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!

    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
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 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
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету