ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
13
УДК 539.3
А.Е. Белкин, И.З. Даштиев, Д.С. Хоминич
АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКОГО
НАГРУЖЕНИЯ АМОРТИЗАТОРА
СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ИЗ ПОЛИУРЕТАНА
Представлены теория и результаты расчета больших деформа-
ций полиуретанового амортизатора сжатия новой конструкции.
Расчеты выполнены методом конечных элементов в смешанной
форме с независимо варьируемыми перемещениями и гидростати-
ческим давлением. Приведена система линеаризованных уравнений
метода последовательных нагружений, использованного для ре-
шения нелинейной задачи. Выбор упругого потенциала для поли-
уретана СКУ-ПФЛ-100 осуществлен на основе результатов ис-
пытаний образцов на растяжение и сжатие. В качестве резуль-
татов расчета приведены нагрузочные характеристики и
характеристики энергоемкости амортизаторов с различными
значениями геометрических параметров; исследовано напряжен-
ное состояние амортизаторов.
E-mail:
a_belkin@newmail.ru
Ключевые слова:
полиуретановый амортизатор, расчет, большие де-
формации, слабосжимаемый материал, упругий потенциал, смешанная
формулировка, инкрементальный метод, нагрузочные характеристики.
Амортизаторы из литьевого полиуретана, характеризуемого вы-
сокими показателями эластичности и прочности, находят применение
в специальном машиностроении. Данные амортизаторы обладают
значительно большей жесткостью в сопоставлении с резиновыми
амортизаторами, они предназначены для изоляции крупных объек-
тов, испытывающих большие нагрузки. Ввиду сравнительно коротко-
го опыта проектирования и эксплуатации полиуретановых амортиза-
торов их рабочие характеристики изучены недостаточно.
В данной статье приведены результаты расчетного исследования
напряженно-деформированного состояния, нагрузочных характери-
стик и энергоемкости полиуретанового амортизатора сжатия, проек-
тируемого под нагрузку порядка 300 кН при ходе 80...100 мм. Амор-
тизатор представляет собой толстую разрезную оболочку вращения
цилиндрической и конической формы, разделенную в окружном
направлении на три сектора (рис. 1).
Формулировка задачи расчета больших упругих деформаций
эластомерной конструкции с учетом объемной сжимаемости ма-
териала.
Для описания деформированного состояния использованы
градиент вектора места ( )
F
с компонентами