Email this article Strength numerical and experimental investigation of bolted connection of parts under dynamic impact
- Authors: Kulakov N.A.1, Lyubin A.N.1, Gavrilov E.V.1, Skakbaeva A.S.1, Panichenko I.V.1
-
Affiliations:
- Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)
- Issue: Vol 9, No 1-4 (2015)
- Pages: 60-63
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2074-0530/article/view/67126
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-67126
- ID: 67126
Cite item
Full Text
Abstract
The paper presents the results of numerical and experimental investigation for evaluation of strength of bolted connection of parts of armored equipment under dynamic impact, namely, high-speed impact pressure from the explosion of ammunition (TNT blocks, grenades). The comparison of calculated and experimental data was made.
Keywords
Full Text
Работа проводилась в НТЦ «Спецтехника», который является структурным подразделением Университета машиностроения. Это подразделение имеет многолетний опыт работ по прочностным расчётно-экспериментальным исследованиям [1 - 5]. Прочностное расчётно-экспериментальное исследование проводилось для конструкции, представленной на рисунке 1. Рисунок 1. Болтовое соединение частей конструкции На рисунке 1 представлена конструкция, состоящая из крыши в виде горизонтальной плоскости и боковины, связанных между собой посредством болтового соединения уголком. Боеприпас располагался на верхней поверхности крыши, в середине её краевой части, непосредственно на одном из вертикальных болтовых соединений. На рисунках 2 и 3 представлены изображения, соответственно, расчётной и конечно-элементной модели рассматриваемой конструкции. Рисунок 2. Расчётная модель рассматриваемой конструкции Рисунок 3. Конечно-элементная модель рассматриваемой конструкции В расчёте использовалась трехмерная геометрическая, конечно-элементная модель, решалась упругопластическая задача контактного взаимодействия между всеми прилегающими поверхностями деталей конструкции, без учёта сил трения. При расчете представленной конечно-элементной модели рассматривалась упрощенная модель болтового соединения, не требующая решения в отношении резьбы. Болт моделировался сплошным податливым цилиндром, образующим с гайкой и головкой болта единое целое, без учёта предварительной затяжки болта. Такие подробности геометрии как фаски и скругления не моделировались. Кроме представленного выше основного конструктивного варианта болтового соединения крыши и боковины, в работе рассчитывались и другие конструктивные варианты болтового соединения, например, представленные на рисунке 4. Рисунок 4. Конструктивные варианты болтового соединения крыши и боковины Ниже приведены отдельные расчётно-экспериментальные результаты по основному конструктивному варианту болтового соединения. На рисунке 5 представлена картина максимальных расчётных перемещений элементов конструкции в миллиметрах, а на рисунке 6 - картина максимальных расчетных напряжений элементов конструкции. Рисунок 5. Картина максимальных перемещений элементов конструкции Рисунок 6. Картина максимальных напряжений элементов конструкции На рисунке 7 представлены фотографии основного варианта конструкции болтового соединения, полученные в результате натурных испытаний. Рисунок 7. Результаты натурного эксперимента основного варианта конструкции Выводы На основании расчетных данных, полученных в результате решения методом конечных элементов, были выбраны оптимальные параметры узла соединения крыши и боковины. Выбранный вариант конструкции успешно прошел натурные испытания подрывом. Результаты расчетов удовлетворительно совпадают с результатами натурного эксперимента.×
About the authors
N. A. Kulakov
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)Ph.D.; +7 495 223-05-23, ext. 1507
A. N. Lyubin
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)+7 495 223-05-23, ext. 1507
E. V. Gavrilov
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)+7 495 223-05-23, ext. 1507
A. S. Skakbaeva
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)+7 495 223-05-23, ext. 1507
I. V. Panichenko
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)+7 495 223-05-23, ext. 1507
References
- Кулаков Н.А. Воздействие динамической нагрузки на наземные транспортные средства. Избранные проблемы прочности современного машиностроения. М.: Физматлит, 2008, с. 150 - 156.
- Кулаков Н.А., Любин А.Н. Расчет несущих систем автобронетанковой техники на статическую и специальную динамическую нагрузку с учетом свойств сварных швов. М.: Известия МГТУ «МАМИ», 2009, № 2(8), с. 9 - 15.
- Кулаков Н.А., Шевченко А.А. Оценка фугасного воздействия мин на несущие конструкции и экипажи автобронетанковой техники. Поражающие факторы. Способы защиты. М.: Известия МГТУ «МАМИ». - 2012. - № 2(14), - т.1. - С. 194 - 205.
- Кулаков Н.А., Любин А.Н., Скакбаева А.С. Расчетно-экспериментальное исследование стойкости композитной керамической брони при воздействии пуль и высокоскоростных осколков. М.: Известия МГТУ «МАМИ». - 2012. - № 2(14), - т.1. - С. 206 - 213.
- Кулаков Н.А., Гаврилов Е.В. Особенности конструкций энергопоглощающих кресел, используемых в автобронетанковой и авиационной технике. М.: Известия МГТУ «МАМИ». - 2014. - № 1(19).
Supplementary files
