DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.59-67

Чисельне моделювання пружного гістерезису сипкого матеріалу

В. В. Івлєв

Об авторах

В. В. Івлєв, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, e-mail: ivliev.v.v@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-4878-4794

Анотація

В результаті чисельного моделювання процесу деформації сипкого матеріалу (на прикладі зернового матеріалу) отримані рівняння регресії другого порядку залежностей площі петлі пружного гістерезису і максимального значення сили при 25 % відносній деформації зернового матеріалу від його фізико-механічних властивостей (щільність, коефіцієнт Пуассона і модуль Юнга). Представлені результати можуть бути використані при подальшому моделюванні або при створені фізико-математичних моделей процесу стискання зернового матеріалу в грануляторах, екструдерах та експандерах.

Ключові слова

сипкий матеріал, зерно, стискання, сила, деформація, пружний гістерезис, моделювання, симуляція

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Didukh, L.D. (2016). Mekhanika: pidruchnyk [Mechanics: a textbook]. Ternopilʹ: Pidruchnyky i posibnyky [in Ukrainian].

2. Faraji, G., Kim, H.S. & Kashi, H.T. (2018). Chapter 2 – Severe Plastic Deformation Methods for Bulk Samples. Severe Plastic Deformation. Methods. Processing and Properties. P. 37-112. Doi: 10.1016/B978-0-12-813518-1.00002-3 [in English].

3. Perez-Gonzalez, E.L., Bilodeau, J.-P. & Dor,e G. (2021). Analysis model for permanent deformation in granular materials under the action of superheavy vehicles. Transportation Geotechnics, Vol. 28, 100536. Doi: 10.1016/j.trgeo.2021.100536 [in English].

4. Tsarenko, O.M., Voytyuk, D.H., Shvayko, V.M. et al. (2003). Mekhaniko-tekhnolohichni vlastyvosti silʹsʹkohospodarsʹkykh materialiv [Mechanical and technological properties of agricultural materials]. S.S. Yatsuna (Eds). Kyiv: Meta [in Ukrainian].

5. Ivlyev, V.V. (2018). Doslidzhennya yavyshcha pruzhnoho histerezysu pid chas udarno-mekhanichnoyi vzayemodiyi hruboyi ovechoyi vovny [Study of the phenomenon of elastic hysteresis during shock-mechanical interaction of coarse sheep's wool]. Tekhniko-tekhnolohichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannya novoyi tekhniky i tekhnolohiy dlya silʹsʹkoho hospodarstva Ukrayiny : zb. nauk pratsʹ UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho – Technical and technological aspects of development and testing of new equipment and technologies for agriculture in Ukraine: coll. of Labor Sciences of UkrNDIPVT named after L. Pogorily, Issue 22 (36), 259-263. [in Ukrainian].

6. Aliiev, E.B., Lykhodid, V.V., Zabudchenko, V.M. & Ivlyev, V.V. (2015). Doslidzhennya dynamiky deformatsiyi zvolozhenoyi hruboyi ovechoyi vovny pry ushchilʹnenni [Study of the dynamics of deformation of moistened coarse sheep's wool during compaction]. Tekhnika v silʹsʹkohospodarsʹkomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannya, avtomatyzatsiya – Machinery in Agricultural Production, Industrial Engineering, Automation, Issue 28, 132-138. [in Ukrainian].

7. Labatyuk, Yu. & Aliyev, E. (2014). Rozrakhunok syly oporu deformatsiyi gruntu pid diyeyu robochoho orhana hlybokorozpushuvacha [Calculation of the resistance force of soil deformation under the action of the working body of a deep loosener]. Visnyk Lʹvivsʹkoho natsionalʹnoho ahrarnoho universytetu: ahroinzhenerni doslidzhennya – Bulletin of the Lviv National Agrarian University: agricultural engineering research, 18, 46-52 [in Ukrainian].

8. Volontyr, L.O, Zelinsʹka, O.V., Potapova, N.A. & Chikov, I.A (2020). Chyselʹni metody: Navchalʹnyy posibnyk [Numerical methods: Tutorial]. Vinnytsya: VNAU [in Ukrainian].

9. Simcenter STAR-CCM+ 2021.3. Verification Suite. 2021. 333 p. [in English].

10. Stillinger, Frank H. & Lubachevsky, Boris D. (1993) Crystalline-amorphous interface packings for disks and spheres. Journal of Statistical Physics. 73 (3–4): 497–514. Doi: 10.1007/bf01054337 [in English].

11. Bannikov, D.O &, Tyutʹkin, O.L. (2020). Perspektyvni napryamy rozvytku mekhaniky sypuchoho seredovyshcha [Prospective directions of development of the mechanics of bulk media]. Nauka ta innovscyi – Science and Innovation, Vol. 16, № 2, 45-54. Doi: 10.15407/scin16.02.045 [in Ukrainian].

12. Aliiev, E.B. (2015). Dynamika deformatsiyi roztyahuvannya runa hruboyi ovechoyi vovny [Dynamics of the deformation of the stretching of the fleece of coarse sheep's wool]. Stan ta perspektyvy rozvytku ahropromyslovoho vyrobnytstva Ukrayiny: Visnyk Stepu. Naukovyy zbirnyk – Herald of the Steppe. State and prospects of the development of agro-industrial production of Ukraine: Science. coll., Issue. 12, 169-171. [in Ukrainian].

13. Franklin, S.V. & Shattuck, M.D. (2015). Handbook of Granular Materials. CRC Press. Doi: 10.1201/ b19291 [in English].

14. Aliiev, E., Dudin, V. & Linko, M. (2022). Physico-mathematical apparatus for numerical modelling of feed expander. Machinery & Energetics, 13(3), 9-16. Doi: 10.31548/machenergy.13(3).2022.9-16 [in English].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Дідух Л.Д. Механіка: підручник. Тернопіль: підр. і посіб., 2016. 428 с.
  2. Faraji G., Kim H.S., Kashi H.T. Chapter 2 – Severe Plastic Deformation Methods for Bulk Samples. Severe Plastic Deformation. Methods. Processing and Properties, 2018. P. 37-112. Doi: 10.1016/B978-0-12-813518-1.00002-3
  3. Perez-Gonzalez E.L., Bilodeau J.-P., Dore G. Analysis model for permanent deformation in granular materials under the action of superheavy vehicles. Transportation Geotechnics. 2021. Vol. 28. 100536. Doi: 10.1016/j.trgeo.2021.100536
  4. Механіко-технологічні властивості сільськогосподарських матеріалів: підр. / О.М. Царенко та ін.; за ред. Яцуна С.С. К.: Мета, 2003. 448 с.
  5. Івлєв В.В. Дослідження явища пружного гістерезису під час ударно-механічної взаємодії грубої овечої вовни. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства Україн: зб. наук праць УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. 2018. Вип. 22 (36). С. 259-263.
  6. Дослідження динаміки деформації зволоженої грубої овечої вовни при ущільненні / Е.Б. Алієв, В.В. Лиходід, В.М. Забудченко, В.В. Івлєв. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук праць Кіровоградського нац. техн. ун-ту. 2015. Вип. 28. С. 132-138.
  7. Лабатюк Ю., Алієв Е. Розрахунок сили опору деформації ґрунту під дією робочого органа глибокорозпушувача. Вісник Львівського національного аграрного університету: агроінженерні дослідження. 2014. № 18. С. 46-52.
  8. Чисельні методи: навч. посіб. / Л.О. Волонтир, О.В. Зелінська, Н.А. Потапова, І.А. Чіков. Вінниця: ВНАУ, 2020. 322 с.
  9. Simcenter STAR-CCM+ 2021.3. Verification Suite, 2021. 333 p.
  10. Stillinger, Frank H.; Lubachevsky, Boris D. Crystalline-amorphous interface packings for disks and spheres. Journal of Statistical Physics. 1993. 73 (3–4): 497–514. Doi: 10.1007/bf01054337.
  11. Банніков Д.О., Тютькін О.Л. Перспективні напрями розвитку механіки сипучого середовища. Наука та інновації – . 2020. Т. 16, № 2. С. 45-54. Doi: 10.15407/scin16.02.045.
  12. Алієв Е.Б. Динаміка деформації розтягування руна грубої овечої вовни. Вісник Степу. Стан та перспективи розвитку агропромислового виробництва України : наук. зб. 2015. Вип. 12. С. 169-171.
  13. Franklin S.V., Shattuck M.D. Handbook of Granular Materials. CRC Press, 2015. 522 p. Doi: 10.1201/ b19291
  14. Aliiev E., Dudin V., Linko M. Physico-mathematical apparatus for numerical modelling of feed expander. Machinery & Energetics. 2022. 13(3). Pp. 9-16. Doi: 10.31548/machenergy.13(3).2022.9-16

Copyright (c) 2023 В. В. Івлєв