РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СИЛЬФОНОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ НЕСОВЕРШЕНСТВАМИ

И.М. Кудрявцева Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Россия

Сильфоны, выбранные в качестве объекта исследования данной работы, являются ответственными частями приборов, их характеристики и надежность определяют функционирование и надежность всей конструкции в целом, а существующие стандарты не отвечают требованиям современного приборостроения, где постепенно от повсеместной стандартизации элементов переходят к их единичному проектированию на заказ. Поэтому для их эффективного использования очень важно знать и уметь предсказывать статические и динамические характеристики сильфонов, а так же их надежность и ее влияние на надежность всей системы.

Все конструкции в настоящее время рассчитываются как идеальные в той или иной степени приближения, в то время как из-за несовершенства технологии они являются неидеальными. В реальном сильфоне всегда присутствуют отклонения от заданной конструктором геометрии (неравномерность шага, непостоянство внешнего и внутреннего диаметра, неабсолютная осевая симметрия), а так же неравномерность распределения материала в сечении элемента и многое другое. Заранее невозможно предсказать степень нарушения соответствия реального тела его идеальной модели, однако можно исследовать и предсказать в дальнейшем чувствительность конструкции к дефектам, которые могут быть в ней обнаружены.

Целью данной работы является определение надежности (долговечности, циклической прочности и работоспособности) сильфона, содержащего различные несовершенства геометрии. В ходе работы определяются обоснованно усредненные геометрические, статические и динамические характеристики сильфона; с использованием теории катастроф решаются статическая и динамическая задачи при наличии несовершенств конструкции сильфонного элемента; определяется влияние различных конструктивных несовершенств на динамику и надежность элемента; решается задача по определению его ресурса.