На прикладi тестової задачi дослiджуються особливостi впливу рiзних чинникiв на напружено-деформований стан складених тонкостiнних конструкцiй iз болтовим з'єднанням окремих елементiв. Прикладом таких конструкцiй є металiчнi зерносховища -силоси, якi складаються iз панелей, що з'єднуються болтами. Тестова конструкцiя мiстить двi вузьких плоских смуги, з'єднаних внакид. У отвори в цих смугах розмiщений болт iз попереднiм затягуванням. Ураховується тертя i проковзування смуг i болта, контакт бiчної поверхнi болта i отворiв, а також взаємний вплив вигину i розтягування. Таким чином, у моделi врахованi геометрична, фiзична i структурна нелiнiйностi. Система пiддається дiї поперечного навантаження, яке прикладене до однiєї сторони смуги. Моделюється поетапне навантаження систем. Встановлено, що при навантаженнi дослiджувана система набуває прогин, який нерiвномiрно зростає з ростом навантаження. Це зумовлено тим, що на нього впливає i пружна деформацiя смуг, i взаємне проковзування в зонi з'єднання. При остаточному вибираннi зазору мiж болтом i отворами в панелях вiдбувається переважно пружне деформування системи. Пiсля першого розвантаження в системi установлюється залишковий прогин. Також встановлено, що у системi дiють поздовжнi зусилля, якi можуть бути набагато бiльшими вiд поперечних сил вiд навантаження. Характерним є сильний взаємний вплив вигину i розтягування смуги. У результатi дослiджень встановлено чинники, що визначають напружено-деформований стан дослiдженої системи: геометрична нелiнiйнiсть, контактна взаємодiя, тертя i проковзування, зв'язанiсть вигину i розтягування. Таким чином, без урахування всiх цих чинникiв розрахункова модель для подiбних тонкостiнних конструкцiй буде неадекватною, результати розрахункiв iз її застосуванням матимуть значнi похибки, а рекомендацiї -недостовiрними. Здiйсненi дослiдження дають можливiсть розроблення бiльш адекватних моделей для аналiзу реакцiї складених тонкостiнних конструкцiй на дiю навантаженняКлючовi слова: тонкостiнна конструкцiя, болтове з'єднання, напружено-деформований стан, металiчне зерносховище, геометрична нелiнiйнiсть UDC 539.3

Для аналізу функціональних властивостей прес-форм необхідно визначати напружено-деформований стан їхніх елементів. Це пояснюється тим, що прес-форми є сукупністю багатьох деталей, які перебувають одна із одною у контактній та силовій взаємодії. Для цього розроблена математична модель напружено-деформованого стану елементів прес-форм. Ця модель ураховує дію зусиль запирання прес-форм та дію внутрішнього тиску робочого матеріалу, який перебуває у рідкому стані, на поверхню напівматриць. Крім того, на поверхні деталей, які перебувають у сполученні, діють умови контактної взаємодії. Ця математична модель реалізована у вигляді сукупності параметричних моделей та програмних модулів. Із використанням цих засобів визначені характерні особливості поведінки прес-форм при здійсненні технологічних операцій пресування деталей із пластмас. Визначені особливості деформування основних деталей, які забезпечують міцність, жорсткість, точність роботи та якість деталей, що виготовляються на цих прес-формах. Здійснено аналіз одержаних результатів. Сформовані відповідні рекомендації.Ключові слова: прес-форма; напружено-деформований стан; контактна взаємодія; міцність; жорсткість; параметрична модель; метод скінченних елементів Н. А. ТКАЧУК, А. В. ГРАБОВСКИЙ, Н. Н. ТКАЧУК, А. А. ЗАРУБИНА, М. С. САВЕРСКАЯ, Д. С. МУХИН, С. В. КУЦЕНКО КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕСС-ФОРМ И ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКДля анализа функциональных свойств пресс-форм необходимо определять напряженно-деформированное состояние их элементов. Это объясняется тем, что пресс-формы представляет собой совокупность многих деталей, которые находятся друг с другом в контактном и силовом взаимодействии. Для этого разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния элементов пресс-форм. Эта модель учитывает действие усилий запирания пресс-форм и действие внутреннего давления рабочего материала, который находится в жидком состоянии, на поверхность полуматриц. Кроме того, на поверхности деталей, находящихся в контакте, действуют условия контактного взаимодействия. Эта математическая модель реализована в виде совокупности параметрических моделей и программных модулей. С использованием этих средств определены характерные особенности поведения пресс-форм при осуществлении технологических операций прессования деталей из пластмасс. Определены особенности деформирования основных деталей, которые обеспечивают прочность, жесткость, точность работы и качество изготавливаемых деталей на этих пресс-формах. Осуществлен анализ полученных результатов. Сформированы соответствующие рекомендации. КлючевыеTo analyze the functional properties of molds, it is necessary to determine the stress-strain state of their elements. This is due to the fact that the molds are a set of many parts that are in contact with each other in a power and interaction relationship. To do this, a mathematical model of stress-strain state of molds elements has been developed. This model takes into account the effect of molds locking efforts and the ac...

