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!

    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    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
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету