ПРЕДИСЛОВИЕ

Резинотехнические изделия (РТИ) благодаря широкому диапазону выполняемых ими конструктивных задач и сравнительно простой технологии при серийном изготовлении находят все большее применение.

Конструктор, создавая РТИ, должен уметь достаточно точно предсказать основные механические характеристики изделия: жесткость при разных видах нагружения, размеры контактных поверхностей уплотняющих деталей и распределение напряжений на них, развивающиеся в резиновых деталях температурные поля, изменение механических показателей во времени и сроки службы отдельных деталей. При этом, как правило, используется уже накопленный опыт: результаты экспериментальных исследований, известные теории и методы расчета. При отсутствии такого опыта приходится приобретать его в стадии проектирования РТИ, т. е. экспериментальным путем подбирать конструкцию с такой комбинацией параметров, которая способна удовлетворить техническим требованиям. Этот путь очень трудоемкий и сильно затягивает сроки проектирования. Поэтому естественно стремление перейти к расчетному пути определения параметров РТИ. Первые попытки такого характера связаны с применением зависимостей сопротивления материалов. Однако система гипотез, на основе которой выводятся такие зависимости, пригодна только для элементов класса длинных стержней. Обычные же конструкции РТИ никак не могут быть отнесены к классу стержней, и поэтому механические характеристики, подсчитанные по зависимостям сопротивления материалов, сильно отличаются от полученных экспериментально. Для устранения этого несоответствия введены эмпирические поправочные коэффициенты. Таким образом, фактически был обобщен только существующий экспериментальный материал. Распространить зависимости на другие РТИ или даже на другие комбинации параметров рассматриваемых РТИ невозможно, и в этих случаях опять приходится обращаться непосредственно к эксперименту. Кроме того, выбранную форму обобщения экспериментальных результатов при помощи зависимостей сопротивления материалов трудно оценить положительно, так как конструктор не получает ясного представления о влиянии того или другого параметра на характеристики РТИ.

В течение последних лет появились работы, авторы которых в Качестве исходных данных используют экспериментальные сведения об основных физико–механических свойствах резины, а затем методами механики сплошной среды находят необходимые механические характеристики конструкции. Такой прием требует, конечно, применения более сложного математического аппарата. Кроме того, специфичность свойств резины не позволяет непосредственно применять существующие методы механики, а именно, методы теории упругости и вязко–упругости; эти методы предварительно необходимо преобразовывать применительно к расчету РТИ.

Предлагаемая работа ставит своей целью ознакомить читателя с методами, которые позволяют расчетным путем предсказать поведение самых разнообразных РТИ, причем в качестве исходных данных используют только сведения об общих свойствах резины как конструктивного материала.

В книге приведены методы расчета зависимостей «нагрузка — перемещение» и напряжений как при малых, так и больших деформациях; показано, как учитывать изменения механических характеристик во времени. Учет вязко–упругих свойств дает возможность получить температурные поля, возникающие при знакопеременных нагрузках, и прогнозировать сроки службы амортизаторов и уплотнений. Рассматриваемые методы расчета достаточно универсальны, и опыт их применения показывает, что практически можно рассчитывать деталь любой формы при произвольной нагрузке. В ближайшие годы следует ожидать появления автоматизированных программ расчета с заранее заданной точностью расчета.

В качестве примеров применения различных методов расчета приведены решения, выполненные главным образом Отраслевой лабораторией «Прикладные методы расчета РТИ» и кафедрой сопротивления материалов Рижского политехнического института.

Книга рассчитана на инженера–конструктора, т. е. на читателя, который не проходил специальной подготовки по методам механики сплошной среды и соответствующим математическим методам. Поэтому необходимые сведения из этих областей приведены в книге.

В работе читатель найдет методы выполнения расчетов различной точности и трудоемкости. Приведены как методы, позволяющие сравнительно быстро получить приближенные данные, так и более совершенные методы, необходимые для уточненных расчетов. Изучая приведенные примеры, читатель сможет оценить трудоемкость того или другого метода и выбрать подходящий.

При подготовке книги автор исходил из того, что конструкторов уже не удовлетворяют данные в виде номограмм и формул для расчета отдельных простейших видов РТИ. В настоящее время необходимы общие методы и алгоритмы, которые позволяют при помощи ЭЦВМ рассчитывать любые конструкции РТИ.

Назад, на страницу описания