Удосконалювання конструктивних параметрів і технічних характеристик енергетичних вузлів прес-гармат для гідродина-мічного штампування - Автореферат

Донбаська державна машинобудівна академіяДисертацію присвячено зниженню матеріаломісткосі, підвищенню ефективності використання енергоресурсів, зменшенню витрат на проектування енергетичних вузлів за рахунок заміни більшої частини натурного експерименту на математичне моделювання з урахуванням розроблених рекомендацій стосовно вибору раціональних конструктивних параметрів і технічних характеристик енергетичних вузлів прес-гармат для гідродинамічного штампування. Розроблено комплексну математичну модель термодинамічних процесів, що відбуваються в системі “ствол-набій-снаряд” і модель, яка описує процес динамічного деформування ствола під дією прикладених навантажень. Результати роботи у вигляді рекомендацій до проектування й вибору раціональних параметрів та режимів енергетичних вузлів прес-гармат для гідродинамічного штампування прийнято до використання на ВАТ “Мотор Січ” та підприємстві “ХАІ-Сервіс”. Ключові слова: прес-гармата, гідродинамічне штампування, енергетичний вузол, математичне моделювання, енергетична характеристика, балістичне проектування, напружено-деформований стан, міцність. Эти модели учитывают природу энергоносителя, наличие массо-энергетических потерь, форсирование давления, конвективно-радиационный характер теплообмена стенок ствола и снаряда с рабочим телом (газом), зависимость значений тепловых и механических характеристик материала ствола от температуры и давления, кратковременность и интенсивность тепловых процессов, разнообразие и взаимосвязанность процессов теплообмена, а также возникновение нестационарного напряженно-деформированного состояния ствола от действия температуры и давления пороховых газов.-розробка математичної моделі термодинамічних процесів, що протікають у системі “ствол-набій-снаряд”, яка враховує основні особливості цих процесів: природу енергоносія, наявність масо-енергетичних втрат, опір рухові поршня, форсування тиску, конвективно-радіаційний характер теплообміну стінок ствола та снаряда з робочим тілом (пороховими газами), залежність значень теплових і механічних характеристик матеріалу ствола від температури й тиску, короткочасність та інтенсивність теплових процесів, різноманітність і взаємозалежність процесів теплообміну; Серед основних положень і розробок, наведених у дисертації, новими для науки і практики є такі:-розроблено і обґрунтовано математичну модель енергетичного вузла прес-гармати для гідродинамічного штампування, яка описує процеси горіння пороху, розширення продуктів згоряння, витікання порохових газів через проміжок, розгону снаряда, радіаційно-конвективного теплообміну продуктів згоряння зі стволом і снарядом, розповсюдження тепла у стволі, а також виникнення нестаціонарного напружено-деформованого стану ствола від дії температури й тиску порохових газів, тобто модель, яка дозволить перейти від натурного експерименту до математичного моделювання; -внаслідок досліджень доведено, що при розрахунку НДС ствола, який обумовлено дією перемінних за часом й у просторі тисків і температур, нема необхідності враховувати термопружні напруження як при одиничному пострілі, так і при серійній роботі прес-гармати; Особистий внесок здобувача до розробки наукових результатів дисертації полягає в тому, що автор самостійно виконав усі теоретичні дослідження, які складають основу дисертаційної роботи, й розробив практичні рекомендації щодо вибору раціональних проектних та експлуатаційних параметрів енергетичних вузлів прес-гармат. Аналіз явищ у стволі, а також типових процесів в енергетичних вузлах прес-гармат при пострілі, серед яких можна відзначити горіння з виділенням енергії, рух снаряда, витікання газів, теплообмін, у результаті якого енергія газу зменшується і нагрівається ствол, деформування ствола під дією зміненого за часом і у просторі тиску й нерівномірного нестаціонарного нагрівання, дозволили сформувати комплексну математичну модель термодинамічних процесів, що протікають у системі “ствол-набій-снаряд”, і модель визначення НДС ствола.В дисертації виконано нові, обґрунтовані науковими положеннями, розробки, які забезпечили вирішення актуальної науково-технічної задачі - розширення можливостей прес-гармат для гідродинамічного штампування за рахунок розробки рекомендацій до вибору раціональних конструктивних параметрів і технічних характеристик енергетичних вузлів цього обладнання, а також економії матеріальних ресурсів шляхом заміни більшої частини натурного експерименту математичним моделюванням з урахуванням розроблених рекомендацій. 1.Відомі методики дослідження процесів і міцності енергетичних вузлів прес-гармат не враховують всіх особливостей протікаючих процесів і тому за їх допомогою неможливо одержати раціональні значення проектних та експлуатаційних характеристик такого обладнання. 2.Розроблено комплексну математичну модель термодинамічних процесів, що відбуваються в системі “ствол-набій-снаряд” і модель, яка описує процес динамічного деформування ствола під дією прикладених навантажень.

І ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ВУЗЛІВ