Обгрунтування параметрів високонавантажених машин на основі моделювання напружено-деформованого стану з урахуванням деградації властивостей основних елементів - Автореферат

У результаті машина, що мала необхідний розрахунковий ресурс і задану навантажувальну здатність в початковий момент експлуатації, втрачає ці властивості до призначеного граничного терміну роботи. Ця обставина підтверджує актуальність теми дисертації, що присвячена задачам вдосконалення розрахунків високонавантажених великогабаритних машин за критеріями заданої навантажувальної здатності та довговічності з урахуванням сумісного впливу експлуатаційних характеристик і деградації властивостей на напружено-деформований стан (НДС) елементів металоконструкції, що реалізуються у вигляді спеціалізованого програмно-модельного комплексу (СПМК), з акцентом на числове моделювання. Маріуполь, по створенню прогресивних конструкцій високонавантажених великогабаритних машин для вітчизняної промисловості, що мають задану навантажувальну здатність і довговічність з урахуванням всього комплексу реальних умов експлуатації і фізико-механічних процесів, що супроводжують роботу машин, а також в рамках договору про співпрацю між ВАТ „ГСКТІ” і Національним технічним університетом “Харківський політехнічний інститут” (НТУ „ХПІ”), м. Метою роботи є вдосконалення розрахунків високонавантажених великогабаритних машин за критеріями забезпечення заданої довговічності та навантажувальної здатності, які враховують сумісний вплив на напружено-деформований стан навантажень та деградації властивостей їх елементів з реалізацією розрахунків за допомогою програмно-модельного комплексу. Наукова новизна одержаних результатів визначається розробленими новими підходами, математичними моделями, що описують напружено-деформований стан елементів високонавантажених великогабаритних машин з урахуванням деградації їхніх властивостей під час експлуатації та розвязанням таких задач: аналітично обгрунтовано напружено-деформований стан елементів ВВМ з урахуванням деградації їхніх властивостей після певного терміну роботи, що сприяє розвитку методів розрахунку даного класу машин за критерієм забезпечення заданої навантажувальної здатності та довговічності;Проте у цих та багатьох інших роботах не поставлено та не накреслено шляхів розвязання проблеми забезпечення заданої навантажувальної здатності та довговічності високонавантажених великогабаритних машин, для яких визначальними чинниками є напружено-деформований стан (НДС) та процеси деградації властивостей основних елементів конструкції, що розглядаються взаємоповязано. Дана обставина породжує актуальну і важливу науково-практичну задачу розробки методів, алгоритмів та моделей для удосконалення розрахунків таких машин за критеріями забезпечення заданої навантажувальної здатності, довговічності та мінімальної матеріалоємності на основі аналізу НДС з урахуванням деградації властивостей їхніх елементів. При розвязанні задачі забезпечення заданого залишкового ресурсу і навантажувальної здатності високонавантажених машин з урахуванням сумісної дії силових чинників і деградації властивостей їхніх елементів основна складність полягає в тому, що і критерії, і обмеження на характеристики і параметри машини, і рівняння стану є звязаними. Таким чином, можна розділити „швидкі” і „повільні” процеси: поточний напружено-деформований стан металоконструкції можна розглядати при квазіпостійних параметрах деградації (досягнутих на момент робочого циклу навантажень), а в загальному випадку змінну дію напруженого стану на деградацію можна замінити деякою постійною інтегральною (за період робочого циклу). (22) де рівняння (20) описують НДС ( - напруження, пружні константи, деформації, навантажуючі сили та переміщення відповідно), рівняння (21) - функцію зменшення товщини , а (22) - залежність механічних властивостей від кількості циклів навантаження, напружень та інших узагальнених параметрів.У роботі отримали подальший розвиток методи розрахунку високонавантажених великогабаритних машин за критеріями забезпечення заданої довговічності та навантажувальної здатності шляхом розробки програмно-модельного комплексу для моделювання напружено-деформованого стану з урахуванням деградації властивостей силових елементів машин з метою обгрунтування структури і параметрів машин, що в сукупності є новим розвязанням актуальної та важливої для виробництва і машинознавства науково-технічної задачі. Із залученням математичного апарату теорії пружності, теорії зношування та опору матеріалів створена єдина комплексна математична модель для моделювання НДС та деградації властивостей елементів металоконструкції високонавантажених машин, що принципово відрізняє її від традиційних частинних моделей, які розглядають ці процеси роздільно. На основі розробленої математичної моделі створений програмно-модельний комплекс (СПМК), що дозволяє розвязувати задачі синтезу за критеріями збереження навантажувальної здатності і залишкового ресурсу високонавантажених машин за станом не тільки на початковий момент (як при традиційному підході), а на наперед заданий з урахуванням необхідного терміну і умов експлуатації.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