The Calculation Analysis of Radial Shock Absorbed for Conteiner Subjected Emergency Falling

Abstract

Разработан численный метод расчета демпфирующих свойств защитного радиального демпфера, устанавливаемого на контейнеры с размещаемыми в них грузами с целью ми-нимизировать разрушающие повреждения грузов при возможных аварийных падениях в процессе их транспортировки до места предполагаемого использования. Особенностью методики является включение в рассмотрение пластических свойств материала, опреде-ляемых диаграммой пластического течения, и реальных контактов с трением между со-ставляющими элементами демпфера. Метод позволяет определить напряженно-деформи-рованное состояние и ускорение торможения демпфера при ударе контейнера о жесткую бетонную поверхность с помощью программного комплекса ANSYS Workbench 16.1. Пред-лагаемый алгоритм расчета ускорений торможения демпфера по силе реакции полностью подтверждается аналитическим решением дифференциального уравнения движения кон-тейнера с демпфером в упругой области деформирования. Обе приведенные методики проиллюстрированы на примере расчета данного радиального амортизатора, который предлагается сделать из двух рядов цилиндрических труб, изготовленных из алюминиево-го сплава АМг6 и соединенных между собой. В результате решения поставленной задачи продемонстрировано, что использование двух слоев труб с различным креплением друг к другу и обусловленной этим различной жесткостью слоев приводит к двум этапам дефор-мирования и разрушения при ударе. Сначала деформируется внешний слой труб, затем -внутренний. В результате расчета установлено, что энергия упруго-пластического дефор-мирования демпфера при ударе о жесткую бетонную поверхность составит около полови-ны кинетической энергии движения. Определена зависимость ускорения торможения демпфера от величины его смятия. Ключевые слова: радиальный демпфер, упруго-пластическое деформирование, диа-грамма пластичности, метод конечных элементов.Введение. При транспортировке и такелаже транспортно-пусковых контейнеров с разме-щаемыми в них грузами, а также различных цистерн, воздушных или газовых баллонов, контей-неров, содержащих опасное, хрупкое или дорогостоящее оборудование, возникает необходи-мость их обезопасить от разрушающих повреждений в результате возможных аварийных ситуа-ций особенно при экстремальных условиях эксплуатации [1-2]. Одним из путей решения данной проблемы является установка защитных амортизаторов, динамических гасителей колебаний [3]. В работе [4] предложена слоистая сеточная плоская конструкция преграды, защищающая косми-ческие аппараты от пробития высокоскоростными осколками.В АО «ОКБ «Новатор» была поставлена задача для достаточно длинного цилиндрического контейнера сконструировать металлическое защитное кольцо (амортизатор, демпфер), способное в процессе деформирования и разрушения при плоском падении снизить перегрузки внутри кон-тейнера и сохранить целостность размещаемого внутри груза. В этой связи возникла необходи-мость создать методы расчета разрушающих воздействий на контейнер с грузом, защищенный радиальным амортизатором, при аварийных падениях. Предполагается, что в процессе погрузоч-но-разгру...