№77-19
Дослідження впливу динамічних навантажень на дискові затвори задопомогою комп'ютерного моделювання
К.С. Заболотний1, В.В. Темченко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 77:207–217
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/77.207
АНОТАЦІЯ
Мета. Розробка методики проведення перевірочних розрахунків регульованих дискових затворів із використанням комп'ютерних технологій моделювання та аналізу. Реалізація розробленої методики стосовно затвора ДХО DN 400 PN 2,5.
Методика. Геометричне моделювання затвора ДХО DN 400 PN 2,5 здійснюється в програмному забезпеченні SolidWorks. Отримана твердотільна збірка використовується для створення розрахункових моделей з метою дослідження роботи затвора. Для моделювання гідродинамічних процесів використовується програмний модуль SolidWorks Flow Simulation 2016, а для моделювання напружено-деформованого стану затвора – SolidWorks Simulation. Така комбінація програмних продуктів обрана через високий рівень їх інтеграції. Створена в SolidWorks параметрична модель використовується для розрахунків у Flow Simulation. Отримані кінематичні та динамічні параметри потоку рідини передаються у Simulation для дослідження напружено-деформованого стану конструкції.
Результати. На прикладі затвора ДХО DN 400 PN 2,5 обґрунтовано методику проведення перевірочних розрахунків регульованих дискових затворів. Розроблено розрахункові моделі для встановлення тиску потоку на затвор у SolidWorks Flow Simulation та напружено-деформованого стану затвора у SolidWorks Simulation. Проведено серію розрахунків для різних положень дискового регулювального органу. Проаналізовано залежність коефіцієнта динамічності напружень від кута повороту диска. Показано, що значний вплив на напружено-деформований стан конструкції має гідродинамічний вплив потоку.
Наукова новизна. Вперше запропонована методика проведення перевірочних розрахунків регульованих дискових затворів з використанням створеної в SolidWorks параметричної моделі з передачею результатів розрахунку у пакети SolidWorks Flow Simulation та SolidWorks Simulation. Вперше показано, що максимальні напруження у дисковій трубі та ребрах жорсткості диска затвора ДХО DN 400 PN 2,5 виникають при кутах між площиною диска та площиною, перпендикулярною осі магістралі, що становлять 45° та 60° відповідно.
Практична значущість. Представлена методика полегшує пошук раціональної конструкції затвора серед великої кількості можливих варіантів конструкції.
Ключові слова: дисковий затвор, гідродинаміка, напружено-деформований стан, SolidWorks, розрахункова модель, коефіцієнт динамічності.
Перелік посилань
1. Kolosov, D., Dolgov, O., & Kolosov, A. (2013). The stress-strain state of the belt on a drum under compression by flat plates. Annual Scientific-Technical Collection. Mining of Mineral Deposits., 1, 351–357.
2. Belmas, I., & Kolosov, D. (2011). The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining. 211–214.
3. Belmas, I., Kogut, P., Kolosov, D., Samusia, V., & Onyshchenko, S. (2019). Rigidity of elastic shell of rubbercable belt during displacement of cables relatively to drum. E3S Web of Conferences, 109, 00005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900005
4. Zabolotnyi, K., Panchenko, О., & Zhupiiev, O. (2019). Development of the theory of laying a hoisting rope on the drum of a mining hoisting machine. E3S Web of Conferences, 109, 00121. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900121
5. Zabolotny, K., & Panchenko, E. (2010). Definition of rating loading in spires of multilayer winding of rubberrope cable. New Techniques and Technologies in Mining – Proceedings of the School of Underground Mining, 223–229.
6. Zabolotnyi, K.S., Panchenko, O.V., Zhupiiev, O.L., & Polushyna, M.V (2018). Influence of parameters of a rubber-rope cable on the torsional stiffness of the body of the winding. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 54–63.
