Профілювання складної форми податливої грані клину шкарпеткового автомату

Abstract

Мета роботи – розробка методологічного підходу до профілювання складної форми податливої грані клину шкарпеткового автомату на основі метода скінчених елементів з урахуванням геометричних обмежень, вимог за жорсткістю та міцністю, виходячи з мінімізації ударного навантаження на голку. Використано метод скінченних елементів, програмний комплекс Code_Aster, положення опору матеріалів з розрахунків на міцність та податливість. Подальший розвиток прикладної задачі по забезпеченню заданого рівня міцності та податливості клинів з пружною гранню на основі обґрунтованого вибору раціональних параметрів. Вперше представлено універсальний підхід до дослідження податливої грані складної форми клину на основі методу скінченних елементів на прикладі клину, конструкція якого забезпечує одночасну балкову і подвійну консольну деформації. Представлені практичні рекомендації до отримання раціональних геометричних параметрів робочої грані клину за розподілами напружень і прогинів з урахуванням габаритних обмежень. Дослідження податливих граней клину з консолями трапецеїдальної форми, які забезпечують рівномірне нормальне напруженням по їх довжині, сприяють розширенню конструкторських рішень при проектуванні клинів.

Цель работы – разработка методологического подхода к профилированию сложной формы податливой грани клина носочного автомата на основе метода конечных элементов с учетом геометрических ограничений, требований по жесткости и прочности, исходя с минимизации ударного нагружения иглы. Использован метод конечных элементов, программный комплекс Code_Aster, положения сопротивления материалов касательно расчетов на прочность и податливость. Дальнейшее развитие прикладной задачи по обеспечению заданного уровня прочности и податливости клиньев с упругой гранью на основе обоснованного выбора рациональных параметров. Впервые представлен универсальный подход к исследованию податливой грани сложной формы клина на основе метода конечных элементов на примере клина, конструкция которого обеспечивает одновременную балочную и двойную консольную деформации. Представлены практические рекомендации для выбора рациональных геометрических параметров рабочей грани клина по распределениям напряжений и прогибам с учетом габаритных ограничений. Исследования податливых граней клина с консолями трапециевидной формы, которые обеспечивают равномерные нормальные напряжения по их длине, содействуют расширению конструкторских решений при проектировании клиньев.

Development of a methodological approach to profiling the complex shape of the flexibility facet of the cam of automatic half-hose machine based on the finite element method, taking into account geometric constraints, requirements for rigidity and strength, based on minimizing the impact loading of the needle. The finite element method was used, the Code_Aster software package, the positions of the resistance of materials regarding strength and flexibility calculations. Further development of the applied task of ensuring a given level of strength and flexibility of cams with an elastic face based on a reasonable choice of rational parameters. For the first time, a universal approach to the study of the flexibility facet of a complex cam shape based on the finite element method is presented on the example of a cam, the design of which provides simultaneous beam and double cantilever deformations. Practical recommendations are presented for choosing rational geometric parameters of the cam face on stress distributions and deflections, taking into account overall limitations. Studies of flexibility facet of a cam with trapezoidal consoles that provide uniform normal stresses along their length, contribute to the expansion of design solutions in the design of cams.