Математичне моделювання технологічного процесу руйнування гірської породи віброударним пристроєм з гідроімпульсним приводом.
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.3.56.2018.01Ключові слова:
імпульс, гірська порода, удар, вібрації, математична модель, гідропривод, клапанАнотація
Доведено високу ефективність технологічного процесу руйнування гірської породи за
допомогою віброударних навантажень. Високий ступінь інтенсифікації процесу руйнування гірської породи досягається
застосуванням розробленої оригінальної конструкції віброударного пристрою з гідроімпульсним приводом на базі двокаскадного
клапана-пульсатора. Розроблено нову математичну модель для дослідження технологічних процесів руйнування гірської породи
віброударним пристроєм на базі законів гідродинаміки із використанням узагальнених законів механіки. При розробці
математичної моделі технологічний процес було досліджено над двух фазах: фаза накопичення кінетичної енергії, а також фаза
ударної взаємодії робочого органу віброударного пристрою із поверхнею гірської породи. Математична модель ударної взаємодії
була побудована на основі моделі удару Сірса а системи рівнянь напружено-деформованого стану. На основі розробленої
математичної моделі методом кінцевих об’ємів за допомогою чисельного моделювання отримано розподіл тиску і швидкості
робочої рідини в гідроімпульсному приводі віброударного пристрою. За допомогою чисельного методу кінцевих елементів
отримано розподіл напружень у робочому органі і елементу гірської породи при віброударному руйнуванні. Аналіз розрахунку
власних частот робочого органу показав стійку роботу віброударного пристрою у дорезонансних режимах. Отримані робочі
залежності основних робочих характеристик віброударного пристрою на базі гідроімпульсного приводу дозволили розробити
рекомендації для подальшого підвищення ефективності технологічного процесу. Отримані результати чисельного моделювання
технологічних процесів руйнування гірської породи віброударним пристроєм на базі гідроімпульсного приводу, показали перевагу
обраного підходу до проектування, а також дозволив довести ефективність розробленої конструкції
Завантаження
Посилання
Iskovych-Lototsky, R. D., Zelinska, O. V., & Ivanchuk, Y. V. (2018). The technology of modeling the
evaluation of the parameters of forming blanks of powder materials on the vibropress equipment with a
hydro-pulse drive. Monograph. Vinnytsia: VNTU.
Jörg, C., Mont, K., & Pornsak, S. (2010). Response analysis of nonlinear vibro-impact system coupled with viscoelastic force under colored noise excitations. Chemical Engineering Research and Design, 88(1), 100–108. DOI: 10.1016/j.cherd.2009.07.001.
Alessandro, D. (2016). Modelling and experimental validation of a nonlinear proportional solenoid pressure control valve. International Journal of Fluid Power, 17, 90–101. DOI: 10.1080/14399776.2016.1141636.
Nikhil, T., Chandrahas, T., Chaitanya, C., Sagar, G., & Sabareesh, R. (2016). Design and development of a test-rig for determining vibration characteristics of a beam. Procedia Engineering, 144, 312–320.
Ouyang, H., Richiedei, D., Trevisani, A. & Zanardo, G. (2012). Eigenstructure assignment in undamped vibrating systems: a convex-constrained modification method based on receptances. J. Sound Vibrations, 27, 397–409.
Cheng, C., Chen, Z., Shi, H., Liu, Z., & Xiong, Y. (2016). System-Level Coupled Modeling of Piezoelectric Vibration Energy Harvesting Systems by Joint Finite Element and Circuit Analysis. Shock and Vibration, 1–9. DOI: 10.1155/2016/2413578.
Iskovych-Lototsky, R. D., Ivanchuk, Y. V., & Veselovsky, Y. P. (2018). Modeling the processing of fine wood materials under the action of vibration and vibro-impact load. Scientific Bulletin of UNFU, 28, 5, 124–129. DOI: 10.15421/40280526.
Ivanchuk, Y. V. (2018). Mathematical method for determining the stability of oscillatory systems under the action of external vibrations. Technical sciences and technologies, 2 (12), 25–33. DOI: 10.25140/2411-5363-2018-2(12)-25-33.
Yarovui, А. А. (2016). Methods and means of organizing high-performance parallel-hierarchical computing systems with recursive architecture. Monograph. Vinnytsia: VNTU.
Wilcox, D. C. (1994). Turbulence modeling for CFD. DCW Industries, Inc.
Timchenko, L. I., Kutayev, Yu. F., Cheporniuk, S. V., Kokriatskaya, N. I., Yarovyy, A. A., & Denysova, A. E. (2014). New approach for the detection of noise-distorted signals based on the method of S-preparation. IET Image Processing, 8, 11, 627–638. DOI: 10.1049/iet-ipr.2013.0471.
Abolfathia, A., O’Boy, D. J., Walsha, S. J., & Fisherb, S. A. (2017). Investigating the sources of variability in the dynamic response of built-up structures through a linear analytical model. Journal of Sound and Vibration, 387, 163–176.
