namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»BQEVNDnami-379Research ArticleАВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕAUTOMOBILE DEVELOPMENTОценка интенсивности накопления усталостных повреждений несущих конструкций кузова карьерного самосвала для различных эксплуатационных режимовEvaluation of fatigue damage accumulation intensity of load-bearing structures of mine dump truck body for different operation modesЛитвинюкП. С.LitviniukP. S.

Литвинюк Павел Сергеевич - научный сотрудник

г. Минск 220072

Litviniuk P.S. – research assistant

Minsk 220072

Zhodino 222161

pavel1996by@yandex.ruШмелёвА. В.ShmialiouA. V.

Шмелёв Алексей Васильевич – канд. техн. наук, заместитель генерального директора по научной работе

г. Минск 220072

Shmialiou A.V. – PhD (Eng), deputy general director for Research

Minsk 220072

КравченокА. Л.KrauchonakA. L.

Кравченок Алексей Леонидович – научный сотрудник

г. Минск 220072

Krauchonak A.L. – research assistant

Minsk 220072

НасковецА. М.NaskovetsA. M.

Насковец Александр Михайлович – генеральный конструктор – начальник НТЦ им. А.Н. Егорова

г. Жодино 222161

Naskovets A.M. – general designer – head of the Scientific and Technical Center named after A.N. Egorov

Zhodino 222161

Объединённый институт машиностроения НАН БеларусиБеларусьThe Joint Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus; OJSC BELAZ – managing company of the holding BELAZ-HOLDINGBelarusОбъединённый институт машиностроения НАН БеларусиБеларусьThe Joint Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of BelarusBelarusОАО «БЕЛАЗ» – управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ»,БеларусьOJSC BELAZ – managing company of the holding BELAZ-HOLDINGBelarus20250907202502615Copyright © Литвинюк П.С., Шмелёв А.В., Кравченок А.Л., Насковец А.М., 20252025Литвинюк П.С., Шмелёв А.В., Кравченок А.Л., Насковец А.М.Litviniuk P.S., Shmialiou A.V., Krauchonak A.L., Naskovets A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/379

Введение (постановка задачи и актуальность). Перспективным направлением снижения затрат на выпуск новой продукции является применение компьютерного моделирования для проверки новых конструкций в условиях эксплуатации, что позволяет оценивать эффективность новых конструктивных решений с уменьшением количества натурных испытаний.Цель исследования – разработка средств оценки интенсивности накопления усталостных повреждений несущих конструкций кузова карьерного самосвала с применением компьютерного моделирования эксплуатационных режимов нагружения.Методология и методы. В статье приводится описание разработанной методики по оценке интенсивности накопления усталостных повреждений в несущей конструкции кузова карьерного самосвала с применением методов компьютерного моделирования, включающего в себя динамическое моделирование, дискретно-элементное моделирование и конечно-элементное моделирование.Результаты и научная новизна. Разработанная методика прошла валидационные исследования, по результатам которых были получены данные о темпах накопления усталостных повреждений. Сделаны выводы о том, что рассмотренная методика позволяет получить достоверные результаты в области усталостных повреждений силовой конструкции платформы.Практическая значимость. Разработанная методика позволяет сокращать материальные и временные затраты при разработке новых несущих конструкций кузовов карьерных самосвалов путём сокращения предсерийного прототипирования реальных моделей и апробирования предлагаемых решений.

Introduction (problem statement and relevance). A promising area for decreasing the costs for new products release is application of computer simulation in order to check new designs under operation conditions. This area allows evaluation of efficiency of new design solutions with reduction of the field tests quantity.The purpose of the study is to develop tools for evaluation of intensity of fatigue damage accumulation of load-bearing structures of a mine dump truck body with application of computer simulation of operational loading modes.Methodology and research methods. The paper describes the procedure developed for evaluation of intensity of fatigue damage accumulation in the load-bearing structure of a mine dump truck body with application of computer simulation methods including dynamic simulation, discrete element modeling and finite element modeling.Scientific novelty and results. The developed procedure underwent validation studies, based on the results of which the fatigue damage accumulation rates were obtained. It has been concluded that the examined procedure allows obtaining consistent results in the field of fatigue damage of the platform load-bearing structure.Practical significance. The developed procedure allows reduction of financial and time expenditures in development of new load-bearing structures of mine dump truck bodies by reducing pre-series prototyping of actual models and approbation of the proposed solutions.

карьерный самосвалкузовнесущая конструкцияметодикаиспытанияусталостьнакопление поврежденийquarry truckbodyload-bearing structureproceduretestsfatiguedamage accumulationReferencesЯрошевич М.В., Кравчук А.С., Шум Н.П. Оптимизация бизнес-процесса изготовления силовых трансформаторов новой конструкции // The Scientific Heritage. – 2022. – № 84. – С. 5–33. DOI: 10.24412/9215-0365-2022-84-5-33-40.Yaroshevich M.V., Kravchuk A.S., Shum N.P. [Optimization of the business process for manufacturing power transformers of a new design]. The Scientific Heritage, 2022, no. 84, pp. 5–33. DOI: 10.24412/9215-0365-2022-84-5-33-40. (In Russian)Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с.Basov K.A. [ANSYS: user’s guide]. Moscow, DMK Press Publ., 2005. 640 p. (In Russian)Дубинкин Д.М. Методика определения нагрузок, действующих при погрузке и разгрузке грузовой платформы (кузова) карьерного самосвала // Горное оборудование и электромеханика. – 2022. – № 3. – С. 31–49. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-3-31-49.Dubinkin D.M. [Method of determining the loads acting during loading and unloading of the cargo platform (body) career self-dump]. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika, 2022, no. 3, pp. 31–49. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-3-31-49. (In Russian)Шмелёв А.В., Лисовский Э.В., Шляжко С.А. и др. Расчётная оценка усталостной долговечности несущих конструкций карьерного самосвала на основе комплексного компьютерного моделирования процессов нагружения и накопления повреждений // Механика машин, механизмов и материалов. – 2020. – № 1 (50). – С. 33–44. DOI: 10.30836/2520-6755.2020.1(50).204051.Shmialiou A.V., Lisovskiy E.V., Shlyazhko S.A. et al. [Estimated assessment of fatigue life of loadbearing structures of a quarry dump truck based on complex computer modeling of loading processes and damage accumulation]. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov, 2020, no. 1 (50), pp. 33–44. DOI: 10.30836/2520-6755.2020.1(50).204051. (In Russian)Дубинкин Д.М., Ялышев А.В. Анализ конструкции и обоснование применения грузовых платформ карьерных самосвалов грузоподъёмностью 90 тонн // Техника и технология горного дела. – 2021. – № 3. – С. 61–78. DOI: 10.26730/2618-7434-2021-3-61-78.Dubinkin D.M., Yalyshev A.V. [Analysis of constructions and justification for the use of loading platforms for 90-ton quarry dump trucks]. Tekhnika i tekhnologiya gornogo dela, 2021, no. 3, pp. 61–78. DOI: 10.26730/2618-7434-2021-3-61-78. (In Russian)Дубинкин Д.М. Основы цифрового создания карьерных самосвалов // Горное оборудование и электромеханика. – 2022. – № 2 (160). – С. 39–50. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-2-39-50.Dubinkin D.M. [Fundamentals of digital creation of mining dump trucks]. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika, 2022, no. 2 (160), pp. 39–50. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-2-39-50. (In Russian)Литвинюк П.С., Кисельков А.Л., Хацкевич А.С., Насковец А.М. Исследование нагруженности и долговечности платформы самосвала при моделировании загрузки сыпучим грузом // Актуальные вопросы машиноведения. – 2023. – Т. 12. – С. 248–254. EDN: MSYAOQ.Litviniuk P.S., Kisel’kov A.L., Khatskevich A.S., Naskovets A.M. [Investigation of loading and durability of a dump truck platform when simulating bulk cargo loading]. Aktual’nye voprosy mashinovedeniya, 2023, vol. 12, pp. 248–254. EDN: MSYAOQ. (In Russian)Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика усталости деталей машин. – Минск: Наука и техника, 1983. – 246 с.Pochtennyy E.K. [Durability prediction and fatigue diagnostics of machine parts]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1983. 246 p. (In Russian)Расчёты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытаний на многоцикловую усталость деталей машин, элементов конструкций и полуфабрикатов: методич. указания. – Ч. I. – 2-я ред. – Минск: ИНДМАШ АН БССР, 1980. – 27 с.[Calculations and strength tests in mechanical engineering. Methods of testing for high-cycle fatigue of machine parts, structural elements and semi-finished products: methodical instructions. Part I. 2nd ed.]. Minsk, INDMASh AN BSSR Publ., 1980. 27 p. (In Russian)Дубинкин Д.М., Чичекин И.В., Левенков Я.Ю., Арутюнян Г.А. Разработка имитационной модели динамики карьерного автосамосвала для определения нагрузок, действующих на несущую систему и грузовую платформу при загрузке и разгрузке дисперсного груза // Горная промышленность. – 2021. – № 6. – С. 117–126.Dubinkin D.M., Chichekin I.V., Levenkov Ya.Yu., Arutyunyan G.A. [Development of a simulation model of the dynamics of a quarry dump truck to determine the loads acting on the supporting system and cargo platform during loading and unloading of dispersed cargo]. Gornaya promyshlennost’, 2021, no. 6, pp. 117–126. (In Russian)Степнов М.Н. Расчётные методы оценки характеристик сопротивления усталости материалов и элементов конструкций. – М.: МАТИ, 2003. – 119 с.Stepnov M.N. [Calculation methods for assessing the fatigue resistance characteristics of materials and structural elements]. Moscow, MATI Publ., 2003. 119 p. (In Russian)Испеньков С.А. Моделирование динамической нагруженности рам карьерных самосвалов для оценки и повышения их долговечности: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Минск: Объед. ин-т машиностроения НАН Беларуси, 2013. – 21 с.Ispen’kov S.A. [Modeling of dynamic loading of quarry dump truck frames to assess and improve their durability. Cand. eng. sci. abstr. thesis]. Minsk, Science Joint Institute of Mechanical Engineering National Academy of Sciences of Belarus, 2013. 21 p. (In Russian)Шмелёв А.В. Совершенствование методов схематизации случайных процессов нагружения и расчёта усталостной долговечности несущих конструкций грузовых автомобилей: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Минск: Объед. ин-т машиностроения НАН Беларуси, 2010. – 20 с.Shmialiou A.V. [Improving methods for schematizing random loading processes and calculating the fatigue life of load-bearing structures of trucks. Cand. eng. sci. abstr. thesis]. Minsk, Science Joint Institute of Mechanical Engineering National Academy of Sciences of Belarus, 2010. 20 p. (In Russian)

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