Расчет напряженно-деформированного состояния эластичной ленты геликоидального конвейера
Авторы: Сорокина А.Г., Фомичева В.Ф., Кокоулин В.Г.
Опубликовано в выпуске: #12(84)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-12-1828
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассмотрена новая конструкция конвейера с геликоидальной эластичной лентой. Геликоидальная лента обеспечивает не только перемещение, но и перемешивание сыпучей среды при транспортировании в цилиндрическом кожухе конвейера. Для расчета напряженно-деформированного состояния ленты применяется энергетический метод. Поперечные ребра, расположенные на ленте, являются жесткими, а число периодов строго фиксировано, поэтому форма деформированной поверхности ленты полностью определяется лишь одним параметром — осевой деформацией. Тензор деформаций Коши — Грина был определен сопоставлением исходной и деформированной поверхностей ленты. Потенциальную энергию деформированной ленты вычисляли через найденные деформации интегрированием удельной потенциальной энергии эластичного материала по исходной поверхности ленты. Полный потенциал системы получен добавлением к потенциальной энергии потенциала осевой силы, которая определяется тривиально. Минимизация полного потенциала выполнялась по стандартным процедурам математического пакета Wolfram Mathematica. В результате расчета были получены упругие характеристики ленты, т. е. графики зависимости осевой деформации от внешних нагрузок. Кроме того, были найдены напряжения, которые могут использоваться для оценки прочности ленты при заданных нагрузках
Литература
[1] Krivoshapko S.N. Geometry and strength of general helicoidal shells. Applied Mechanics Reviews, 1999, vol. 52, no. 5, pp. 161–175.
[2] Krivoshapko S.N. Static analysis of shells with developable middle surfaces. Applied Mechanics Reviews, 1998, vol. 51, no. 12, pt. 1, pp. 731–746.
[3] Халаби С.М. Моментная теория тонких винтовых псевдоторсовых оболочек. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2001, № 10, c. 61–67.
[4] Рынковская М.И. К вопросу о расчете на прочность тонких линейчатых винтовых оболочек. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2015, № 6, c. 13–15.
[5] Рынковская М.И. К вопросу расчета прямых геликоидальных оболочек по методу В.Г. Рекача. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2006, № 2, c. 63–66.
[6] Рынковская М.И. Применение и расчет геликоидальных оболочек в архитектуре и строительстве. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования, 2012, № 4, c. 84–90.
[7] Тупикова Е.М. Расчет тонких упругих оболочек в форме длинного косого геликоида. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2015, № 3, c. 23–27.
[8] Тупикова Е.М. Вычисление перемещений и усилий в железобетонных пандусах в форме косого геликоида. Строительная механика и расчет сооружений, 2015, № 4, c. 24–28.
[9] Тупикова Е.М. Полуаналитический расчет оболочки в форме длинного пологого косого геликоида в неортогональной несопряженной системе координат по моментной теории. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2016, № 3, c. 3–8.
[10] Тупикова Е.М. Анализ метода В.Г. Рекача для расчета напряженно-деформированного состояния оболочки в форме длинного пологого косого геликоида. Строительная механика и расчет сооружений, 2016, № 1, с. 14–20.
[11] Savićević S., Janjić М., Vukčević M., Šibalić N. Stress research of helicoidal shell shape elements. Machines, technologies, materials, 2013, iss. 10. URL: http://www.mech-ing.com/journal/Archive/2013/10/42_Savicevic_mtm13.pdf (дата обращения 20.05.2017).
[12] Savićević S. A Development of Automatized Projection of Construction Elements of Helical Shell Shape. PhD dissertation, Podgorica, Faculty of Mechanical Engineering, 2001.
[13] Krivoshapko S.N., Gbaguidi A.G. Two methods of analysis of thin elastic open helicoidal shells. International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences, 2012, vol. 12, no. 3. pp. 382–390.
[14] Knabel J., Lewinski T. Selected equilibrium problem of thin elastic helicoidal shells. Archives of Civil Engineering, 1999, vol. 45 (2), pp. 245–257.
[15] Krivoshapko S.N., Christian A. Bock Hyeng. Static and dynamic analysis of thin-walled cyclic shells. International Journal of Modern Engineering Research, 2012, vol. 2, iss. 5, pp. 3502–3508.
[16] Сорокина А.Г. Расчет формы деформированной срединной поверхности геликоидально симметричной оболочки открытого профиля при больших перемещениях на основе теории чистого изгибания. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 11, с. 8–13.
[17] Сорокина А.Г. Расчет упругой характеристики ленточной пружины (геликоидально симметричной оболочки открытого профиля) при больших перемещениях на основе теории чистого изгибания. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012. № 7, с. 22–26.
[18] Шевелев Л.П., Корихин Н.В., Головин А.И. Состояния поля напряжений в геликоидальной оболочке. Строительство уникальных зданий и сооружений, 2014, № 2 (17), c. 25–38.
[19] Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций: статика. Москва, URSS, 2017, 496 c.
[20] Дьяконов В.П. Mathematica 5.1/5.2/6. Программирование и математические вычисления. Москва, ДМК-Пресс, 2008, 574 с.