"Механики XXI веку" №16 2017

234 / 397

Механики XXI веку. №16 2017 г.
234
Mathematical model of a rough surface
for solving the problems of hermetology
Gorokhov D.B.a, Kozhevnikov A.S. b, Ugrumova E.V. c
Bratsk State University, Makarenko st. 40, Bratsk, Russia
a b
Key words: rough surface, roughness parameters, bearing profile curve, bearing profile curve pa-
rameters, beta-function, asperity peaks distribution, height peaks distribution, relative contact area, density of
gaps in the joint
The fundamentals of modeling rough surfaces of sealing joints are shown. Their characteristic are
the excess of the applied contact pressure in comparison with the friction nodes by 1 ... 2 orders. A rough
surface is represented by a set of separate asperities of a self-similar shape and random dimensions, which
peaks and valleys distribution are described by a two-dimensional function. The ratio of the beta-function is
used to describe the bearing profile curve. Relationships between the parameters α and β when the bearing
profile curve is described by the ratio of the beta function and the parameters ν and b when the bearing pro-
file curve is described by the parabola are determined. The problem of modeling a rough surface is pre-
sented as a definition of the distribution function of the asperities on height, depending on the parameters of
the bearing profile curve. Examples of the use of the proposed models for solving the problems of hermetol-
ogy during different types of contact of rough surfaces are given.
УДК 629.4.015
Исследование вида напряженно-деформированного
состояния экспериментальной модели штуцерного узла сосуда
давления методом конечных элементов
Зеньков Е.В.
Иркутский государственный университет путей сообщения, ул. Чернышевского 15, Иркутск, Россия
Ключевые слова: штуцерный узел, вид напряженного состояния, моделирование, метод ко-
нечных элементов
В статье рассматривается моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС)
экспериментальной модели штуцерного узла со сферическим корпусом при его квазистатическом
нагружении внутренним давлением. Расчетная оценка НДС экспериментальной модели осуществля-
ется с применением экспериментальных результатов, полученных при испытании до разрушения
этой модели, и с учетом упругопластического характера деформирования материала штуцерного
узла. Использованы уравнения пластического течения с изотропным упрочнением – уравнения Пран-
дтля-Рейсса, реализованные в программе Femap (with NX Nastran). Полученные расчетные данные
позволили установить, что вид НДС в зоне разрушения штуцерного узла на его наружной по-
верхности в зоне стыка существенно выше, чем на кромке отверстия внутри сосуда, где величина
интенсивности деформации максимальна.
Конструкционная прочность элементов машиностроения должна в ряде случаев осу-
ществляться с учётом вида их напряжённо-деформированного состояния (НДС). Ряд соот-
ветствующих уточненных методик расчёта на прочность [1,2] опирается при этом на резуль-
таты лабораторных испытаний образцов, имеющих в очаге их разрушения тот же вид НДС,
что и в рассматриваемом элементе. Применение методики расчёта на статическую проч-
ность, изложенной например в [2], предусматривает выполнения этапа, заключающегося в