Mezzi di smorzamento degli urti. Ammortizzazione del fondo della barca per assorbire i carichi d'urto. Strutture protettive con ammortizzatori e ammortizzatori

L'invenzione riguarda il campo delle prove d'urto degli ammortizzatori e può essere utilizzata nella progettazione di dispositivi antiurto in materiali compositi. Scopo dell'invenzione è ottenere caratteristiche di ammortizzatori, che mostrino l'efficienza del loro funzionamento sotto urti (coefficienti di efficienza di ammortizzazione degli ammortizzatori associati a smorzamento strutturale, smorzamento nei materiali, nonché a causa della diversa rigidità acustica vari elementi ammortizzatore, ecc.) Le prove vengono eseguite su un'installazione il cui fattore di qualità non è inferiore di un ordine di grandezza al fattore di qualità dell'ammortizzatore. Il coefficiente richiesto è uguale al prodotto dei coefficienti associati alle varie proprietà fisiche dell'ammortizzatore. Allo stesso tempo, la sostituzione dei liner di smorzamento con liner di vari materiali con proprietà di smorzamento precedentemente note consente di determinare ciascuno dei coefficienti a seguito dell'analisi degli spettri di impatto ottenuti durante le prove di impatto. L'effetto tecnico è quello di migliorare la qualità dello studio del processo degli ammortizzatori durante gli urti. 6 malati

La soluzione tecnica proposta riguarda il campo delle prove di ammortizzatori in materiali compositi per determinarne le proprietà di smorzamento all'urto. Recentemente, l'uso di nuovi materiali (gomma metallica, plastica rinforzata con fibra di carbonio, ecc.) Nei sistemi di protezione contro i carichi di vibrazioni su navi, aerei e veicoli spaziali richiede una determinazione sufficientemente accurata dell'efficacia di ciascuno degli urti elementi assorbenti. Attualmente noto diversi modi determinare le proprietà di smorzamento degli ammortizzatori. Ad esempio, nello studio degli ammortizzatori operanti sotto influenze esterne che cambiano piuttosto lentamente, viene utilizzato il metodo di stima del coefficiente di assorbimento analizzando il ciclo di isteresi (IM Babakov "Teoria delle oscillazioni", pp. 153-154, Mosca: Nauka, 1968). Tuttavia, tali test considerano la dissipazione di energia su un intero ciclo di oscillazioni. Per proteggere l'attrezzatura dagli effetti degli urti (spesso di natura esplosiva), vengono utilizzati ammortizzatori, che dovrebbero principalmente ridurre l'ampiezza del fronte anteriore dell'onda d'urto delle deformazioni. La riduzione delle vibrazioni secondarie di solito non è un grosso problema. La più adatta in questo caso è l'analisi delle caratteristiche ampiezza-frequenza o dei valori totali dell'impatto prima e dopo l'ammortizzatore. Ad esempio (A. Nashif et al. Smorzamento delle vibrazioni, p. 190, M.: Mir, 1988, prototipo), il metodo per costruire la caratteristica ampiezza-frequenza consiste nell'eccitare vibrazioni nel campione di prova, misurando la forza di eccitazione applicata in un dato punto, determinando la risposta dinamica utilizzando accelerometri e sensori di deformazione, e quindi confrontando la risposta in ampiezza-frequenza prima e dopo l'ammortizzatore. L'uso di un analizzatore di Fourier armonico, così come di tecniche computazionali simili, di regola, è valido solo per il caso di "aftereffect" (quando l'impatto è già terminato e si sta studiando la vibrazione secondaria). Inoltre, l'uso di installazioni con un fattore di qualità sufficientemente basso per i test (ad esempio, supporti antivibranti) porta a una sopravvalutazione delle proprietà di smorzamento degli ammortizzatori. Il metodo sopra descritto inoltre non consente di separare la dispersione di influenze esterne dovute a varie proprietà fisiche degli ammortizzatori (smorzamento strutturale, riflessione dai confini, ecc.). Lo scopo di questa soluzione tecnica è quello di eliminare parzialmente gli inconvenienti di cui sopra, il che consentirà un migliore studio del processo di funzionamento degli ammortizzatori sotto gli effetti dell'urto. La soluzione tecnica proposta differisce dal fatto che l'ammortizzatore viene caricato su un'installazione il cui fattore di qualità non è inferiore di un ordine di grandezza al fattore di qualità dell'ammortizzatore e le prove vengono eseguite in sequenza, ottenendo prima il relazione tra le forze e le deformazioni nell'ammortizzatore sotto urto, determinando poi la rigidità acustica dell'ammortizzatore a diversi livelli di carico, dopodiché le prove vengono eseguite con camicie dello stesso disegno realizzate con materiali diversi con proprietà di smorzamento predeterminate, e la valutazione dell'efficienza di smorzamento dell'impatto viene effettuata confrontando gli spettri di accelerazione d'urto nei punti di controllo, mentre il coefficiente di efficienza di smorzamento d'urto è presentato come un prodotto dei coefficienti, ciascuno dei quali è determinato analizzando gli spettri d'urto delle accelerazioni di prova di le navi citate in precedenza. L'essenza della soluzione tecnica proposta è illustrata da disegni, dove in Fig. 1 mostra un ammortizzatore in gomma metallica 7VSh60 / 15, Fig. 2 mostra la relazione tra forze e deformazioni p- (anello di isteresi), modulo di Young (come tangente di un angolo) e velocità del suono nel materiale; 3 mostra uno schema dell'impianto sperimentale, la FIG. 4-6 mostrano il coefficiente totale dell'efficienza di assorbimento degli urti, il coefficiente ottenuto per smorzamento strutturale e il coefficiente ottenuto per dissipazione in gomma metallica. Si consideri, ad esempio, un ammortizzatore in gomma metallica (Fig. 1) e si cerchi di stimare le proprietà di smorzamento dell'ammortizzatore utilizzando l'algoritmo proposto. Quando l'onda di deformazione si avvicina all'ammortizzatore, sia la sua riflessione dovuta a varie rigidezze d'urto e dispersione nel materiale (gomma metallica dell'ammortizzatore) sia a causa dello smorzamento strutturale dell'ammortizzatore stesso (grado di serraggio, giochi, ecc.) verificarsi. Sia il coefficiente totale dell'efficienza di smorzamento dell'impatto. io = 1i 2i 3i,

Dove 1i è un coefficiente associato allo smorzamento strutturale;

2i - coefficiente associato ai valori di rigidità acustica;

3i è un coefficiente relativo alla dispersione del materiale. Ovviamente, per i materiali utilizzati, 3i = 1 (tranne metallo-gomma, poiché le dimensioni degli inserti sono ridotte, e la dispersione nel materiale inizia ad interessare solo a L> 1 m, e anche allora fino all'1-2% per 1 metro OD Alimov e altri Impatto, propagazione delle onde di deformazione nei sistemi d'urto (Mosca: Nauka, 1982). Il fattore di efficienza di smorzamento stesso secondo lo spettro d'urto è inteso come la caratteristica ampiezza-frequenza del rapporto tra gli spettri d'urto dell'accelerazione del VIP prima e dopo l'ammortizzatore:

1 = A B1i / A B2i. Coefficiente

Mostra l'efficacia di vari rivestimenti, poiché 1i = const (lo stesso ammortizzatore), e per tutti i rivestimenti, ad eccezione della gomma metallica, 3i = 1, quindi

Ij = (1i 2i 3i) / (1j 2j 3j) = 2i 3i / 2j. Consideriamo un materiale la cui rigidità acustica è uguale alla rigidità acustica della gomma metallica, quindi

Cioè, otteniamo il coefficiente di smorzamento dell'onda d'urto, che caratterizza le proprietà della gomma metallica. Come sapete (LG Shaimordanov. Meccanica statistica dei corpi porosi non tessuti fibrosi deformabili. Krasnoyarsk, 1989), la gomma metallica è un materiale con caratteristiche non lineari pronunciate. Inoltre, le proprietà di smorzamento di un materiale possono essere influenzate dalla velocità (urto ed esplosivo) e dal tipo di carico. Allo stesso tempo, il ciclo di isteresi (il suo ramo destro limitante) per un ammortizzatore in gomma metallica nella regione delle deformazioni limite non dipende dalla velocità di carico. Quindi, conoscendo la dipendenza di P- (anello di isteresi) e l'entità dell'impatto (sotto forma di impulso di forza), è possibile ottenere per ogni istante di tempo il modulo di Young e, di conseguenza, la velocità del suono (Fig. 2). Selezionando diversi valori di impatto e valori di rigidità acustica, è possibile ottenere i coefficienti di smorzamento dell'urto d'urto in funzione della forza dell'urto esterno. Ovviamente, in tali test, la dispersione delle influenze esterne dovrebbe essere minima. Esiste una formula nota che collega il fattore di qualità Q e il decremento logaritmico delle oscillazioni: Q = 3,141 ... /, a = lnA1 / A2, dove A1 e A2 sono le ampiezze di due oscillazioni adiacenti. Da qui si vede che anche con un aumento della cifra di merito di un ordine di grandezza (80-100, per strutture convenzionali circa 8-10), la dissipazione di energia nell'apparato sperimentale può essere trascurata. L'uso del concetto di uno spettro d'urto delle accelerazioni per valutare l'efficienza degli ammortizzatori sotto gli influssi d'urto consente di analizzare correttamente il funzionamento degli ammortizzatori sia al momento dell'applicazione del carico che dopo la fine della sua azione (OP Doyar "Algoritmo per il calcolo dello spettro d'urto" nella raccolta Dinamica dei sistemi Metodi numerici di indagine sui sistemi dinamici, Nistru: Kishenev, 1982, pp. 124-128). Un esempio di implementazione pratica del metodo proposto. Secondo il metodo proposto, sono stati determinati i coefficienti di smorzamento per l'ammortizzatore 7VSh60 / 15 utilizzato nella cintura di protezione dalle vibrazioni di uno dei veicoli spaziali sviluppati da NPO PM (Fig. 1). Lo schema della configurazione del test è mostrato in Fig. 3, dove 1 - guide d'onda, 2 - ammortizzatore 3 - accelerometri ABC-052. Sono state eseguite quindici operazioni di esplosione dei bulloni. Il momento della forza per il bullone è stato ottenuto in precedenza. Le deformazioni dinamiche dell'ammortizzatore sono state registrate utilizzando il metodo di fotoregistrazione ad alta velocità. La dipendenza della densità del materiale (gomma metallica) dallo sforzo è stata presa in base ai dati del passaporto dell'ammortizzatore. Per la sostituzione sono state utilizzate fodere in acciaio, bronzo, alluminio, textolite, fluoroplastica. Un bullone di rottura 8x54 è stato utilizzato come fonte di impatto. Quando si sostituisce un rivestimento in metallo-gomma con un rivestimento in acciaio (materiale del corpo e elementi di fissaggio), è possibile ottenere immediatamente un coefficiente associato allo smorzamento strutturale, poiché sono esclusi altri effetti di dispersione. FICO. 4, 5 mostrano grafici del fattore di smorzamento dell'impatto totale e del fattore di smorzamento associato allo smorzamento strutturale, e la FIG. 6 mostra il coefficiente ottenuto per la dispersione dell'urto nella gomma metallica. Il livello di impatto era di 6 kN. Campo di misura in ampiezza fino a 6000 g, e in frequenza fino a 10.000 Hz. L'errore totale di misurazione ed elaborazione non ha superato il 9-11%.

RECLAMO

I forti sovraccarichi idrodinamici, in termini più semplici - l'impatto delle onde sul fondo, sono diventati uno dei problemi principali della moderna costruzione di barche, che impediscono la crescita delle velocità di viaggio. I creatori di barche plananti ad alta velocità hanno combattuto contro i sovraccarichi eccessivi principalmente in due direzioni: erano alla ricerca di tali contorni dello scafo che avrebbero ammorbidito la forza degli urti riducendo l'area del fondo che toccava l'acqua e dandogli un cuneo- sezione trasversale sagomata, oppure hanno cercato di sollevare lo scafo sopra le creste onde, strappare il fondo dalla superficie dell'acqua. Come risultato dello sviluppo della prima direzione, apparvero contorni di tipo "V profondo", catamarani, slitte Fox, "Sea Knife", ecc. Nella seconda direzione, si svilupparono piccoli aliscafi e hovercraft, ekranoplanes.

Ma entrambe queste direzioni nella progettazione delle navi plananti sono associate a costi energetici tangibili. Per raggiungere l'alta velocità, sia una barca a V profonda che un aliscafo o un hovercraft richiedono una potenza del motore aggiuntiva rispetto ai tradizionali tipi con fondo morto basso.

Nel frattempo, c'è ancora un modo per ridurre la forza degli urti idrodinamici nella parte inferiore, che non richiede un aumento della potenza del motore o un rinforzo della struttura della carrozzeria. La sua essenza risiede nell'uso dell'assorbimento degli urti, smorzamento dei carichi d'urto mediante elementi strutturali elastici introdotti nel corpo. Con lo smorzamento, la forza d'urto si riduce a causa dell'aumento della durata della maggiore pressione idrodinamica sul fondo. L'entità del sovraccarico, misurata dal numero g - l'accelerazione della caduta libera del corpo - è quasi direttamente proporzionale al tempo in cui la pressione agisce sulla barca. Quindi: gli elementi elastici della struttura consentono di ridurre di quasi 2 volte il sovraccarico sullo scafo della barca planante durante la navigazione su onde rispetto allo scafo dal tradizionale disegno "rigido".

