Поиск по всему репозиторию:

Моделирование и расчетная оценка параметров аэродинамического сопротивления при испытаниях материалов на удар по методу падающего шарика

Thumbnail
Открыть/скачать файлы документа
Автор
Дата издания
2019
Издательство
БрГТУ
УДК
620.178.7
Библиографическое описание
Барсуков, В. Г. Моделирование и расчетная оценка параметров аэродинамического сопротивления при испытаниях материалов на удар по методу падающего шарика / В. Г. Барсуков, А. Г. Лежава, В. М. Хвисевич // Вестник Брестского государственного технического университета. Серия: Машиностроение. – 2019. – № 4. – С. 78–82 : ил. – Библиогр.: с. 82 (12 назв.).
Аннотация
Метод падающего шарика широко применяется при определении коэффициента восстановления скорости, а также доли энергии, поглощаемой при упруго-пластическом ударе, и основан на сопоставлении скорости отскока шарика после удара со скоростью падения, которые вычисляются исходя из высоты падения и высоты отскока. Однако многие вопросы, связанные с контактным взаимодействием, изучены недостаточно, что обусловлено сложностью протекающих в зоне контакта динамических явлений. В частности, недостаточно изучено влияние аэродинамического сопротивления на силовые и кинематические параметры процесса испытаний. Цель работы – разработать методику математического моделирования и произвести с ее помощью расчетную оценку влияния аэродинамического сопротивления на кинематические и силовые параметры процесса испытания материалов на удар по методу падающего шарика. Произведена расчетная оценка значений характерных размеров зон ламинарного, переходного и автомодельного режимов движения шарика в воздухе для широкого диапазона изменения его диаметра. Показано, что с уменьшением размера шариков длина зон ламинарного и переходного режимов движения возрастает. При этом для шариков диаметром свыше 8 мм при высоте падения 1м и более доминирующим является автомодельный режим движения с пренебрежимо малым вкладом ламинарного и переходного режимов. Разработана методика и произведена расчетная оценка потерь энергии, скорости и усилия на преодоление аэродинамического сопротивления для автомодельного режима движения падающего шарика. Показано, что для шариков диаметром свыше 8 мм при высоте падения 1м такие потери не превышают 0,65% и могут не учитываться при проведении технических расчетов.
Аннотация на другом языке
The falling ball method is widely used in determining the rate of the velocity recovery, as well as the fraction of energy absorbed by an elastic-plastic impact, and is based on comparing the speed of the ball rebound after the impact with the speed of fall, which are calculated based on the height of the drop and the height of the rebound. However, many issues related to contact interaction have not been studied enough, due to the complexity of the dynamic phenomena occurring in the contact zone. In particular, the effect of aerodynamic drag on the force and kinematic parameters of the test process has not been sufficiently studied. The purpose of the work is to develop a mathematical modeling technique and use it to calculate the effect of aerodynamic drag on the kinematic and force parameters of the process of testing materials for impact using the falling ball method. A calculation was made of the values of the characteristic sizes of the zones of laminar, transitional, and self-similar modes of motion of the ball in air for a wide range of changes in its diameter. It is shown that with a decrease in the size of the balls, the length of the zones of the laminar and transitional motion modes increases. Moreover, for balls with a diameter of more than 8 mm with a drop height of 1 m or more, the self-similar mode of motion with a negligible contribution of the laminar and transitional modes is dominant. A technique has been developed and a calculated estimate of energy, speed and effort losses to overcome aerodynamic drag for a selfsimilar mode of motion of a falling ball has been made. It is shown that for balls with a diameter of more than 8 mm and a drop height of 1 m, such losses do not exceed 0.65% and may not be taken into account when performing technical calculations.
URI документа
https://rep.bstu.by/handle/data/4998
Документ расположен в коллекции