Остроение модели триботехнического сопряжения с заданными свойствами

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621.9. 06
Ю. П. Сердобинцев, В. С. Поляков
ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО СОПРЯЖЕНИЯ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ
Волгоградский государственный технический университет
Проблема подбора материалов и износостойких покрытий трущихся поверхностей в зависимости от эксплуатационных и конструкторских требований к сопряжению исследована недостаточно [1−2]. Данная задача требует разработки средств формального описания свойств материалов и конструкторско-технологических решений для различных систем сопряжений и их эксплуатационных параметров [4].
Многих сложностей удаётся избежать при построении модели пары в виде композиции графов, описывающих триботехнические свойства материалов и конструкторско-технологические решения для различных систем сопряжений и их эксплуатационных параметров.
Рис. 1. Блок-схема алгоритма работы модели
Для построения модели трибосопряжения рассмотрим некоторые компоненты, характеризующие свойства пары.
1. Кинематическая принадлежность.
2. Вид относительного движения.
3. Характер нагружения.
4. Диапазон скоростей скольжения.
5. Диапазон температур в контакте.
6. Диапазон давлений в контакте.
7. Вид трения в паре.
8. Материал основы первой детали.
9. Материал основы второй детали.
10. Критерий оценки выбранной пары трения.
11. Характер фрикционного взаимодействия.
12. Выбор технологий различных способов обработки первой детали.
13. Выбор технологий различных способов обработки второй детали.
14. Контактные взаимодействия.
15. Шероховатость первой детали.
16. Шероховатость второй детали.
Если каждый из компонентов кр представить в виде графа Ор, то композиция этих графов позволяет получить граф, который объединяет все варианты, & quot-разрешенные"- морфологическим классификатором триботехнических свойств, представимые ранее в виде отдельных деревьев.
Для получения всех разрешенных состояний разработана моделирующая система, которая реализует композицию Ор -графов, характеризующую свойства пары.
Работа модели осуществляется согласно алгоритму, изображенному на рис 1.
Для работы с моделью необходимо ввести исходную информацию. По окончании ввода запускаем исполняемый файл model_p. exe, на экране возникает основное меню программы.
Проводим операцию & quot-Загрузка"-, для чего нажмем клавишу & quot-Открыть"-. Появляется заставка, позволяющая выбрать папку, где содержится необходимая для работы модели информация (рис. 2).
Рис. 2. Операция загрузки
Рис. 3. Граф, описывающий компонент 156. Материал первой детали 158. Выбирается сталь 160. Выбирается бронза 162. Выбирается пластмасса 166. Параметры 168. Первая деталь — чугун 170. Первая деталь — бронза 172. Первая деталь — дуралюмин 174. Первая деталь — пластмасса
& quot-Материал основы 1-й детали& quot-: 157. Материал не выбран 159. Выбирается чугун 161. Выбирается дуралюмин 165. Первая деталь — сталь 167. Отказ от материала 169. Параметры 171. Параметры 173. Параметры 175. Параметры
Любой из массивов компонентов описывается соответствующим графом Gp. Например, граф G8 (рис. 3), описывающий материал основы первой детали пары, представлен массивом МК8 и вызывается на экран нажатием кнопки & quot-ShowMK"- и переводом движка в точку 8. Массив (рис. 4) содержит всю информацию о графе G8, а также дополнительную о материалах: модуль упругости — Е, коэффициент Пуассона — ц, разрушающее напряжение — о, показатель фрикционной усталости —у.
Просмотр любого из массивов, задающих операцию композиции, осуществляется кнопкой & quot-ShowBK"- и стрелкой выбора номера массива.
Загрузка/сохранение Исходные данные Вычисления
щ 157? 1 156 0 0 0 0 0 ч-Ч
156 158? 2 165 0 0 0 0 0
156 15Э? 3 168 0 0 0 0 0
156 160? 4 170 0 0 0 0 0
156 161? 5 172 0 0 0 0 0
156 162? 6 174 0 0 0 0 0
156 163? 7 176 0 0 0 0 0
156 164? 8 178 0 0 0 0 0
165 166? 8 165 212 270 700 78 0
165 167? 10 156 0 0 0 0 0
166 16Э? 11 168 135 258 340 41 0
166 167? 12 156 0 0 0 0 0
170 171? 13 170 110 335 230 34 0
170 167? 1 4 156 0 0 0 0 0
172 173? 15 172 70 330 540 30 0
172 167? 16 156 0 0 0 0 0
174 175? 17 174 28 50 350 26 0
174 167? 18 156 0 0 0 0 0
176 177? 18 176 0 0 0 0 0
176 167? 20 156 0 0 0 0 0
176 17Э? 21 178 0 0 0 0 0
176 167? 22 156 0 0 0 0 0
Show TRS
Show MDP
Js Г-
Show MDS
J1 r.