Gli autori hanno effettuato una serie di studi progettuali di elementi smorzanti, che possono essere applicati con successo agli scafi delle imbarcazioni da diporto, turistiche e sportive. Consentono in alcuni casi di rendere la custodia più leggera ed economica, il che richiederà meno materiale e intensità di manodopera per la sua fabbricazione rispetto ai progetti in serie.

Uno di possibili opzioni corpo del disegno "elastico", proposto dagli autori, è mostrato in Fig. 1 (vedi Certificato dell'inventore n. 1070048, pubblicato nel "Bollettino delle invenzioni" n. 4 1984). Lo smorzamento avviene mediante l'installazione di elementi cavi a forma di cubo negli sponson tra due strati di elastici. Grazie alla struttura elastica, il fondo degli sponson segue il profilo dell'onda, che riduce gli schizzi, e il passo diventa più dolce.

L'estremità di prua della nave è uno stretto scafo centrale 1, che si trasforma in un monosci 2 e ha sponson laterali 3, che si trasforma dolcemente in uno scafo a spigolo vivo a poppa. Nella parte centrale, gli sponson sono riempiti con elementi cubici impermeabili 5, che sono collegati nella parte superiore ed inferiore da strisce elastiche 6 (è possibile utilizzare elastici, rinforzi con cordino in acciaio). Gli elementi cubici possono muoversi nelle guide laterali di 7 sponson in direzione verticale. Sopra, gli elementi cubici sono caricati a molla con ammortizzatori 8. Le estremità delle strisce flessibili inferiori 6 sono fissate rigidamente sulla linea di sponson, in quelle superiori rimangono libere.

Con una bassa eccitazione, i colpi saranno piccoli; le onde, agendo sulla fascia elastica 6, trasferiranno energia d'urto attraverso gli elementi 5 agli ammortizzatori a molla 8.

In caso di eccitazione significativa, contemporaneamente agli sponsor elastici, entrerà nell'opera anche l'edificio centrale 1, che ha contorni inferiori nel naso con stacco aumentato. Gli ammortizzatori elastici smorzano l'energia dell'impatto nel momento iniziale e non consentono allo scafo centrale di immergersi in modo significativo nell'onda, riducendo la resistenza complessiva dell'imbarcazione. Gli elastici seguono il profilo dell'onda, mentre gli ammortizzatori a molla assorbono l'energia vibrazionale degli elementi. Questo, in combinazione con uno scafo centrale stretto, trasformandosi in un monosci, consentirà alla nave di operare in alto mare ad alta velocità. Riducendo i carichi d'urto, è possibile ridurre la resistenza dei tutori del corpo. Se ciò non porta a un risparmio di peso, compensa la massa delle strutture flessibili.

Questa soluzione tecnica è particolarmente utile per la planata di trimarani e catamarani. È vero, uno svantaggio noto è la difficoltà di utilizzare i volumi degli elementi ammortizzanti cavi, che occupano una parte del volume utile totale del corpo.

In un'altra versione, l'elemento elastico è realizzato sotto forma di ondulazioni longitudinali nel rivestimento metallico laterale (articolo numero 1088982, pubblicato nel "Bollettino" n. 16 1984). L'inserto corrugato si estende per tutta la lunghezza del tallone, partendo dal quarto nasale, le corrugazioni sono riempite con materiale elastico (Fig. 2).

La guaina inferiore è rinforzata con nervature di irrigidimento longitudinali, che sono supportate da flore 3. Sono fissate al pannello inferiore della guaina laterale 4 sotto l'inserto ondulato 5. Sopra l'inserto, la guaina laterale è rinforzata con corrente 7 e pattini di spinta 8.

Gli urti idrodinamici percepiti dai pannelli inferiori vengono trasmessi alla flora e, di conseguenza, alla pelle laterale. La maggior parte dell'energia d'urto viene assorbita durante la deformazione degli inserti laterali 5 e del riempitivo elastico 6. A causa della "flessibilità" del fasciame, i carichi da esso percepiti sono inferiori rispetto a una struttura rigida e la barca può svilupparsi di più alta velocità sulle onde senza il rischio di danneggiare lo scafo.

Questa opzione è più promettente per piccoli motoscafi e barche plananti. La sua implementazione non è ostacolata da alcuna difficoltà tecnica: è sufficiente stampare ondulazioni longitudinali con una certa rigidità nella guaina laterale. L'invenzione descritta è stata utilizzata, ad esempio, nello sviluppo di una versione modernizzata del motoscafo "Neman-sport" (), test preliminari prototipo che ha mostrato un notevole miglioramento delle caratteristiche operative (in primis il comfort durante la navigazione tra le onde) rispetto al modello base.

Per motoscafi e imbarcazioni è inoltre possibile consigliare l'installazione di centine flessibili di irrigidimento longitudinale (articolo 1100000, Bollettino n. 19.) % rispetto alla tradizionale scenografia longitudinale. Ciò consente di ridurre le dimensioni dei collegamenti forti del pavimento inferiore e, in tutta onestà, - del 30% lo spessore della pelle esterna.

Le nervature longitudinali conformi sono realizzate sotto forma di stampaggi da un sottile foglio di alluminio Profili a C collegati tra loro tramite elementi ammortizzanti (Fig. 3, a). Lo sviluppo di un tale design è l'uso di elementi a forma di C ammortizzanti in combinazione con la pelle del fondo ondulata (in. P. No. 1106724, "Bulletin" No. 29, 1984). Qui i carichi idrodinamici, che vengono percepiti dalla guaina di fondo ondulata, lo trasferiscono agli ammortizzatori a C, che sono supporti per le ondulazioni sulle flore trasversali 6 (Fig. 3, b). I Floras, a loro volta, sono supportati su traverse 6 e chiglia 7.

A causa dell'elasticità delle piastre 4 a forma di C e dei distanziatori elastici 5 installati tra di esse, al momento dell'impatto idrodinamico sull'onda, si verifica una deformazione elastica della pelle del fondo. I distanziali 4 possono essere realizzati in gomma sintetica e rinforzati con cordino in acciaio. A causa della deformazione elastica della pelle inferiore, l'entità delle sollecitazioni agenti nella pelle e l'insieme delle sollecitazioni è dimezzata.

Sopra sono state presentate solo soluzioni tecniche generali al problema di aumentare l'affidabilità e ridurre la massa degli scafi di motoscafi e imbarcazioni plananti. È ancora avanti un accurato lavoro sperimentale, i cui risultati consentiranno di creare un metodo affidabile per la scelta delle dimensioni delle connessioni del corpo, tenendo conto della flessibilità degli elementi elastici.

