Моделирование износа динамически нагруженной пары трения при вращательном движении исполнительного органа

Шеповалов, Игорь Максимович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа посвящена математическому моделированию сложного динамического нагружения пары трения скольжения при вращательном движении исполнительного органа с использованием программного обеспечения ANSYS, а также определению основных отличий ее поведения в сравнении со статическим нагружением.

РЕФЕРАТ ………………………………………………………………………………………………. 8
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки ……………….. 9
Оглавление …………………………………………………………………………………………… 11
Введение………………………………………………………………………………………………. 14
1 Литературный обзор ………………………………………………………………………. 16
1.1 Факторы влияющие на износ ……………………………………………………….. 16
1.2 Законы изнашивания …………………………………………………………………… 17
1.2.1 Модель Арчарда ……………………………………………………………………. 19

1.3 Программные продукты для моделирования износа …………………….. 20
1.3.1 ANSYS………………………………………………………………………………….. 21

1.3.2 ABAQUS ………………………………………………………………………………. 30

1.3.3 COMSOL Multiphysics …………………………………………………………… 33

1.3.4 Сравнение и выбор средства компьютерного моделирования
износа………………………………………………………………………………………………………….. 37

2 Объект и методы исследования ………………………………………………………….. 41
3 Расчеты и аналитика ………………………………………………………………………….. 44
3.1 Исходные данные ………………………………………………………………………… 44
3.2 Планируемые результаты моделирования ……………………………………. 45
3.3 Построение геометрической и конечно элементной модели пары
трения «вал-колодки» ………………………………………………………………………………….. 47
3.4 Контактное взаимодействие и износ…………………………………………….. 49
3.5 Задание граничных условий и нагрузки ……………………………………….. 50
3.6 Настройка свойств анализа ………………………………………………………….. 52
3.7 Анализ результатов моделирования …………………………………………….. 53
4 Финансовый менеджмент…………………………………………………………………… 62
4.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………… 62
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………… 62
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………….. 64

4.1.3 FAST-анализ …………………………………………………………………………. 67

4.1.4 SWOT-анализ………………………………………………………………………… 75

4.1.5 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………….. 82

4.2 Инициация проекта ……………………………………………………………………… 85
4.2.1 Цели и результат проекта ………………………………………………………. 85

4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………… 87

4.2.3 Ограничения и допущения проекта ……………………………………….. 88

4.3 Планирование научно-исследовательских работ ………………………….. 90
4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………. 90

4.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………. 92

4.3.3 Бюджет научного исследования …………………………………………….. 96

4.4 Определение ресурсоэффективности научного исследования …….. 106
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………. 111
Введение…………………………………………………………………………………………. 111
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 111
5.1.1 Правовые нормы трудового законодательства …………………….. 111

5.1.2 Производственная безопасность ………………………………………….. 113

5.2 Анализ факторов производственного процесса, которые может
создать объект исследования. …………………………………………………………………….. 114
5.2.1 Механические опасные факторы………………………………………….. 114

5.2.2 Термические опасные факторы ……………………………………………. 116

5.2.3 Химические факторы …………………………………………………………… 116

5.2.4 Электрический ток и короткое замыкание ……………………………. 117

5.2.5 Микроклимат ………………………………………………………………………. 119
5.2.6 Освещенность рабочей зоны………………………………………………… 120

5.2.7 Психологические факторы …………………………………………………… 123

5.3 Экологическая безопасность………………………………………………………. 125
5.3.1 Влияние смазывающих жидкостей на атмосферу …………………. 125

5.3.2 Влияние смазывающих жидкостей на гидросферу ……………….. 125

5.3.3 Влияние частиц абразивного износа на литосферу ……………….. 126

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………………. 126
5.4.1 Профилактические мероприятия ………………………………………….. 127

5.4.2 Требования пожарной безопасности к путям эвакуации ……….. 128

5.5 Последовательность действий при возникновении пожара …………. 129
5.5.1 Действия сотрудника лаборатории (инженера) …………………….. 129

Выводы …………………………………………………………………………………………… 131
Заключение ………………………………………………………………………………………… 132
Список используемой литературы ………………………………………………………. 133
Приложение А ……………………………………………………………………………………. 135
Приложение Б …………………………………………………………………………………….. 158

Актуальность работы. В современном машиностроении одной из
главных проблем является увеличение срока службы на всех этапах жизненного
цикла изделия. Для увеличения срока службы трибосопряжения необходимо
изучение процессов изнашивания. Изучение износа пар трения позволяет
оценить характер и скорость изнашивания. Основная часть трибосопряжения
находится под действием динамических нагрузок.

В ходе проведенной работы было сделано следующее:
1. Проведен аналитический обзор и сравнение программных пакетов
конечно-элементного анализа. После анализа достоинств и
недостатков был выбран пакет ANSYS.
2. Разработана геометрическая и конечно-элементная модель пары
трения «вал-колодки».
3. Построена математическая модель пары трения.
4. Проведено теоретическое исследование изнашивания пары трения
«вал-колодки» в программном пакете ANSYS при динамическом
режиме нагружения полученные результаты соответствуют
практическим результатам. Однако в дальнейшим для более
подробного моделирования необходимо построить более точную
модель описывающую динамику работы трибосопряжения.
5. При дальнейшим исследовании необходимо построить свою модель
износа, учитывающую влияния все физических факторов,
действующих на пару трения «вал-колодки» в процессе ее
испытаний.
6. Проведен анализ влияния износа на динамические показатели
(такие как контактное давление, контактная площадь) а также
напряженное состояния пары трения «вал-колодки».
7. Определена экономическая и ресурсоэффективная составляющая
проекта. Проведен расчет затрат НТИ. Проведен SWOT и FAST
анализ исследовательского проекта.
8. Рассмотрен вопрос с организацией рабочего места исследователя,
осуществляющего испытания в лаборатории. Определены вредные
и опасные факторы, оказывающие влияние на исследователя при
проведении испытании.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету