Построение механореологических моделей процессов взаимодействия рабочих органов строительно-дорожных машин со средой. Евтюков С.А - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

42 43
ющие силы упругих и вязких сопротивлений, возникающих в слое
(модель Фойгта). На модели (см. рис. 5) упругие свойства слоя в на-
правлениях осей ОХ и OY моделируются упругими элементами с ко-
эффициентом упругих сопротивлений k
х
и k
у
. Вязкие свойства слоя
моделируются в направлениях осей X и Y демпферами с коэффици-
ентами вязких сопротивлений соответственно с
х
и с
у
. Массу слоя мо-
делируем инерционным элементом m
1
и считаем, что вся масса слоя
сосредоточена в этом элементе. Внешняя граница слоя изображе-
на безынерционной рамкой (т
0
= 0). Соответствующие модельные
элементы на схеме соединены с массой параллельно и отображают
упругие и вязкие свойства слоя соответственно в продольном и по-
перечном направлениях, как в модели Фойгта. Если X и Y есть теку-
щие координаты центра тяжести слоя, отображающие деформацию
слоя относительно днища соответственно в направлении осей ОХ
и ОY, то на участке совместного движения восстанавливающие
силы упругих связей будут соответственно равны k
х
х и k
у
у. Вязкие
сопротивления слоя при принятых условиях будут прямо пропорци-
ональны относительным скоростям деформации слоя в направлении
осей ОХ, ОY и равны с
х
х и с
у
у.
При движении слоя в контакте с днищем виброоргана на гра-
нице взаимодействия слоя и днища будет действовать сила сухого
трения F
тр
. Эта сила действует только в направлении оси ОХ и так
же, как и сила Ng, исчезает, как только прерывается контакт ниж-
ней границы слоя с поверхностью днища виброоргана.
На этапе свободного движения (см. рис. 6) от момента отрыва
до момента падения слоя на днище на слой действуют сила тяже-
сти m
1
g и сила сопротивления F
ф
, обусловленная деформацией про-
слойки среды, находящейся между слоем и днищем виброоргана,
и связанной с этим фильтрацией ее через поры в слое. Направление
силы F
ф
, очевидно, будет перпендикулярно поверхности слоя
и днища виброоргана, так как отношение длины слоя, расположен-
ного на вибротранспортирующем органе, к высоте транспортиру-
емого слоя больше единицы и, следовательно, аэродинамическое
сопротивление слоя в направлении высоты слоя будет меньше, чем
в направлении его длины.
Таким образом, поскольку поток газа устремляется в направле-
нии
меньших сопротивлений, то сила сопротивления фильтрации
воздуха через слой и днище виброоргана будет действовать на слой
только в направлении движения слоя, нормальном к плоскости дни-
ща виброоргана, т. е. только в направлении оси ОY. В направлении
оси ОХ подобная сила сопротивления отсутствует. На рис. 6 сопро-
тивление газовой среды, действующей на
слой в направлении оси Y,
моделируется демпфером (модель Ньютона) с коэффициентом вяз-
кого сопротивления
*
y
c
. Соответственно, сила вязкого сопротивле-
ния среды будет равна F
ф
=
*
y
c
у, где у – скорость потока газа, про-
ходящего через слой, равная скорости движения слоя относительно
днища виброоргана. Сила F
ф
действует на слой только на этапе сво-
бодного движения и исчезает, как только нижняя граница слоя кос-
нется днища виброоргана.
Фильтрационные свойства среды будут учитываться демпфера-
ми, моделирующими вязкие свойства слоя на этапе совместного
движения (см. рис. 5).
2.3.2. Анализ динамики вибротранспортирования
слоя сыпучей среды
Анализ динамики виброперемещения слоя проводят определени-
ем
основных зависимостей, характеризующих параметры вибротран-
спортирования, к которым в первую очередь относятся: средняя ско-
рость транспортирования (в зависимости от параметров вибрации
грузонесущего виброоргана и свойств груза), нагрузка, испытываемая
виброорганом от действия груза, и энергия, затрачиваемая на про-
цесс транспортирования. При анализе процесса также стремятся уста-
новить его характерные режимы, позволяющие найти рациональные
режимы транспортирования, например такие, при которых осущест-
влялось бы транспортирование слоя материала без скольжения. При
отсутствии движения проскальзыванием снижается износ днища ви-
брооргана. Также следует ожидать улучшения условий передачи коли-
чества движения слою материала от виброоргана; при этом снижаются
непроизводительные затраты энергии на процесс транспортирования.

Страницы