L'invenzione può essere utilizzata nel campo dell'ingegneria meccanica per assorbire e ridurre i carichi d'urto. L'ammortizzatore contiene un'asta 2 su cui è fissato un dispositivo di taglio, costituito da un manicotto di supporto 5, una testa di coltello 7 e un manicotto 10 di materiale plastico interposto tra loro. Sulla faccia di estremità 8 della testa a coltello 7 a contatto con il manicotto 10 sono realizzati denti 9 a forma di cuneo e il manicotto 10 è dotato di una spalla anulare 11. Quando lo smorzatore è in funzione, i denti 9 della testa a coltello 7 tagliare la spalla 11 del manicotto 10, riducendo i carichi d'urto agenti sull'oggetto smorzato. Il risultato tecnico consiste nell'aumentare il consumo energetico dell'ammortizzatore, eliminando il suo inceppamento quando l'oggetto smorzato è sottoposto a carichi diretti ad angolo, mantenendo la capacità di smorzamento del dispositivo sotto l'azione di carichi d'urto ripetuti. 2 c.p. f-ly, 3 dwg

L'invenzione riguarda il campo dell'ingegneria meccanica e può essere utilizzata nella progettazione di dispositivi per l'assorbimento e la riduzione dei carichi d'urto.È noto un ammortizzatore contenente un corpo cilindrico e un'asta con pattini di attrito posti al suo interno, che sono collegati all'asta e interagiscono con la superficie interna del corpo (vedi e.con . No. 297518, classe F 16 F 11/00, 1969).Lo svantaggio di questo dispositivo è l'instabilità delle caratteristiche di smorzamento a causa di ampie fluttuazioni del coefficiente di attrito a seconda dello stato delle superfici di sfregamento (temperatura ambiente, presenza di sporco sulle superfici, rivestimenti, A seguito dell'analisi della letteratura scientifica, tecnica e brevettuale, come prototipo del dispositivo rivendicato, noto dispositivo per l'assorbimento è stata adottata l'energia di un impatto di un'auto, contenente un corpo cilindrico e un'asta posta al suo interno e un dispositivo di taglio costituito da una testa di coltello fissata sul calcio, e un insieme di elementi di taglio, interagenti loro con la superficie interna della custodia (vedi. Brevetto francese n. 2137258, cl. F 16 F 7/00, 1972 - prototipo). Gli svantaggi di questo dispositivo sono anche l'instabilità delle proprietà di smorzamento, possibile inceppamento degli elementi taglienti nel corpo del corpo cilindrico a causa dell'irregolarità e dell'incertezza della profondità di penetrazione degli elementi taglienti nella superficie laterale del corpo, soprattutto sotto carichi d'urto che agiscono obliquamente sulla struttura ammortizzante, poiché la testa di taglio del dispositivo di taglio è fissata inamovibilmente sull'asta. L'inceppamento può portare a una perdita delle proprietà di smorzamento del dispositivo e persino alla rottura degli elementi di taglio quando penetrano nel corpo. Questo smorzatore ha un consumo energetico relativamente basso dovuto alla corsa limitata degli elementi taglienti lungo l'asse del corpo e alla notevole resistenza del corpo metallico (seppur plastico) alla penetrazione degli elementi taglienti in esso.Inoltre, il noto ammortizzatore riduce i carichi solo con un singolo urto e non può ridurre il carattere di smorzamento vibrazionale dei carichi ripetuti, che di solito si verificano dopo il primo impatto, massimo nel suo valore di ampiezza.Lo scopo del dispositivo proposto è di ottenere proprietà di smorzamento più stabili rispetto al prototipo, per aumentare l'intensità energetica dell'ammortizzatore ed espandere la sua portata (la capacità di ridurre i carichi vibrazionali e i carichi che agiscono sotto l'angolo rispetto all'asse dell'ammortizzatore). Per raggiungere questo obiettivo nel dispositivo proposto, il processo di introduzione (taglio) di elementi di taglio nel corpo il materiale è sostituito da un taglio di un collare a parete sottile di un manicotto in materiale plastico, ad esempio in alluminio mini lega tipo AMts o AD. Per questo, sull'asta è installato un dispositivo di taglio, fissato sull'involucro della struttura smorzata, costituito da una testa di taglio, un manicotto di supporto e un manicotto in materiale plastico installato tra di loro. Sulla faccia di estremità della testa di taglio a contatto con il manicotto in materiale plastico sono ricavati dei denti a cuneo, e sul manicotto in materiale plastico è presente una fascia anulare o nervatura. Inoltre, la testa del coltello è installata sull'asta coassialmente al manicotto in materiale plastico, la ricopre per il diametro maggiore, ad es. centrato sul suo diametro esterno e, inoltre, ha la capacità di muoversi rispetto ad esso nella direzione assiale. Nella posizione iniziale, i denti a forma di cuneo della testa del coltello con le loro sommità poggiano (contatto) sul collare anulare del manicotto e durante il funzionamento dell'ammortizzatore, ad es. sotto l'azione di carichi d'urto, interagiscono con esso, vale a dire, tagliano scanalature nel colletto del manicotto e lo tagliano con le loro superfici laterali proprietà di smorzamento più stabili e definite del dispositivo. Nel dispositivo proposto non c'è possibilità di inceppamento, perché anche sotto l'azione di carichi diretti ad angolo rispetto all'asse dello smorzatore, il corpo cilindrico della testa di taglio si sposterà lungo la superficie laterale del manicotto sotto l'azione della componente assiale del carico. La scelta del materiale della boccola con determinate proprietà meccaniche (plastiche) e lo spessore della sua flangia (e, quindi, l'area di taglio della flangia) consentono di determinare in modo univoco la forza di impatto che porta a un taglio totale o parziale della flangia anulare, e variando l'altezza e l'angolo all'apice dei denti a cuneo che tagliano la flangia, è possibile fornire la corsa necessaria dell'ammortizzatore per assorbire l'energia d'urto, garantendone così il consumo energetico richiesto. il manicotto e la preinstallazione delle sommità dei denti a cuneo in queste scanalature migliora le caratteristiche dell'ammortizzatore, perché in questo caso, le parti superiori dei denti non tagliano le scanalature iniziali (in questo caso possono verificarsi piegature e pieghe indesiderate del tallone), ma iniziano immediatamente a tagliare il tallone del