241 / 457
Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
241
max
4
1
1
2
ln
2
ln
2
m
c
m
o
o
c
q
pd
r
q
N
N А
(11а)
или при начальном контакте вдоль полосы
max
4
1
max
max
2
m
n эф
c
m
o
n
o
c
X q bk
pd
X q
N
N А
(11б)
соответствующий нормированный критерий
min
2
2
2
N
N
A
A
,
1
2
2
A
.
Таким образом, определено пространство исходных параметров и назначены параметриче-
ские, функциональные и критериальные ограничения, т.е. произведена постановка задачи оптимиза-
ции затворов с уплотнением металл-металл.
Проведение вычислительных экспериментов.
Следующим этапом является составление
таблиц испытаний (вычислительных экспериментов) при помощи математических моделей, приве-
денных в [16].
Вначале определяют зависимость
q u
u
FC C
, затем находят параметры аппроксимации
oi
k
и
oi
b
, зависимости
q i
oi
q
Fk b Fc
, где
uo
u
CC c
lg
. Решая систему уравнений (1), (2), (3), (4),
для каждого набора исходных параметров находят: удельное усилие
l
q
, обеспечивающее заданную
герметичность; ширину зоны контакта; распределение контактного давления
Xq
n
. Далее опреде-
ляют
zx
экв
,
max
и проверяют условия (5) и (6), находят
ln
q
(или
n
q
) и проверяют условие (9), а
также условие заедания.
Для точек пространства параметров, удовлетворяющих функциональным ограничениям, рас-
считывают критерии качества (10) – (11). После составления таблицы испытаний, если заданы крите-
риальные ограничения, поверяется разрешимость задачи и при необходимости уточняются критери-
альные ограничения. Затем исследуется зависимость критериев и производится набор оптимальных
параметров по нескольким важнейшим критериям. Таблицы испытаний ранжируются по величине
интенсивности нагрузки
l
q
[16].
Заключение
1. Разброс значений
l
q
, обеспечивающих заданную интенсивность допустимой утечки испы-
тательной среды, для всех экспериментов составляет более порядка, что свидетельствует о хорошей
чувствительности предлагаемого метода.
2. При заданных параметрических ограничениях и значениях
l
q
, обеспечивающих заданную
интенсивность утечки, статическая прочность обеспечивается, так как все максимальные значения
экв
не достигали предела текучести материала (для стали 38XHMA
930
МПа). Эти требования
не выполнялись при другом плане вычислительного эксперимента (не представленного здесь) для
минимальных значений ширины зоны контакта
b
, радиуса
r
и угла
o
.
3. Условие объемной усталости для всех экспериментов выполняется, диапазон разброса
N
y
составляет от десятков тысяч до десятков миллионов. Уточнение по этому условию, как и в преды-
дущем пункте, требуется лишь при сочетании минимальных значений исходных параметров.