Обеспечение безотказности элементов ходовых систем быстроходных гусеничных машин при поектировании на основе моделирования процессов эксплуатации и формирования отказов

• Автор: Абызов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.05.03, 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 274 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Описание условий эксплуатации быстроходной гусеничной машины.

1.2. Моделирование динамической системы шасси гусеничной машины

1.3. Теории поворота гусеничной машины

1.4. Моделирование взаимодействия опорной поверхности гусеницы с грунтом

1.5 Модели накопления усталостных, износовых и термомеханических повреждений

1.6. Цель и задачи исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ. КОНЦЕПЦИЯ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИСПЫТАНИЙ БЫСТРОХОДНЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАГРУЖЕННОСТИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ХОДОВЫХ СИСТЕМ БЫСТРОХОДНЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН
3.1. Требования, предъявляемые к математической модели шасси гусеничной машины
3.2. Корпус и система подрессоривания
3.2.1. Нагрузки в рабочей и свободной ветвях обвода
3.2.2.Нагрузки в опорной ветви обвода. Взаимодействие гусеницы с грунтом
3.3. Трансмиссия и двигатель
3.4.Дифференциальные уравнения движения. Реализация модели
4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГУСЕНИЦЫ С ГРУНТОМ ПРИ КРИВОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ
4.1. Моделирование грунта в пакете программ Ь8-0Т4А
4.2. Определение параметров модели грунта. Тестовые расчеты
4.3. Расчетные исследования взаимодействия трака с грунтом
5. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ БЫСТРОХОДНОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ ПО ТРУДНОПРОХОДИМОЙ МЕСТНОСТИ
5.1. Алгоритм определения функции изменения скорости движения
5.2. Результаты расчетных исследований. Проверка адекватности методики
6. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
6.1. Исследования переходных процессов при прямолинейном
движении машины
6.2. Исследования криволинейного движения машины.
Проверка адекватности математической модели
6.3. Использование математической модели для выбора параметров системы подрессоривания перспективных машин
7. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАГРУЖЕННОСТИ И ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ЗОНАХ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ
7.1. Однопараметрическое случайное нагружение
7.2. Многопараметрическое случайное нагружение
7.3. Напряжения в деталях, непосредственно взаимодействующих
с грунтом
7.3.1. Стохастическая модель грунта
7.3.2. Методика расчета напряжений в опасной зоне трака
8. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОТВЕТСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ СЛУЧАЙНОГО НАГРУЖЕНИЯ
8.1. Методика оценки усталостной долговечности при простом однопараметрическом нагружении
8.2. Примеры применения методики
8.3 Исследование влияния характеристик трассы на результаты
прогнозирования долговечности

8.4. Методика оценки усталостной долговечности в частном случае многопараметрического нагружения
8.4.1. Расчетная оценка усталостной долговечности траков гусениц
9. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ СЛУЧАЙНОМ
МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
9.1. Модель накопления повреждений и ее идентификация
9.2. Проверка адекватности модели
9.3. Проверка эффективности мероприятий по усилению балансиров подвески снегоболотоходной машины
10. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С ПОДАТЛИВЫМИ У ШИРИТЕ ЛЯМИ
10.1. Экспериментальные исследования динамики гусеничной ленты с податливыми уширителями
10.1.1. Комплекс аппаратуры для исследований в ходовых условиях
10.1.2. Методика тензометрических исследований деформированного состояния резинового массива
10.1.3. Результаты экспериментальных исследований
в ходовых условиях
10.1.4. Результаты экспериментальных исследований при стендовых испытаниях
10.2. Математическая модель гусеничной ленты с податливыми уширителями. Результаты расчетных исследований
10.2.1. Моделирование динамики гусеничной ленты с податливыми уширителями
10.2.2.Расчетная оценка усталостной долговечности. Методика ускоренных стендовых испытаний
10.3. Практические рекомендации по изменению
армирования уширителей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

описание опорной поверхности трака быстроходной машины, имеющего грунтозацепы сложной формы, является весьма приближенным. При движении машины происходит одновременное погружение трака в грунт и перемещение в поперечном направлении, сопровождающееся большими деформациями, нагребанием грунта боковой поверхностью и т.п. Для адекватного описания этих процессов необходимо рассматривать сложное напряженно-деформированное состояние грунтового объема с учетом его нелинейных свойств и разрушения.
Строгое описание напряженно- деформированного состояния грунтового массива как в плоской, так и в объемной постановке используется в практике проектирования зданий, при расчете фундаментов и оснований [1]. Грунт при этом характеризуется набором упругих констант (модуль объемной деформации, модуль сдвига, коэффициент Пуассона и т.п.), а для оценки осадок грунта, вызванного нагрузкой от здания, используют аналитические решения, основанные на соотношениях теории упругости и механики грунтов. Очевидно, что такой подход, хотя и позволяет рассматривать задачу о деформировании грунтового массива в объемной постановке, на может быть использован для случая больших деформаций.
В настоящее время, в связи с развитием вычислительной техники и математических методов, для исследования напряженно- деформированного состояния широкое применение находит метод конечных элементов. Разработанные к настоящему времени подходы позволяют проводить исследования как в линейной, так и в нелинейной постановке, в том числе рассматривать разрушение контактирующих тел. Метод конечных элементов находит широкое применение и для моделирования взаимодействия движителей машин с грунтом. Например, в работах [224, 239] для исследования взаимодействия трака с грунтом использована DEM - модель, описывающая грунт как совокупность взаимодействующих частиц. В [229] рассматривается взаимодействие колеса с грунтом; конечноэлементный расчет выполнен с помощью пакета программ Abaqus.