manicotto con le loro superfici laterali (un "pulito ” si verifica il taglio). con una struttura ammortizzata e una rondella del dado di fissaggio dell'asta, garantisce l'installazione (ritorno) dell'asta con il supporto nella sua posizione originale dopo il primo impatto sul supporto. Ciò consente di ridurre non solo i singoli carichi d'urto, ma anche eventuali carichi ripetuti La figura 1 mostra una vista generale della serranda nello stato iniziale. Una variante del dispositivo con scanalature preformate nel collare del manicotto e con le sommità dei denti della testa del coltello installate in esse La figura 2 mostra una vista generale dell'ammortizzatore dopo l'operazione con un taglio parziale del collare di il manicotto (tale taglio del collare è possibile dopo il primo colpo) La figura 3 mostra una vista generale L'ammortizzatore è installato sull'involucro 1 della struttura ammortizzante e fissato ad esso attraverso lo stelo 2 dal dado 3 e rondella 4. Un'estremità dello stelo 2 è fissata all'involucro 1, un supporto è installato sull'altra estremità dello stelo 6, che riceve carichi d'urto agenti sulla struttura.Il dispositivo di taglio dell'ammortizzatore è costituito da un manicotto di supporto 5 , una testa a coltello 7, all'estremità 8 della quale sono realizzati denti a cuneo 9, ed un manicotto 10 in materiale plastico provvisto di spallamento anulare 11. Sul manicotto sono montati il ​​manicotto di supporto 5, una testa a coltello 7 e la boccola 10 asta 2, e la boccola 10 si trova tra la testa di taglio 7 e manicotto di supporto 5. In questo caso, il diametro interno della testa di taglio 7 è realizzato maggiore del diametro esterno del manicotto 10, il corpo della testa di taglio 7 copre il corpo del manicotto 10, risultando così centrato sul diametro esterno del manicotto 10 per garantire un taglio uniforme del collare 11 e per garantire movimento Libero testa di taglio 7 rispetto (lungo) al manicotto 10 quando viene azionato lo smorzatore. Il contatto della testa di taglio 7 e del manicotto 10 avviene in modo tale che i denti a cuneo 9, ricavati sulla faccia di estremità 8 della testa di taglio 7, siano montati con le loro sommità 12 sul collare 11 e siano in contatto con esso. Il manicotto di supporto 5 funge da supporto per il manicotto 10, il diametro del manicotto 5 non deve essere maggiore del diametro del manicotto 10 per garantire che il suo collare 11 sia tagliato dai denti 9 della testa del coltello 7 e del i denti 9 della testa a coltello 7 possono muoversi liberamente lungo il manicotto 10 quando viene attivato lo smorzatore.sul collare 11 del manicotto 10 sono preliminarmente praticate scanalature 13, in cui sono installate le sommità 12 dei denti 9 della testa di taglio 7 Il numero di denti sulla faccia di estremità 8 della testa di taglio 7 è pari al numero di asole 13 del collare 11 del manicotto 10. In questo caso, quando viene azionato lo smorzatore, il taglio del collare 11 del il manicotto 10 avviene direttamente dalle superfici laterali di 14 denti 9. La molla di compressione 15, che ricopre il manicotto di supporto 5, la testa a coltello 7 e il manicotto 10 in materiale plastico (dispositivo di taglio) e montato sull'asta 2 tra il corpo 1 della struttura ammortizzante e della rondella 4 del dado 5, prevede l'installazione dell'asta 2, delle rondelle 4, dei dadi 3 e del supporto 6 nella loro posizione originale dopo l'impatto iniziale per il successivo d smorzamento di eventuali urti ripetuti L'ammortizzatore funziona come segue: Quando il supporto 6 incontra un ostacolo, i carichi d'urto sul corpo 1 della struttura ammortizzante vengono trasmessi attraverso l'ammortizzatore, ovvero attraverso il supporto 6, dado 3, rondella 4, asta 2 Sotto l'azione della componente assiale del carico d'urto, la testa del coltello 7 con l'asta 2 si muove lungo il manicotto 10. Allo stesso tempo, i suoi denti 9 con le loro sommità 12 tagliano scanalature nel collare 11 del manicotto 10 e con le loro superfici laterali 14 durante il successivo movimento lungo il manicotto 10 ne tagliano il collare 11 (vedi. Figure 2 e 3) per la sua forma a cuneo (la larghezza dei denti aumenta al variare dell'altezza dei denti dalla loro sommità alla base). Il taglio delle sezioni della flangia tra i denti può essere parziale o completo, a seconda della forza di impatto e dei parametri geometrici della flangia 11 e delle proprietà meccaniche del materiale del manicotto 10. Nel caso di esecuzione preliminare delle scanalature 13 nella spalla 11 del manicotto 10 e l'installazione delle sommità 12 dei denti 9 della testa di taglio 7 (vedi figura 1), quando l'ammortizzatore viene attivato, la flangia 11 verrà tagliata direttamente dalle superfici laterali del 14 denti 9. asta 2, rondelle 4, dadi 3 e supporto 6 nella loro posizione originale dalla molla 15, che viene compressa sotto l'azione di carichi d'urto (movimento della testa del coltello 7 rispetto al manicotto 10), dopo la fine del all'azione dei carichi d'urto, la molla 15 si espande. In questo caso la testa a coltello 7 taglia parzialmente il collare 11 del manicotto 10 dopo il primo urto (vedi figura 2) e con gli urti successivi continua a tagliare ulteriormente il tallone (vedi figura 3), quindi il carico d'urto agente su il corpo 1 della struttura è ridotto a causa delle forze di taglio plastico delle sezioni di flangia del manicotto da parte dei denti della testa del coltello.Il dispositivo rivendicato, rispetto alla soluzione tecnica adottata come prototipo, riduce efficacemente entrambi i carichi assiali e carichi diretti ad un angolo rispetto all'asse dell'ammortizzatore, nonché carichi d'urto di natura ripetuta, eliminando la possibilità di inceppamento degli elementi di taglio (non vi è penetrazione di denti nel materiale del corpo del manicotto, c'è solo un taglio del suo collare). Allo stesso tempo, l'intensità energetica dello smorzatore aumenta e la stabilità delle sue proprietà di smorzamento migliora.Calcoli effettuati dagli autori, nonché prove sul campo del dispositivo come parte di prodotti standard e prove al banco come parte di prodotti funzionanti, hanno mostrato una significativa efficienza della soluzione tecnica proposta per lo smorzamento dei carichi d'urto.

Reclamo

1. Ammortizzatore contenente un alloggiamento, un'asta e un dispositivo di taglio posto su di esso, interagendo con la superficie interna dell'alloggiamento, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di taglio è realizzato sotto forma di una testa di coltello con denti a forma di cuneo, un supporto manicotto e un manicotto di materiale plastico interposto fra loro, provvisto di spallamento anulare, inoltre, la testa di taglio è centrata sul diametro esterno del manicotto con un collare con la possibilità di muoversi rispetto ad esso, e i denti a cuneo di la testa del coltello interagiscono con il colletto della manica con le loro parti superiori. 2. Ammortizzatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel collare anulare del manicotto sono ricavate delle scanalature, in cui sono installate le sommità dei denti a cuneo della testa di coltello, mentre i denti interagiscono con il collare del manicotto con la loro superfici laterali. 3. Ammortizzatore secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che sull'asta è installata una molla che racchiude il dispositivo di taglio.

In meccanica, uno shock è l'effetto meccanico dei corpi materiali, che porta a un cambiamento finito delle velocità dei loro punti in un periodo di tempo infinitamente piccolo. Il moto d'urto è un moto che si verifica a seguito di una singola interazione di un corpo (mezzo) con il sistema in esame, a condizione che il più piccolo periodo di oscillazioni naturali del sistema o la sua costante di tempo siano commisurati o maggiori del tempo di interazione .

Nel caso dell'interazione d'urto, le accelerazioni d'urto, la velocità o lo spostamento sono determinate nei punti considerati. Collettivamente, tali influenze e reazioni sono chiamate processi di shock. Gli shock meccanici possono essere singoli, multipli e complessi. I processi di impatto singolo e multiplo possono influenzare l'apparato nelle direzioni longitudinale, trasversale e qualsiasi intermedia. Carichi d'urto complessi influenzano l'oggetto in due o tre piani reciprocamente perpendicolari allo stesso tempo. I carichi di impatto degli aerei possono essere sia non periodici che periodici. Il verificarsi di carichi d'urto è associato a un brusco cambiamento di accelerazione, velocità o direzione del movimento dell'aeromobile. Molto spesso, in condizioni reali, si verifica un complesso processo di shock singolo, che è una combinazione di un semplice shock pulse con oscillazioni sovrapposte.

Le principali caratteristiche del processo di impatto:

• le leggi della variazione temporale dell'accelerazione dell'urto a (t), della velocità V (t) e dello spostamento X (t) \ durata dell'accelerazione dell'urto t è l'intervallo di tempo dal momento della comparsa al momento della scomparsa dell'accelerazione dell'urto, che soddisfa il condizione, a> an, dove an è l'accelerazione di picco dell'urto;
• la durata del fronte dell'accelerazione d'urto Tf è l'intervallo di tempo dal momento della comparsa dell'accelerazione d'urto al momento corrispondente al suo valore di picco;
• il coefficiente delle fluttuazioni sovrapposte dell'accelerazione d'urto è il rapporto tra la somma totale dei valori assoluti degli incrementi tra i valori adiacenti ed estremi dell'accelerazione d'urto al suo valore di picco raddoppiato;
• impulso di accelerazione d'urto - integrale dell'accelerazione d'urto per un tempo pari alla durata della sua azione.

Secondo la forma della curva della dipendenza funzionale dei parametri di movimento, i processi d'urto sono divisi in semplici e complessi. I processi semplici non contengono componenti ad alta frequenza e le loro caratteristiche sono approssimate da semplici funzioni analitiche. Il nome della funzione è determinato dalla forma della curva che approssima la dipendenza dell'accelerazione dal tempo (semisinusoidale, cosanusoidale, rettangolare, triangolare, a dente di sega, trapezoidale, ecc.).

Lo shock meccanico è caratterizzato da un rapido rilascio di energia, con conseguente deformazione elastica o plastica locale, eccitazione di onde di stress e altri effetti, che talvolta portano a malfunzionamenti e distruzione della struttura dell'aeromobile. Il carico d'urto applicato al velivolo eccita oscillazioni naturali in rapido decadimento in esso. Il valore del sovraccarico da impatto, la natura e la velocità di distribuzione delle sollecitazioni sulla struttura dell'aeromobile sono determinati dalla forza e dalla durata dell'impatto e dalla natura della variazione di accelerazione. L'impatto, agendo sull'aeromobile, può provocarne la distruzione meccanica. A seconda della durata, della complessità del processo di impatto e della sua massima accelerazione durante il test, viene determinato il grado di rigidità degli elementi strutturali dell'aeromobile. Un semplice colpo può causare la distruzione a causa del verificarsi di forti, anche se di breve durata, sovratensioni nel materiale. Un impatto complesso può portare all'accumulo di microdeformazioni da fatica. Poiché il design del velivolo ha proprietà risonanti, anche un semplice impatto può causare una risposta oscillatoria nei suoi elementi, che è anche accompagnata da fatica.

I sovraccarichi meccanici causano deformazioni e rotture di parti, allentamento dei giunti (saldati, filettati e rivettati), allentamento di viti e dadi, movimento di meccanismi e controlli, a seguito dei quali cambia la regolazione e l'impostazione dei dispositivi e compaiono altri malfunzionamenti.

La lotta contro gli effetti dannosi dei sovraccarichi meccanici viene effettuata in vari modi: aumentando la resistenza della struttura, utilizzando parti ed elementi con maggiore resistenza meccanica, utilizzando ammortizzatori e imballaggi speciali e posizionamento razionale dei dispositivi. Le misure di protezione contro gli effetti dannosi dei sovraccarichi meccanici sono divise in due gruppi:

1. misure volte a garantire la necessaria resistenza meccanica e rigidità della struttura;
2. misure volte ad isolare gli elementi strutturali dalle sollecitazioni meccaniche.

In quest'ultimo caso vengono utilizzati vari mezzi ammortizzanti, guarnizioni isolanti, compensatori e ammortizzatori.

Il compito generale di testare un aeromobile per l'impatto dei carichi di impatto è verificare la capacità dell'aeromobile e di tutti i suoi elementi di svolgere le proprie funzioni durante e dopo l'impatto, ad es. mantenere i propri parametri tecnici durante e dopo l'urto entro i limiti specificati nei documenti normativi e tecnici.

I requisiti principali per le prove di impatto in condizioni di laboratorio sono la massima approssimazione del risultato di un impatto di prova su un oggetto all'effetto di un impatto reale in condizioni operative a grandezza naturale e la riproducibilità dell'impatto dell'impatto.

Quando si riproducono le modalità di carico d'urto in condizioni di laboratorio, vengono imposte restrizioni sulla forma dell'impulso di accelerazione istantaneo in funzione del tempo (Fig. 2.50), nonché sui limiti consentiti delle deviazioni della forma dell'impulso. Quasi ogni impulso d'urto su un banco di laboratorio è accompagnato da una pulsazione, che è una conseguenza dei fenomeni di risonanza nelle installazioni d'urto e nelle apparecchiature ausiliarie. Poiché lo spettro dell'impulso d'urto è principalmente una caratteristica dell'effetto distruttivo dell'urto, anche una piccola ondulazione sovrapposta può rendere inaffidabili i risultati della misurazione.

I banchi di prova che simulano singoli urti seguiti da vibrazioni costituiscono una classe speciale di apparecchiature per prove meccaniche. I supporti antiurto possono essere classificati secondo vari criteri (Fig. 2.5!):

I - secondo il principio della formazione dell'impulso d'urto;

II - dalla natura delle prove;

III - dal tipo di carico d'urto riproducibile;

IV - secondo il principio di azione;

V - per fonte di energia.

In generale, lo schema del supporto d'urto è costituito dai seguenti elementi (Fig. 2.52): un oggetto di prova fissato su una piattaforma o contenitore insieme a un sensore di sovraccarico d'urto; mezzi di accelerazione per comunicare all'oggetto la velocità richiesta; dispositivo di frenatura; sistemi di controllo; apparecchiature di registrazione per la registrazione dei parametri investigati dell'oggetto e della legge di variazione del sovraccarico d'urto; convertitori primari; dispositivi ausiliari per la regolazione delle modalità operative dell'oggetto in prova; alimentatori necessari per il funzionamento dell'oggetto testato e dell'apparecchiatura di registrazione.

Il supporto più semplice per i test d'urto in condizioni di laboratorio è un supporto che funziona secondo il principio di far cadere un oggetto di prova fissato sul carrello da una certa altezza, ad es. usando la gravità per accelerare. In questo caso, la forma dell'impulso d'urto è determinata dal materiale e dalla forma delle superfici in collisione. Tali supporti possono fornire un'accelerazione fino a 80.000 m / s2. Nella fig. Le Fig. 2.53, aeb mostrano possibili diagrammi schematici di tali stand.

Nella prima versione (Fig. 2.53, a), una speciale camma 3 con dente a cricchetto viene ruotata da un motore. Quando la camma raggiunge la sua altezza massima H, la tavola 1 con l'oggetto di prova 2 cade sui dispositivi di frenatura 4, che le impongono un urto. Il sovraccarico d'urto dipende dall'altezza di caduta H, dalla rigidità degli elementi frenanti k, dalla massa totale della tavola e dall'oggetto in prova M ed è determinato dalla seguente relazione:

Variando questo valore si possono ottenere diversi sovraccarichi. Nella seconda versione (Fig. 2.53, b) il cavalletto funziona secondo il metodo a caduta.

I banchi prova che utilizzano un azionamento idraulico o pneumatico per accelerare il carrello sono praticamente indipendenti dall'azione della gravità. Nella fig. 2.54 mostra due opzioni per gli ammortizzatori pneumatici.

Il principio di funzionamento del supporto con una pistola pneumatica (Fig. 2.54, a) è il seguente. Il gas compresso viene fornito alla camera di lavoro /. Al raggiungimento della pressione impostata, controllata da un manometro, viene attivato lo sblocco automatico 2 del contenitore 3, dove si trova l'oggetto in prova. All'uscita dalla canna 4 del fucile ad aria compressa, il contenitore entra in contatto con il dispositivo 5, che consente di misurare la velocità di movimento del contenitore. La pistola ad aria compressa è fissata alle gambe di supporto tramite ammortizzatori b. La legge prestabilita di frenatura sull'ammortizzatore 7 viene implementata modificando la resistenza idraulica del liquido 9 che scorre nell'intercapedine tra l'ago 8 appositamente profilato e il foro nell'ammortizzatore 7.

Lo schema strutturale di un altro ammortizzatore pneumatico, (Fig. 2.54, b) è costituito da un oggetto di prova 1, un carrello 2 su cui è installato l'oggetto di prova, una guarnizione 3 e un dispositivo di freno 4, valvole 5, che consentono di creare specifiche differenze di pressione del gas sul pistone b e sistemi di alimentazione del gas 7. Il dispositivo di frenatura viene attivato immediatamente dopo l'impatto del carrello e della guarnizione per evitare che il carrello ritraccia e distorca le forme d'onda dell'urto. La gestione di tali stand può essere automatizzata. Possono riprodurre un'ampia gamma di carichi d'urto.

Come dispositivo di accelerazione, possono essere utilizzati ammortizzatori in gomma, molle, nonché, in casi individuali, motori lineari a induzione.

Le capacità di quasi tutti i supporti antiurto sono determinate dal design dei dispositivi di frenatura:

1. L'impatto dell'oggetto di prova con una piastra rigida è caratterizzato da una decelerazione dovuta alla comparsa di forze elastiche nella zona di contatto. Questo metodo di frenatura dell'oggetto di prova consente di ottenere grandi valori di sovraccarichi con un piccolo fronte del loro aumento (Fig. 2.55, a).

2. Per ottenere sovraccarichi in un'ampia gamma, da decine a decine di migliaia di unità, con il loro tempo di salita da decine di microsecondi a diversi millisecondi, si utilizzano elementi deformabili a forma di piastra o distanziatore appoggiati su una base rigida. I materiali per queste guarnizioni possono essere acciaio, ottone, rame, piombo, gomma, ecc. (Fig. 2.55, b).

3. Per garantire qualsiasi legge specifica (data) di variazione di n e t in un intervallo ridotto, vengono utilizzati elementi deformabili a forma di punta (frantoio), che viene installato tra la lastra del supporto di impatto e l'oggetto di prova ( Fig. 2.55, c).

4. Per riprodurre un colpo con una corsa di frenata relativamente lunga, si utilizza un dispositivo di frenatura, costituito da una piastra in piombo, deformabile plasticamente, posta su una base rigida del cavalletto, e una punta rigida del profilo corrispondente che penetra in essa (Fig. 2.55, d), fissato sull'oggetto o piattaforma dello stand ... Tali dispositivi di frenatura consentono di ottenere sovraccarichi in un ampio intervallo di n (t) con un breve tempo di salita, fino a decine di millisecondi.

5. Un elemento elastico a forma di molla (Fig. 2.55, d) installato sulla parte mobile del supporto dell'ammortizzatore può essere utilizzato come dispositivo di frenatura. Questo tipo di frenatura prevede sovraccarichi relativamente piccoli di forma semisinusoidale con una durata misurata in millisecondi.

6. Una piastra metallica perforata, fissata lungo il contorno alla base dell'installazione, in combinazione con una punta rigida della piattaforma o del contenitore, fornisce sovraccarichi relativamente bassi (Fig. 2.55, e).

7. Gli elementi deformabili installati sulla piattaforma mobile del supporto (Fig. 2.55, g), in combinazione con un ricevitore conico rigido, forniscono sovraccarichi a lungo termine con un tempo di salita fino a decine di millisecondi.

8. Un dispositivo di frenatura con una rondella deformabile (Fig. 2.55, h) consente di ottenere lunghe distanze di frenata di un oggetto (fino a 200 - 300 mm) con piccole deformazioni della rondella.

9. La creazione in condizioni di laboratorio di intensi impulsi d'urto con grandi fronti è possibile quando si utilizza un dispositivo di frenatura pneumatico (Fig. 2.55, s). I vantaggi di un ammortizzatore pneumatico includono la sua azione riutilizzabile, nonché la capacità di riprodurre impulsi d'urto di varie forme, compresi quelli con un fronte predeterminato significativo.

