Методология разработки рациональных конструкций несущей системы и ходовой части большегрузных строительных автомобилей-самосвалов

• Автор: Павленко, Петр Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 400 с. : ил.

с ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ 14 СОЗДАНИЯ НАДЕЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ И ХОДОВОЙ ЧАСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Выводы по главе и задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА НЕСУЩУЮ СИСТЕМУ И УЗЛЫ ХОДОВОЙ ЧАСТИ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
• САМОСВАЛОВ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ПОЛИГОННЫХ
УСЛОВИЯХ
2.1. Условия эксплуатации большегрузных строительных автомобилей-самосвалов
2.2. Особенности конструкций несущих систем и узлов ходовой
части большегрузных строительных автомобилей-самосвалов
2.3. Анализ эксплуатационных разрушений несущих систем и узлов ходовой части большегрузных строительных автомобилей-самосвалов
^ 2.4. Нагрузки, действующие в эксплуатации на несущие системы и
узлы ходовой части автомобилей-самосвалов
2.5. Экспериментальные исследования эксплуатационной
напряженности рамы и узлов ходовой части автомобилясамосвала
Выводы по главе
3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ШАССИ С САМОСВАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ-САМОСВАЛОВ
3.1. Исследование угловой жесткости несущей системы автомобилей-самосвалов
3.1.1. Методика оценки угловой жесткости несущей системы автомобилей
3.1.2. Исследование угловой жесткости несущей системы автомобилей-самосвалов
3.2. Исследование силового взаимодействия рамы с самосвальной установкой
# 3.3. Анализ пространственного взаимодействия рамы с
надрамником
3.4. Анализ деформируемости несущей системы автомобиля-самосвала при разгрузке

3.5. Методика численно - экспериментального анализа жесткости и
прочности рамы с учетом податливости узлов
3.5.1. Схема расчета рамы на основе метода перемещений
3.5.2. Кинематический анализ узлов рамы методом конечных
элементов
3.5.2.1. Основные соотношения
3.5.2.2. Схема построения матрицы жесткости
3.5.2.3. Подготовка исходной информации
3.5.2.4. Расчет составных оболочек. Условия стыковки
3.5.2.5. Нумерация
3.6. Расчет рамы в сборе с осью балансира при действии
вертикальной и горизонтальной кососимметричных нагрузок
3.7. Исследование прочности соединений поперечин с
лонжеронами рамы
3.8. Исследование напряженно-деформированного состояния узла
пятой поперечины рамы
Выводы по главе
4. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЖЕСТКОСТИ, ПРОЧНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЕЙСАМОСВАЛОВ
4.1. Постановка задачи и оценочный расчет напряженно-деформированного состояния штампо-сварного картера
ведущих мостов по балочной теории
4.2. Экспериментальные исследования картера мостов методами
лаковых покрытий и тензометрирования
4.3. Исследование картера методом оптически чувствительных
покрытий
4.4. Определение уровней и характера распределения остаточных
напряжений в балке картера
4.5. Численное исследование напряженно-деформированного
состояния картера заднего моста, как оболочки сложной геометрии
4.5.1. Вычисление потенциальной энергии деформации
4.5.2. Вычисление деформаций
4.5.3. Алгоритм построения матрицы жесткости элемента
4.5.4. Задание исходной информации о геометрии
4.5.5. Определение узловых сил на элементе
4.5.6. Проверка полученных теоретических положений
4.6. Расчет картера ведущего заднего моста
4.7. Исследования усовершенствованных конструкций картера
заднего моста
4.7.1. Картер с различными сечениями балки
4.7.2. Картер с крышкой, круглой в плане и измененной формой
меридиана

4.7.3. Картер заднего моста с удлиненной в плане крышкой
4.7.4. Экспериментальное исследование влияния формы крышки картера на его напряженно-деформированное состояние
4.8. Исследование циклической долговечности сварного
соединения цапфы с балкой картера моста
4.9. Исследования жесткости, прочности и циклической долговечности картера (балки) переднего моста автомобиля-самосвала
4.10 Исследование прочности фланцевого соединения шаровых опор с картером моста полноприводного автомобилясамосвала
Выводы по главе
5. РАСЧЕТЫ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ И ХОДОВОЙ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЕЙ-САМОСВАЛОВ
5.1. Методы расчета усталостной долговечности
5.2. Исследование накопления усталостных повреждений для
случая нерегулярного нагружения с перегрузками
5.3. Выбор метода расчета усталостной долговечности элементов несущей системы и ходовой части автомобилей-самосвалов
5.4. Расчетная оценка усталостной долговечности элементов несущей системы и ходовой части автомобилей-самосвалов на основе результатов стендовых испытаний
5.5. Оценка соответствия усталостной долговечности деталей автомобиля нормативным требованиям
5.6. Стендовые испытания элементов несущей системы и ходовой части автомобилей-самосвалов на усталость
5.7. Общие принципы проектирования конструкций несущей системы и ходовой части автомобилей-самосвалов по
критерию сопротивления усталости
5.8. Методология разработки рациональных по жесткости, прочности, ресурсу и металлоемкости конструкций несущей системы и ходовой части автомобилей-самосвалов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Пакет прикладных программ. Исходные предположения
Исходные данные
Ввод исходных данных
Вывод результатов
Структура программы
при загрузке самосвала, перевозке им груза и разгрузке. Состояния загрузки и перевозки грузов являются общими для любого грузового автомобиля. Для самосвалов они связаны только с более тяжёлыми условиями эксплуатации. Состояние разгрузки является специфичным для самосвалов.
На неподвижный автомобиль-самосвал действуют статические нагрузки, из которых на раму и надрамник (если таковой имеется) действуют только подрессоренные нагрузки, включающие в себя вес силового агрегата, кабины с водителем и пассажирами, кузова с грузом, топливного бака, аккумуляторных батарей, запасного колеса и других вспомогательных элементов, а также вес самой рамы и надрамника. Колёса, картеры задних мостов и балка (картер) переднего моста воспринимают, нагрузки от выше указанных подрессоренных масс самосвала, а также нагрузки от веса рессор подвески и веса главных передач с полуосями.
При загрузке самосвала экскаватором или с бункера возникают ударные нагрузки, воспринимаемые непосредственно кузовом и передаваемые надрамнику, раме, через рессоры подвески балке (картеру) переднего моста картерам задних мостов и колёсам. Значения этих нагрузок могут быть различными в зависимости от вида и веса падающего груза, высоты его падения, жесткостных параметров конструкции автомобиля и так далее.
При транспортировании груза различают нагрузки, возникающие при движении самосвала по ровной дороге и по дороге с большими неровностями. Считается, что при движении с большой скоростью по относительно ровной дороге, на самосвал действуют главным образом вертикальная симметричная динамическая нагрузка /%,, которую определяют, как сумму статической нагрузки Рст и сил инерции
где К0~+Ы% - динамический коэффициент или коэффициент перегрузки, зависящий от вертикальных ускорений а.