J1 r.
Synchronize
Рис. 4. Массив компонентов
Массив ТЯ5 (рис. 5) характеризует текущее рабочее состояние в любой момент времени.
& quot-Jfef Modeling
Загрузка/сохранение Исходные данные | Вычисления | Дополнительно) Результат) Коррекция] Запись
щ 41 57 7G 96 118 154 165 192 212 228 236 263 290 314 344
13 42 58 77 97 119 155 166 193 213 229 237 264 291 315 345
0 0 0 0 0 0 8 8 0 181 0 0 0 0 8 8
11 9 7 8 7 11 16 9 11 8 5 1 1 1 1 1
12 41 57 7G 9G 118 154 165 192 212 228 236 263 298 314 344
0 0 0 0 0 1 0 212 135 0 0 0 0 0 0 8
0 0 0 0 0 0 8 270 250 0 0 0 0 0 8 8
0 0 0 0 0 0 0 700 340 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 8 79 41 0 0 0 0 0 8 8
0 0 0 0 0 0 8 8 0 0 0 0 0 0 8 8
Show МК
Show MIS
Show ВВ
Show TRS
Рис. 5. Массив текущего рабочего состояния
При нажатии клавиши & quot-Вычисления"- переходим к процессу определения конкретной пары, заданию параметров работы, выбору методов и формул расчёта износостойкости. На экране появляется заставка.
При нажатии кнопки & quot-Начать"- появляется заставка, показывающая начало выбора параметров триботехнических свойств пары (рис. 6).
Такая заставка будет только в том случае, если не определены допустимые переходы, то есть или не задана операция композиции, или отсутствует условие перехода в другое состояние. Для исключения подобной ситуации необходимо провести коррекцию таблиц совместимости, что будет рассмотрено ниже. В обычном случае заставка будет иметь вид (рис. 7).
Здесь в окне & quot-Допустимые переходы& quot- указано, что существует только один допустимый переход по компоненту, номер которого указан в окне & quot-А"-, суть перехода — в окне & quot-Б"-, а последующее состояние — в окне & quot-В"-.
Загрузка/сохранение Исходные данные Вычисления Дополнительно Коррекция Запись Допустимые переходы
N | Действие_____________________________| N | Сосотояние_________________________л
1 Сопряжение не выбрано 2 Тип сопряжения не определен
31 Движение отсутствует 32 Вид не выбран
50 Нагрузка отсутствует 51 Нагрузки нет
Є8 Диапазон скоростей не выбран Є9 Скорости скольжения не определе.
09 Диапазон температур не выбран 90 Т емперагура в контакте не выбран-
107 Давление в контакте не выбрано 108 Диапазон давлений не выбран
137 Отсутствие смазки 138 Смазки нет
15Б Материал первой детали 157 Не выбран
180 Материал второй детали 181 Не выбран
204 Оценка выбранной пары трения 205 Критерий не определен
Ш & quot- I & gt-
Рис. 6. Меню выбора параметров модели
Загрузка/сохранение | Исходные данные Вычисления | Дополнительно | Результат] Коррекция] Запись] Допустимые переходы
Начать
Перейти
Состояние
Остановлено
Шаг N4
Перезапуск
N Действие N Сосотояние Л
1 Сопряжение не выбрано 2 Т ип сопряжения не определен
31 Движение отсутствует 32 Вид не выбран
50 Нагрузка отсутствует 51 Нагрузки нет
68 Диапазон скоростей не выбран 69 Скорости скольжения не определе.
89 Диапазон температур не выбран 90 Т емперагура в контакте не выбран-
107 Давление в контакте не выбрано 108 Диапазон давлений не выбран И
137 Вид смазки не выбран 138 Смазки нет
156 Материал первой детали 157 Не выбран
180 Материал второй детали 181 Не выбран
204 Оценка выбранной пары трения 205 Критерий не определен —
& lt- ИИ I & gt-
1
МК: 2
1 Сопряжение не выбрано 3 Прямолинейное движение
12 Поступательная пара
N Действие N Сосотояние Л
12 Поступательная пара 13 Прямолинейное движение
31 Движение отсутствует 32 Вид не выбран
50 Нагрузка отсутствует 51 Нагрузки нет
68 Диапазон скоростей не выбран 69 Скорости скольжения не определе.
