РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА ПРИ УДАРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

А.А. Локтев

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, Россия

В настоящей работе исследуется процесс ударного взаимодействия твердых частиц транспортируемого материала с рабочим органом пластинчатого конвейера. В качестве средства противоударной защиты ленты конвейера предлагается использовать пружинный буфер.

Элемент ленты пластинчатого конвейера моделируется тонкой пластинкой, динамическое поведение которой описывается волновыми уравнениями Уфлянда-Миндлина, учитывающими инерцию вращения поперечного сечения и деформацию поперечного сдвига. Буфер представляет собой винтовую цилиндрическую пружину, выполненную из стали, жестко заделанную в пластинке и не теряющую устойчивость в процессе взаимодействия. Деформация пружины линейно зависит от прикладываемой силы. Здесь процедура, предложенная в [1] для исследования поперечного удара твердого тела об упругий буфер, установленный на плите перекрытия, обобщена к случаю ударного взаимодействия твердой частицы с линейно упругим буфером, установленным на ленте транспортера. В качестве метода решения используется лучевой метод и метод сращивания асимптотических разложений, полученных для малых времен в зоне контакта и вне ее.

При взаимодействии тела с пластиной, в последней начинают распространяться квазипродольная и квази-поперечная волны, которые являются поверхностями сильного разрыва. В пластинке поверхности сильного разрыва представляют собой цилиндрические поверхности-полоски, образующие которых параллельны нормали к срединной поверхности, а направляющие, расположенные в срединной плоскости, представляют собой окружности, расширяющиеся с нормальными скоростями.

За фронтами этих волн решение строится в виде лучевых рядов, представляющих собой степенные ряды, коэффициентами которых служат скачки производных по времени от искомых функций различных порядков, а переменной величиной - время, прошедшее с момента прихода волны в заданные точки пластинки. Для определения коэффициентов лучевого ряда для искомой функции необходимо продифференцировать определяющие уравнения пластинки по времени, взять их разность на различных сторонах волновой поверхности и применить условие совместности. В результате описанной процедуры приходим к системе рекуррентных дифференциальных уравнений, решая которую получаем искомые величины с точностью до произвольных постоянных. Произвольные постоянные находятся из условия контакта ударника, упругой пружины и пластинки.

Проведенные численные исследования позволяют сделать заключение о влиянии параметров ударника, буфера и пластинки на характеристики взаимодействия и определить напряжение в контактной области и динамический запас прочности пластинки.

Литература

1. Rossikhin Yu.A., Shitikova M.V., and Loktev A.A. (2002), The analysis of thinwalled building structures subjected to impact excitation, Proc. 4th International Ph.D. Symposium in Civil Engineering. Sept. 19th - 21th. 2002, Munich, Germany, P.SchiePl, N. Gebbeken, M. Keuser, and K. Zilch (eds.) Vol.1. - P. 487-492.