10. Nella pratica di condurre test d'urto, è ampiamente utilizzato un dispositivo di frenatura sotto forma di ammortizzatore idraulico (vedi Fig. 2.54, a). Quando l'oggetto in prova colpisce l'ammortizzatore, la sua asta è immersa nel liquido. Il liquido viene spinto fuori attraverso la punta dello stelo secondo una legge determinata dal profilo dell'ago di regolazione. Modificando il profilo dell'ago è possibile realizzare diverso tipo la legge dell'inibizione. Il profilo dell'ago può essere ottenuto mediante calcolo, ma è troppo difficile tenere conto, ad esempio, della presenza di aria nella cavità del pistone, delle forze di attrito nei dispositivi di tenuta, ecc. Pertanto, il profilo calcolato deve essere corretto sperimentalmente. Così, con il metodo computazionale e sperimentale, è possibile ottenere il profilo necessario per l'attuazione di qualsiasi legge di inibizione.

L'esecuzione di test d'urto in condizioni di laboratorio propone anche una serie di requisiti speciali per l'installazione di un oggetto. Ad esempio, il movimento trasversale massimo consentito non deve superare il 30% del valore nominale; sia durante le prove di resistenza all'urto che durante le prove di resistenza all'urto, il prodotto deve poter essere installato in tre posizioni reciprocamente perpendicolari con la riproduzione del numero richiesto di impulsi d'urto. Le caratteristiche una tantum dell'apparecchiatura di misurazione e registrazione devono essere identiche su un'ampia gamma di frequenze, il che garantisce la corretta registrazione dei rapporti delle diverse componenti di frequenza dell'impulso misurato.

A causa della varietà delle funzioni di trasferimento dei diversi sistemi meccanici, lo stesso spettro d'urto può essere causato da impulsi d'urto di forme diverse. Ciò significa che non c'è corrispondenza biunivoca tra una qualche funzione temporale dell'accelerazione e lo spettro d'urto. Pertanto, da un punto di vista tecnico, è più corretto fissare le condizioni tecniche per le prove di impatto, contenenti requisiti per lo spettro di impatto, e non per il tempo caratteristico dell'accelerazione. Ciò riguarda principalmente il meccanismo di rottura a fatica dei materiali dovuto all'accumulo di cicli di carico, che possono essere diversi da prova a prova, sebbene i valori di picco di accelerazione e sollecitazione rimarranno costanti.

Nella simulazione dei processi d'urto è opportuno comporre i sistemi di determinazione dei parametri secondo i fattori individuati, necessari per una determinazione sufficientemente completa del valore desiderato, che a volte è riscontrabile solo sperimentalmente.

Considerando l'impatto di un corpo rigido massiccio e liberamente mobile su un elemento deformabile di dimensioni relativamente ridotte (ad esempio un dispositivo di freno di stazionamento) fissato su una base rigida, è necessario determinare i parametri del processo di shock e stabilire le condizioni in base al quale tali processi saranno simili tra loro. Nel caso generale del moto spaziale di un corpo si possono compilare sei equazioni, tre delle quali sono date dalla legge di conservazione della quantità di moto, due sono le leggi di conservazione della massa e dell'energia, e la sesta è l'equazione di stato . Queste equazioni includono le seguenti quantità: tre componenti di velocità Vx Vy \ Vz> densità p, pressione pe entropia. Trascurando le forze dissipative e considerando isoentropico lo stato del volume deformato, è possibile escludere l'entropia dai parametri di definizione. Poiché si considera solo il moto del baricentro del corpo, è possibile non includere le componenti delle velocità Vx, Vy tra i parametri di definizione; Vz e coordinate dei punti Л ", Y, Z all'interno dell'oggetto deformabile. Lo stato del volume deformabile sarà caratterizzato dai seguenti parametri di definizione:

• la densità del materiale p;
• pressione p, di cui è più opportuno tener conto attraverso il valore della massima deformazione locale e Otmax, considerandolo come un parametro generalizzato della forza caratteristica nella zona di contatto;
• la velocità di impatto iniziale V0, che è diretta lungo la normale alla superficie su cui è installato l'elemento deformabile;
• ora corrente t;
• peso corporeo t;
• accelerazione di caduta libera g;
• il modulo di elasticità dei materiali E, poiché lo stato sollecitato del corpo all'impatto (ad eccezione della zona di contatto) è considerato elastico;
• parametro geometrico caratteristico del corpo (o elemento deformabile) D.

In accordo con il teorema mc, su otto parametri, di cui tre hanno dimensioni indipendenti, si possono formare cinque complessi adimensionali indipendenti:

I complessi adimensionali composti dai parametri determinati del processo d'urto saranno indipendenti da alcune funzioni] complessi adimensionali P1 - P5.

I parametri da determinare includono:

• deformazione locale attuale a;
• velocità del corpo V;
• forza di contatto P;
• tensione all'interno del corpo a.

Pertanto, possiamo scrivere relazioni funzionali:

Il tipo di funzioni / 1, / 2, / e, / 4 può essere stabilito sperimentalmente, tenendo conto di un gran numero di parametri di definizione.

Se, all'impatto, non compaiono deformazioni residue nelle sezioni del corpo al di fuori della zona di contatto, la deformazione avrà un carattere locale e, quindi, il complesso R5 = pY ^ / E può essere escluso.

Il complesso Jl2 = Pttjjjax) ~ Cm è chiamato coefficiente di massa corporea relativo.

Il coefficiente della forza di resistenza alla deformazione plastica Cp è direttamente correlato all'indicatore della caratteristica di forza N (il coefficiente di cedevolezza del materiale, a seconda della forma dei corpi in collisione) dalla seguente relazione:

dove p è la densità ridotta dei materiali nella zona di contatto; Cm = t / (pa?) è la massa relativa ridotta dei corpi in collisione, che caratterizza il rapporto tra la loro massa ridotta M e la massa ridotta del volume deformato nella zona di contatto; xV è un parametro adimensionale che caratterizza il relativo lavoro di deformazione.

La funzione Cp - / s (R1 (R, R3, R4) può essere utilizzata per determinare i sovraccarichi:

Se garantiamo l'uguaglianza dei valori numerici dei complessi adimensionali IJlt R2, R3, R4 per due processi d'urto, allora queste condizioni, ad es.

rappresenterà i criteri di similarità per questi processi.

Quando queste condizioni sono soddisfatte, i valori numerici delle funzioni /b / r./z »A» te- in momenti di tempo simili -V CtZoimax- const saranno gli stessi; ^ r = cost; Cp = const, che permette di determinare i parametri di un processo di shock semplicemente ricalcolando i parametri di un altro processo. I requisiti necessari e sufficienti per la modellazione fisica dei processi d'urto possono essere formulati come segue:

1. Le parti di lavoro del modello e l'oggetto in scala reale dovrebbero essere geometricamente simili.
2. I complessi adimensionali composti da coppie determinanti, metri, devono soddisfare la condizione (2.68). Introduzione ai fattori di scala.

Va tenuto presente che quando si modellano solo i parametri del processo d'urto, gli stati sollecitati dei corpi (natura e modello) saranno necessariamente diversi.