Основы проектирования и технологии изготовления мягких пневмодомкратов
Рис. 1. Мягкие домкраты морские для снятия аварийных судов с мели
Мягкие домкраты (МД) относятся к напорным оболочечным конструкциям. Находящаяся в них сжатая рабочая среда, замкнутая в прочную герметичную мягкую оболочку (МО), обладая потенциальной энергией, используется для совершения механической работы по преодолению действующих внешних нагрузок.
МД применяют в качестве подъемников, особенностью которых является обратимость предельных состояний, приводящих к потере несущей способности, в результате чего, меняя уровень избыточного давления в пределах номинальной прочности материала, можно управлять этими нагрузками.
Наибольшие значения рабочих характеристик МД достигаются при максимальной работе давления и объема, которые обеспечиваются с одной стороны высокими прочностными свойствами конструкционного материала, с другой стороны геометрической формой замыкающей оболочки, стабилизирующей эти характеристики при эксплуатации.
Высокая герметичность и эластичность оболочек обеспечивают минимальные потери давления и объема (то есть энергии).
Так как в процессе эксплуатации МД происходят значительные перемещения поверхности и изменения геометрической формы под нагрузкой, то они являются нормально неравнонапряженными, обладающими зонами как одноосного, так и двухосного напряжения.
Начальная форма деформированной (массой груза) оболочки – плоскость контакта, равная максимальной площади (центрального) сечения МО (Рис.2).
В процессе перемещения она преобразовывается в пространственную оболочку заданного объема с изменяющимся соотношением геометрических размеров (высоты и площади контакта), а, следовательно, работы давления и объема в зависимости от ее раскройной формы.
МД представляет собой составную (сложную) геометрическую форму с соотношением размеров за пределами условия складкообразования [1].
Условия эксплуатации – минидинамика. Отсюда следует, что традиционная схема проектирования МО, для МД с изменяемой геометрией чрезвычайно громоздка.
Таким образом, основами проектирования и технологии изготовления МД являются зависимости рабочих характеристик, а также напряженного состояния оболочки от геометрических размеров деформированной оболочки в условиях действием внешних нагрузок.