Совершенствование методов обеспечения прочностной надежности несущих систем промышленных тракторов на основе моделирования динамических процессов эксплуатации и накопления усталостных повреждений

• Автор: Халтурин, Виктор Константинович
• Шифр специальности: 05.05.03, 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние проблемы. Цели и задачи исследований.

1.1 Условия работы и эксплуатационная нагруженность несущих систем бульдозернорыхлительных агрегатов.
1.2 Исследование напряженнодеформированного состояния элементов несущей системы промышленного трактора.

1.3 Методы расчета усталостной долговечности.

2 Экспериментальное исследование нагруженносги промышленного трактора в условиях реальной эксплуатации.

2.1 Измерительные устройства. Регистрирующая аппаратура.

2.2 Методика и условия проведения испытаний.

2.3 Результаты экспериментальных исследований.

2.3.1 Режим бульдозирования

2.3.2 Режим рыхления.
2.3.3 Транспортный режим.
2.4 Анализ результатов, формулировка требований к математической модели. Обоснование научной новизны диссертационной работы.
3 Модель процесса эксплуатации промышленного трактора в составе
бульдозернорыхлительного агрегата.
3.1 Общие уравнения динамики бульдозернорыхлительного агрегата
3.2 Спектральный способ решения задач статистической динамики.
3.3 Способ вторичных входных процессов
3.4 Способ непосредственного интегрирования уравнений динамики
4 Методы расчета ресурса узлов и деталей несущих систем промышленных тракторов при многопараметрическом случайном воздействии.
4.1 Нагрузки, действующие на детали несущей системы промышленного трактора.
4.2 Исследование полей напряжений и обоснование выбора потенциально возможных зон усталостных повреждений.
4.3 Оценка ресурса деталей по критерию усталостного разрушения
5 Комплексный подход к задачам обеспечения надежности несущих систем дорожностроительной техники.
5.1 Постановка задачи
5.2 Расчетные исследования.
5.3 Экспериментальные исследования.
5.4 Результаты экспериментальных исследований
5.5 Предложения, возможности оперативного внедрения результатов работы
5.5 Проверка адекватности предлагаемого подхода
Заключение и выводы
Список литературы


Применение этих параметров позволяет рассчитать потенциальную производительность. Известные методы расчетов основываются на использовании статических уравнений равновесия усилий со стороны силовой установки и реакций, приложенных к рабочим орудиям и ходовой части, со стороны внешней среды. Аналитические модели силовых и энергетических характеристик рабочих процессов землеройных агрегатов представлены в фундаментальных работах И. А. Артемьева, В. И. Баловнева [8], Ю. А. Ветрова, Н. А. Н. Зеленина, Б. М. Позина [], Д. И. Федорова [] и других авторов. Общепризнано, что процессы нагружения промышленного трактора в общем случае являются случайными функциями времени, обусловленными изменением таких аргументов, как физико-механические свойства грунта, скорости движения трактора, траектории движения рабочего органа, действий оператора и др. Большая часть научно-исслсдоваельских и опытно-конструкторских работ по экспериментальному исследованию эксплуатационной нагруженности промышленных тракторов проведена службами Челябинского тракторного завода, Научно-исследовательского института автотракторной техники (ЧФ НАТИ), УралНИИС. Значительные по объему и научному уровню экспериментальные исследования рабочих на! В. И. Костюченко []. В результате был выявлен различный характер нагру-женности трактора на стадии резания и набора призмы и стадии транспортирования. В зависимости от времени этапа резания и набора призмы грунта изменяется интенсивность нагружения трактора на этом этапе, как правило, и по частоте, и по амплитуде. Вопросы моделирования динамики тракторов и быстроходных гусеничных машин исследованы в работах В. Я. Аниловича, И. Б. Барского, Г. С. Белоутова, А. А. Благонравова, В. В. Гуськова, А. А. Дмитриева, Н. А. Забавникова, Г. О. Котиева, В. И. Красненькова, Г. М. Кутькова, А. О. Никитина, А. А. Полунгяна, В. А. Савочкина, Л. В. Сергеева, В. М. Шарипова и других авторов. Наиболее близко к теме диссертации динамика трактора исследована в работе Г. М. Кутькова [], здесь излагаются математические и экспериментальные методы исследования динамических процессов в сельскохозяйственных тракторах. Решение этой задачи стало возможным благодаря быстрому развитию в -е гг. При этом учтены характеристики двигателя, буксование гусеничного движителя, случайность внешних нагрузок со стороны рабочего органа и другое. Автором определены показатели нагруженности трансмиссии при разгоне, переключении передач, поворотах, работе с нагрузкой на крюке, при движении по неровностям. Многочисленные расчетные исследования позволили исследовать влияние параметров трансмиссии, двигателя, подвески на тяговодинамические показатели трактора. Однако следует отметить, что эта работа выполнена для сельскохозяйственного трактора с кареточной подвеской. В связи с принципиальными отличиями условий работы и, соответственно, конструкции несущей системы промышленных и сельскохозяйственных тракторов, применение упомянутой методики для анализа динамики промышленного трактора затруднительно - наличие полужесткой подвески промышленного трактора делает невозможной формулировку условий динамического равновесия корпуса трактора. Задача движения трактора с индивидуальной и балансирной подвесками по неровностям пути не представляла особых сложностей, поскольку она решена в предположении безотрывного касания каждого опорного катка поверхности дорожного полотна. Решение задачи динамики трактора с полужесткой подвеской изложено в работе [9]; авторами рассматриваются колебания корпуса в вертикальной продольной плоскости, проходящей через плоскость продольной симметрии машины. В работе рассмотрена упрощенная модель учета влияния полужесткого опорного механизма на колебания корпуса трактора при случайном микропрофиле пути при этом расчет колебаний корпуса трактора сводится к расчету подвески с индивидуальным подресори-ванием. Авторами определены амплитудо-частотные характеристики, ускорения корпуса трактора, спектральные плотности ускорений и другие показатели динамической нагруженности.