satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2021-20-3-268-274sat-2452Research ArticleМЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛАDEFORMATION IN SOLID MECHANICSМетодика инженерного расчета скобовидных пластинчатых рессорThe Staple-Shape Plate Springs Engineering Calculation MethodСукачМ. К.SukachM. K.

Доктор технических наук, профессор

Адрес для переписки: Сукач Михаил Кузьмич – Киевский национальный университет строительства и архитектуры, просп. Воздухофлотский, 31, 03037, г. Киев, Украина/ Тел.: +38 095 629-74-17 msukach@ua.fm

Address for correspondence: Sukach Mykhailo K. – Kyiv National University of Construction and Architecture? 31, Povitroflotsky Ave., 03037, Kyiv, Ukrain/ Tel.: +38 095 629-74-17     msukach@ua.fm

msukach@ua.fmКиевский национальный университет строительства и архитектурыУкраинаKyiv National University of Construction and ArchitectureUkraine202103062021203268274Copyright © Сукач М.К., 20212021Сукач М.К.Sukach M.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2452

В Киевском национальном университете строительства и архитектуры разработаны новые виды упругих устройств – скобовидная пластинчатая и скобовидная пластинчато-листовая рессоры. Скобовидная пластинчатая рессора представляет собой упругую пластину, концы которой отклонены от ее средней части в одну и ту же сторону и выполнены в виде консолей, снабженных приспособлениями для шарнирного крепления. Средняя часть пластины, расположенной параллельно линии действия нагрузки, выполнена с переменным по длине сечением. В каждом сечении ось, относительно которой момент инерции сечения максимален, перпендикулярна плоскости изгиба рессоры, спроектированной как балка равного сопротивления. Обоснована целесообразность применения скобовидной пластинчатой рессоры для усовершенствования эластичной подвески кабин грузовых автомобилей. Разработаны рекомендации по выбору наиболее перспективного устройства с целью внедрения их в серийное производство, а также методики инженерного расчета таких рессор. Объектами исследований являлись устройства, предназначенные для амортизации динамических нагрузок в машинах и приборах, отличающиеся тем, что они имеют скобовидную форму и подвергаются изгибу в плоскости наибольшей жесткости своих поперечных сечений, а также амортизационные подвески с использованием этих рессор, в частности подвески кабин автомобилей КамАЗ. Внедрение исследования может существенно уменьшить металлоемкость и трудоемкость изготовления упругих устройств, а также окажется полезным при проектировании и эксплуатации эластичных подвесок автомобилей.

The new types of elastic devices – staple-shape plate spring and leaf spring - have been developed at the Kyiv National University of Construction and Architecture. The staple-shape plate spring is an elastic plate where the ends are deflected from its middle part in the same direction and are made in the form of consoles equipped with hinge attachments. The middle part of the plate as a parallel to the line of the load action is designed with variable length section. In each section, the axis, relative to which the moment of the section inertia is a maximum, is perpendicular to the spring bending plane, designed as the equal resistance beam. This article substantiates the feasibility of using a staple-shape plate spring to improve the elastic suspension of truck cabs. The recommendations for choosing the most promising mass production directions, as well as the engineering calculation methods of such springs, have been developed. Objects of the study are devices intended for machines and their components dynamic loads shock absorption, differing in having a bracket shape and being a subject to  bending in the plane of the highest rigidity of their cross sections, as well as shock absorbers using these springs, in particular KamAZ cabs suspension. This research implementation allows significantly reducing the metal consumption and elastic devices manufacture complexity, as well as can be useful in the design and operation of elastic car suspensions.Keywords: elastic device, staple-shaped plate spring, leaf spring, elastic suspension

упругое устройствоскобовидная пластинчатая рессорапластинчато-листовая рессораэластичная подвескаelastic devicestaple-shaped plate springleaf springelastic suspensionReferencesСукач, М. К. Пружна підвіска транспортних засобів / М. К. Сукач // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини: всеукр. зб. наук. праць. Київ: КНУБА, 2017. Вип. 90. С. 73–78.Sukach M. K. (2017) Elastic Suspension of Vehicles. Girnichi, Budivelni, Dorozhni ta Meliorativni Mashini = Mining, Constructional, Road and Melioration Machines, (90), 73–78 (in Ukrainian).Сукач, М. К. Обоснование принципов усовершенствования упругих устройств / М. К. Сукач // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини: всеукр. зб. наук. праць. Київ: КНУБА, 2018. Вип. 91. С. 28–35. https://doi.org/10.26884/gbdmm1891.0301.Sukach M. K. (2018) Justification of the Principles for the Improvement of Elastic Devices. Girnichi, Budivelni, Dorozhni ta Meliorativni Mashini = Mining, Constructional, Road and Melioration Machines, (91), 28–35. https://doi.org/10.26884/gbdmm1891.0301 (in Russian).Сукач, М. К. Теоретические основы расчета скобовидных пластинчатых рессор / М. К. Сукач // Transfer of Innovative Technologies. 2018. Vol. 1, No 2. Р. 40–50. https://doi.org/10.31493/tit1812.0201.Sukach M. K. (2018) Theoretical Foundations for the Calculation of Staple-Shaped Leaf Springs. Transfer of Innovative Technologies, 1 (2), 40–50. https://doi.org/10. 31493/tit1812.0201 (in Russian).Тур, Е. Я. Устройство автомобиля / Е. Я. Тур, К. Б. Серебряков, Л. А. Жолобов. М.: Машиностроение, 1991. 352 с.Tur E. Ya., Serebryakov K. B., Zholobov L. A. (1991) Automotive Design. Moscow, Mashinostroenie Publ. 352 (in Russian).Вихров, А. В. Несущие системы транспортных средств / А. В. Вихров. М.: МАДИ, 1989. 89 с.Vikhrov A. V. (1989) Carrier Systems of Vehicles. Moscow, Publishing House of Moscow Automobile and Road Construction State Technical University. 89 (in Russian).Сирота, В. І. Основи конструкції автомобілів / В. І. Сирота; 2-ге вид., перероб. та доп. Київ: Арістей, 2005. 280 с.Sirota V. I. (2005) Basics of Car Design. Kyiv, Aristey Publ. 280 (in Ukrainian).Вахламов, В. К. Автомобили. Основы конструкции / В. В. Вахламов; 4-е изд., стер. М.: Академия, 2008. 528 с.Vakhlamov V. K. (2008) Cars. Basics of Construction. Moscow, Akademiya Publ. 528 (in Russian).Сукач, М. К. Лабораторные исследования скобовидных пластинчатых рессор / М. К. Сукач // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. 2019. Вип. 94. С. 16–24. https://doi.org/ 10.32347/gbdmm2019.94.0102.Sukach M. K. (2019) Laboratory Research of Staple Plate Springs. Girnichi, Budivelni, Dorozhni ta Meliorativni Mashini = Mining, Constructional, Road and Melioration Machines, (94), 16–24. https://doi.org/10.32347/gbdmm 2019. 94.0102 (in Russian).Сукач, М. К. Оценка точности инженерных расчетов пластинчатых рессор / М. К. Сукач // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. 2020. Вип. 95. С. 5–13. https://doi.org/10.32347/gbdmm2020. 95.0101.Sukach M. K. (2020) Estimation of the Accuracy of Engineering Calculations of Plate Springs. Girnichi, Budivelni, Dorozhni ta Meliorativni Mashini = Mining, Constructional, Road and Melioration Machines, (95), 5–13. https://doi.org/10.32347/gbdmm2020. 95.0101 (in Russian).Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии / А. А. Лебедев [и др.]. Киев: ИД «Ин Юре», 2003. 535 c.Lebedev А. А., Koval'chuk B. I., Giginyak F. F., Lamashevskii V. P. (2003) Mechanical Properties of Structural Materials under Complex Stress State. Kyiv, In Yure Publ. 535 (in Russian).Писаренко, Г. С. Справочник по сопротивлению материалов / Г. С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев; 3-е изд., перераб. и доп. Киев: Дельта, 2008. 816 с.Pisarenko G. S., Yakovlev A. P., Matveev V. V. (2008) Handbook on Strength of Materials. Kyiv, Delta Publ. 816 (in Russian).Прочность материалов и конструкций / ред. кол.: В. Т. Трощенко (отв. ред.) [и др.]. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Академпериодика, 2006. 1076 с.Troshchenko V. T. (ed.). (2006) Strength of Materials and Structures. Kyiv, Akademperiodika Publ. 1076 (in Russian).Гигиняк, Ф. Ф. Міцність конструкційних матеріалів при малоцикловому навантаженні за умов складного напруженого стану / Ф. Ф. Гигиняк, А. О. Лебедев, О. К. Шкодзінський. Київ: Наук. думка, 2003. 270 с.Giginyak F. F., Lebedev A. O., Shkodzinsky O. K. (2003) Strength of Structural Materials under Low-Cycle Loading under Conditions of Complex Stressed State. Kyiv, Naukova Dumka Publ. 270 (in Ukrainian).Вахламов, В. К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета / В. В. Вахламов. М.: Академия, 2006. 569 c.Vakhlamov V. K. (2006) Cars. Design and Calculation Elements. Moscow, Akademiya Publ. 569 (in Russian).Сукач, М. К. Автомобільна підвіска транспортного засобу із застосуванням пластинчастої ресори / М. К. Сукач, В. Г. Гичак // IV Всеукраїнська наукова конференція студентів і молодих вчених “Молодь, освіта, наука, духовність”. Київ: Ун-т Україна, 2007.Sukach M. K., Gichak V. G. (2007) Automobile Suspension of a Vehicle with the Use a Lamellar Spring. IV Vseukraїns'ka Naukova Konferentsіya Studentіv і Molodikh Vchenikh “Molod', Osvіta, Nauka, Dukhovnіst'” [IV All-Ukrainian Research Practice Conference “Youth: Education, Science, Spirituality”]. Kyiv, Open International University of Human Development “Ukraine” (in Ukrainian).Епифанов, Л. И. Техническое обслуживание и ремонт / Л. И. Епифанов, Е. А. Епифанова; 2-е изд. перераб. и доп. М.: ИД «Форум», 2009. 352 с.Epifanov L. I., Epifanova E. A. (2009) Technical Maintenance and Repair of Vehicles. Moscow, Forum Publ. 352 (in Russian).Трощенко, В. Т. Усталость металлов при неоднородном напряженном состоянии / В. Т. Трощенко; ред. Л. Е. Матохнюк. Киев: Ин-т проблем прочности имени Г. С. Писаренко, 2011. 129 с.Troshchenko V. T. (2011) Fatigue of Metals under Non-Uniform Stressed State. Kyiv, G. S. Pisarenko Institrute for Problems of Strength. 129 (in Russian).Кузнецов, В. А. Конструирование и расчет автомобиля. Подвеска автомобиля / В. А. Кузнецов, И. Ф. Дьяков. Ульяновск: УлГТУ, 2003. 60 с.Kuznetsov V. A., Dyakov I. F. (2003) Design and Calculation of the Сar. Car Suspension. Ulyanovsk, Publishing House of Ulyanovsk State Technical University. 60 (in Russian).Кисликов, В. Ф. Будова й експлуатація автомобілів / В. Ф. Кисликов, В. В. Лущик; 6-е вид. Київ: Либідь, 2006. 400 с.Kislikov V. F., Lushchik V. V. (2006) Structure and Operation of Cars. Kyiv, Lybid Publ. 400 (in Ukrainian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.