89 Диапазон температур не выбран 90 Т емперагура в контакте не выбран-
107 Давление в контакте не выбрано 108 Диапазон давлений не выбран и
137 Вид смазки не выбран 138 Смазки нет
156 Материал первой детали 157 Не выбран
180 Материал второй детали 181 Не выбран
204 Оценка выбранной пары трения 205 Критерий не определен —
& lt- NN ¦ I 1 & gt-
Рис. 7. Работа с допустимыми переходами и состояниями
Задавая параметры работы, определяя условия функционирования, выбирая методы и формулы расчёта износостойкости конкретной пары, переходим к следующему компоненту, нажимая кнопку & quot-Перейти"-. Если при очередном переходе в окне & quot-Допустимые переходы& quot- не указано, что существует допустимый переход или такой переход отсутствует, то необходимо провести коррекцию процесса моделирования в нужном направлении. Для этого, нажимая кнопку & quot-Коррекция"-, получим на экране заставку (рис. 8).
В окне & quot-Компонент"- выбираем номер компонента, переходы которого собираемся корректировать. В данном случае — это восьмой компонент. В окне & quot-Б"- появится условие перехода к новому состоянию, которое мы можем разрешить, нажав клавишу & quot-Перех и сост& quot- в зоне & quot-Добавить"-, или запретить, нажав клавишу & quot-Переход"- или & quot-Состояние"- в зоне & quot-Удалить"-.
Таких переходов может быть задано столько, сколько предусмотрено графом рассматриваемого компонента (рис. 9). В данном случае таких переходов предусмотрено шесть, из которых пять значащих и один запасной.
Определив значения и параметры всех шестнадцати компонентов, определяем & quot-Результат"- (рис. 10).
¦Загрузка/сохранение
Компонент
Исходные данные El
ычисления
Дополнительно Результат Коррекция Запись
Переход
Добавить
Перех и сост
Удалить
Переход
Состояние
Компонент
ы Действие Ы Сосогояние А
12 Поступательная пара 13 Прямолинейное движение
41 Поступательное движение 42 У=СОП5(
57 Нагрузка постоянна 58 Нагрузка прижимающая
76 Первый диапазон скоростей 77 Скорость 0,01−0,1 м/с
96 Первый диапазон температур 97 В контакте 20−50 «С
118 Первый диапазон давлений 11Э Давление в контакте 0−5 МПа
154 Отсутствие смазки 155 Смазки нет
156 Материал первой детали 157 Не выбран
180 Материал второй детали 181 Не выбран
204 Оценка выбранной пары трения 205 Критерий не определен V
& lt- I & quot-Л. 1 & gt-
К
МК: 2
156 М атериал первойдетали 158 Выбирается сталь 165 Первая деталь — сталь
ы Действие Ы Сосогояние Л
12 Поступательная пара 13 Прямолинейное движение
41 Поступательное движение 42 У=СОП5(
57 Нагрузка постоянна 58 Нагрузка прижимающая
76 Первый диапазон скоростей 77 Скорость 0,01−0,1 м/с
96 Первый диапазон температур 97 В контакте 20−50 «С
118 Первый диапазон давлений 11Э Давление в контакте 0−5 МПа
154 Отсутствие смазки 155 Смазки нет
165 Первая деталь — сталь 166 Упругость
180 Материал второй детали 181 Не выбран
204 Оценка выбранной пары трения 205 Критерий не определен —
& lt- II _& gt-
Рис. 8. Операция коррекции
Рис. 9. Пример возможных переходов при работе с компонентом
Модель позволяет определять три основных параметра, характеризующих работу пары: интенсивность изнашивания — 1й- коэффициент трения -число циклов до разрушения — п.
Кроме того, могут вводиться промежуточные параметры, необходимые при работе с моделью.
Рис. 10. Вывод результатов работы программы
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сердобинцев, Ю. П. Триботехническое моделирование и исследование модифицированных пар трения технологического оборудования: монография / Ю. П. Сердобинцев, А. А. Подщипков / Волгоград. гос. техн. ун-т, Волгоград, 2002. — 180 с.
2. Сердобинцев, Ю. П. Использование методов композиции графов для проектирования сопряжений технологического оборудования с заданными свойствами / Ю. П. Сердобинцев, В. С. Поляков // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. статей № 1 / ВолгГТУ. — Волгоград, 2004. — С. 59−63. — (Сер. Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Вып. 1).
3. Сердобинцев, Ю. П. Концепция проектирования контактных узлов с использованием экстраполирующей модели / Ю. П. Сердобинцев, В. С. Поляков // Механика и фи-зика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей машин: межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Н. Б. Демкина. — Тверь, 2006. — С. 219−224.
4. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добынин, В. С. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой