Оценка интенсивности накопления усталостных повреждений несущих конструкций кузова карьерного самосвала для различных эксплуатационных режимов

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.

1. Ярошевич 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.

2. Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика усталости деталей машин. – Минск: Наука и техника, 1983. – 246 с.

9. 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.

10. 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.

11. Степнов М.Н. Расчётные методы оценки характеристик сопротивления усталости материалов и элементов конструкций. – М.: МАТИ, 2003. – 119 с.

12. 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.

13. 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.