Значна частина конструкцій має у своєму складі деталі, які перебувають у контактній взаємодії одна з одною. Це, наприклад, штампи, прес-форми, верстатні пристосування, технологічне обладнання, двигуни тощо. Для них характерним є варійований режим навантаження. Тому важливим аспектом при дослідженні напружено-деформованого стану таких конструкцій є визначення залежності контактного тиску від зовнішніх сил, які на них діють. Принцип суперпозиції для контактних задач у загальному випадку незастосовний. Однак для такого типу конструкцій установлена лінійна залежність контактного тиску від рівня навантаження. При цьому область контактної взаємодії не залежить від рівня навантаження. Продемонстровано, що така закономірність справедлива не тільки для однокомпонентного, але і для багатокомпонентного навантаження. У результаті забезпечується можливість оперативного визначення напружено-деформованого стану таких конструкцій зі збереженням точності одержуваних результатів. Застосовність розробленого методу продемонстрована на прикладі верстатних пристосувань лещатного типу. Установлені закономірності мають значення при здійсненні проектних досліджень конструкцій. Завдяки установленій прямо пропорційній залежності розв'язку від діючих навантажень стає можливим скоротити терміни розробок конструкцій із елементами, що перебувають у контактній взаємодії на поверхнях співпадаючої форми. При цьому розглядали різні варіанти набору навантажень, а також різні варіанти варіювання цих навантажень. Для розглянутих випадків підтвердилася пряма пропорційнісь компонент напружено-деформованого стану величині діючих сил у випадку їх узгодженої зміни. Також показано, що при нерівномірній зміні окремих компонент навантажень залежність контактного тиску і компонент напружено-деформованого стану досліджених об'єктів від діючих сил має складний характер, відмінний від прямо пропорційного зв'язку. Одержані залежності служать основою при обгрунтуванні проектних і технологічних параметрів конструкцій, що проектуються, а також режимів їх експлуатації Ключові слова: контактний тиск, напружено-деформований стан, теорія варіаційних нерівностей, верстатне пристосування, область контактної взаємодії

The problem that is solved and described in the article is the need to synthesize new technical solutions for the elements of military equipment. To this end, scientific principles have been developed and implemented, mathematical and numerical models for the study of the stress-strain state of bodies made of modern materials in the conditions of contact interaction and elastic-plastic deformation have been improved. A fundamental feature is the use of microstructural models of the properties of materials in volume and on the surface. In addition, at the macro-scale level, a more general variational statement has been developed that takes into account physical and structural nonlinearities. This gives significantly higher opportunities in substantiating better technical solutions of elements of military equipment with tactical and technical and technical characteristics at the world level by conducting studies of the stress-strain state of contacting bodies. A variational formulation based on a modified Kalker principle has been developed for this purpose. The problem is stated with respect to the increments of the contact pressure. The discretization is performed by means of the boundary element method. Besides, another formulation via variational inequalities is developed. In this case the contact problem is stated  for thedisplacement increments of the surface points of the two bodies. Correspondingly, discretization is performed by means of the finite element method. The resolving system of equations and inequalities is ultimately derived in the general form. The analysis of the stress-strain state of the contacting bodies with account for their elasto-plastic deformations is hence performed in the most general form. This problem statement forms a basis for the analysis and justification of design solutions for machine elements by strength criteria. Keywords: : military and civilian vehicles; stress-strain state; contact; tactical and technical characteristics

The paper describes studies of the stress-strain state of power hydraulic cylinders elements. Geometric dimensions of casing and properties of materials are chosen as varied parameters. The controlled values are the levels of stresses and displacements. The criteria are weight, strength and rigidity. These characteristics determine the technical characteristics of power hydraulic cylinders. Dependences of criterion characteristics on varied parameters are established. On this basis, recommendations for substantiation of design and technological solutions of power hydraulic cylinders elements are developed. This made it possible to develop a project and technology for the manufacture of power cylinders with low material consumption. In addition, increased efficiency is provided due to the use of antifriction coating on the inner surface of cylinder. The stress level in the main material of cylinder body is limited. The strength of the area of the brazed joint material and the plastic lining layer is also ensured. A special configuration of the sealing ring is used to reduce the level of losses in the movable connection of the piston with the hydraulic cylinder body. At the same time radial displacements of the cylinder body provide acceptable contact of the moving and fixed parts of the hydraulic cylinder. In general, balanced design and technological solutions of power hydraulic cylinders elements are substantiated. They provide high technical characteristics of power hydraulic cylinders. It also increases the technological level of their production and reduces the total cost. Power hydraulic cylinders with reasonable parameters are used in the elements of technological systems. Keywords: hydraulic cylinder; finite element method; stress-strain state; computational-experimental justification