктивно-технологических параметров элементов энергетических машин получили тонкостенные криволинейные поперечные сечения. Методика расчета прочностных характеристик для тонкостенного замкнутого профиля аналогична общераспространенным для расчета массивных профилей, однако для расчета сечений с незамкнутыми тонкостенными криволинейными профилями она ограниченно применима, ввиду несовпадения центра кручения с центром масс площади сечения. Цель — представить некоторые особенности деформированного состояния узлов и деталей различных энергетических машин и механизмов, имеющих незамкнутые тонкостенные криволинейные профили, работающих при различных видах деформации. Методы. Описана методика разработанного универсального алгоритма для автоматизированного расчета основных жесткостных характеристик деформируемых открытых тонкостенных криволинейных профилей с определением центра изгиба-кручения. Рассмотрены варианты определения этих характеристик для прямолинейных тонкостенных и сложных тонкостенных криволинейных сечений элементов. Результаты. Разработанная экспериментальная установка позволяет определять положение силовых плоскостей, линия пересечения которых задает положение центра изгиба, описана методика проведения экспериментов. Представлены экспериментальные данные по определению центра изгиба для произвольного открытого тонкостенного профиля, по которым построены графические зависимости влияния положения силовой плоскости и отклонения положения поперечного сечения от вертикального. Высокое совпадение теоретических и экспериментальных данных указывает на надежность разработанного алгоритма и программного обеспечения. Выводы. На основании сопоставления расчетных теоретических координат с экспериментальными данными сделан вывод о высокой точности расчета разработанной электронной программы. Разработанная программа — не только эффективный инструмент для проектирования и расчета, но и может быть полезной для научных исследований, связанных с конструированием элементов машин и оборудования.   Ключевые слова: тонкостенный криволинейный профиль; центр изгиба; прочность; жесткость; кручение; сечение; деформация

Список литературы

1. Андреев А.Н., Мелконян А.Л., Николаев Д.А. Алгоритм и программа определения положения центра кручения тонкостенного профиля. В кн.: Тезисы докладов конференции «Памяти академиков-кораблестроителей». Санкт-Петербург: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2023. С. 75–76.
2. Мелконян А.Л., Николаев Д.А. Квазиодномерные модели для анализа параметров вибрации судового корпуса на ранних стадиях его проектирования // Морские интеллектуальные технологии. 2019. № 2–1. С. 45–51. EDN: WADFQY
3. Мелконян А.Л., Николаев Д.А. Совместная вибрация судового корпуса и его конструктивных модулей с малым районом сопряжения // Морской вестник. 2022. № 1. С. 17–19. EDN: GVHBYK
4. Челпанова Н.Г., Кадисов Г.М. Расчет тонкостенных стержней открытого профиля. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ. Омск: СибАДИ, 2008.
5. Александров В.Л., Матлах А.П., Поляков В.И. Борьба с вибрацией на судах. Санкт-Петербург: Мор Вест, 2005. 421 с. EDN: QNSOHV
6. Свидетельство о регистрации № 2023680773/04.10.23. Бабанин Н.В., Мелконян А.Л., Титова Ю.Ф. Программа для расчета вибрации квазиодномерной конструкции.