Выбор конструкции и материала ударника с использованием пакетов метода конечных элементов в инженерии

Целью статьи является рассмотрение вопросов прочностного расчета изделий (на примере ударника), воспринимающих кратковременные нагрузки. Приводится методика расчета прочности основного элемента конструкции механизма реальной задачи расчета ударника - устройства, которое используется совместно со строительным перфоратором. Расчеты позволяют определить наилучшие размеры формы бойка ударника. При этом перфоратор задает кратковременно действующую силу на инструмент (ударник), которая расходуется на перемещение, нагрев элементов инструмента и частично возвращается обратно на механизм перфоратора. Энергия удара может достигать до 20 Дж, частота ударной нагрузки строительного перфоратора находится в диапазоне 17…35 Гц. Эксперимент показал, что кроме расчетов на статическую прочность необходимо также провести частотный анализ критических значений собственных частот колебаний конструкции. Полученные результаты были проанализированы на нормальные и максимально допустимые напряжения. Разработана методика определения статической нагрузки конструкции и ее динамического коэффициента под действием периодической ударной нагрузки. Выполненные расчеты статического нагружения и гармонического анализа позволяют определить прочность конструкции проектируемого изделия, подобрать материал заготовки, определить динамический коэффициент. Предложенный метод расчетов можно использовать не только для решения описанной в статье задачи, но и целого класса задач с ударной нагрузкой, в которых учитывается время приложения силы или длительность импульса силы.

прочность конструкции, ударник, материал, конечно-элементный анализ, автоматизация, ударная нагрузка